全 文 ：第 32卷第 6期
2012年 12月 　　　　　　　　 　　　　　 上饶 师范 学 院学 报JOURNAL OF SHANGRAO NORMAL UNIVERSITY　　　　　　　　　　　　　　Vol.32 , No.6Dec.2012
收稿日期:2012-09-17
基金项目:江西省自然科学基金项目(2010GZN0148),江西省教育厅科技计划项目(GJJ12608)和上饶师范学院植物学创新团队经费资助
作者简介:徐卫红(1961-),女 ,江西玉山人 ,副教授 ,主要从事植物生物学教学科研工作。
濒危植物天女花的研究进展
徐卫红 ,郭连金
(上饶师范学院 ,江西 上饶 334001)
　　摘要:天女花(Magnolia sieboldii )属于国家Ⅲ级重点保护野生植物 , 现存的野生原种数量极其稀少 , 分布范围狭
小 ,天然更新不良 , 濒临灭绝。本文对近年来天女木兰的生物学和生态学特性 、繁殖技术 、生理学 、色素工艺及应用
等方面的研究进行了综述 ,并指出研究过程中存在的问题。
关键词:天女花;研究进展;繁殖技术;保育对策
中图分类号:Q948　　文献标识码:A　　文章编号:1004-2237(2012)06-0080-05
DOI:10.3969/ j.issn.1004-2237.2012.06.017
天女花(Magnolia sieboldii ),又名小花木兰 、天女木兰 ,国家三级保护植物[ 1] ,隶属木兰科(Magnoliaceae)
木兰属 ,落叶小乔木 ,其叶肥厚 ,花白色 ,浓香 ,成熟果实呈淡紫色 ,种子鲜红 ,是名贵的珍稀观赏树种 。该植
物主要分布于我国东北和华东地区 ,日本和朝鲜半岛零星分布 ,是一种古生树种 ,属于第三纪植物区系的残
遗[ 2] 。由于天女花的观赏价值高 ,且提取物可做为化妆品 、香料以及药品的原料 ,因此受到了国内外学者的
极大关注 。近年来 ,由于环境的恶化 ,人为滥砍滥伐以及自然更新能力差等原因 ,天女花分布区逐步缩小 ,个
体数量锐减 ,濒危形势逐步恶化。加强天女花濒危机制研究 ,采取有效措施加以保护已刻不容缓。本文综述
了近年来国内外学者对天女花进行的研究 ,以期对其有效保护和合理利用提供科学依据 。
1　解剖结构及物候学
1.1　营养器官解剖结构
天女花叶为异面叶 ,表皮具表皮毛和腺毛;栅栏组织细胞长方形 ,排列紧密 ,海绵组织不规则 ,具大的胞
间隙;叶肉中具油细胞;叶主脉维管束呈环状排列 ,共 8束 ,主脉维管束包围的薄壁细胞中含有大量晶簇和少
量单晶。茎表皮也具有腺毛 ,皮层有油细胞分布 ,茎的初生结构无明显髓射线 ,木栓形成层起源于皮层细胞 ,
木质部内侧导管具明显复穿孔 ,髓细胞内含有大量晶簇和少量单晶。根的初生木质部是四原型 ,内皮层无明
显凯氏带;次生木质部维管射线不明显[ 3] 。
不同因子对叶片解剖结构产生影响 ,干旱生境中的天女花与较湿润生境中相比 ,叶片下表皮气孔密度减
少而栅海比增加 。光照强度增大可促使天女花叶片栅栏组织增厚 、栅海比增大;树龄大的天女花比树龄较小
的天女花栅栏组织 、海绵组织 、栅海比等均较大[ 4] 。
1.2　物候学特征
天女花的单花花期约为 3 d ,营养生长期约为153 d ,繁殖生长期约为 156 d。天女木兰的胸径生长 15 a
前较快 ,但以前 10 a 为最快;树高生长以前15 a 较快 ,但以前5 a生长最快 ,这与天女木兰现存树木均为根蘖
繁殖相吻合。而 20 a以前材积生长较平稳[ 5] 。
2　生态学特性
2.1　群落特征
天女花生于海拔 100 ～ 1700m的苔藓密集的悬崖上 、山脊下阴坡的杂木林中 、山谷和河流两岸 ,降雨量
700 ～ 1000 mm ,年均温 5.5℃,土壤为灰棕土 ,弱酸性[ 6] 。该物种对土壤腐殖质要求不严格[ 7-9] ;对湿度要求
