陳東亮,鐘楚,簡少芬,李林軒,韋坤華*,繆劍華*
1.廣西壯族自治區(qū)藥用植物園 廣西藥用資源保護(hù)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣西壯族自治區(qū)中藥資源智慧創(chuàng)制工程研究中心,廣西 南寧 530023;2.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 經(jīng)濟(jì)作物研究所,廣西 南寧 530007
八角蓮Dysosma versipellis(Hance)M.Cheng ex Ying別名山荷葉、金魁蓮、旱八角、荷葉蓮、江邊一碗水、獨(dú)角蓮等,為小檗科(Berberidaceae)鬼臼屬(Dysosma)多年生宿根草本藥用植物[1]。八角蓮始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,以“鬼臼”之名列為下品,“主殺蠱毒鬼注,精物,辟惡氣不祥,逐邪,解百毒”[2]。據(jù)《本草綱目》[3]、《證類本草》[4]、《植物名實(shí)圖考》[5]和《全國中草藥匯編》[1]等文獻(xiàn)記載,八角蓮以根莖入藥,能夠清熱解毒、祛瘀消腫、化痰散結(jié),治療癰腫、跌打損傷、咽喉腫痛等[6]。現(xiàn)代藥理研究表明,其根狀莖中鬼臼毒素(podophyllotoxin)含量極高,具有較好的抗腫瘤、抗病毒及抗菌等生物活性[7]。近年來,八角蓮的開發(fā)利用備受關(guān)注。然而,據(jù)野外調(diào)查顯示,1960 年以前八角蓮在比較偏僻山區(qū)較為常見,1975 年后主要分布于自然保護(hù)區(qū)或以農(nóng)家栽培形式生存。隨著人類對自然的不斷索取,八角蓮的適生環(huán)境正在縮小,資源急劇減少[8]。這說明人們對其植物資源的開發(fā)和利用缺乏科學(xué)的指導(dǎo)且保育意識(shí)淡薄。目前,八角蓮已被列為國家Ⅱ級(jí)保護(hù)瀕危植物[9]。因此,加強(qiáng)其保育研究對實(shí)現(xiàn)八角蓮資源的可持續(xù)利用具有重要意義。
八角蓮是我國特有的瀕危植物[10]。其大多為零星分布,種群數(shù)量小,主要分布于湖北、貴州、廣西、四川、江西、重慶、陜西、湖南、云南、安徽、廣東、浙江等地,陜西南部大巴山北坡為其分布的最北界[11]。王萬海等[12]通過查閱文獻(xiàn)、走訪市場等方式對湖北恩施地區(qū)的15 個(gè)樣地(N29°22′11.3″~30°50′10.2″,E110°18′50.0″~108°55′57.8″)的八角蓮野生資源進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查,并對樣地八角蓮的蘊(yùn)藏量進(jìn)行了估算,認(rèn)為恩施產(chǎn)區(qū)的八角蓮蘊(yùn)藏總量約為832.91 kg,年允收量僅為138.8 kg,且調(diào)查發(fā)現(xiàn)很多分布區(qū)的八角蓮已幾近滅絕。韋蓉靜等[13]對貴州省黔南州三都縣八角蓮群落進(jìn)行生態(tài)學(xué)調(diào)查及生態(tài)位分析,認(rèn)為該地區(qū)八角蓮生態(tài)位寬度較小且種間競爭激烈,自然條件下生長狀態(tài)與其他常見物種比較處于劣勢。管畢財(cái)[8]在2006 年對湖北神農(nóng)架、重慶金佛山、四川峨眉山等10 個(gè)八角蓮群體進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)八角蓮適宜生境正在縮小,資源急劇減少,各群體之間呈明顯間斷的“島嶼狀”分布,且大群體越來越小,小群體逐漸消失,棲息地退縮到了人類日?;顒?dòng)不曾觸及的森林,甚至自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的群體也被偷采,導(dǎo)致其棲息地不斷縮小。
