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秋海棠属植物资源保护研究进展

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  摘 要:秋海棠属(Begonia)是植物界的一个大属,分布在地球的泛热带地区。由于生境退化及人类活动的干扰,很多种类受到了不同程度的生存威胁,所以,对其保护刻不容缓。文章综合前人的研究,介绍了秋海棠属植物的种质资源概况和保护研究,并展望了后期研究的可行方向,以期为保护秋海棠属植物种质多样性提供参考。
  关键词:秋海棠属;生长习性;种质资源;资源保护
  中图分类号:S-1       文献标识码:A
  DOI:10.19754/j.nyyjs.20200530015
   秋海棠属(Begonia)是多年生肉质草本或亚灌木,植物形态多样,具有很高的观赏价值,适用于城市山石点缀[1]、室内生态缸[2]、园林造景[3]等。属内多种植物还是重要的药材[4],有抑制血管紧张素II受体[5]、降低血糖[6]、抗炎镇痛[7]等作用。有些品种的秋海棠还可以食用、饮用或者作为动物的饲料[4]。
  当前,对秋海棠属植物的保护力度不够,资源开发不充分。本文结合国内外多篇文献,综述秋海棠属植物的资源保护现状。
  1 秋海棠属植物资源概况
  全球目前已知的秋海棠属植物超过1900种,已经成为被子植物第5大属[8],品种也已超过15000个[9],而且每年都有新种或变种被发现、发表,物种极其丰富。
  秋海棠属的植物大多喜温暖湿润而阴凉的环境,大部分喜欢微酸性的土壤,少数分布在较干旱或石灰岩等偏碱性的环境。秋海棠属植物普遍分布于赤道附近低纬度的热带及亚热带地区,亚洲、美洲及非洲是主要的3个分布中心,分别约有秋海棠900种、800种、160种。
  秋海棠属植物呈窄域分布,生境脆弱,易受到自然变化或人类活动的影响,而植被一旦被破坏,秋海棠的生存环境很难恢复。目前,全球已有近百种秋海棠生境面临或大或小的破坏,生存受到威胁。
  据世界自然保护联盟(International Union for Conservation of Nature,IUCN)受威胁物种红色名录,马来西亚特有的毛柄秋海棠(Begonia eiromischa),推测因为农业活动和不合理的砍伐造成其于2007年灭绝;另有71种秋海棠处于受威胁(即极危、濒危、易危3个级别)状态,其中8种极危,26种濒危,37种易危。
  2 秋海棠属植物保护方法
  由于秋海棠属植物生存威胁较大、调查不充分、分类研究也不完善,对研究和保护秋海棠的物种多样性十分不利,保护秋海棠植物任重道远。
  2.1 引种驯化
  引种驯化是保护濒危植物的有效措施,多年来,研究者们致力于秋海棠属植物的引种。过永惠等人从云南的野外采集掌叶秋海棠(Begonia hemsleyana)进行栽培驯化,并成功繁殖,引种于公园和苗圃[10]。徐菲等从昆明植物园引种91个秋海棠品种,得出经验,应注意长途运输对植株的损害和越冬越夏温度变化对植株的影响,选取长势好的个体并加以适当的包裹;另外,不同地区因气候差异对秋海棠也有影响,引种应注意在新的环境条件下为植株创造接近原产地的条件[11]。邵玲等通过野外实地观察和引种驯化栽培紫背天葵,对紫背天葵的保护和利用提供了更多科学依据[12]。
  2.2 扦插繁殖
  扦插能够在人工辅助下帮助秋海棠属植物在短时间内繁殖更多植株,尤其对于适应性差的种类,是迁地保护和回归引种的可行办法。李景秀等通过试验获得了古林箐秋海棠叶片扦插繁殖的最佳条件,并成功引种至原生地进行自然繁衍[13]。上海辰山植物园发明了阳春秋海棠(Begonia coptidifolia)的微插繁殖技术,可以用0.5cm大小的插穗获得正常生长的植株,提高繁殖系数,该方法不仅适用于阳春秋海棠,其它植物也可以适当借鉴,对于保护珍稀濒危物种具有十分积极的意义[14]。
  2.3 种群保护
