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项目名称:珍稀濒危植物百山祖冷杉保育新技术

申报单位:农业与生物技术学院   负责人:陈利萍  于明坚

项目简介

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1. 项目研究背景
百山祖冷杉(Abies beshanzuensis M. H. Wu)是中国特有的古老孓遗植物,是苏、浙、皖、闽等省唯一生存至今的冷杉属珍稀物种。百山祖冷杉不仅具有独特的生物学特性,而且在研究植物区系和气候变化的影响等方面具有极高的学术价值,为全世界所瞩目的濒危野生植物资源。
1963年百山祖冷杉在浙江省庆元县海拔1740多米的山林中被发现,1976年作为新种在《植物分类学报》发表,1987年被国际自然保护联盟物种保护委员会(SSC)列为全球最濒危的12种植物之一,1999年被列为国家一级重点保护野生植物。目前,百山祖冷杉野生成年树仅存3株,同时1976年以来观察到大量结果的年份仅有四年,野生群体数量少、开花结实周期长、种子活力极低等诸多因素,极大的限制了其自然有性繁殖和扦插等常规无性繁殖,致使其处于极度濒危状态。因此,开展百山祖冷杉抢救性保护技术研究,具有重要的科研价值、经济价值和社会价值。
在百山祖冷杉保护与繁育的工作中,前期开展了母树复壮、建设人工繁育基地、人工繁育原生树实生苗等大量的研究工作。然而,到目前为止,百山祖冷杉原生树实生苗繁育仍存在较大的困难。因此,急需探索出百山祖冷杉抢救保护新技术和新方法,从而解决百山祖冷杉自然繁衍困难的问题。
在前期研究中发现,百山祖冷杉胚败育的时期主要发生在子叶前期之后,因此,对百山祖冷杉子叶前期的胚进行拯救是成功繁育百山祖冷杉实生苗的关键。胚拯救是植物组织培养重要技术之一,它可以对由于营养或生理原因造成难以成苗或在发育早期阶段就败育或退化的胚,进行早离体培养,提供充分而适宜的生长环境,使其生长发育成植株。
本项目开展的胚拯救技术研究为百山祖冷杉种质资源的保存和繁育提供了崭新途径,成果对世界珍稀濒危植物种质资源的抢救保护具有重要意义。
2. 项目负责人及研究团队简介
项目研究团队长期从事濒危植物离体保存,离体快繁,试管嫁接,野外回归及生态保护等研究工作,在濒危植物的离体保育及生态保护等方面发表了一系列高水平论文,申请了多项国家专利。
 
3. 项目特色和主要创新点
裸子濒危植物抢救与保存的首创新技术。
 
4. 主要标志性成果(如专利,请说明专利国别、批准号)
申请国家发明专利
一种通过胚拯救技术快速培育百山祖冷杉幼苗的方法,中国,201810008078.6
申请国际发明专利(PCT
一种通过胚拯救技术快速培育百山祖冷杉幼苗的方法,国际申请号:PCT/CN2018/088620
 
5. 科学意义和社会价值
珍稀濒危植物是自然界的重要组成部分,在生物多样性保护尤其是物种多样性和遗传多样性保护中具有极其重要的地位,建立珍稀濒危植物抢救保护技术体系及其研究具有重大意义。百山祖冷杉为我国特有濒危野生植物,是第四纪冰川期保存下来的活化石。在研究植物区系和气候变化的影响等方面具有极高的学术价值。本项目的胚拯救技术为百山祖冷杉的保护以及其他濒危植物抢救与保存提供一条崭新途径,研究成果具有重要的科研价值、经济价值和社会价值。
 
6. 媒体报道
中国新闻网 2018111
(原文链接:http://www.chinanews.com/sh/2018/01-11/8421432.shtml
世界首例百山祖冷杉胚胎培养成功被称植物界大熊猫
中国日报网转载 2018111
(原文链接:http://cnews.chinadaily.com.cn/2018-01/11/content_35483023.htm
钱江晚报 2018117
(原文链接:https://www.thehour.cn/news/97061.html
太珍贵了!世界首例百山祖冷杉胚胎培养成功
浙江日报 2018118
(原文链接:
http://zjrb.zjol.com.cn/html/2018-01/18/content_3111109.htm?spm=0.0.0.0.85Pzxm&div=-1
浙大育出世界首例百山祖冷杉幼苗
浙江省林业厅 20181214
(原文链接:http://www.zjly.gov.cn/art/2018/12/14/art_1276365_27460027.html
改革开放40年浙江林业十大成就和十件大事结果揭晓
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科学解读

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拯救植物“大熊猫”百山祖冷杉
 
百山祖冷杉是一种中国特有的树种,最早生存于恐龙盛行的白垩纪时期。1963年发现时,全世界百山祖冷杉仅存3棵成年野生植株,分布于浙江省庆元县百山祖1700米海拔上。由于其数量极少,被国际物种保护委员列为“世界最濒危的十二种植物”之一。同时,百山祖冷杉也被称作植物界的“大熊猫”。
在自然状态下,百山祖冷杉和大熊猫一样面临着繁育后代的问题。百山祖冷杉是一种裸子植物,像它的“亲戚”松树一样,主要通过种子来繁育下一代。但是,由于环境和自身的原因,百山祖冷杉种子在形成过程中,会存在停止发育的现象。因此,解决百山祖冷杉种子发育的难题是繁育百山祖冷杉后代的关键。
那么,是否可以通过人为干预使得百山祖冷杉的种子正常发育?陈利萍教授团队利用胚拯救技术,即在百山祖冷杉种子停止发育前,将其和母体分离,放置于更加适宜的环境下培养,促进百山祖冷杉未成熟的种子直接萌发成幼苗。胚拯救技术就像对遇到发育困难的“婴儿”进行“剖腹产”一样,提前将“胚胎”从母体中分离,放置在人工创制的“保育箱”中进行培育,人工调节百山祖冷杉“胚胎”的发育。一般,植物从受精卵发育成一个小植株主要需要经历受精卵、未成熟胚、成熟胚、幼苗等阶段,通过胚拯救技术,百山祖冷杉可以直接从未成熟胚发育成幼苗,不经历或者经历短暂的成熟胚阶段,有效的避免的百山祖冷杉种子发育过程中胚停止发育的问题,同时极大的缩短了从受精卵到幼苗的时间。
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项目团队

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项目研究团队长期从事濒危植物离体保存,离体快繁,试管嫁接,野外回归及生态保护等研究工作,在濒危植物的离体保育及生态保护等方面发表了一系列高水平论文,申请了多项国家专利。
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