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莲瓣兰野生资源研究与利用存在的问题与建议

发布时间:2019-09-29


  莲瓣兰 (Cymbidium tortisepalum Y?S?WuetS. C. Chen) 是 兰 科 (Orchidaceae) 兰 属(Cymbidium)植物,其野生资源主要分布于云南大理、怒江、保山、迪庆和丽江等州、市。莲瓣兰植株形态优美,花型多变,花色丰富,深受中国、日本、韩国和东南亚等国家人们的喜爱。由于莲瓣兰资源稀少,市场价格居高,莲瓣兰野生资源遭到了毁灭式的采挖,导致其居群数量急剧减少,生存环境遭到严重破坏,资源已濒临灭绝。目前国内外对莲瓣兰资源的研究和利用多集中在野生资源的驯化、新品种的选育及部分生物学特性的观察。本文综合分析云南野生莲瓣兰资源的生存和利用现状,总结已有的研究和利用成果,提出开展相关研究的建议,为有效保护和合理利用云南野生莲瓣兰资源提供依据。

  1 云南孕育丰富的野生莲瓣兰资源

  云南是世界公认的植物王国,兰花资源极为丰富。资料表明,中国有 1200多种兰科植物,云南就有 600多种,其中 200多种为云南特有。在云南特有的这 200多种兰花中,异彩纷呈、万紫千红的兰花当属莲瓣兰。莲瓣兰已经成了观赏价值及经济价值较高且开发前景较好的滇兰主体花种。

  1.1 莲瓣兰的分类地位和形态特征

  莲瓣兰是兰属植物中被认识较早、但被发掘较晚的一个种。关于 “莲瓣”这一称谓的文献最早可追溯到 《南中幽芳录》一书。在随后的云南各地史志中也常有提及。在学术界,早期一般将莲瓣兰作为春兰的一个变种。20世纪 50年代,中国科学院的唐进和汪发瓒教授对云南兰科植物做了大量调查研究,根据产地群众习惯的叫法,首次将莲瓣兰独立命名为 CymbidiumlianpanTangetWang。由于这一学名不规范,且当时国内外学术界缺乏交流等原因,未得到广泛承认。直到1995年才正式将莲瓣兰单独列为一个物种,确定拉丁 名 为 C.tortisepalum Y.S.WuetS.C.Chen。2003年,陈心启和刘仲健先生对我国兰属植物分类系统进行了更正,将莲瓣兰从春兰的变种中分离出来,莲瓣兰这一物种及其拉丁名才得到学术界公认。
  莲瓣兰别名小雪兰、卑亚兰、菅草兰,属地生植物。根白色、粗壮 (直径 0?5~1?0cm),根长 20~50cm;假鳞茎,较小,包藏于叶基之内,椭圆形或卵形,长0?8~1?2cm,宽0?5~1?0cm;叶 4~8片,带形或线形,长 30~50cm,宽0?4~1?4cm,绿色,无光泽,先端渐尖,叶缘有细锯齿,中脉及两侧平行脉明显,基部常抱合对折,横切面呈现 “V”形,无叶柄痕 (关节),叶质较软,多弓形弯曲,叶片斜上生长 5~6cm后逐渐弯曲下垂;花葶直立或稍倾斜,长 20~30cm,高出叶面或与叶面等高;花序着花 2~5朵,生长不良时仅开 1朵;花苞片长 2~4?5cm,宽0?6~0?7cm。花色有红、紫红、粉红、白、黄、绿等色,香气清纯,萼片与花瓣上常有纵脉纹 7~9条,唇瓣上有深色斑点或斑块。花期 12月至次年 3月。

