[00129402]肉质叶苦苣苔类群环境适应机制及保育生物学研究

1、项目来源与背景： “肉质叶苦苣苔类群环境适应机制及保育生物学研究（项目批准号：311600551）”项目是2011年8月下达的国家自然科学基金地区基金项目,由广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所独立承担,项目经费45.0万元,实施年限2012年1月-2016年12月。条叶唇柱苣苔、刺齿唇柱苣苔和文采唇柱苣苔是苦苣苔科中比较特殊的肉质叶植物,它们分布于我国南方热带地区,生长于其它植物难以生存的极端干热的石灰岩石山崖壁上,对干热、贫瘠环境有较强的适应能力;同时,它们均为窄域分布种,居群和个体数量较少,是我国特有的珍稀濒危植物,其中两种列入《中国物种红色名录》。它们的环境适应机制及物种保育技术值得关注。因此,设立并开展本项研究。 2、技术原理及性能指标： 项目综合运用植物学、植物生理学、生化化学和植物生物技术等学科的原理、方法和技术,对三种肉质叶苦苣苔的生境和居群特征、抗逆生理生化指标、耐高温的开花模式等进行研究,探索该类群适应干热环境的生理学机制;在此基础上,开展种苗繁育、种质保存、引种保护、引种植株生殖力改善等保育生物学研究,为肉质叶苦苣苔类群物种保护、种群生态恢复提供理论和技术基础。 3、技术的创造性与先进性： 本项目包含两大主要研究内容,第一,通过对条叶唇柱苣苔、文采唇柱苣苔和刺齿唇柱苣苔三种植物的生境因子、居群特征、叶片抗逆生理生化指标、根系有机酸分泌物、开花传粉生物学等进行研究,探明其对干热环境的适应机制;第二,对三种苦苣苔植物进行种苗繁育、种质保存和原生地回归种植技术研究,总结肉质叶苦苣苔类群的物种保育技术。项目技术的创造性与先进性如下： 第一,通过调查和分析,首次完成了条叶唇柱苣苔、文采唇柱苣苔和刺齿唇柱苣苔三种植物分布地环境特征、居群组成、伴生植物类群、根际基质及叶片无机营养元素、抗逆生理生化指标、根系有机酸分泌物、开花生物学等研究,确定了三种肉质叶苦苣苔的主要生境压力为高温、缺水、低P和高N等逆境因子。 第二,通过研究和分析发现,三种植物对逆境的适应机制为： （1）超量吸收环境中的Ca离子,提高与抗逆相关的生理生化指标水平,从而达到适应干热逆境的目的; （2）向环境分泌有机酸（主要为丁二酸）,增加根系周围可吸收的有效P含量,以适应有效P低的环境。 第三,总结出条叶唇柱苣苔、文采唇柱苣苔和刺齿唇柱苣苔三种植物种苗组培快繁、种质离体保存和组培苗原生地回归种植等相关技术,汇总形成这三种植物的物种保育技术体系,为三种植物的保育提供技术支撑。 4、技术的成熟程度、适用范围和安全性： 项目研究已完成,并经国家自然科学基金委员会批准结题。项目成果已小批量应用于叶唇柱苣苔、文采唇柱苣苔和刺齿唇柱苣苔的种苗繁育和种群恢复研究与应用。小批量的应用结果显示,该技术成果成熟、安全、可靠,可应用于肉质叶苦苣苔及其近缘种的繁育、保护和种群恢复等方面。 5、应用情况及存在的问题： 应用情况：项目的研究成果除了研究过程中的小范围应用外,目前尚未在社会上推广应用。 存在问题：项目的研究成果属于植物环境适应机制及物种保育领域,偏向于基础研究,目前尚未有适合的行业对之进行推广与应用。但随着科学的进步、国家环保政策的完善和植物保护理念的推广普及,该项目的成果将有良好推广和应用潜力。