邢氏水蕨。中國科學院上海辰山植物科學研究中心供圖
新海南客戶端、南海網、南國都市報7月2日消息(記者 譚琦)近日,上海辰山植物園(中國科學院上海辰山植物科學研究中心)蕨類植物多樣性和進化研究組聯合中國醫學科學院藥用植物研究所海南分所研究人員,在Phytotaxa期刊上發表中國水蕨屬橫走莖新物種——邢氏水蕨。此次發現的地點為海口羊山溼地,系國家二級重點保護植物,基於世界自然保護聯盟(IUCN)瀕危物種等級評估標準被列為易危物種。據了解,邢氏水蕨目前為海南獨有物種,數量較少,對海南生物的多樣性和生態環境有重要的意義。
邢氏水蕨為橫走莖。中國科學院上海辰山植物科學研究中心供圖
採樣中發現新物種
逐一比對進行基因測序
邢氏水蕨。中國科學院上海辰山植物科學研究中心供圖
2019年年初,上海辰山植物園正在開展全國範圍內的水蕨植物研究,副研究員鄭希龍在海口羊山溼地對水蕨植物進行了採樣。「經過觀察發現,在海口採樣的水蕨和其他水蕨有明顯的不同。」上海辰山植物園研究員嚴嶽鴻說,水蕨屬系國家二級保護植物,隸屬於鳳尾蕨科水蕨亞科,常成片漂浮於湖沼、池塘、河溝中。「目前發現的水蕨均為根狀莖直立,邢氏水蕨的根莖是橫向的,這是最大的不同。」嚴嶽鴻介紹道,水蕨廣泛分布於熱帶亞熱帶淡水溼地環境,一般生長周期為一年,進入繁殖期幾個月就會枯萎,而邢氏水蕨為多年生植物,生長周期較長。
上海辰山植物園蕨類植物研究團隊發現邢氏水蕨,右為嚴嶽鴻。中國科學院上海辰山植物科學研究中心
面對邢氏水蕨的不同點,嚴嶽鴻和團隊成員認為其是新物種的可能性很高。目前已知全世界約有水蕨屬植物6種,其中我國有記錄的為水蕨和粗梗水蕨兩個種,在海南均有分布。「確認其為新物種,最難的是將其進行分子生物學的基因測序,我們對國外的水蕨樣本並不了解。」嚴嶽鴻和研究團隊花了一年的時間,通過對全世界6種水蕨屬植物樣本的基因測序和對比,發現邢氏水蕨的染色體數目約154或156,為四倍體。通過葉綠體基因片段測序與世界其他水蕨屬物種進行比較、構建系統親緣關係後發現,邢氏水蕨樣本為於水蕨屬植物基部的獨立分支,與水蕨屬其他所有類群構成姐妹類群,確認其是尚未發表的水蕨屬新物種。
僅在流水習性的溼地生長
對環境敏感屬易危物種
水蕨是一種水生的蕨類植物,由於水陸兩棲的特性,形態特徵變化大,從10釐米到70釐米不等,葉片多種形狀,但總體來說可分為營養葉和生殖葉兩種。此次發現的邢氏水蕨長度為30至40釐米,成片生長但數量並不多。其中邢氏水蕨生殖葉的葉片較寬,能產生孢子進行繁殖,營養葉的葉片為直立細長狀,能更好地進行光合作用。
邢氏水蕨的生殖葉(右)和營養葉(左)。中國科學院上海辰山植物科學研究中心供圖
「和一般的水蕨不一樣,邢氏水蕨只生長在流水水源的溼地環境下,且對環境很敏感。」嚴嶽鴻說,新發現的水蕨被命名為「邢氏水蕨」(Ceratopteris shingii),是為了紀念中科院華南植物園研究員邢福武過去數十年間對海南植物調查研究的貢獻。邢氏水蕨目前已知分布在海口市羊山溼地的娘娘廟、將軍山及定安久溫塘等少數具有流水習性的淡水溼地,產地面積較小,並面臨著嚴峻的人為幹擾現狀和滅絕風險,基於世界自然保護聯盟(IUCN)瀕危物種等級評估標準,將該物種列為易危物種(VU)。
「目前邢氏水蕨僅在海南被發現。」嚴嶽鴻稱,海口羊山溼地為獨特的熱帶火山口湖泊溼地類型,其水質條件、土壤成分條件和其他溼地類型的環境條件有明顯的差異,在獨特的生境條件下極易形成新的物種。此次邢氏水蕨的發現也為中國生物物種名錄及國家重點保護野生植物名錄增添新成員。
將對習性和繁殖進行研究
為溼地植物保護提供科學保障
水蕨是蕨類植物生物學研究的模式植物。「後續我們將對邢氏水蕨進行習性和繁殖方向的研究,使其得到更好的保護。」嚴嶽鴻和團隊將繼續通過對海口羊山溼地的植物進行種群遺傳學的研究,深入開展種群分化分析,為進一步保護海口溼地植物提供科學依據。
蕨類植物研究團隊發現邢氏水蕨,左為嚴嶽鴻。中國科學院上海辰山植物科學研究中心
「邢氏水蕨的發現也是海南溼地環境改善和生物多樣性的體現。」海口市溼地保護管理中心綜合科副科長吳淑邦說,近年來,隨著海口溼地生態環境的改善,越來越多珍稀瀕危的溼地植物種群得以恢復,對包括尖葉滷蕨、水菜花、水角、野生稻、金銀蓮花、延藥睡蓮等植物開展生物學、生境類型、種群等相關的研究,並使其得到良好的保護。此外,海口市溼地保護管理中心還通過加強規劃設計、制定了《海口市溼地保護修復總體規劃(2017-2025 年)》、計劃建設譚中洋、白水河、新舊溝溼地鄉村公園等措施,保護海口的溼地資源。
據了解,邢氏水蕨的發現和研究論文的發表,上海辰山植物園蕨類植物研究團隊助理研究員張銳為論文第一作者,研究員嚴嶽鴻、副研究員鄭希龍為共同通訊作者。研究工作得到海口市林業局、上海市綠化局科技攻關項目、中科院戰略性先導科技專項、生物多樣性調查與評估項目和中國醫學科學院醫學與健康科技創新工程項目的共同資助。
【來源:南海網】
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