2.1.1 自交不親和障礙 Bawa[14]認(rèn)為,當(dāng)大多數(shù)自花授粉植株不結(jié)實(shí)時(shí),這個(gè)種就應(yīng)被認(rèn)為具有自交不親和的繁育系統(tǒng)。管畢財(cái)[8]對八角蓮進(jìn)行了套袋實(shí)驗(yàn)、自花傳粉實(shí)驗(yàn)和同株異花實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)同株同花和同株異花授粉均不結(jié)實(shí)或結(jié)實(shí)量極少,而異株異花結(jié)實(shí)率極高,表明八角蓮繁育系統(tǒng)存在較高程度的自交不親和障礙;通過對八角蓮繁殖系統(tǒng)的進(jìn)一步研究,認(rèn)為八角蓮屬于自交不親和的專性異花授粉植物,授粉主要依賴傳粉昆蟲,且通過觀察發(fā)現(xiàn)有效傳粉昆蟲長角甲蟲(long hornbeetle)的飛行距離不超過2 m,訪花頻率很低,造成八角蓮群體間缺乏有效的花粉傳播。這是其結(jié)實(shí)率低的主要原因,也是造成八角蓮瀕危的重要內(nèi)部因子。
2.1.2 遺傳多樣性低 周新聞[15]利用等位酶技術(shù)和簡單序列重復(fù)區(qū)間擴(kuò)增多態(tài)性(ISSR)分析技術(shù)研究了八角蓮5 個(gè)居群和六角蓮1 個(gè)居群遺傳變異情況,認(rèn)為八角蓮居群的遺傳多樣性水平低于六角蓮。李忠超[16]研究認(rèn)為,由于八角蓮生境片段化、異質(zhì)化,地理空間隔離和繁育機(jī)制障礙,其種群間基因流小,種群內(nèi)遺傳多樣性水平較低,種群間遺傳分化較大,小種群效應(yīng)明顯。以上研究結(jié)果均表明,八角蓮的遺傳多樣性低、進(jìn)化潛力和適應(yīng)性較弱。
2.1.3 自然繁殖率低 八角蓮自然狀態(tài)下靠種子繁殖后代,但劉燕琴等[17]研究發(fā)現(xiàn),其種子具有休眠的特點(diǎn),休眠期從8月到次年的3月。種子休眠期越長,種子活力就越容易喪失[18],致使自然繁殖率較低,這可能是野外很難觀察到八角蓮種子苗的主要原因。
2.2.1 野生資源的過度采挖 由金文等[19]在湖北神農(nóng)架地區(qū)走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn),2004 年有人從巴東沿渡河一次性挖走八角蓮根莖超過150 kg,神農(nóng)架林區(qū)附近林叢中八角蓮已近枯竭。由于無節(jié)制、掠奪性采挖,八角蓮野生資源及其生境受到了嚴(yán)重破壞,原分布地區(qū)資源已臨近枯竭,全國的野生資源分布呈縮小的趨勢。
2.2.2 生長環(huán)境的破壞 2006年管畢財(cái)[8]對全國10個(gè)八角蓮主要分布區(qū)的生境調(diào)查顯示,除湖南天平山自然保護(hù)區(qū)、安徽天堂寨自然保護(hù)區(qū)及江西九江海行鄉(xiāng)3 個(gè)分布區(qū)的生境仍適宜八角蓮繁殖外,湖北神農(nóng)架、重慶南川、四川峨眉山、陜西嵐皋南宮山、湖北九宮山和重慶縉云山的八角蓮生境均受到不同程度的破壞。近年來,由于違反自然規(guī)律的墾殖、旅游開發(fā)和生態(tài)環(huán)境惡化等原因,八角蓮喪失了適宜的生存環(huán)境,造成其野生資源日益減少,瀕臨枯竭[20]。
以上內(nèi)因和外因的共同作用加劇了藥用植物八角蓮的瀕危程度。因此,研究八角蓮的就地保育、遷地保育和回歸保育對瀕危藥用植物八角蓮的可持續(xù)利用具有重要意義。
