全 文 ：野生植物种质资源的保存利用与 iFlora*
杨湘云, 蔡摇 杰, 张摇 挺, 杜摇 燕
(中国科学院昆明植物研究所中国西南野生生物种质资源库, 云南 昆明摇 650201)
摘要: 对植物种质资源的保护和可持续利用是人类生存和发展的根基。 虽然植物种质资源的收集和保存工
作在全球范围内已经取得了阶段性的进展, 但植物物种本身复杂的生物学特性、 相关信息的不完整性以及
收集保存利用过程中专业人才的缺乏, 在一定程度上制约了野生植物种质资源的保存和利用。 本文以中国野
生植物多样性的保护现状为例, 探讨了野生植物种质资源收集保存过程中面临的问题, 以及 iFlora计划的提
出和实施对解决这些问题提供的可能解决方案。 通过 iFlora的实施, 将极大地促进和推动我国乃至全球范围
内的野生植物多样性保护和利用。 作为 iFlora的重要元素之一, 植物 DNA条形码的运用已经逐渐成熟, 本
文介绍了其在苔藓植物剪叶苔属, 以及种子植物榕属、 马先蒿属、 蒟蒻薯属、 红豆杉属和栝楼属中的应用。
关键词: 植物多样性; 植物种质资源; 保存和利用; DNA条形码; iFlora
中图分类号: Q 94-34, Q 948. 2摇 摇 摇 文献标识码: A摇 摇 摇 摇 摇 文章编号: 2095-0845(2012)06-539-07
The Potential Contribution of Plant DNA Barcoding and
iFlora to Plant Germplasm Conservation*
YANG Xiang鄄Yun, CAI Jie, ZHANG Ting, DU Yan
(Germplasm Bank of Wild Species in Southwest China, Kunming Institute of Botany,
Chinese Academy of Sciences, Kunming 650201, China)
Abstract: Plant diversity is the key element of ecosystem, and plays an important role in our daily life and socio鄄
economic prosperity. Preservation and utilization of plant diversity is the cornerstone of human welfare and civiliza鄄
tion, and an essential strategy to address global climate change. Although the plant conservation activities have been
achieved significantly in the past decades world鄄wide, there are gaps existent that may minimize the effort to fulfill
the Global Strategy for Plant Conservation (2011-2020), e. g., the complexity of species origin and evolution, the
lack of sufficient species information, and the shrunken taxonomy expertise. We account for the plant conservation
achievement in China and point part of constrains for the success of China爷s strategy for plant conservation, which
could be removed with the conceiving and implementation of the next鄄generation Flora, or iFlora project. DNA bar鄄
coding is an important element of iFlora. We brief the application of plant DNA barcoding to accurately identify spe鄄
cies in the bryophyte genus Herbertus and in a number of genera of seed plants, such as Ficus, Pedicularis, Tacca,
Taxus and Trichoshanthes.
Key words: Plant diversity; Plant germplasm; Conservation and utilization; DNA barcoding; iFlora
摇 植物是一切生命活动的基础。 植物不仅能
改变人们生活, 而且对维持环境及生态平衡具有
重要意义。 以植物为第一生产者的自然界丰富的
