把华盖木“装入”瓶子里
攻克组织培养快繁技术,为包括华盖木在内的60余种极小种群野生植物保护提供技术支撑
“除了人工引种栽培,是否还有其他方法培育华盖木树苗?”孙卫邦想到了自己的妻子罗桂芬,她是中国科学院昆明植物研究所正高级工程师。
“华盖木的组织培养,你要不要试一下?”罗桂芬记得2010年丈夫第一次和她说起华盖木组织培养时的情形。但当孙卫邦把她领到昆明植物园十几米高的华盖木下,罗桂芬疑虑顿生:普通木本植物的组织培养就不太容易,何况这么高大的乔木?
罗桂芬尝试两种方法并进:一是对华盖木的种子无菌萌发后进行组织培养,二是从昆明植物园生长了20多年的华盖木树上采集幼嫩的顶芽和腋芽实施无性繁殖。
两种方法起初实施都不顺利。按照第一种方法操作,当时昆明植物园人工种植的华盖木还没开花,野外结果的华盖木,树很高,结果量又少,不易采集;用作组织培养实验的种子不能长期保存,一年只能尝试一次,一旦失败,只能等待来年。为破解华盖木种子无菌萌发的问题,罗桂芬足足尝试了5年。
按照第二种方法操作,虽说植物园就有华盖木,随时有嫩芽,获取实验材料方便,但仍有关键性技术难题有待攻克:多数木本植物在组织培养过程中容易不断产生酚类物质,渗入培养基后导致培养基褐化——呈现褐色,种苗随之慢慢死亡。
最初,罗桂芬怀疑是芽不够嫩。可哪怕是春天还带着苞片的嫩芽,褐化现象依然难以避免。
怎么办?“用最笨的办法,解决了最难的问题。”罗桂芬试着将外植体换瓶的频次加密,从一个月换一次位置改为三天换一次,褐化情况越来越轻。渐渐地,外植体接触的培养基不再出现褐化,罗桂芬意识到:这次试对了!
两种方法,都只是完成幼苗培育的第一步。幼苗从组织培养瓶栽种到土壤同样不容易:有些组织培养出的幼苗不生根。罗桂芬不断调试激素和培养基的配比,反复试验,对比数据,分析一些幼苗不生根的共性问题。
从2010年开始尝试,到2015年华盖木组织培养快繁技术实现突破,再到2017年获得第一株组培苗,回顾这一过程,罗桂芬总会跟孙卫邦笑着抱怨:“干了30多年组织培养,华盖木是最难做的!”
罗桂芬几次想放弃,孙卫邦一直为她鼓劲,强调这件事的意义:引种栽培只能“一生一”,但通过组织培养,则能实现“一生三”“三生九”,快速获取高质量苗木;更重要的是,打开了通过组织培养技术保护极小种群乔木的一扇门,将为更多像华盖木这样的极小种群乔木的全面保护与利用探索新路。
“多一种技术储备,就意味着多了一份保存物种的希望。科学实践证明,只要肯花时间攻关,大多数极小种群野生植物都能找到合适的组织培养快繁技术。”罗桂芬的组织培养实验室里,如今保存着60多种极小种群野生植物的组培苗,“这些年,云南省不断加大极小种群野生植物拯救保护专项资金投入,我们的技术攻关、应用驶入了快车道。”
在云南,组织培养快繁技术已在华盖木、滇桐、壮丽含笑、云南梧桐等60余种极小种群野生植物的保护中得到应用。
让华盖木回归大自然
多措并举初见成效,野外移栽1.5万余株
“大山,才是华盖木最好的归宿。”除了人工引种栽培、组织培养繁育,这些年孙卫邦团队还把研究重点放在华盖木回归自然上:将人工繁育、一定苗龄的华盖木实施移栽,让它在原生地恢复到合理数量,能够开花、结果,形成自然更新的种群。
回归自然,不是简单的人工移栽。