就地保育主要通過封禁、輪采、人工授粉、人工補(bǔ)種及人工管理等方式對藥用植物實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)。劉燕琴等[21]通過人工授粉和人工補(bǔ)種方法,對分布于重慶市南川區(qū)的廟壩石人山、松豐對窩山、槐坪山的野生八角蓮資源進(jìn)行了人工撫育研究,分別統(tǒng)計(jì)人工授粉的結(jié)實(shí)率和人工補(bǔ)種的成活率,結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)過人工授粉處理,廟壩石人山、松豐對窩山、槐坪山的八角蓮結(jié)實(shí)率分別由原來的8.1%、5.0%、2.5%提高到73.4%、91.6%、30.0%;人工補(bǔ)種八角蓮栽培苗、種子苗、組培定植苗、組培苗,成活率依次為96.7%、93.3%、50.0%、15.0%;定植1年,根部增質(zhì)量依次為80.0%、86.2%、103%、120%。人工授粉有效提高了野生八角蓮的結(jié)實(shí)率,人工補(bǔ)種方式能夠有效增加八角蓮的種群數(shù)量及種群內(nèi)個(gè)體數(shù)。
植物遷地保育指把植物活體、器官和組織等轉(zhuǎn)移到自然生境之外來繁育生長的一種保育方式,是植物多樣性保護(hù)的重要補(bǔ)充手段[22]。對于以殘存種群或由于自然、人為因素造成生境條件已經(jīng)發(fā)生改變的瀕危物種而言,遷地保育是必要且最為有效的措施。藥用植物園、藥用專類園、藥用植物種質(zhì)圃等是目前開展藥用植物遷地保育的主要單位。將自然生境的藥用植物物種轉(zhuǎn)移到可控條件的地區(qū)保存,能方便研究藥用植物的遺傳、繁殖、生長發(fā)育規(guī)律,提取藥用植物有效成分,研究藥用植物藥效形成與維持規(guī)律。這些規(guī)律對藥用植物保育起基礎(chǔ)支持的作用。
4.1.1 人工栽培 近年來,八角蓮各種內(nèi)部和外部致瀕因子的共同作用使其瀕臨滅絕。實(shí)踐證明,野生變家種是實(shí)現(xiàn)野生藥用植物資源有效保護(hù)和可持續(xù)利用的有效途徑。早在20 世紀(jì)80 年代,人們就開始了八角蓮野生轉(zhuǎn)家種的栽培研究[23]。經(jīng)過30 余年的研究積累,對于八角蓮的引種栽培技術(shù)已經(jīng)取得了初步成果。甘國菊等[24]在前人研究基礎(chǔ)上,總結(jié)了八角蓮的人工栽培技術(shù),主要包括選地整地、育苗、定植、搭設(shè)蔭棚、中耕除草、肥水管理、病蟲害防治等內(nèi)容,為廣大藥農(nóng)提供了技術(shù)指導(dǎo)。劉少軒等[25]選用3 年生八角蓮苗,在半楓荷林不同郁閉度及空地種植,進(jìn)行了栽培試驗(yàn),研究認(rèn)為,適宜種植八角蓮的半楓荷林分最佳郁閉度為0.5~0.7,在這個(gè)郁閉度之間八角蓮的成活率、保存率及生長量都較好。陸煒強(qiáng)[26]研究了八角蓮規(guī)范化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù),依照我國中藥材產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,制定了適用于浙江省磐安縣八角蓮生產(chǎn)基地及其毗鄰地區(qū)的八角蓮規(guī)范化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程。為了進(jìn)一步規(guī)范中藥八角蓮栽培技術(shù),原國家林業(yè)局發(fā)布了《八角蓮栽培技術(shù)規(guī)程》(LY/T 2952—2018)[27]。