“放生”一朵兰花,探索珍稀物种与超级城市的共生之道

深圳兰科中心科研团队在深圳三洲田发现一株开花的珍稀濒危物种紫纹兜兰。

迎着山中的虫鸣,拨开凋落的草叶,科研人员从保温箱中捧出一株紫纹兜兰幼苗,放入挖好的浅坑中。

紫纹兜兰是国家一级保护野生植物,“放生”(回归)的位置也要经过精心挑选。覆上新土之后,科研人员给新种的幼苗编好特有的号码——她永久的身份证,浇上适当的水,记录种植地点的经纬度、生境信息、伴生物种等。至此,又一株紫纹兜兰回到了原生的“故乡”。

如何“放生”一株珍稀濒危的兰科植物,帮助它们的种群健康复壮?这是深圳市兰科植物保护研究中心(下称“兰科中心”)孜孜求解的命题。自2005年以来,中心科研人员陆续攻克了紫纹兜兰人工繁育、土壤微生物环境研究、菌根真菌培育等多个难题,截至目前,该中心已将近万株紫纹兜兰幼苗回归至原生地的野外生境。

珍稀濒危植物与超级城市如何共生?一株植物回归乡土的背后,兰科中心科研团队也在探索其中的答案。

深圳兰科中心科研团队前往野外对紫纹兜兰进行监测调查。

“放生”一株兰花,研究从土壤开始

紫纹兜兰属兰科兜兰属,即大名鼎鼎的“拖鞋兰”家族的一员。根据文献记载及野外调查研究,深圳是该物种的原生地之一。然而,由于人类的过度采挖及野生动物破坏,近年来,深圳的野外已经难以寻觅野生紫纹兜兰的身影。调查结果显示,紫纹兜兰在多个地点已经野外灭绝。

幸运的是,虽然紫纹兜兰的野外种群遭遇了致命打击,但兰科中心的紫纹兜兰种质资源却得到了良好的保存。走进温室,一株株紫纹兜兰在精心的照料下舒展绿叶,随着花季的到来,其中一些已经抽起了花葶,或含苞待放、或恣意绽放。

人工培育出来的紫纹兜兰幼苗。

如何把人工繁育的紫纹兜兰带回山中帮助它们复壮种群呢?带着这样的疑问,科研团队开始了一系列的调研。

经过长期的深入研究,掌握了紫纹兜兰的生物学特性和濒危机制之后,科研人员精心地挑选了适当的野外回归点。这些回归点中,有的曾经报告过野生紫纹兜兰种群,有的与紫纹兜兰原生境极为相似。科研团队推断,近似原生环境应当也十分适合紫纹兜兰生长。

而事实却是,包括紫纹兜兰在内的整个兜兰属植物,在野外复种的成活率都不高。兰科中心副主任王美娜博士介绍,经过一番研究后,团队发现,要保证紫纹兜兰在野外存活,功夫却在肉眼看不见的地方。

“和其他兰花一样,紫纹兜兰的种子也没有胚乳。”王美娜说。这意味着在萌发的过程中,种子完全依赖菌根真菌为其转化所需的养分。

此外,植株长成之后,紫纹兜兰的根系中还存在着复杂的微生物共生系统,通过共生的真菌和细菌为其继续供给养分。要提高原位复种的成功率,培育适当的菌株成了兰科种群复壮绕不开的话题。

兰科中心原位复种的紫纹兜兰成活率已稳定在40%左右。

因此,近年来,兰科中心正致力于培养各种兰科植物需要的微生物,通过添加共生真菌等方式帮助兰花更好地成长。

目前,兰科中心原位复种的紫纹兜兰成活率已稳定在40%左右,二代苗也已经正常开花,这是回归成功的重要标志。此外,在深圳市内,兰科中心也正尝试多种紫纹兜兰回归方式来揭示其种群复壮的奥秘。“目前,我们已经对紫纹兜兰采取了灭绝地回归、异地回归和增强回归三种回归方式,发现了一些非常有意思的现象。”王美娜说。未来,兰科中心还将进行持续长期的监测及相关研究,以确保其真正回归成功。

深圳兰科中心资源管理部副部长孔德敏对开花的紫纹兜兰进行人工授粉。

药用兰花市场,不再依赖“纯野生”