2007年,由中国科学院昆明植物研究所、云南省林业科学院(现更名为云南省林业和草原科学院)等单位共同参与的“华盖木回归自然拯救保护”活动启动。为弄清华盖木的传粉过程,孙卫邦研究团队成员、中国科学院昆明植物研究所副研究员杨静与博士研究生陈叶、王斌等在野外蹲守了两年。观察发现,华盖木每年4月花期来临,通常要开两次花。第一次一般在傍晚,但仅仅开花1小时左右,它的内轮花瓣就会自动闭合,这时,偷爬进来的几只甲虫就被关进闭合的花瓣里,这里的湿度、温度,正适合甲虫“居住”。次日下午,内轮花瓣再次完全打开,沾满花粉的甲虫又爬向下一朵即将开放的花。
原来,华盖木的“传粉使者”是甲虫,而非通常所认为的蜜蜂。“传粉是植物有性繁殖必不可少的环节,如果这些‘传粉使者’少了,华盖木孕育后代的机会也越来越少。”杨静说,“华盖木回归自然是一项系统工程,比如要提升移栽野外华盖木的结实率,就必须注重保护甲虫类昆虫,保护生态系统的完整性。”
西畴县香坪山林场位于华盖木的适宜分布区,是其回归自然的理想场所,政府部门与科研机构在此协同提供支持。“林场周边的文山国家级自然保护区建立了华盖木回归自然试验研究基地,长到一定苗龄的华盖木树苗分别被编号、挂牌,移栽到包括我们林场在内的原生地,由中国科学院昆明植物研究所等科研机构提供全过程技术支持。”香坪山林场副场长雷连洪说,“华盖木生长对土壤肥力要求较高,文山州和文山国家级自然保护区提供资金支持,变施氮肥为有机肥,还配备了无人机帮助观测华盖木的生长状况,管护越来越科学。”
最早回归自然的一批华盖木移栽在山沟里,结果雨季一来,山沟涨水、雨水冲刷,不少植株在移栽两年后陆续死亡。雷连洪说,“后来我们总结经验,通过实施林地清理等,大大提高了华盖木的成活率。”
科学管护离不开护林员。在香坪山林场做了41年的护林员,雷连斌叫得出自己巡护区内每一棵树的名字。“华盖木是老朋友了。”巡护时,雷连斌通过观察华盖木掉落的叶子,便知道它有没有生病,“必要时出动无人机,集中连片喷洒杀虫剂。”
为每棵珍贵树木挂上物种牌,向周边村民发放保护树种的科普宣传册,及时劝阻、制止破坏树木等行为——香坪山林场包括雷连斌在内的22名护林员,在守护一片森林的同时,也把自觉保护的理念带给周边群众。“近年来林场没有发生一起华盖木及其他树木被损坏、偷盗的事件。”雷连斌说。
多措并举,华盖木种群回归自然保护措施初见成效。截至目前,云南已先后在西畴县小桥沟等11个地点移栽不同苗龄的华盖木1.5万余株。
今年4月,《云南省极小种群野生植物保护名录(2021版)》(征求意见稿)发布,华盖木已不在名录当中。“资金、资源有限,名录移除保护成效明显的华盖木,有助于让其他更需要保护的极小种群野生植物进入名录,得到抢救性保护。同时,华盖木仍属于国家一级保护野生植物,对它的相关保护措施仍会继续。”孙卫邦说。
作为拯救保护极小种群野生植物的重要措施,云南省迄今已对华盖木、杏黄兜兰、漾濞槭等20种极小种群野生植物开展回归自然与种群重建试验示范工作。
“一个物种就是一个基因库。”云南省林业和草原局副局长王卫斌说,“未来10年,云南将继续聚焦极小种群野生植物开展拯救保护工作,不仅收集保存物种资源,更要努力实现野外种群恢复壮大。”
(记者 张帆 徐元锋 杨文明)