生物种质资源是人类赖以生存的物质基础, 与人
植 物 分 类 与 资 源 学 报摇 2012, 34 (6): 539 ~ 545
Plant Diversity and Resources摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 DOI: 10. 3724 / SP. J. 1143. 2012. 12149
* 基金项目: 国家科技部科技基础工作专项项目; 国家高科技研究发展计划 (863 计划) (2012AA021801); 中国科学院大科学装
置开放研究项目 (2009鄄LSFGBOWS鄄01)
收稿日期: 2012-11-08, 2012-11-13 接受发表
作者简介: 杨湘云 (1967-) 女, 博士, 正高级工程师, 主要从事野生植物种质资源的收集保存及种子生物学研究工作。
E鄄mail: yxy@ mail. kib. ac. cn
类的生存和发展密切相关。 野生植物种质资源是
现有栽培植物的巨大资源库, 也是培育新品种的
物质基础, 如科学家们利用日本的农林号小麦矮
杆基因, 育成了号称小麦 “奇迹冶 的墨西哥小
麦; 国际水稻研究所的科学家利用中国低脚乌尖
水稻的矮杆基因, 培育出了 IR8 及 IR 系列水稻
品种, 从而掀起了闻名世界的 “绿色革命冶。 杂
交水稻的大范围推广, 就是我国科学家利用野生
稻的不育细胞质特性, 大幅度提高水稻产量的范
例。 面对 21 世纪世界经济发展的机遇和挑战,
以现代生物技术为基础的生物资源开发将是中国
未来面对全球生物资源竞争的一个战略重点。 在
当今科技特别是生物科技迅猛发展的时代, 具有
自主知识产权的生物科技产业的发展将是本世纪
综合国力的重要标志。 20 世纪 50 年代末, 美国
大豆感染了囊孢线虫病, 使其大豆生产濒于毁
灭, 后从野生大豆种质资源中筛选出抗囊孢线虫
病的北京小黑豆, 育成了高产抗病新品种, 从而
挽救了美国的大豆产业, 并使美国大豆产量跃居
世界第一位。 从这个意义上说, “一个物种影响
一个国家的经济冶、 “一个基因关系到一个国家的
兴盛冶 并非危言耸听。
人类所面临的粮食、 能源、 疾病和环境等问
题, 都与生物种质资源的保护和利用有直接或间
接的关系。 因此, 保护和利用野生生物种质资
源, 对我国消除贫困、 发展经济、 实现可持续发
展将起到十分积极的作用。
1摇 植物多样性保护
由于工业化和城市化进程、 资源的不合理利
用、 种植品种单一化、 外来物种入侵、 气候变化
等原因, 植物多样性正在以相当于过去地质年代
的 100 ~1 000倍的速度丧失 (Corvalan等, 2005),
导致了与之相关的生态系统服务功能 (食物、
燃料、 生化产品和纤维等供给) 的下降 (Euro鄄
pean Communities, 2008)。 为了应对这些影响,
十年期的 《全球植物保护战略》 于 2002 年 4 月
19 日在海牙 《生物多样性公约》 签约国会议上
获得通过, 设立了优先保护的濒危物种和地区,
并积极发展提高农作物及野生物种保护方法的标
准规范和模型。 其余十项关于植物多样性的目标
包括理解、 保护、 持续利用和提升保护行动的教
育和能力建设 (CBD, 2002)。 特有物种分布极
其集中, 并且其生境正在遭受巨大丧失的地区被
认定为生物多样性热点地区。 据估计, 44%的维
管植物仅仅分布于 25 个生物多样性热点地区,
而这些热点地区仅占地球陆地面积的 1. 4% (My鄄
ers等, 2000)。 Mittermeier 等 (2005) 将全球生
物多样性热点地区从过去的 25 个提升到了 34
个, 其中包括中国西南的横断山地区。 我国的生
物多样性非常丰富, 有 31 000 种维管植物, 其
中不乏经过了中新世气候变化及更新世冰川进退
幸存下来的 “活化石冶 (吴征镒和陈心启, 2004;
Li, 2008)。 我国约有 2 / 3 的维管植物分布在西
南地区, 该地区是世界温带植物特有物种分布最
丰富的地区, 是许多属的分布中心, 如杜鹃花
属、 报春花属、 马先蒿属植物; 也是壳斗科、 樟
科、 山茶科和木兰科植物等占优势的亚热带常绿
阔叶林生态系统的主要分布区。
在过去 30 年中, 我国是世界上经济增长速
度最快的国家之一, 同时又面临经济高速发展对
环境和生物多样性带来的巨大压力。 因此只有我
国和世界其它生物多样性丰富地区的野生植物种
质资源得到有效保护, 才可能积极地应对全球气
候变化带来的影响。
2摇 植物多样性保护计划
对植物种质资源的保护, 无论是就地保护
(In situ conservation) 还是迁地保护 (Ex situ con鄄
servation), 在全球、 国家和地区层面都具有非常
重要的意义。
生物多样性保护的成功取决于对本底知识的
掌握和对这些知识的运用, 同时还需要考虑成本
效益。 更新版的 《全球植物保护战略》 于 2010
年 10 月 18 号至 29 日在日本名古屋举行的 《生
物多样性公约》 缔约方第十次会议上获得了采
纳, 确定了 16 项至 2020 年全球植物保护具体目