较高 ,低于 30%的条件下导致天女花发育不良 ,植株矮小[ 10] 。杜凤国在吉林集安 、通化调查发现天女花群落
伴生种共有乔木 35种 ,主要为木兰科 、木犀科 、榆科 、槭树科和卫矛科;灌木 12种 ,主要为虎耳草科 、忍冬科
和五加科;草本 33种 ,以蕨类植物为主[ 11] 。天女花群落物种多样性指数较高 ,均匀度较大 ,生态优势度较
低 ,群落组成结构较稳定 。老岭自然保护区天女花林群落乔木层分两个亚层 ,第 1亚层主要是小叶椴 、核桃
楸和辽东栎 ,郁闭度很低;第 2亚层以天女花 、元宝槭 、小叶朴为主 ,郁闭度高 ,在 0.85以上;灌木层以六道
木 、迎红杜鹃 、华北忍冬 、平榛等占优势 ,平均总盖度约为0.55 ,分布很不均匀。草本层主要是东北蹄盖蕨等
一些蕨类植物 ,分布不均[ 12] 。
2.2　种群动态及更新
王立龙通过对天女花年龄结构的统计发现 ,天女花年龄结构不完整 ,属于衰退型 ,幼苗储备严重不足 ,成
为该种群更新的一大瓶颈;低温是它生存的一个重要保证;水分也是影响天女花种群动态的重要因子[ 13] 。
天女花分布格局为聚集分布 ,生态位低 ,对群落环境和外貌影响不大 ,适应能力低下。天女花与多数树种的
生态位重叠低 ,与其他树种生态位重叠较少 ,分布范围狭小 ,在群落中居次要地位[ 14] 。王子华研究认为 ,老
岭自然保护区的天女花种子繁殖不能维持天女木兰的更新与繁衍 ,萌蘖繁殖是天女木兰的主要繁殖更新方
式[ 15] 。徐卫红研究了三清山天女花 ,发现其生育力低下 ,种子败育率高 ,海拔 、光照及自身年龄对其生育力
有显著影响[ 16 ,17] 。郭连金研究发现了天女花野生环境下存在对环境有一定的适应能力 ,随着环境改变而改
变其生殖对策[ 18] 。
3　繁殖技术
3.1　有性繁殖
为解除天女花种子休眠及寻找种子快速催芽技术 ,陆秀君对天女花的种子进行了研究 ,结果表明天女花
种子胚尚未发育完全和胚乳中高浓度的 ABA 、IAA及低浓度的 GA3是导致种子休眠的原因。采用 GA3浸种
变温(10 ～ 15℃和 5℃)层积处理有利于种胚的生长发育;GA3浸种变温处理能提高种子内过氧化氢酶 、过氧
化物酶的活性 ,促进种子中可溶性糖含量升高 ,并能促使形态后熟提前完成[ 19 ,20] 。王妮妮则认为室内控制
变温层积((4±1)℃、50 d※(17±1)℃、25 d※(4±1)℃、50 d※(17±1)℃、25 d处理的天女花种子胚发育由
于其他层积催芽 ,且种子内各种酶类上升速度最快[ 21] 。张晓林建立了天女花种子蛋白双向电泳体系 ,为研
究其种子萌发提供了生化基础[ 22] 。
张红岩研究了天女花种子播种前的处理条件 ,将种子冷水浸泡5 ～ 6 d ,去除假种皮 ,捞出后控干 ,0.5%的高锰
酸钾溶液浸泡2 h ,清水洗净 、消毒 ,种子与湿沙(比例1∶3)混合 ,埋入深为 30 cm的坑中。次年 4月中下旬取出种
子。播种前 10 d左右 ,室外背风向阳处进行摊晒 ,翻动 、喷水 ,保持种子湿润 ,1/3种子开裂即可播种[ 23] 。
3.2　无性繁殖
3.2.1　扦插
　　关于硬枝扦插 ,王欢等研究认为插穗类型是影响扦插生根的主要因素 , 2 a 生枝条的生根率最高 ,1 a生
主枝次之 ,1 a生侧枝最低;扦插基质次之 。最佳的组合为:2 a 生枝条作插穗 、V(珍珠岩)∶V(草炭土)=1:1
为基质 、200 mg/L ABT1生根粉浸根 4 h。这种组合生根率达 46.7%,生根效果最好[ 24] 。嫩枝扦插优于硬枝
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扦插 ,生根率达 70%。做法:剪取新稍 10cm左右 ,去末节叶片 ,其余留 2片叶 ,插在遮阴量为 60%～ 70%插