  1.2 云南野生莲瓣兰形态分化与鉴赏

  莲瓣兰野生资源主要分布于云南大理、怒江、保山、迪庆和丽江等州、市。近年来,在四川西南部、云南东北部地区以及台湾地区也发现有少量分布。从地理分布上看,东经 96°~99°,北纬24°~28°之间,即云南西北部 “三江” (金沙江、怒江、澜沧江)并流的狭窄区域是莲瓣兰野生资源的富集区。这一区域是我国高山、峡谷相间,垂直气候变化明显,生物物种资源异常丰富的横断山脉区。其海拔高差达 5000m以上,干湿季分明,水系众多,植物资源十分丰富。这一区域森林覆盖率高,林下荫蔽度一般大于 60%,空气湿度 60% ~80%,土壤常年保持湿润,养分含量高,pH值在 5?5~6?5之间。这种生态条件下莲瓣兰具有既喜温暖湿润,又耐低温干旱的习性。由于分布区内地理纬度、海拔、气温、日照条件等差别,造成不同地方野生莲瓣兰株型、叶型、花型、花色的显着差异。
  莲瓣兰的鉴赏主要分为花艺鉴赏和叶艺鉴赏。花艺鉴赏依据莲瓣兰的瓣型分为:第一品位莲瓣兰为梅瓣花;第二品位莲瓣兰的瓣型名花为荷瓣花;第三品位莲瓣兰为水仙瓣花。叶艺鉴赏依据莲瓣兰的叶形予以判定,叶姿以短、矮,叶疏密有致,叶形多姿为美。
  莲瓣兰花艺鉴赏或叶艺鉴赏,其评价等级是综合性状的体现。如作为第一品位莲瓣兰的梅瓣花,还应具备花容端庄,结构圆实,质地厚实柔润,萼体短、萼基细小,萼缘紧边呈里扣状,花瓣必须起兜,并且肉质化,唇瓣坚实形短而状圆,舌态平伸或上翘等特征;第二品位莲瓣兰的荷瓣花,其萼片长宽比在 2∶1之内,萼片必须放脚收根,萼缘紧边内卷,花瓣肉质厚、圆实,先端往内收,两捧瓣紧靠鼻头,唇瓣形大等特征;第三品位莲瓣兰的水仙瓣花,其萼片稍长而阔大,状如两头细,中段弧圆的梭形,萼端有尖峰,萼基收细,花瓣有起兜或浅兜,唇瓣下垂而微后卷等特征。依据叶艺鉴赏莲瓣兰的优等品除叶形优美外,其花大多能开在叶上,叶面上呈黄色、白色、水晶、图斑等艺向。叶艺分为爪艺、覆轮艺、缟艺、斑艺及缟斑艺。水晶艺有龙形水晶、凤形水晶、虎形水晶等形式。图斑艺有平滑艺、皱纱艺、火烧艺等。无论依据莲瓣兰花艺鉴赏还是叶艺鉴赏,其评价标准都因人而异,其评价级别是综合性状的体现。

  2 莲瓣兰资源的研究和利用现状

  2.1 莲瓣兰组织培养及共生菌方面的研究

  韩国学者对莲瓣兰中的斑叶类型进行了茎尖组织培养,获得了再生植株。李海峰等对莲瓣兰杂交育种及杂交种子非共生萌发开展了研究,发现莲瓣兰种间杂交亲和性较强,杂交种子在非共生条件下难以萌发,但在原生地播种容易萌发。同时,何正春等还研究了氯化汞浓度、灭菌时间及超声波处理时间对莲瓣兰原生地萌发胚的真菌污染控制和胚成活的影响,提出胚成活率达到80?0%以上的灭菌方法。李明对莲瓣兰根部共生菌开展了研究,指出共生真菌在莲瓣兰生长中有促进作用。柯海丽等认为共生真菌为种子萌发、根状茎萌芽及植株生长发育提供营养物质,可能是影响莲瓣兰植物分布与生存的主要因素。这些研究表明,莲瓣兰的种子萌发、再生和生长都与共生菌有关系,因此,需要对莲瓣兰种子繁殖和营养繁殖机理开展深入的研究,揭示莲瓣兰的繁殖策略,为保护野生莲瓣兰资源提供理论依据。

