珍稀藏药手掌参的保护生物学研究

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1、文档供参考，可复制、编制，期待您的好评与关注！ 珍稀藏药手掌参的保护生物学研究论文作者： 指导教师： 摘要 从植物学、遗传结构与多样性和生殖生物学特性等方面对濒危植物手掌参（Gymnadenia conopsea （L.）R. Br）进行了研究。阐述了手掌参的生物学特性，分析了这些特性与其濒危机制之间的关系，介绍了手掌参的现状与有关的研究方法以及取得的重要结果，分析了手掌参可能致濒危因素，提出了保护策略与具体措施。关键词 保护生物学 手掌参 生物学 生殖生物学 遗传多样性Research on Conservation Biology of Gymnadenia conopsea （L.）R.

2、 BrAuthor: Yan kan Abstract From the population ecology, reproductive biology and genetic structure and diversity of endangered species and other aspects of Gymnadenia conopsea （L.）R. Br were studied, from a different side to clarify the biological characteristics of the hand parameters are analyzed

3、 and their endangered status of these features the relationship between Parameter describes the status of palm research methods and with the important results obtained, analysis of hand arguments may cause endangered, proposes a protection strategy and specific measures.Keywords conservation biology

4、 of palm reproductive biology population ecology parameters of genetic diversity朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典手掌参，又名手参、佛手参，是兰科(Orchidaceae)手参属多年生草本植物，因其地下块茎形似手掌而得名。现代医学研究表明，手掌参含有多种生物活性成分，其药理活性包括抗氧化、抗过敏、促进祖细胞增殖、抑制乙肝病毒表面抗原等作用。保护生物学是研究生物多样性变化规律及其保护的科学，是一门综合性学科，它涉及生物学、野生动植物管理、环境科学和社会科学，以种群生物学、分类学、系统学、生态学为核心。其根本目的是保护生

5、物多样性，防止或延缓物种的灭绝1.2。手掌参在我国分布较为广泛，但数量稀少，自然繁殖十分困难，人工繁育技术尚待研究。近年来，由于人为地滥采滥挖和自然环境的恶化，造成了手掌参资源的急剧减少，现已被国家列为二级珍稀濒危植物3。但相关其生物学保护方面的研究未见报道，为了挽救我国珍稀植物，缓解手掌参药材的供需矛盾，本课题组对手掌参的保护生物学作了相关研究，为后续的开发利用提供了一定的理论依据。1 手掌参的品种考证手掌参有生津壮阳、滋阴益气、增强体质的功效，是藏医、蒙医及中医常用的药材，在历代藏、蒙、中医古籍中均有记载，但历代医籍传承有异，同名异物或同物异名现象比较严重。如今，其代用品、混用品种类繁多，

6、有手参、粗脉手参、 长苞凹舌兰、 蒙古红门兰、峨眉手参、西南手参、短距手参、角距手参等手参属，也有绶草、二月玉凤花、粉叶玉凤花等非手参属。手掌参始载于藏医最早医药书籍四部医典，有填精补髓、增强体质、生津止渴、安神增智的功效，以后历代的蒙、藏本草如晶珠本草、本草图鉴等才有相应的传承性记载5。其中，晶珠本草载：旺拉功效，生精壮阳、增生体力。”并认为根有五指者佳，指越少质越次。概略本草云：旺拉味甘润，富有养分，功效生精壮阳，增生体力。”藏药志云：旺拉，甘、微苦、温；增力生精，大补元气，安神增智。治阳痿不举。”中国藏药载：旺拉，甘、涩、温、重。补肾益气，生精，润肺。主治肺病，肺虚咳喘，肉食中毒，遗精阳

7、痿。” 综上所述，藏医对手参的应用可归纳为以下几方面：第一，补肾壮阳生精，治肾虚阳痿、遗精等。”第二，润肺，治肺病、咳喘等。第三，安神增智。第四，解肉食毒6。本文主要沿用藏医分类系统对其进行品种分类，藏医学中，藏药旺拉(全译为“旺保拉巴、忘保拉巴、航我勒巴、昂保拉巴、昂保洛巴”等)的主要原植物即为手参。旺拉又名乡卜吉、加金、哈相才吾。分两大类：昂保拉巴和西介拉巴，据考证，“昂保拉巴”的原植物为：兰科(Orchidaceae)手参属（conopsea）植物手掌参 Gymnadenia conopsea （L.）R. Br.，“西介拉巴”的原植物为：兰科（Orchidaceae），绶草属（Spir