标, 其目标之一就是 “很好理解、 记述和认识
植物多样性冶, 该目标被分解为第 1, 2, 3 项具
体目标, 即 “淤 建立一个涵盖所有已知植物的
在线植物志, 于 对所有已知植物物种的保护状
况尽可能进行评估以指导养护行动, 盂 开发和
分享执行 《战略》 所需的信息、 研究和相关产
出以及方法冶; 目标二就是 “紧急、 有效地保护
045摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 植 物 分 类 与 资 源 学 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 第 34 卷
植物多样性冶 (CBD, 2010)。
《中国植物志》 和以 《云南植物志》、 《西藏
植物志》、 《海南植物志》 等为代表的地方志, 国
家林业局颁布的 1 900 个物种保护名录, 由中国
植物专家组根据世界自然保护联盟 ( IUCN) 的
标准提出的 4 408 种保护植物名录 (中国植物保
护战略编委会, 2008) 等都有助于植物多样性保
护的实施。 作为中国植物多样性保护工作的行动
纲领和 《全球植物保护战略》 的重要组成部分,
国家林业局组织有关专家编制制订了 “中国野
生植物保护行动计划冶, 并在此基础上与中国科
学院、 国家环境保护总局等部门共同合作, 围绕
《全球植物保护战略》 的 16 项具体目标, 于 2008
年编制完成了 《中国植物保护战略》。
虽然既可以通过就地保护也可以通过迁地保
护等途径来保护绝大多数的植物, 但就地保护可
能受到经济发展和土地利用等因素的制约, 而迁
地保护则会面临技术难题的挑战。
2. 1摇 就地保护
就地保护被普遍认为是生物多样性保护最为
有效的方法。 就地保护不仅保护了所在生境中的
物种个体和群落, 还维持了所在区域生态系统中
能量和物质运动的过程, 保证了物种的正常发育
与演化过程, 以及物种与其环境间的生态学过
程, 并保护了物种在原生环境下的生存能力和种
类遗传变异。 因此, 就地保护在生态系统、 物种
和遗传多样性三个层次上都是最充分、 最有效的
保护, 是保护生物多样性最根本的途径。
自然保护区的建设和管理是植物多样性就地
保护的主要手段。 我国于 1956 年在广东省肇庆
建立了中国的第一个自然保护区———鼎湖山自然
保护区, 并自上个世纪 70 年代末 80 年代初以
来, 自然保护区事业发展迅速。 截止 2010 年底,
我国已建立各种类型的自然保护区 2 588 个, 保
护区总面积达 14 944 万公顷, 陆地自然保护区
总面积约占国土面积的 15% (环境保护部国际
合作司, 2011), 这些自然保护区基本覆盖了我
国的生物多样性关键地区和重要生态区域。 此
外, 我国还建设了 1 928 处森林公园, 总面积达
1 513 万公顷; 列入国际重要湿地名录的湿地达
30 处, 总面积 34. 4 万公顷 ( 《中国植物保护战
略》 编委会, 2008)。 全国 85%的陆地自然生态
系统类型、 45%的天然湿地、 20%的天然林和
65%的高等植物群落类群都在保护区内得到了很
好的保护 (环境保护部国际合作司, 2011)。
我国在建立自然保护区时, 已充分考虑到了
一些珍稀濒危植物物种的分布区域和保护现状,
先后建立了一系列以保护专类植物为主的自然保
护区, 其中包括大量国家级自然保护区, 如新疆
塔里木胡杨国家级自然保护区 (2006)、 新疆甘家
湖梭梭林国家级自然保护区 (2001)、 四川攀枝花
苏铁国家级自然保护区 (1996)、 黑龙江穆棱东
北红豆杉国家级自然保护区 (2009)、 广西防城
金花茶国家级自然保护区 (1994)、 广西雅长兰
科植物国家级自然保护区 (2009) 等, 使我国
珍稀濒危植物的核心种质资源得到了就地保护。
虽然就地保护发挥了重要作用, 但是, 自然
灾害和人为干扰以及经济发展 (如水电、 矿产
开采, 旅游, 作物种植开垦, 非法砍伐和火灾
等) 使得处于保护区和非保护区的物种正在面
临相当大的压力。
2. 2摇 迁地保护
作为就地保护的重要补充, 迁地保护对于某
些可能在自然或人类主导的生态系统中丧失的多
样性成分进行备份保存, 主要通过种质圃的作物
品系、 基因库中的试管苗、 保护站中的树木物
种、 植物园和 /或种子库 (常规和超低温) 中的
种子等方式进行保存。 《全球植物保护战略》 的
第 8 项目标是, 对至少 75%的濒危植物通过迁
地保护的方式收集保存, 最好保存在其原产国,
并且其中 20%的物种应在生态恢复项目中得到
种群重建 (CBD, 2010)。
目前, 我国除青藏高原以外的主要生态区域
均建立了各类植物园或树木园, 其中规模较大的
植物园、 树木园 160 多个, 具有较强的科研和植
物保护能力。 截止 2010 年, 我国 10 个主要的植
物园已收集保存了国产植物 2 万多种, 约占我国
本土植物种类的 60% (Huang, 2010), 并建立
和完善了苏铁、 山茶、 木兰科、 姜科、 兰科、 水
生植物、 药用植物、 能源植物、 沙漠植物、 亚高