  2.2 莲瓣兰的栽培技术

  由于莲瓣兰的观赏价值逐渐受到重视,其栽培技术研究较多,但多处于保密状态,公开报道文献较少。据张仲武和王怀秀的研究结果,莲瓣兰的栽培技术概括为几点:(1)莲瓣兰花盆的选择,室内养兰可选用塑料盆,但最好选择透气性好、观赏性强的砂盆;(2)培养土的选择,莲瓣兰的最佳培养土是腐殖质土;还可以自制培养土,可用腐叶土、锯末、刨花、水苔、树皮、谷壳等粉碎,用前需日晒,最好用药物进行杀菌; (3)上盆和换盆,上盆时盆底放上四分之一的碎砖或炭渣,再铺上一层棕皮,可防止害虫侵害兰根,兰株在栽前用甲基托布津或多菌灵浸泡 3~5min,晾干后上盆,每盆 5~7株一丛,栽后淋定根水;(4)浇水,冬春两季中午浇,夏秋夕阳落山时浇,一般 5~7d浇 1次水;(5)施肥,最好施有机肥,如禽畜干粪敲碎后浸泡发酵 30~50d后,兑水 30~50倍后浇根不能浇到叶面上,其次是根外施肥,可用尿素、磷酸二氢钾每克兑水 1000g的比例喷施叶面。一般每月追液体肥 1次,根外追肥 10~15d左右 1次;(6)光照,莲瓣兰适宜阴凉,忌高温和阳光暴晒,每半个月转盆 1次,使叶片受光均匀;(7)病虫害防治,莲瓣兰主要发生的病害有:黑粉病、烂根、烧尖等。可用甲基托布津、多菌灵、乐果等按一定比例喷洒,浓度宜低不宜高,在温室养兰要注意根腐病等的发生,因此要注意通风。尽管上述方法对指导莲瓣兰的人工栽培具有一定的指导作用,但只是共性技术,还缺乏基础理论研究和技术研究,特别是缺乏针对不同观赏价值的莲瓣兰专门栽培技术的研究,给有效开发和利用莲瓣兰资源带来了一定的困难。

  2.3 莲瓣兰保护遗传学

  保护遗传学就是运用遗传学的原理和研究手段,以生物多样性尤其是遗传多样性的研究和保护为核心的一门新兴科学。它运用居群遗传学理论,研究物种遗传变异,探讨其在环境变化和人为活动影响下的变化过程,并通过系统进化理论和方法研究物种进化历史,为生物资源的保护和利用提供理论和实践依据。它是一门融合了群体遗传学、分子生物学、生态学、数学以及系统与进化等许多领域的综合学科。目前国内针对莲瓣兰保护遗传学方面的研究仅涉及以下方面:

  2.3.1 形态多样性

  潘光华的研究表明,云南的野生莲瓣兰资源分布地海拔越低,植株越高大,叶片越宽。如迪庆维西县在海拔 2320m生长的莲瓣兰为矮小细叶型,叶片宽多在 0?5cm以内,长不到20cm,当地称 “松毛草”;而大理巍山县、保山施甸县内在海拔 1653m生长的莲瓣兰叶片最宽可达 2cm,最长可超过 100cm。同一地区的野生莲瓣兰,株型和花型也有大、中、小之分,叶型有直立、半弯、弯曲之别,花色则有白、绿、黄、红、紫、紫红、复色等多种。除正常花型外,自然条件下常有花瓣雄蕊化、花被唇瓣化、花瓣增多或减少等变异发生。表明莲瓣兰资源存在形态多样性,这些多样性是环境差异所致,还是居群遗传属性决定的目前还不清楚。

  2.3.2 居群遗传结构

  2005年,贾琳研究了 4个莲瓣兰居群以及1个春剑居群的 19个形态性状,采用 DALP检测莲瓣兰 4个居群的遗传结构,并与 1个春剑居群相比较。结果表明,莲瓣兰的居群水平和物种水平具有较高的遗传多样性;莲瓣兰居群间形态的分化大部分是可以遗传的,形态性状变异主要来源于居群内个体之间,居群内多态性丰富。通过对 4个莲瓣兰居群行授粉试验,发现莲瓣兰自体授精结实率为 1%,人工自交结实率为 96%,人工杂交结实率为 90%。天然条件下的有性繁殖主要依靠媒介传粉。该项研究中莲瓣兰居群仅有4个,且主要取自保山施甸,大理云龙、怒江福贡和迪庆维西,这些资源还不到云南野生莲瓣兰资源的 10%,且没有对其野生资源居群生境的生态环境进行调查和研究,更没有研究野生莲瓣兰资源形态分化、遗传多样性与生态因子的关系。
  TANG等开发筛选出 15对适用于莲瓣兰及其近缘种居群遗传结构和遗传多样性及分子辅助育种分析的微卫星位点,可作为莲瓣兰群体遗传学、分子育种及品种分子鉴定研究的辅助工具。YANG等研究发现基于叶绿体全基因组信息的DNA片段 (120多个有效位点)可为莲瓣兰品种分子鉴定、系统发育及居群遗传多样性分析研究提供大量信息。莲瓣兰作为观赏植物,其花部特征和植株形态的多样性为人类利用提供了丰富的变异。但有关多样性的遗传基础的研究还很欠缺,需要深入研究花部特征和植株形态多样性的机理和性状的遗传规律,为资源的保护和利用提供依据。