該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施有效規(guī)范了中藥材八角蓮的生產(chǎn)過程,在一定程度上保證了藥材質(zhì)量。為了保護(hù)野生資源及滿足市場需求,四川省自然資源科學(xué)研究院秦小波等[28]通過對峨眉山特有八角蓮,特別是發(fā)現(xiàn)的新變種峨眉八角蓮進(jìn)行了多年資源圃保育及繁殖,基本馴化了峨眉八角蓮,并將其應(yīng)用于當(dāng)?shù)厝斯ぴ耘嗍痉丁T搱F(tuán)隊(duì)從2012 年起連續(xù)在峨眉山進(jìn)行最小3.33 hm2的試種,與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)合作栽培八角蓮2.67 hm2,此后面積增加達(dá)百畝(1畝≈666.67 m2),畝產(chǎn)鮮質(zhì)量達(dá)1000 kg。
4.1.2 引種材料 中藥材八角蓮的基原植物為八角蓮。此外,還有云南八角蓮D.aurantiocaulis(Hand.?Mazz.)Hu、小八角蓮D.difformis(Hemsl.et Wils.)T.H.Wang ex Ying、貴州八角蓮D.majorensis(Gagnepain)M.Hiroe、六角蓮D.pleiantha(Hance)Woodson、西藏八角蓮D.tsayuensisYing 等變種[10],引種時(shí)要加以區(qū)分。內(nèi)部轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)2(ITS2)序列作為DNA 條形碼可準(zhǔn)確鑒別八角蓮藥材的基原植物及其混偽品,為八角蓮物種鑒定及藥材真?zhèn)舞b別提供依據(jù)[29?30]。因其野外自然狀態(tài)下產(chǎn)種量極少,農(nóng)家引種時(shí)多采挖根莖用來繁殖種苗。
4.1.3 生態(tài)適應(yīng)性 適應(yīng)性評(píng)價(jià)是衡量植物遷地保育成功與否的關(guān)鍵。藥用植物引種馴化不僅需要保證種源可靠,還需要注意生態(tài)環(huán)境在馴化過程中扮演的角色。溫度和光照是影響植物生長的重要生態(tài)因子。Karuppaiya 等[31]研究表明,低溫下調(diào)控八角蓮鬼臼毒素合成的基因表達(dá)量上調(diào),促進(jìn)了鬼臼毒素在根莖的積累。在低溫(4~6 ℃)條件下生長的八角蓮的生物量和葉綠素、類胡蘿卜素、鬼臼毒素含量均高于在25~30 ℃溫室大棚生長的八角蓮。Zhao 等[32]研究不同光照強(qiáng)度(10%、30%、50%、100%自然光)對八角蓮形態(tài)性狀、物質(zhì)分配、光合作用及其活性成分積累的影響發(fā)現(xiàn),隨著光照強(qiáng)度的增加,植株變矮,葉片變小,而在盛夏(7 月)日照充足(100%自然光)的情況下葉片受損嚴(yán)重;在過度光照導(dǎo)致葉片死亡后,8 月會(huì)長出新葉,而在其他3 種光照下生長的植株則表現(xiàn)出旺盛的綠葉;在30%自然光照射下,葉片為暗綠色;光照強(qiáng)度對八角蓮總生物量無顯著影響,且4 種光照強(qiáng)度梯度下的物質(zhì)分配模式相似,生物量平均有85%分配給了地下器官(根莖),其余15%分配給了地上植物部分;30%自然光光照強(qiáng)度下,八角蓮表現(xiàn)出最佳的營養(yǎng)生長和光合作用能力,鬼臼毒素積累量較高。因此,八角蓮是一種能夠很好地適應(yīng)光照變化的耐陰植物。在八角蓮的引種栽培和回歸保育實(shí)踐時(shí),建議將光照強(qiáng)度設(shè)置為10%~50%自然光,尤其是30%自然光。