床上 ,扦插密度 150 ～ 190株/m2 ,床内空气温度小于 30℃,相对湿度高于 85%,基质(细河沙)温度 18 ～ 25℃,
厚度 12 ～ 15 cm ,深度约 2 cm 。后用薄膜覆盖插床。插条约 2个月即可生根[ 25] 。
3.1.3　压条
田洪等(1997),杜奎(2010)试验了天女花压条技术 ,将枝条(2 ～ 4 a生)压倒 ,取土掩埋 ,每隔15cm留 1个
有萌生能力的芽(覆土不能把芽覆盖)。苗期管理时 ,注意除草 、培土即可 ,当年秋季即可定植[ 10 ,26] 。
3.1.3　组织培养
杜凤国等实现了天女花在 B5培养基上的离体快速繁殖 ,外植体采用天女花幼树和 1年生实生苗的幼嫩
茎段 。他们研究发现在含有 BA的 B5培养基上 ,茎段培养比其它器官培养产生的愈伤组织较多 ,且低浓度
BA有助于愈伤组织的分化与生长[ 27] ;丛生芽诱导时期培养基最佳为全量 B5培养基 ,但该培养基在不定根
诱导时期不及大量减半的 B5培养基效果好 [ 28]。
为获得天女花组织培养中有效无菌外植体 ,徐石研究认为最佳的外植体为侧芽或者带侧芽的茎段 ,消毒
剂为 0.1%HgCl2 ,消毒时间为12 min。但由于带侧芽的茎段在培养过程中褐化严重 ,所以宜选择侧芽为外植
体 ,在切取外植体时 ,伤口面积越小 ,表面消毒剂对外植体伤害越少 ,褐变轻[ 29] 。
4　生理学研究
天女花的光补偿点和光饱和点均较低 ,且随着遮荫程度的提高 ,其值以及暗呼吸速率均依次降低。天女
花净光合速率日变化规律在不同的遮荫处理下均呈现双峰型曲线 ,有明显的光合“午休”现象 ,适度遮荫可增
强天女花叶片的光合作用 ,促进其生长[ 30] 。林小虎对老岭自然保护区天女花的生理生化机制进行了研究 ,
结果表明老岭自然保护区天女花叶中超氧化物歧化酶活性 、过氧化物酶活性以及丙二醛含量随海拔梯度的
变化规律相一致 ,都会呈现先降低再升高的趋势。叶绿素和类胡萝卜素含量随海拔梯度升高而降低 ,但叶绿
素 a/b比值及类胡萝卜素/叶绿素含量随海拔梯度升高而增加。天女花能够通过改变抗氧化酶活性和光合
色素含量适应不同海拔的环境[ 31] 。
5　色素提取工艺
杜凤国对天女花的色素提取工艺及稳定性进行研究 ,认为采用纯乙醇作为提取剂提取干叶中的色素效
果最好;其色素提取的最佳工艺条件为:温度 40℃、时间4 h 、m(固)∶V(液)为1∶30(g/L)。并在色素稳定性试
验中发现天女花色素受光 、温度和 pH 的影响都很大 ,而在常用山梨酸钾防腐剂中可长时间保持良好的稳定
性;天女花色素在不同浓度的糖溶液中稳定性也较好[ 32] 。
6　在园林中的应用
马吉龙等提出我国北纬 25.9°～ 41.4°,东经 110°～ 126°范围内 ,降雨 770 mm以上区域 ,均可引种天女花。
只要植物配置措施能创造利于该物种生长的生态环境 ,就能保证引种成功[ 33] 。张涛等认为天女花引种的生
态环境条件为:植物配置应采用丛植 、聚植形式 ,或者乔 、灌 、草结合形成植物群落 ,以遮挡阳光 ,减少对天女
花的日照时数 ,降低林内温度 ,提高林内湿度[ 34] 。
7　问题及展望
从我国天女花的数量及分布现状来看 ,由于人为破坏 ,导致天女花生境的严重破坏 ,种群数量逐渐减少。
又由于天女花花蕾期常被昆虫咬食 ,致使落蕾落果。种子多为林中的鼠类 、鸟类等所掠食 ,天然更新不
良[ 35] 。尽管许多学者从不同角度 、不同研究方向探讨天女花 ,但有关天女花林保护研究仍存在尚未解决的
问题 。天女花前期研究局限于生物学特征 、解剖结构 、生理生态特征以及繁殖和应用 ,而其濒危机制尚未全