8、anthes）多年生草本植物绶草Spiranthes sinensis（Pers.）Ames6。2 手掌参的生物学特征2.1 手掌参的生态习性手掌参地下根浅，性偏阴，耐寒，不耐热，稍耐水渍。喜掺合细沙的草炭土，腐殖质土和生于海拔10003600米林间草地、河谷及灌丛间。绶草主要生于海拔400-3200米的田畔、林下或湿润草；广布于我国各省区，朝鲜、日本也有少量分布。2.2 手掌参的植物学特征手掌参Gymnadenia conopsea （L.）R. Br.为兰科(Orchidaceae)手参属（conopsea）多年生草本植物。异名：佛手参、掌参、手儿参等。多年生陆生草本，高0.20.8米。块

9、茎46裂，或更多，肥厚似手掌，通常2枚，一枚肥厚，一枚干瘪，表皮白色或黄白色，内面白色。茎直立，基部具淡褐色叶鞘。茎生叶47，互生，长圆状披针形，茎下部的叶较大，先端钝尖，基部下延成鞘抱茎；上部的叶较小，呈线状披针形，先端尾尖；叶脉平行，两面均无毛。花期67月，穗状花序，顶生，花多而密集，排列成圆柱状；苞片卵状披针形，长渐尖，顶端近丝状，和花等长或长于花；花粉红色或淡紫红色；外花被3；中央花被片略呈兜状，长圆形、椭圆形或长圆状卵形，侧花被片2，斜卵形，反折，边缘外卷，稍长于中央花被片，内花被片3；侧瓣2，卵状三角形，几和中央花被片等长，先端钝，边缘有细锯齿；唇瓣1，阔倒卵形，3裂，中裂片稍大，

10、先端钝，距比子房长，呈镰刀状弯曲；子房扭曲。果期78月，蒴果三棱状长圆柱形，花被常宿存，成熟时裂为3片。种子淡棕色，极多而细小7。3 生殖生物学特点3.1繁育系统多样性手掌参有着较强的繁育多样性，主要表现在花的结构特征非常有利于异花传粉。用各种去雄与套袋方法确定有性生殖的主要类型，即自交与远交的可育性，自交传粉的方式与媒介等。在传粉生物学上的研究结果表明：手掌参的自交和远交均可育。还可进行组织培养和扦插法进行无性繁殖8。3.2混合型交配系统与自交衰退手掌参表现出一种混合的交配策略，居群中存在着较高水平的近交，自交与远交植株。用酶位点作为标记对手掌参的交配系统进行等位酶分析的结果表明，具有不同远

11、交率的植株育性不同，高远交率的植株产生的种子较多，而以自交为主的植株产生的种子较少9；母株基因型的杂合度显著地影响着植株的育性，杂合度高的植株育性较高，纯合度高的植株育性则低；居群中生殖个体的密度明显地影响居群平均远交率，居群个体密度越低，远交率也越低；通过分析不同远交率植株的育性发现，自交植株的育性低，大部分种子在种子成熟阶段死亡，这说明自交植株在种子成熟阶段存在严重的自交衰退；在平均远交率高的居群中，自交衰退率高，而在近交率高的居群中，自交衰退消失或很少，这可能是由于长期的自交已淘汰了有害的等位基因，但平均近交率高的居群，其平均结实率随之降低10。综上所述，居群平均结实率与居群平均远交率有

12、很显著的正相关性，胚胎早期的败育可能是一种早期作用的自交衰退。4 手掌参的濒危机制综合分析通过对手掌参种群生态、生殖生物学特性和遗传结构与多样性几个个方面的综合分析，可以认为手掌参目前的濒危状况是许多因素的叠加效应，既来源于该种本身进化中的系统压力，也有外界环境灾害随机因素的作用，手掌参本身的进化潜力低，种群发展缓慢，环境的恶化，特别是高原环境大面积破坏后局部气候条件的恶化，导致灾害频率增加与强度增大，加剧了手掌参衰退的过程。手掌参本身的进化潜力低是其濒危的最重要原因之一，进化潜力低最直接的表现是繁殖能力与繁殖效率低，不足以使受损种群得以恢复和扩展。从形态上分析，手掌参是一种异花授粉植物，但传

13、粉媒介单一，传粉效率低等因素使其繁育系统从异交向自交转变。最新调查表明，部分手掌参居群出现了明显的花前传粉现象，对于一个有远交历史的物种来说，这种转变将不可避免地带来严重的自交衰退及种群育性的降低。自交衰退与育性降低极大地削弱了手掌参的繁殖能力与繁殖效率，当种群开始衰退时表现为个体密度的降低，而手掌参的传粉昆虫飞行能力弱，植株密度降低后又将更加限制远交传粉，增加基因流动的障碍，进一步导致自交与自交衰退，从而加剧了该种的衰退。环境因子的随机性与灾害影响也是手掌参分布区缩小，出现濒危的一个重要原因。 在手掌参分布区，最突出的问题是草原的大面积破坏，导致手掌参生存种群不连续，这种生存环境的破坏与片段