八角蓮的種苗繁育方式通常有種子繁育、根莖繁育和組織培養(yǎng)繁育3種方式。
4.2.1 種子繁育 種子繁殖是八角蓮最原始的繁殖方式。其種子在自然條件下具有休眠期長的生理特性。劉燕琴等[17]認(rèn)為,種皮和胚乳制約、種子生理后熟是引起八角蓮種子休眠的主要原因,用400 mg·L-1赤霉素(GA3)溶液浸種24 h 或6~7 ℃低溫層積均能在一定程度上解除休眠,促進(jìn)萌發(fā)。其中,以6~7 ℃低溫層積150 d 效果較好,發(fā)芽率和發(fā)芽勢分別達(dá)到88.5%和30.4%。貯藏條件和方式也是影響種子活力的重要因素。研究表明,對種子進(jìn)行砂藏可以提高種子的發(fā)芽率[33]。雖然,通過激素處理和低溫層積可以在一定程度上解除休眠、促進(jìn)萌發(fā),但據(jù)八角蓮有性繁殖的初步研究發(fā)現(xiàn),自然情況下八角蓮坐果率低于8%,而成熟的八角蓮果實(shí)在5%以下,果實(shí)內(nèi)僅含有效種子4~6 粒[33]。由于八角蓮存在自交不親和障礙,自然狀態(tài)下結(jié)實(shí)率低下,可用于育苗的種子量有限成為八角蓮種子育苗的瓶頸問題。對于異花授粉植物,人工授粉是提高其結(jié)實(shí)率的重要途徑。劉燕琴等[34]經(jīng)過多年的研究,認(rèn)為采用人工授粉方法可以提高八角蓮種子結(jié)實(shí)率。但人工授粉費(fèi)時(shí)費(fèi)工、效率低下,依然無法滿足規(guī)?;绲男枨蟆?/p>
4.2.2 根莖繁育 根莖繁殖是部分根莖類植物的繁殖方式,具有出苗率高、不容易發(fā)生徒長、生長勢和抗逆性較強(qiáng)、可較好保持品種種性等優(yōu)點(diǎn)。八角蓮根狀莖先端結(jié)節(jié)每年可形成1 個(gè)幼芽,第2~3節(jié)上有芽苞,當(dāng)受外界創(chuàng)傷或人為切割時(shí),可促使其節(jié)上芽苞萌發(fā),長出新苗,而其后的結(jié)節(jié)則逐漸老化,再生能力很弱。因此,可利用八角蓮先端的1~3 節(jié)進(jìn)行無性繁殖。我國華中地區(qū)一般在7 月下旬至8 月上旬(西南地區(qū)一般2—3 月[35])采挖八角蓮根莖,切下其第1~3 個(gè)結(jié)節(jié)作繁殖材料,隨采隨栽。可在畦面上橫向開溝條播,行距20 cm,播幅10 cm,溝深3~4 cm,在溝內(nèi)按每隔8~10 cm種上1 個(gè)芽苞,用火土灰蓋種,充分澆水后覆草保溫保濕[24]。但由于目前八角蓮資源量稀少,加之其根莖只有長在前端的2 個(gè)圓盤節(jié)具有分生能力,后面的圓盤節(jié)木質(zhì)化嚴(yán)重,無再生能力,利用其根莖進(jìn)行規(guī)模化育苗困難很大。此外,八角蓮的藥用部分主要是根莖,為了不浪費(fèi)其藥用部分,須要考慮利用其他非藥用部位來代替根莖進(jìn)行育苗。韋蓉靜等[36]嘗試用根莖根代替根莖繁殖,但經(jīng)對比,根莖根的成苗率僅為38%,比根莖育苗法成苗率低64%。劉燕琴等[37]開展了莖節(jié)育苗不同播種時(shí)間、不同生長年限莖節(jié)出苗特點(diǎn)的研究,對多年生莖節(jié)采用藥劑處理法,篩選合適的激素組合、濃度,促進(jìn)了多年生莖節(jié)的出苗率;同時(shí),對多年生莖節(jié)采用藥劑處理合并室內(nèi)砂藏處理能較好地促進(jìn)其萌芽,提高了莖節(jié)的出苗率。該研究組在對須根播種方法、材料規(guī)格、播種時(shí)間等研究的基礎(chǔ)上,對須根藥劑處理的激素組合進(jìn)行了篩選,并采用合適的藥劑處理、室內(nèi)河沙低溫層積等方法有效促進(jìn)了須根苗的分化、出苗。