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面展开 ,如天女花种群生存力分析 、繁育特征 、种质资源保存 、遗传结构特征以及生态适应性等 。
7.1　种群生存力分析
种群生存力分析法(PVA)是用于分析不同因子对濒危植物的影响及评估濒危植物的生存环境 ,通过数
据分析或模型模拟确定物种在未来某一人为限定时间段内的灭绝风险的一种濒危植物保护的主要手段和工
具[ 36-38] ,故可确定物种濒危等级 、现状以及为提出有效保护措施提供科学依据[ 39] 。由于天女花种群亟待保
护 ,因而种群生存力分析可做为今后研究的主要方向之一。
7.2　天女花濒危原因 、种质保存及自然更新研究
天女花分布区面积和种群数量急剧减少 ,濒危状况日益严重 ,其濒危原因如何 ,哪些环节限制自然更新 ,
环境因子对更新的影响如何 ,这些方面有待进一步研究 。只有了解了天女花的濒危原因 ,我们才能做到有的
放矢 ,进一步保护措施 ,如就地保护 、迁地保护等方法 ,有效扩大天女花种群数量 。
7.3　生长发育机理研究
加强天女花生长发育机理的研究。深入研究天女花的花药 、胚囊 、胚的形成过程 ,传粉 、受精 、种子萌发
等生物学过程及其过程中的基因表达调控 ,种子休眠的内在机理等 ,将为揭示天女花天然更新能力弱 、繁殖
力低下等问题提供依据 [ 35]　。
7.4　生境适宜性评价研究
以TM影响数据为基本信息源 ,选取多种生态因子 ,借助 3S 技术 、生态学方法与生境评价模型开展天女
花野生环境不同层面的适宜性定量评价 ,明确其适宜生境的分布特征 、空间差异及其与环境间的生态关系 ,
可为其生境改良 、管理和保护提供理论依据。
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Research Advances on Rare and Endangered Plants Magnolia Sieboldii
XU Wei-hong ,GUO Lian-jin
(Shangrao Normal University , Shangrao Jiangxi 334001 , China)
Abstract:Magnolia sieboldii , is the national Ⅲ-ranking protected plant in China , which is on the brink of extinct because of its
rare wild original resource , narrow distribution range and bad natural regeneration.Research of Magnolia sieboldii biological and e-
cological characteristics , breeding technology , physiology , pigment technology and application were reviewed in this research , and
pointed out the existing problems in the research.Some strategies on conservation and utilization of Magnolia sieboldii were put for-
ward.
Key Words:Magnolia sieboldii;reproduction technique;strategy of conservation
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