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兰科中心致力兰科植物保护其研究水平跻身世界前列

来源: 2015-07-30 14:37:00  星期四

兰科植物是世界性的濒危物种,在中国被列入国际贸易公约保护的1400多种濒危物种中,兰科植物就占了1300多种。深圳市兰科植物保护研究中心按照投控公司的部署和要求,致力兰科物种资源的收集、保护、繁育、科研工作,目前已发展成全国最大的兰科植物种质资源保护基地,在兰科植物保护研究领域处于国内乃至国际领先水平,多篇论文发表在世界顶级科技期刊《自然》上,实现了深圳市在该杂志发表科研成果零的突破,为兰科植物保护做出了重要贡献,充分发挥了国企公共性作用。

一、兰科植物保护国内领先

(一)建成中国首个濒危兰科植物种质资源库。开展中国濒危兰科物种的资源清查、保存和研究工作,成功解决了因兰科植物与生长环境高度适应难以活体迁地、保存及人工繁殖的科学难题。迁地保存了具有重要保护和科研价值的濒危兰科物种172属1029种以及人工种质资源3000多份,并成功通过人工繁殖使保存的活体达150多万株。其中,保存了与国宝大熊猫同一保护级别的兜兰属植物和全世界已知兰属所有种类。收集保存了兰科植物腊叶标本4130份,其中,模式标本135份,化石标本827份,拍摄照片资料21万张,保存DNA标本10893份。所建立的兰科植物种质资源库已成为全国拥有兰科植物种类最多、数量最大的种质资源库,一大批极其珍贵的资源为中国兰科植物研究搭建了研究平台。(二)世界上首次成功将我国国际一级濒危兰科物种回归自然。杏黄兜兰是中国特有的国际一级保护的濒危物种,野外资源已濒临灭绝。兰科中心通过对杏黄兜兰繁殖式样、物候和生命周期等生物学特性和生境需求、群落结构特征等生态学习性进行研究,成功将杏黄兜兰进行了迁地保护和迁地人工大量繁殖后回归野外,恢复了野外种群,为杏黄兜兰保护开辟出了一条新路。(三)兰科繁殖培育成规模化。针对兰科繁殖及异地迁移种植难度较大问题,建立了组培实验室和繁育实验温室。每年组培兰科植物20多种,年出苗约5万株。兰科研究中心成立至今已出苗40万多株。2015年,还对兜兰等9种兰科植物开展了快繁技术、种子萌发及成苗试验,相继接种800多瓶,原球茎的增殖培养和幼苗的转瓶壮苗培养26000多瓶。

二、兰科研究成果世界瞩目

兰科中心在兰科植物研究方面已走在了世界前列,先后在国内外核心科技刊物发表研究论文220多篇,出版学术专著15部,七项科研成果获国家梁希林业科学奖、广东省科学技术进步奖、深圳市自然科学奖、科学技术进步奖、科技创新奖。(一)开展兰科植物系统学研究。为摸清我国兰科植物资源,组织科研人员远赴云南、贵州、四川、甘肃、青海、西藏等地进行兰科植物资源清查,发现了冷兰属、丫瓣兰属、心兰属、拟槽兰属、吉兰属等10个新属。还发现了2个新分布属以及80多个新种。这些成果受到了国际广泛关注,美国、德国等来信要求提供图片,著名的国际兰花期刊德国Die Orchidee杂志多次全文转载上述论文。(二)兰花繁殖生物学研究有重大发现。兰科中心刘仲健教授领导的科研团队在世界上首次发现一种完全由花药主动运动而不依赖于任何外部传递媒介、酷似动物交尾的自花传粉机制,从而揭示了一种全新的植物繁殖策略,其研究成果发表在世界顶级科技刊物《自然》杂志上,被认为推进了达尔文的研究,并入选“中国重大科学进展”。首次发现了疣花三角兰舍弃有性生殖特化为无性生殖的异质生存的全新繁殖策略,该成果获第六届中国科协期刊优秀学术论文一等奖。首次发现植物利用蚂蚁传粉以占据新生境的生态策略。在国内首次运用种群数量动态分析对我国兰科植物长瓣杓兰进行种群数量动态预测,发现了濒危兰科植物采取有性和无性繁殖以维持种群数量的现象。(三)完成世界首个兰花和CAM植物全基因组测序。兰科中心牵头台湾成功大学、清华大学深圳研究生院、深圳华大基因研究院、中国科学院植物研究所、比利时根特大学等科研单位相关人员在世界上率先开展“兰花基因组计划”。经过5年多的科研攻关,完成了小兰屿蝴蝶兰基因组测序和分析,揭开了困扰人类数百年的兰花之谜,研究成果被《自然遗传学》作为封面文章发表。“蝴蝶兰全基因组基因图谱”是世界上第一个完成测序和分析的兰科植物和景天酸代谢植物的基因组图谱,填补了植物基因组研究的多个空白,使全基因组水平对濒危兰花多样性和演化进行探索和研究得以实现,为兰花保护提供重要的理论依据。该成果被评为2014年中国野生动植物保护十大事件之一。(四)在兰花转录组的研究方面取得多项成果。兰科中心与台湾成功大学合作,利用了小兰屿蝴蝶兰3万多条EST和转录组测序数据在世界上首次建立了兰花基础数据库,为兰科植物的分子进化研究奠定了基础。该成果对兰花的形态发育的基因调控和分子育种具有重要意义。

三、兰科产业化工作取得重大进展

(一)建立兰科产业化发展机制。对兰科植物铁皮石斛等药用价值的种类进行试验。在梅州已种植铁皮石斛8000多株的基础上,今年将再栽培3000多株。通过人工栽培试验,不仅有效地保护了野生兰科资源,也为兰科植物实现商品化奠定了坚实基础。开展药用兰科植物铁皮石斛的产业化模式研究,提出新的栽培模式。首次提出在发达地区建立生产和深加工基地,既建立“公司+林场+农户”的栽培组织体系,利用铁皮石斛特性促进在自然环境下进行种群野外回归增加资源存量,并实施可持续性收获,增加栖息地的保护动力。近年来,兰科中心积极开展科技成果转化工作,成功孵化铁皮石斛产业化项目公司“天之宝生物科技有限公司”,天之宝公司依托兰科中心科研成果开展兰科产业化工作。兰科中心依托自身组建的深圳市濒危物种兰科植物保护与利用重点实验室这一研究平台,开展铁皮石斛相关成份科学研究,转化具经济效益和社会效益的科研成果。(二)挖掘兰科实用价值。一是利用铁皮石斛为原料开发提高记忆力的保健产品,达到“增强血流量”、“安神、镇定”、“营养神经元,改善记忆力”等三种功效。二是抗老年痴呆症新药开发,铁皮石斛馏分对果蝇老年痴呆症学习记忆有显著正面影响。通过组分提取实验研究发现,乙酸乙酯层16个小分子化合物对老年痴呆症果蝇学习记忆缺陷具有改善功效。该研究成果产业化可带来丰厚的经济效益。三是选育出具有广东省地方特色的、性状优良的和药效成份显著的丹霞铁皮石斛作为栽培品种,完成种植基地建设,实现产业化,在铁皮石斛这一新兴生物产业中打造自己的品牌。(兰科中心谢高昌、刘国惠、黄慧霞 投控公司 曲力)

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