徐銘澤等[38]采用正交法,對根狀莖結(jié)節(jié)進(jìn)行浸泡之后,將根狀莖栽入培養(yǎng)土中,再用對應(yīng)的激素水溶液代替自來水進(jìn)行培養(yǎng),結(jié)果發(fā)現(xiàn),選取根狀莖第1 節(jié)結(jié)節(jié),1.0 mg·L-16?芐氨基腺嘌呤(6?BA)+0.2 mg·L-1苯基噻二唑基脲(TDZ)激素水溶液中浸泡24 h,不定芽誘導(dǎo)效果最好,每個(gè)根狀莖誘導(dǎo)的不定芽數(shù)可達(dá)5~7 個(gè),表明用激素水溶液對八角蓮根狀莖進(jìn)行浸泡預(yù)處理和澆灌,能顯著提高八角蓮不定芽的產(chǎn)量。
4.2.3 組織培養(yǎng)繁育 Jiang 等[39]于2012 年成功建立了八角蓮的高效組織離體快繁技術(shù)體系。該方法以八角蓮的根莖上的嫩芽為外植體,接種在MS+1.0 mg·L-16?BA+0.5 mg·L-1GA3+0.5 mg·L-1玉米素(Zea)培養(yǎng)基上6 周后,可直接分化出多個(gè)不定芽而不經(jīng)過愈傷組織階段;以葉片為外植體,接種在MS+0.5 mg·L-1萘乙酸(2,4?D)+0.2 mg·L-16?BA培養(yǎng)基上4 周內(nèi)即可誘導(dǎo)出愈傷組織,愈傷組織在MS+1.0 mg·L-16?BA+0.2 mg·L-1TDZ 培養(yǎng)基上6周內(nèi)可分化出不定芽;且從根莖的嫩芽和愈傷組織分化獲得的不定芽在1/2 MS+0.5 mg·L-1吲哚丁酸(IBA)+0.5 g·L-1活性炭(AC)培養(yǎng)基上培養(yǎng)4周,生根率可達(dá)100%;在蛭石?土壤(1∶1)的基質(zhì)中煉苗后移植到田間,成活率達(dá)85%。八角蓮離體組織培養(yǎng)體系的建立為瀕危植物八角蓮開辟了新的繁育途徑。該方法外植體用量少、短時(shí)間內(nèi)可繁殖大量種苗且對母體植株無損傷,彌補(bǔ)了種子繁殖和根莖繁殖的缺點(diǎn),對瀕危植物八角蓮的遷地保護(hù)意義深遠(yuǎn)。中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所廣西分所科研人員總結(jié)了八角蓮的組織培養(yǎng)繁殖方法,并制定了適用于廣西境內(nèi)八角蓮種苗規(guī)范化生產(chǎn)的八角蓮組培苗生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程[40]。利用此組織培養(yǎng)方法,組培苗種子誘導(dǎo)率為85.2%,組培苗生根率達(dá)85%以上,但有少量組培苗出現(xiàn)褐化,需進(jìn)一步對其進(jìn)行防褐化試驗(yàn)研究。在對藥用植物的遷地保護(hù)過程中,活性成分的變化仍是備受關(guān)注的問題。比較八角蓮愈傷組織和組織培養(yǎng)品及野生品中鬼臼毒素含量,發(fā)現(xiàn)八角蓮的組織培養(yǎng)品與野生品所含化學(xué)成分類型基本相同,但有效成分鬼臼毒素含量遠(yuǎn)低于野生品[41?43]。八角蓮為多年生藥用植物,主要以地下根莖入藥,但其根莖呈結(jié)節(jié)狀,每年長1 節(jié),數(shù)年才能入藥用。育苗移植的八角蓮要8 年以上才能收獲,生產(chǎn)周期較長[22]。鑒于此,八角蓮組培苗移栽到野外生長數(shù)年后藥用成分含量是否能恢復(fù)到原野生品的水平還需要進(jìn)一步深入全面的研究。
