沁人心脾:版纳植物园的姜科植物收集与研究

作者:西双版纳热带植物园 / 公众号:XTBGly 发布时间:2019-01-31


姜科植物九翅豆蔻开花景象(朱仁斌摄影)
姜科植物是热带雨林中最典型的植物类群之一,全世界约有1377种,且具有重要的经济价值,广泛用于香料、医药和花卉。我国有姜科植物209 种, 云南有139 种, 西双版纳有92 种(包含有20余种外来被当土著民族长期栽培利用的) , 占云南已知姜科数的一大半。姜科植物无疑是西双版纳热带雨林中最重要的植物类群之一。
自蔡希陶早期建园时代,植物园就重视姜科植物的研究与收集,蔡希陶先生早在六七十年代,就发表多个姜科植物新种,如红壳砂仁、蒙自砂仁、矮砂仁、红花砂仁等多个新种,并带领植物园一批研究人员参与了《中国植物志》姜科和主持了《云南植物志》姜科的编撰工作,为版纳植物园的姜科植物园研究奠定了坚实的基础。
在资源利用方面,由于姜科植物具有非常重要的作用,如姜和草果是非常著名香料;药用植物如阳春砂仁、益智、豆蔻等;郁金和姜黄则用于染色;九翅豆蔻则用来当做水果,黄姜花是五树六花之一,傣族袈裟由姜黄染色而成,在东南亚地区,姜科植物资源运用非常广泛。版纳植物园在七八十年代,还积极探索了林下种植阳春砂仁,且发现了本土的绿壳砂仁,并对橡胶+姜科药物混合种植模式进行了探索,证明这是一种有效的种植方式。1993年,版纳植物园老专家邹寿青在Forest Ecology and Management发表了Cultivation of Amomum villosum in tropical forests(《林下砂仁种植》)一文,一直以来均被认为是中国科学院西双版纳热带植物园最早的SCI论文(后被证实是第二篇)。
著名的药用植物阳春砂仁花朵(曾在版纳林下大量推广种植)
云南画报81年报道版纳植物园在林下的绿壳砂仁推广
随着西双版纳森林的破坏,“保护”逐渐成为新的环境问题和研究热点。进入2000年之后,版纳植物园依托“万种植物园”项目,在东区建立了姜科植物种质资源收集区,建立了野生姜园,在引种保存姜科植物的同时,从世界各地引种姜科花卉,保存姜科植物。
东区热带雨林区的野生姜园野生姜园:版纳植物园从20世纪60年代就开始对姜科植物进行收集驯化与保存工作,主要以国内和东南亚国家的热带和亚热带野生姜科植物种质资源迁地保护为主。该园占地面积约100亩,现保存野生姜科植物16属170余种,其中保存有珍稀濒危植物茴香砂仁、拟豆蔻、长果姜、勐海姜,重要中药材砂仁、益智、草果、姜、草豆蔻、高良姜、郁金、莪术、姜黄、闭鞘姜等,另还保存有做香料,色素,淀粉,蔬菜以及美丽的观赏姜科类植物。据统计,版纳植物园一共引种姜科植物两千多次。目前野生姜园已成为世界从事姜科分类、系统进化、传粉生物学、生态学、植物化学、开发利用等方面研究的重要基地。
东区沟谷雨林的野生姜园规划图(园林园艺部供图)
珍稀濒危植物茴香砂仁
引种还扩展到与姜科相近的闭鞘姜科(图为1994年从首次日本引进的大苞闭鞘姜)
野生姜园的建设为姜科研究提供了便利。以李庆军、夏永梅和高江云为主的研究人员,对姜科植物进行了大量研究,特别在传粉领域取得丰硕的成果。
特别是李庆军,于2001年在世界著名的杂志nature上发表植物园历史上第一篇CNS文章,描述了山姜属花柱卷曲有助于避免自交的现象。这是中国科学家发现的一种全新的植物避免自交的方式。姜科植物大多具有非常强大的克隆繁殖能力,没想到它避免自交,促进异交的机制同样强大。山姜属的花柱卷曲性(Flexistyly)就是一个由中国科学家发现和定义的科学名词。
花柱卷曲性(Flexistyly):
姜科植物具有强大的无性生殖能力,但也有巧妙的促进异交传粉机制。李庆军等通过山姜属植物传粉研究,发现一种全新的植物避免自交的方式,山姜属植物会通过花柱的卷曲运动,来避免自交。
李庆军的博士论文被评为全国优秀博士论文,发现列入2001年9项“中国当代科学家代表性研究工作”之一,获得2002年度云南省自然科学一等奖,并荣获2002年度国家杰出青年科学基金“。
李庆军与世界著名的生态学家Spencer Barrett一起查看姜花
版纳植物园对姜科植物的研究,从分类到资源植物,从保护到传粉生物学、系统进化等等。特别李庆军带领的团队对姜科植物的传粉生物学研究, 取得了大量成果。姜科植物的传粉故事,也多次荣登几大经典学术杂志封面,姜科植物成为版纳植物园封面文章最多的类群。下面是版纳植物园的两个封面故事。
姜科植物两个封面故事,最早的SCI封面之一及其第一篇JEB
此外,高江云等则对中国姜科花卉进行了收集整理,出版了《中国姜花》一书。对西双版纳姜科植物资源的利用现状与开发前景进行了梳理和总结。
图书:《中国姜科花卉》
2009年第五届国际姜科植物学大会圆满在版纳植物园举行等,使得版纳植物园姜园成为世界上最具特色的姜园区之一。
路漫漫而修远兮,虽然版纳植物园在姜科植物收集与研究上起步很早,成果也颇为丰硕,但与东南亚诸国,特别是泰国的姜科植物的收集与利用相比,还有很大距离,研究与利用的可持性上也存在很大的挑战。欲想取之得先知之。姜科植物除了可药用食用,还是非常漂亮的花卉,果实也很惊艳,夏可赏花,冬可观果。版纳植物园姜科植物主要在沟谷雨林区,部分保存在苗圃,荫生园和南药园有少量展示,大家可前去参观。
版纳植物园六十周年报道
1.中国科学院西双版纳热带植物园建园60周年园庆公告
2.蕉麻重返专类园种植
3.60周年庆报道:“天女散花”百花园
4.天堑变通途:罗梭江铁索吊桥历史
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6.版纳植物园60年园庆报道:西双版纳的兰科植物研究
7.青春献礼--向往的西园,庆西双版纳热带植物园成立六十周年
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9.版纳植物园蔡希陶纪念室建成开放
10.版纳植物园园史馆“西园谱”建成并对公众开放
11.艺术邂逅科学——第二届热带雨林中国画写生作品展开幕
12.第四届西双版纳国际研讨会召开并发布《西双版纳宣言》
13.版纳植物园环境教育中心启用
14.2019年多肉植物主题展开幕
15.版纳植物园龙脑香科植物的引种收集、研究与文化
16.版纳植物园60年园庆报道:西双版纳的兰科植物研究
姜科科普延伸:
认识生姜家族
姜园疣果豆蔻开花
姜花的演化与喜马拉雅的隆升
豆蔻年华”中的豆蔻为何种植物
姜苗果是什么?雨林皇后九翅豆蔻的繁殖秘密
编撰: 雨林军/ 刘光裕、段其武、杨振、玉最东、苏艳萍

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