全球兰科植物超过3万种,天麻和石斛也属于兰科。而中国的原生兰科植物约在1800种左右。据兰科中心最新调查数据,深圳市原生的兰科植物有100种左右,紫纹兜兰正是其中一种。自2005年原国家林业局批准兰科中心成立至今,中心已经收集保存的国产和国外兰科植物以及种质资源达1600多种。其中,不少种源是打击走私时缴获的物种。

科研人员对野外发现的紫纹兜兰进行果实采集以及对土壤样品采样。

“兰科植物要么观赏价值极高,要么药用价值极高,受利益驱使,在全球范围内许多野生兰科植物资源都遭到了严重的破坏。”王美娜说。上世纪90年代以来,随着经济的发展,人们对观赏兰花、药用兰花的需求猛增,大量野生兰科植物资源被盗掘,走私出境,数量急剧下降。兰科虽然种类丰富,但是全部兰科植物均处于不同程度的濒危状态。拿我们的国兰来说,大量的盗采往往只为追求植株上一点变异。为了寻找这点变异“基本上一个山头的兰花都要遭殃。”王美娜回忆道,过去“兰花热”期间,有芽变的植株在市场上可以炒到逾百万元的高价。然而,兰花的野外种群恢复却非常慢。

近年来,随着国家对野生植物保护力度的增加,盗采兰花的情况正逐渐得到改善。目前,兰科中心等科研机构已经基本摸清兰花的繁育机理,种源培育也取得重大突破。在兰科中心实验室里,科研人员已经成功繁育众多具有观赏价值或药用价值的兰花,50多人的研究团队分别从兰花的组织培养、基因编辑、共生真菌培养等不同的方面发起攻关。随着保护意识的提高,不少市民和企业放弃购买野生兰花,转而和兰科中心合作,选择人工培育的兰花。

野外工作时,三餐不规律是常事。

对于药用的兰花来说,情况不同于观赏兰花。王美娜介绍,“道地性”是它们品质的重要考察指标。为此,兰科中心目前正逐步推进石斛、天麻的等传统名贵药材的仿原生态种植技术,以期通过科技手段满足市场对“道地性”的追求,这样一来也保护了野生兰科植物资源。

科研牵线搭桥,兰科植物深加工或激活农林经济

随着兰科植物科研的不断推进,兰科植物的市场应用也正从种苗、药材销售走向深加工领域。走进王美娜的办公室,显眼的位置上赫然陈列着各种兰花相关产品,从兰花清口糖、兰花香水到兰花护肤品,沁人心脾的兰花香成了产品独特的标签。

事实上,随着兰科植物保护的逐步发展,对兰科植物的产业化应用也更为广泛。近年来,兰科中心不断从兰花中提取出天然的活性组分,并证实其具备美白、保湿、抗衰老等不同功效,这为兰花产品打开美妆、护肤品市场提供了全新的思路。

兰科中心植物组培室,科研人员对紫纹兜兰进行人工培育。

在兰科中心主任陈建兵看来,兰科植物的高经济价值和人工繁育、深加工技术的成熟,不仅为其保护创造了有利条件,更可以服务乡村振兴,以科研的力量为农村一二三产业融合搭建桥梁。陈建兵分析,兰科植物对生长环境要求苛刻,野生种群往往分布于深山老林之中,当地对农林产业,林下经济的发展需求旺盛。各地应依法加强丰富的野生兰科植物资源的保护工作,加大科技创新力度,通过人工繁育,可以进一步满足大健康、文旅等产业对兰科植物的应用需求,若能通过我们的创新平台对接大湾区等市场,可以为新兴产业赋能,创造更好经济价值,助力高质量发展,共同写好绿水青山就是金山银山的故事。“在保护优先的基础上,科研团队目前有能力开发野生兰科植物资源,引导大家使用人工繁育的石斛、天麻等中药材。”他说。通过人工繁育、濒危物种复种等方面的技术成果,有效激活沉睡在深山中的兰科植物资源,中部、中西部欠发达地区的生态环境切实转变为生态效益。

据介绍,除了对兰科植物物种进行保护开发,兰科中心正在编写兰花科普的系列教材,并针对不同人群设计了不同的课程体系。目前,中心工作人员正将课程带进社区、学校,受到广泛欢迎。

【记者】邵一弘

【摄影/摄像】肖雄 姚佳烁(实习生)

【通讯员】林荫