目前,八角蓮種質(zhì)資源保存主要有活體植株保存、種子保存及離體組織器官保存3 種方式?;铙w保存主要以種質(zhì)圃栽培保存為主。四川省自然資源科學(xué)研究院熊鐵一等[44]收集了150余份野生八角蓮居群材料,建立了獨(dú)立的研究用八角蓮種質(zhì)資源圃。在種子保存方面,劉燕琴等[33]研究發(fā)現(xiàn),從9月開始進(jìn)行4 ℃冰箱低溫貯藏,到次年2 月,八角蓮種子發(fā)芽率為0,說明八角蓮種子低溫貯藏技術(shù)還有待進(jìn)一步研究。因未進(jìn)行種子濕度管理,種子室內(nèi)砂藏法出苗率低于50%。而室內(nèi)砂藏保濕法的溫度、濕度能得到較好的控制,促進(jìn)了種子后熟,有效保持了種子活力,種子發(fā)芽率較高,出苗率可達(dá)90%。隨著八角蓮植物組織培養(yǎng)技術(shù)的日漸成熟,也可通過離體組織培養(yǎng)技術(shù)保存種質(zhì)資源。離體材料每隔一段時(shí)間(常規(guī)時(shí)間為1~2 個(gè)月)進(jìn)行繼代培養(yǎng)以保存種質(zhì)資源,但組織培養(yǎng)保存法存在遺傳材料變異的風(fēng)險(xiǎn)[45]。
回歸保育也稱再引入,是將人工繁殖體重新放回適合其生存的野生環(huán)境中去,重建較為完善的生態(tài)系統(tǒng),提高生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性及群落穩(wěn)定性,建立可自我維持的種群的保育方式[46]。八角蓮的回歸保育需根據(jù)其生長發(fā)育規(guī)律、野生原種適生環(huán)境及瀕危原因制定適宜的回歸保育方案。
回歸保育主要有增強(qiáng)回歸、重建回歸和引種回歸3種類型[47]。增強(qiáng)回歸是在原有種群的基礎(chǔ)上,通過回歸增加物種數(shù)量;重建回歸即在生境中原有分布,但已經(jīng)消失了,其目的是通過種群的釋放與管理,擴(kuò)大物種的分布范圍;引種回歸是把物種回歸到合適的生境中,而不清楚該生境原來是否有回歸物種的分布[48]。由于八角蓮地理分布較廣,遍及我國16 個(gè)省、自治區(qū)和直轄市[49],只是有些分布區(qū)原有種群數(shù)量減少或整個(gè)種群已消失。因此,可通過增強(qiáng)回歸在原有種群的基礎(chǔ)上增加八角蓮種群數(shù)量;通過重建回歸重新釋放一些八角蓮群體,回歸到原種群已消失的分布區(qū),恢復(fù)原有八角蓮分布范圍??紤]到資金和人力投入,對于主要分布區(qū)的八角蓮種質(zhì)資源只需要限制亂采亂挖現(xiàn)象、保證現(xiàn)有資源正常更新和繁殖即可。
長期的自然馴化使八角蓮形成了喜陰濕環(huán)境、忌強(qiáng)光和干旱的生長特性,其生長在山谷、山坡常綠闊葉林、落葉闊葉林或竹林下陰濕處,透射光強(qiáng)度10%~50%,以30%的透光率下生長為最優(yōu)[39]。由于八角蓮的自交不親和特性,在野外自然狀態(tài)下主要通過昆蟲傳粉受精進(jìn)行后代繁殖。因此,在充分考慮八角蓮適生環(huán)境的前提下,應(yīng)盡量選擇傳粉昆蟲活動(dòng)頻繁的區(qū)域,或在該生境下通過放養(yǎng)傳粉昆蟲。為了便于八角蓮回歸保育的實(shí)施及后期的管理和監(jiān)控,最好選在國家或各地方自然保護(hù)區(qū)、國有林場等區(qū)域內(nèi)。
藥用植物在回歸保育時(shí)要盡量保留其野生原種的生物學(xué)特性及其藥效遺傳特性。雖然,通過種子繁殖、根莖繁殖和組織培養(yǎng)繁殖3 種繁殖方式都可以獲得八角蓮實(shí)生苗,但由于回歸野外除種苗用量大外還要求能較好地保持其遺傳特性。八角蓮本身產(chǎn)生種子數(shù)量有限,且種子存在休眠期,繁殖多代后會(huì)發(fā)生種性退化和種質(zhì)變異現(xiàn)象,不能完全保證其野生原種的生物學(xué)特性及其藥效特性。根莖繁殖對母體植株有一定損傷性,且不能滿足生產(chǎn)大量種苗的要求。因此,建議通過離體組織培養(yǎng)的方式來獲得八角蓮回歸種苗。