14、化使手掌参个体局限在互不相连的小区域内，进一步增加了自交与近交的程度。草原大面积破坏后更严重的后果是局部气候的剧烈变化，灾害事件越来越频繁，灾害强度越来越大，高温害对手掌参的打击也是毁灭性的，气温升高可直接毁灭大量的分幼苗与成体，从而也降低了幼苗成体转化率，影响种群的恢复与扩展。综上所述，手掌参的濒危是其本身的系统压力与外界环境恶化的综合结果, 是各种生物学特性之间及生物学特性与环境之间的不协调作用的叠加效用。5 保护策略于措施手掌参目前的濒危状况为：分布范围小、个体数量少、种群呈现衰退趋势，这表明手掌参急需保护与复壮。 然而，手掌参是一种高原植物，作为高原生态系统的一个组分，迁地保护对其并不

15、适合，一切保护措施必须在原生境进行，并针对其濒危原因制定保护措施。另外，手掌参居群内与居群间都存在较高的遗传变异性，只有就地保护才能最大限度的保存这些遗传多样性。自相关遗传变异的空间分析，表明手掌参基因型与等位基因在居群中以不同的小斑块存在（在较大居群内也不是同质存在），而 保护居群的一部分，不足以代表其最大的多样性11。5.1种群复壮手掌参濒危最主要的内在因素是其繁殖能力和繁殖效率很低，目前，种群复壮是提高其繁殖能力和繁殖效率的最主要途径。所以，必须利用物种复壮的方法来促进其基因流动，增加远交机会，减少自交衰退。如可人工促进居群内与居群间的传粉，增加后代的基因杂合度，达到复壮种群的目的。另外

16、，促进种子在居群内与居群间的散布也是促进基因流动的有力措施。可人工萌发种子后，移植到适宜的原生境中，以促进种群发展。生态环境破坏与局部气候的恶化是包括手掌参在内的许多濒危植物生存的最大威胁之一，不考虑生境保护的单个物种保护是毫无意义的。因此，保护濒危物种与地球上最大的生物多样性，最根本的一个措施是保护物种生存的生态系统，并将其作为一个整体加以保护。对手掌参来说，保护与恢复青藏高原生态系统是保护这一濒危植物最根本的措施。5.2建立人工栽培基地并进行合理采挖目前，手掌参已成为市场严重短缺的药材之一，野生手掌参远远不能满足市场需求。因此，需要利用组织快繁技术摸索适合佛手参的快繁体系，建立人工栽培基地

17、，急需利用种子繁殖、组织培养等手段扩大其资源。在建立人工栽培基地的基础上，还要进行合理采。积极对于野生品种进行就地保护，要根据当地的种群生产力，严格控制野生佛手参的采挖量，对野生品种要做到“保护在先、利用在后”的原则。不能因为经济利益而提前采挖，而导致药材的药效下降甚至浪费药材。对栽培种，可于夏、秋两进行季采挖，要在栽培种生长5至6年（移栽3至4年后），于9-10月茎叶枯萎时采收。采收时，先拆除参棚，从畦的一端开始，用二齿镐将参根逐行挖出，抖去泥土，去净茎叶，并按大小分等。6 结语一个基因关系到一个国家经济的兴衰；一个物种影响一个国家的经济命脉。随着保护生物学的发展，特殊生态系统下稀有物种的重

18、要性及保育越来越受到关注，稀有物种的存在与否及现状已经成为生物多样性保护热点地区评价的重要指标。主产于青藏高原的手掌参，是一种具有奇特的功效的民族药用植物，保护手掌参如同保护其他珍稀濒危物种一样，关系到社会、经济以及人类自身的可持续发展。参考文献1 陈道海.保护生物学M.1999，122 李俊清,李景文.保护生物学M.第二版.2006，123 金洪,王俊杰,张众等.手掌参的组织培养研究.内蒙古农牧学院学报.1995年6月，18卷4期,74-77.4 李帅,王栋,匡海学等. 手掌参的化学成分研究.中草药. 2001年第32卷第1期.5 杨蓓蓓,李帅,张瑞萍等. HPLC测定藏药手掌参旺拉中4种有

19、效成分的含量. 中国中药杂志.2009年7月,34卷14期，1819-1822. 6 雒成林,刘峰林,金建平. 藏医与中医对手参的应用探讨.甘肃中医学院学报.2001年12月,34卷14期，43-44. 7 钱崇澍.中国植物志M17（389)8王桂芹，周波等. 手掌参的解剖学研究.通化师范学院学报. 2001年10月第22卷第5期.9 何田华,饶广远等. 手掌参的胚胎学研究.植物分类学报. 1988年第36卷第4期.10 Schoensiegel, Ingomar, Egger, et al.F lavono l glyco sides inthe flowers of Gymnadenia conopsea J .Z Pflanzenphysio l,1969, 6 (4) : 343345.11 李亚妮.保护生物学研究进展.延安大学学报J.2006，25（1）7 / 7