  2.4 云南野生莲瓣兰的利用

  莲瓣兰生长在海拔 1500~2500m河谷或半山背阴坡的松 (杉)栎类混交林下,其生长需要少许阳光、土壤腐质层松软、通风透气、空气清新而湿润的环境。由于云南立体气候和多样的小气候环境,形成了 200多个莲瓣兰系列品种或品系。莲瓣兰既具有文化内涵,又具有较高的经济价值,随着国内外对莲瓣兰的关注度的不断提高,莲瓣兰的栽培也得到了很大的发展,云南各地开办了不少规模不一的莲瓣兰种植场,栽培的莲瓣兰从几万株到上百万株不等,其中被市场认同的铭品有:满江红、天雨流芳、素冠荷鼎、金沙树菊、荷之冠、大雪素、小雪素、黄金海岸、滇梅、苍山奇蝶、奇花素、剑阳蝶等。品种选育方面,多数利用自然变异或自交后代分离群体中选择变异繁育成品种,目前已经形成色花、奇花、瓣型花、线艺、矮种等系列具有很高观赏价值和经济价值的优良品种,在中国兰花协会 《中国国兰品种志》已登录的莲瓣兰品种有 114个,这些品种都经过长期精心的选育和培养,性状稳定且观赏价值高。
  莲瓣兰是异花授粉植物,个体间和群体间基因型高度杂合。但目前还缺乏对不同莲瓣兰资源遗传背景和性状遗传规律的研究结果,导致资源遗传基础不清和品种改良的盲目性。在育种技术上,利用自交后代分离群体中选择变异繁育成品种仍然是育种的有效途径。此外,可以利用近缘或远缘杂交、物理或化学诱变、染色体加倍、基因工程技术等方法广泛创造变异,对加快新品种选育具有积极的作用。

  3 问题与建议

  目前对莲瓣兰的认识和研究只停留在初步层面,特别是野生莲瓣兰资源的关注主要停留在对资源的开采利用上,缺乏系统的研究成果,不利于资源的保护和有效利用。目前莲瓣兰的研究存在以下几个问题:(1)云南野生莲瓣兰分布地和居群资料不详,现有资料难以确定野生居群的数量和资源分布地。(2)云南野生莲瓣兰资源濒危只是表观推测,缺乏野生莲瓣兰资源状况、生境条件、居群分布、居群数量和居群特征等研究报道。(3)野生莲瓣兰形态多样性与原生地关键生态因子的关系不清楚,如原生地温度、湿度、土壤水分及其养分等对诸多形态特征 (如对其株型、花型、叶型、花色等)等的影响,以及这些形态差异与生境生态因子的依存关系等均无报道。(4)缺乏对不同莲瓣兰资源遗传背景和性状遗传规律的研究,导致资源遗传基础不清和品种改良的盲目性。(5)目前分子标记技术广泛地运用于植物资源的研究,但应用于野生莲瓣兰且具有明确结果的报道很少。鉴于上述问题,笔者认为未来野生莲瓣兰的研究重点应当是:(1)探明云南莲瓣兰资源野生居群的分布状况、种群消长和生长发育情况,确定其濒危程度; (2)开展野生莲瓣兰遗传学研究,探明其主要特征特性的遗传规律。(3)对野生莲瓣兰原产地的主要生态因子进行研究,研究其对生存环境的适应机理及对环境改变所作出响应策略。(4)开展育种技术和理论的研究,探索变异形成的途径和方法。(5)利用分子生物学技术开展其遗传多样性的研究,确定其居群间遗传结构及遗传分化程度,为资源的保护和利用提供理论依据。

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