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【中国科学院武汉植物园】水生植物保护研究与开发利用取得显著成效

花匠小妙招
2024-11-11 21:41

水生植物是湿地等自然生态系统的重要组成部分，是一类庞杂的生态类群，与陆生植物相比，水生植物的种类数目虽然少，但由于该类群独特的进化历程、重要的生态、经济与文化价值，不仅是基础研究领域开展工作的重要研究对象，也是与人类生活息息相关的重要资源。同时，水生植被对改善区域水环境、保护水体生态系统健康具有特别重要意义。

为了进一步加强水生植物的保护，在中科院武汉植物园等方面的高度重视和大力支持下，中国野生植物保护协会与中国湿地保护协会，依托武汉植物园联合成立了水生植物专业委员会。

中国科学院武汉植物园筹建于1956年，1958年正式成立，是集科学研究、物种保育和科普开放为一体的综合性科研机构，是我国三大核心科学植物园之一，包含光谷、磨山、中非联合研究中心肯尼亚园区，新洲、江夏两个基地及多个野外观测台站。

中国科学院武汉植物园是国内最早系统组织开展水生植物研究的科研院所之一，从1956年建园伊始，水生植物研究就一直是其重要学科方向。目前，已经形成了全国、乃至全球最大的水生植物专业研究群体，相关研究工作已经涵盖了生物学和生态学的诸多领域，并在水生植物的多样性格局与保护、关键功能性状的适应性进化、水生植物的生态系统功能与退化水生态系统的恢复、水生经济植物的种质创新等方向显示出良好的发展态势。

中非合作

水生植物多样性编目及专著

我国是全球水生植物多样性最高的地区之一，建园伊始，水生植物的多样性调查始终是水生植物多样性编目与保护的基础性工作，陆续出版了《中国水生维管束植物图谱》《中国莲》和《水生植物图鉴》等多部学术论著，并承担了《Flora of China》中泽泻科、花蔺科和水鳖科等水生植物重要类群的分类修订。2021年12月，武汉植物园研究团队编著的70万字的《Aquatic Plants of China》即《中国水生植物图志》（英文版）的正式出版，成为我国水生植物多样性研究的重要里程碑。全书共记载了中国淡水和海水水生高等植物885种（含种下分类单元），隶属于240属87科，基本涵盖了中国境内分布的水生植物种类，尤其收录了2021年公布的最新版《国家重点保护野生植物名录》中的水生植物类群。该英文版著作的出版也为国际水生植物研究,了解认识我国的水生植物多样性提供了重要参考。

水生植物迁地保护与种质资源圃建设

水生植物种质资源圃是武汉植物园的特色专类园，该资源圃依托武汉植物园在水生植物多样性调查研究深厚的基础上建立，已经成为具有广泛国际影响的水生植物专类园。对国内外水生植物进行了广泛的野外考察并对水生植物资源进行了大量收集，尤其是对珍稀濒危或特有水生植物进行了重点收集及在该园水生植物资源圃中进行了活体保存。

水生植物的保育遗传学研究

对多种水生植物物种的遗传多样性进行了评价，提出了针对多个濒危水生植物的保护策略；对分布在青藏高原、云贵高原、中国亚热带区域等重点地理区域中多个水生植物物种进行了谱系地理学研究，揭示了这些区域多个水生植物起源、扩散及迁移模式。同时，也揭示了部分物种的适应性进化的机制；对多个水生植物类群（海菜花属、雨久花属、泽泻科、水鳖科等）进行了分类学及分子系统发育及生物地理学研究，发表了多个水生植物新种，理清了这些类群的系统发育关系并揭示了其进化历史。

水生植物光合作用研究

在对我国水生植物的光合无机碳浓缩机制进行全面调查的基础上，发现了若干具有特殊光合作用特征的沉水植物。以水鳖科海菜花属植物为核心，开展了沉水植物无机碳浓缩机制的系统研究。研究发现龙舌草是目前唯一发现的一种集HCO3-的利用、C4途径和CAM途径共存于一身的一种水鳖科沉水植物，为研究植物光合作用的系统进化、多种光合作用途径的共存与调控机制，提供了重要材料。

水生植物群落恢复重建理论与技术体系

在系统开展水生植物的生理响应、种群动态、群落演替到生态系统变化等各个层次研究的基础上，深入分析与总结了水生植物在浅水生态系统中的功能，阐述了水体富营养化过程中水生植物衰退机制的新观点，提出了以富营养化为主要表象的退化水体水生植被自然恢复的理论与方法，建立了集本土水生植物快繁、自然恢复潜力评估、水生植被繁殖体库调整以及水生植物群落稳定发展与管理为一体的退化水体水生植被自然恢复技术体系。

以莲为代表的水生经济植物的开发利用

武汉植物园已收集了来自全球范围内莲种质资源近千份，完成了莲重要种质的分子标记鉴定和评价，获批“国家荷花种质资源库”；绘制了世界上首张莲基因组参考图谱，构建了第一张莲遗传连锁图，开展了重要观赏性状（花色、花期、花型）、莲子品质（可溶性糖和淀粉）、药用成分（类黄酮和生物碱）的遗传学研究，开发了用于分子辅助育种的功能标记；培育了261份优良的花莲和子莲特色新品种。完成了IWGS国际荷花网新品种登录认证，6个品种已申请农业农村部植物新品种权保护。

同时，研发了莲产业化技术体系，在全国范围内进行推广。在多地营建了以莲为主体的专类园区、旅游景观和湿地等，如河北白洋淀的荷花大观园、山东微山湖景区的荷花精品园，芜湖香湖岛精品荷花园、苏州市相城区荷塘月色湿地公园等。近几年，园内莲花品种及其相关成果在美丽乡村建设和乡村振兴中取得很好的成绩。“秋荷”新品种的培育成功，极大地延长了荷花的观赏期，对于提高荷花的观赏价值，促进生态旅游具有重要意义。