  引种与扦插本质都需要对秋海棠属植物进行迁地加以保护,与此同时修复其原生生态群落、保护原生環境,才能真正实现对野生种群的保护。李景秀等提出迁地与就地保护相结合,同时加强回归引种及种群重建来有效保护秋海棠[13]。而鉴于秋海棠属植物的杂交亲和性较高,迁地保护时应该注意秋海棠的花期,增加花期重叠种类的种植间距,以避免自然杂交[15]。张腾[16]、郑秋敏[17]等对缙云秋海棠群落进行伴生物种的种间关联性和生态位特征研究,对缙云秋海棠的保护有参考价值。
  2.4 病害防治
  秋海棠属植物栽培中最常见的侵染性病害有白粉病、立枯病、茎腐病、灰霉病和黑斑病,多由微生物引起。已有多位研究者分别从不同的秋海棠病株分离得到多种病害的致病菌[18-22],但此类病害一般不能根治,应做好预防工作防止秋海棠沾染病原物发病。田代科等人调查了秋海棠属植物白粉病的发生,指导其防治工作应坚持“以防为主,以治为辅,防治结合”,发现病株后应当先确定发病叶片再用药物进行处理[23]。李景秀及其团队采用杂交育种获取抗性后代[24];张应红通过诱导丽格秋海棠产生突变来筛选抗病品种[25]。
  生长环境的不适也会引起秋海棠属植物的生理性病害,应十分注意环境条件的控制和水肥管理。另外,也需要注意虫害的发生,及时杀灭害虫。
  3 研究展望
  3.1 物种保护策略
  物种多样性的延续对自然和人类有很大影响,秋海棠属植物的保护,宣传引导、政策约束以及科研投入是相辅相成的保护措施。应增加宣传,提高当地群众及游客保护环境、保护地方野生物种的意识;对危害珍稀秋海棠生境的行为加以政策约束;在此基础上强野外调查探清野生秋海棠的种类、居群、分布等,根据野外生存现状对其濒危程度进行评估和保护。另外,应认真核对珍稀濒危秋海棠属植物资源信息,分析其濒危的原因,完善电子数据库,提出科学合理的保护措施。   3.2 新形式的保护研究
  针对秋海棠属植物的现状,科研人员已经开展了多方面新形式的保护措施的研究,包括组学研究、自然杂交及生物防治等。
  Wang等[26]利用转录组学研究四季秋海棠的胁迫生理。田代科等研究了中国秋海棠属植物的自然杂交特点,提出“杂种”将对秋海棠属植物的保护和杂交育种提供有益参考[15]。在众多植物病害防治措施中,生物防治不仅效果好,而且对环境友好,已在多种植物上试验并有成效[27]。针对秋海棠属植物的生物防治,只是筛选了一些致病菌,而从秋海棠植株筛选的促生菌却未能应用到秋海棠属植物的病害防治上。笔者认为调查健康秋海棠属植物的根际环境或内生菌群,研究其微生物群落结构,或者筛选能够促进秋海棠植株生长、提高秋海棠抗病抗逆性的菌株,或许是可行的生物防治手段。
  参考文献
  [1] 姚佳华,李从瑞,姜霞,等.贵阳喀斯特山地贫瘠地段草本观赏植物种类资源研究[J].种子,2014,33(12):56-59.
  [2]韵敏.浅析雨林缸植物选择与配置[J].山西林业,2018(03):42-43.
  [3]郎校安,王文广,杨蕾蕾.仙湖植物园秋海棠属植物应用种类与特征[J].广东园林,2018,40(03):74-79.
  [4]管开云,山口裕文,李景秀,等.中国秋海棠属植物的传统利用(英文)[J].云南植物研究,2007(01):58-66.
  [5]Caballero-George C, Vanderheyden PML, Solis PN, et al. Biological screening of selected medicinal Panamanian plants by radioligand-binding techniques[J]. Phytomedicine, 2001, 8(1): 59-70.
  [6] Pandikumar P, Babu NP, Ignacimuthu S. Hypoglycemic and antihyperglycemic effect of Begonia malabarica Lam. in normal and streptozotocin induced diabetic rats[J]. Journal of Ethnopharmacology, 2009, 124 (1): 111-115.