種源須為野生原種,苗木須健壯無病蟲害,以保證種苗具備一定的野外條件生長能力,同時(shí)也可避免對回歸生境的危害。組培苗的繼代次數(shù)不能太多,若在人工條件下已經(jīng)繁殖多代則有可能導(dǎo)致其繁殖和自衛(wèi)能力降低,從而難以適應(yīng)野外惡劣的環(huán)境而無法生存?;貧w所用組培苗按《八角蓮組培苗生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》(DB45/T 1031—2014)[40]的要求生產(chǎn)。組培苗煉苗15 d 后,移栽于泥炭土?珍珠巖(1∶1)混合的苗缽中,在遮陰棚下生長30 d后即可移栽回歸至野外[26]。
移栽時(shí)間在春、夏、秋季均可,以春季為最佳。具體可按參考文獻(xiàn)[26]和《八角蓮栽培技術(shù)規(guī)程》(LY/T 2952—2018)[27]進(jìn)行。
定植后如無降雨,可進(jìn)行人工澆水。要保持土壤濕潤透氣。同時(shí),注意排水,以防根系外露和爛根現(xiàn)象的出現(xiàn)。此外,也要意適時(shí)培土。為了滿足其生長發(fā)育的需要,在定植后,還要適時(shí)摘蕾、追肥[27]。待植株健壯生長后每隔半年或1年須去實(shí)地查看,及時(shí)清除纏繞在植株上的枝蔓及其他威脅八角蓮生長的不利因素。
一系列內(nèi)因(自交不親和現(xiàn)象、遺傳多樣性低、自然狀態(tài)下結(jié)實(shí)率低)和外因(野生資源的過度采挖、生長環(huán)境的破壞)的共同作用加劇了藥用植物八角蓮的瀕危程度。為實(shí)現(xiàn)對其資源的可持續(xù)利用,對藥用植物八角蓮的保育學(xué)研究與實(shí)踐勢在必行。
藥用植物的保育不同于一般植物的保育,不僅要保護(hù)其野生原種免于瀕?;驕缃^,還要注意保持其藥效不喪失。保護(hù)物種需要研究種群的生活條件和干擾對其生存能力的影響,保護(hù)藥效需要研究藥效成分動(dòng)態(tài)積累及各種環(huán)境和遺傳因子對成分積累的影響[50]。通過就地保育可實(shí)現(xiàn)對八角蓮原始種群及生境的有效保護(hù),從而為遷地保育的原始材料來源提供保障,為回歸保育的生境選擇提供實(shí)體參考。通過遷地保育能方便研究八角蓮的遺傳、繁殖、生長發(fā)育規(guī)律,提取其有效成分,研究其藥效的形成與維持規(guī)律。這些規(guī)律對八角蓮的藥效保護(hù)起基礎(chǔ)支持作用。藥用植物需要在特定環(huán)境下才能合成或積累藥用活性成分,有些藥用植物離開原生境其藥效也會(huì)下降或消失。所以,還需通過回歸保育將人工繁殖體重新放回適合其生存的野生環(huán)境中去,增加八角蓮野生種群的數(shù)量,擴(kuò)大野生資源分布范圍,重建較為完善的生態(tài)系統(tǒng),提高生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性及群落穩(wěn)定性,使其“源于自然,歸于自然”。此外,為保護(hù)八角蓮現(xiàn)有種群和將來回歸種群的生長和正常繁殖,地方政府和國家相關(guān)部門應(yīng)加大對其分布區(qū)的監(jiān)管力度,鞏固八角蓮保育成果,最終實(shí)現(xiàn)對八角蓮資源的可持續(xù)利用。最后,還需關(guān)注八角蓮保育效果,如所制訂保育策略實(shí)施一段時(shí)間后,對其分布區(qū)域、蘊(yùn)藏量、年允采量、市場供應(yīng)量等是否增加,是否能保持其原有的遺傳特征、化學(xué)特征和藥效特征等進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋。