新知|揭秘“特立独行”的光叶蕨:形成年代远比大熊猫久远 总数量不足100株

2020-07-29 07:43:24来源:四川日报编辑:覃贻花

光叶蕨人工繁育过程。

光叶蕨人工繁育过程。

人工繁育

叶片上不起眼的小突起藏着光叶蕨的大秘密

意外识珠芽三部曲

2015年,陈小红再上二郎山寻找光叶蕨,她注意到叶片上一个不起眼的突起解剖小突起,发现横截面上有类似茎的结构,猜想这个东西应该能长成小苗2018年,认定学界“性质尚不明的小突起”就是珠芽,可生长形成新的植株

光叶蕨野外种群不过百余株,让它们彻底摆脱濒危状态,首要思路是开展人工繁育。从2013年开始,四川启动了极小种群保护与拯救行动,光叶蕨等14个极小种群植物被首批纳入保护与拯救范围。但多年来,人工繁育工作一直困难重重。

近日,好消息传来,经过5年探索,四川农业大学副教授陈小红破解了光叶蕨人工繁育难题,向光叶蕨人工种群的建立和野外回归迈出新的一步。□本报记者 寇敏芳

探索

常规孢子繁殖方法困难重重

蕨类植物的繁殖分为有性繁殖和无性繁殖两种。有性繁殖又称孢子繁殖,是蕨类植物主要的繁殖手段。

野生状态下的光叶蕨自我繁殖,主要靠孢子囊。据了解,此前的大多数研究,也主要聚焦于孢子繁殖。每年五六月间,孢子囊开始形成,至9月底孢子囊成熟炸开,孢子弹出并散落于地表。当遇到适宜的萌发条件后,孢子才能萌发产生配子体,配子体上再产生颈卵器和精子器,二者结合形成受精卵,再形成胚而产生新植株个体。但孢子要萌发成苗必须具备合适的繁殖条件。

多年的人工繁育实验表明,光叶蕨的孢子繁殖比较困难,其孢子萌发时间长达60天,且只进行到配子体阶段,并未真正成苗。野外种群观察也发现,每年光叶蕨植株数量增长极为有限,表明野外孢子繁殖受到明显限制,孢子萌发率极低,对光照、气温、湿度、土壤等的要求极苛刻。孢子繁殖成苗困难,也就使得人工繁育困难重重。

新路

意外发现光叶蕨的珠芽繁殖

陈小红破解光叶蕨人工繁育难题并不是从孢子入手,而是无意间找到一条新路。

2013年,陈小红承担了“第二次全国重点保护野生植物资源调查”雅安市范围的调查任务。在二郎山,她第一次遇到光叶蕨。“在一个小水沟的两块石头上,光叶蕨从岩石缝隙里伸出叶子,在风中摇摆,好像在冲我招手。”此后的调查中,陈小红再也没有在别的地方看到过光叶蕨。越是稀有,越是好奇。从事木本植物研究的她,被这株“神草”迷住了。

2015年,陈小红再上二郎山寻找光叶蕨。这次,她注意到叶片上一个不起眼的突起。《中国植物志》记述光叶蕨属“在分类位置上是介于蹄盖蕨和冷蕨属之间,不同的是中部羽片的羽轴顶部下侧具有性质尚不明的小突起。”

好奇心的驱使下,陈小红想要解开小突起的未解之谜。由于光叶蕨是濒危植物,不能随便采集,她在秋季捡拾了几片枯落叶,此时上面的小突起还没有完全枯萎。

开始,她怀疑小突起是病害,直接把样本送到病理检验室,但检验结果一切正常。陈小红不死心,又做了解剖,横切小突起之后,惊讶地发现,横截面上有类似茎的结构。“当时就猜想,这个东西应该能长成小苗。”根据她的观察,叶片枯萎后,小突起还在生长,看起来像在发芽。

此后,陈小红团队持续跟踪研究。到2018年,初步完成光叶蕨濒危机制的研究,认定学界“性质尚不明的小突起”就是珠芽。光叶蕨的珠芽位于成年植株羽片顶端的小脉中部,每个羽片顶端着生1至4粒珠芽,1个叶片可结出近80粒珠芽。团队观察发现,珠芽成熟后掉落到土壤,可生长形成新的植株,得出珠芽繁殖是光叶蕨的一种新繁殖方式。

如今,陈小红团队已经在实验室利用珠芽培育出光叶蕨小苗。省林草局相关负责人认为,其研究成果不仅填补了分类学上对光叶蕨的认知,而且为光叶蕨的人工繁育找到经济、快捷而又有效的技术方法。光叶蕨在走过了发现难、繁殖难后,野外回归建立新的人工种群已指日可待。

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