  [7]黃蕾,郑丽慧,何开勇,等.秋海棠抗炎作用及其机制研究[J].中国药师,2016,19(02):235-238.
  [8]Tian DK, Shui YM, Hughes M, et al. Phytotaxa Begonia Special Issue 2018[J]. Phytotaxa, 2018, 381(1): 5.
  [9]丁友芳,张万旗.野生秋海棠的引种栽培与鉴赏[M].南京:江苏凤凰科学技术出版社,2017.
  [10]过永惠,王敏,林洁云,等.室内观叶植物掌叶秋海棠野生种的引种、驯化及繁殖研究[J].园林科技信息,1996(03):20-22.
  [11]徐菲,宣继萍,刘永芝,等.秋海棠属植物在南京地区的引种栽培与物候期观察[J].中国农学通报,2011,27(31):205-211.
  [12]邵玲,梁霞.秋海棠科紫背天葵生物学特性[J].农学学报,2012,2(08):49-52.
  [13]李景秀,崔卫华,胡枭剑,等.濒危植物古林箐秋海棠的扦插繁殖及回归引种初探[J].广西植物,2018,38(07):851-858.
  [14]田代科,李湘鹏,李行娟.珍稀濒危植物“阳春秋海棠”的叶片微插繁殖技术[P].中国专利:CN104642073A,2015-05-27.
  [15]田代科,李春,肖艳,等.中国秋海棠属植物的自然杂交发生及其特点[J].生物多样性,2017,25(06):654-674.
  [16]张腾,郑秋敏,王玉玲,等.缙云秋海棠与主要伴生物种的种间关联性研究[J].西南师范大学学报(自然科学版),2019,44(09):52-59.
  [17]郑秋敏,张腾,刘宇飞,等.重庆特有极小种群植物缙云秋海棠生态位特征研究[J].西北植物学报,2018,38(07):1340-1348.
  [18]Ornek H, Aysan Y, Mirik M, et al. First report of bacterial leaf spot caused by Xanthomonas axonopodis pv. begoniae, on begonia in Turkey[J]. Plant Pathology,2007,56(2):347.
  [19] Baiswar P, Chandra S, Kumar R, et al. First report of powdery mildew of Begonia cucullata var. hookeri in India[J]. Australasian Plant Disease Notes, 2008, 3(1): 83-84.
  [20] Fujinawa MF, Pontes NC, do Carmo de Souza ES, et al. First report of Lasiodiplodia theobromae causing stem rot disease of begonia (Begonia x elatior hort.) in Brazil[J]. Australasian Plant Disease Notes, 2012, 7(1):163-166.   [21] Zhou LH, Ji GH. First Report of Bacterial Leaf Spot of Rieger Begonia Caused by Xanthomonas campestris pv. begoniae in China.[J]. Plant disease,2013,97(2):282.
  [22] Zhai YX, Zhang BQ, Cao H, et al. First Report of Colletotrichum truncatum Causing Anthracnose of Begonia in China[J]. Plant Disease, 2018, 102 (6): 1177.
  [23]田代科,李景秀,管开云,等.秋海棠属植物白粉病发生与防治[J].植物保护,2000(04):33-34.
  [24]李景秀,管开云,李志坚,等.秋海棠抗性育种初探[J].云南植物研究,2001(04):509-514,548.
  [25]张应红.丽格海棠抗茎腐病的生物学研究及EMS诱导的突变体筛选[D].成都:四川农业大学,2009.
  [26]Wang JW, Guo ML, Li YH, et al. High-throughput Transcriptome Sequencing Reveals the Role of Anthocyanin Metabolism in Begonia semperflorens Under High Light Stress[J]. Photochemistry and Photobiology, 2018, 94(1): 105-114.
  [27] Xue C, Shen ZZ, Hao YW, et al. Fumigation coupled with bio-organic fertilizer for the suppression of watermelon Fusarium wilt disease re-shapes the soil microbiome[J]. Applied Soil Ecology, 2019(140): 49-56.
  (責任编辑 李媛媛)
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