山植物、 蕨类植物等 90 多个各具特色的植物专
类园区。
众多珍稀植物苗圃、 种源基地和繁育基地也
在野生植物的迁地保护中起到了重要作用。 国家
1456 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杨湘云等: 野生植物种质资源的保存利用与 iFlora摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
林业局与地方科研机构先后在广东、 福建等地建
成 “国家苏铁种质资源保护中心冶、 “国家兰科
植物种质资源保护中心冶、 “木兰植物保育基地冶
和 “棕榈植物保育中心冶, 对我国特有的、 极度
濒危的、 种群数量急剧减少的物种进行了抢救性
的保护和繁育。 目前, 以迁地保护为主要栽培目
的的珍稀植物物种已达 113 种, 其中国家 I 级保
护植物有 31 种, 栽培规模为 15. 24 万公顷, 4. 2
亿株, 国家 II级保护植物有 82 种, 栽培规模为
119. 58 万公顷, 29. 81 亿株, 红豆杉栽培面积已
近 5 000 公顷, 兰科植物、 苏铁等保护植物种群
量也不断扩大。 此外, 农业部还建立农作物及其
野生近缘植物种质资源保存圃 32 个, 保存珍稀
濒危物种 1 300 多种 ( 《中国植物保护战略》 编
委会, 2008)。
对迁地保护策略需要进行长期探索。 在实践
中, 作为迁地保护的一种有效途径, 种子库已被
广泛用于保存众多有花植物物种 (FAO, 1997;
Linington和 Pritchard, 2001), 而且种子库通常
以国际共识的标准建立 (FAO和 IPGRI, 1994)。
种子相对容易采集, 能代表物种内的多样性 (如
果采自不同居群的多个个体), 并可以储藏在相
对小的空间里。 种子库保存无论在设施的规模上
(从冰柜到走入式冷库) 还是在保存对象的范围
上 (如以保存成千上万物种的种子为目标) 都
有很大程度的提升。
人类自从种植第一批作物开始, 就保存种子
以供将来使用。 从这个意义上说, 多数种子库都
是为农作物和重要经济植物建立的。 据联合国粮
农组织的统计, 目前全世界约有 1 400 座种子
库, 共保存了超过 650 万不同品种的种子 (Eng鄄
dahl, 2007)。 位于美国科罗拉多州福特科林斯
的国家遗传资源保护中心拥有世界上最大的种子
库, 建立于 1958 年, 现已保存 50 万份农作物种
子, 并拥有世界最大的苹果种质资源收集量。 位
于中国北京的国家农作物种质保存中心是一个全
国性的种子库网络, 目前已收集保存 40 万份农
作物种子。
在 1997 年英国皇家植物园邱园千年种子库
项目 (Millennium Seed Bank Project, 以下简称
“英国千年种子库冶) 开始之前, 国际上很少有
针对野生植物种子收集保存和研究的机构。 中国
西南地区丰富的生物多样性长期以来为世界所关
注。 2009 年国家重大科学工程 “中国西南野生
生物种质资源库 (以下简称 “种质资源库冶) 的
建成, 对于我国野生生物种质资源保护和研究起
到了积极的推动作用。 目前种质资源库已收集保
存的野生植物种子 7 471 种, 53 344 份, 物种数
量达我国有花植物总数的 25% 。 种质资源库下
一阶段的目标是, 至 2020 年, 收集保存各类野
生生物种质资源 19 000 种, 190 000 份, 包括植
物种子 10 000 种, 100 000 份。 英国千年种子库
于 2009 年 10 月已完成了其收集保存全世界
10%有花植物种子的目标, 目前已保存 31 353
种, 59 878 份野生植物种子, 其下一阶段目标是
在 2020 年以前与其全球的伙伴共同保存全球
25%植物物种的种子。 这些保护行动为野生植物
种质资源的保护和研究奠定了重要基础, 并将在
野生植物种质资源迁地保护中发挥着不可替代的
重要作用 (Cohen等, 1991)。
种子库等迁地保护方法具有重要价值, 然而,
有许多因素可能降低迁地保护的成功率, 以至于
不能达到最佳保护效果。 这些因素包括缺乏知识、
不能正确应用相关技术以确保物种保护、 不愿为
探索创新的保护方法投资 (Li等, 2011a)。
3摇 野生植物种质资源的保护利用与 iFlora
计划
随着对植物多样性的不断深入认识, 人们对
植物资源的利用和依赖程度也逐年上升。 然而,
在全球已知的约 30 万种植物中, 仅有约 3 000
种植物被人们广泛应用于工业、 农业、 医药等领
域; 更耐人寻味的是, 103 个物种提供了全球
90%的粮食 (淀粉、 蛋白质和脂肪) 供给 (Pre鄄
scott鄄Allen 和 Prescott鄄Allen, 2005)。 显而易见,
对植物资源的开发和利用仍然有巨大的空间。 对
植物种质资源进行有效的收集、 保存和保护, 将
对进一步开发和利用植物资源提供重要的实物材
料和相关的信息。
《全球植物保护战略 2011-2020》 的第 2、 7
和 8 个目标明确指出需要对所有已知植物的种类
进行保护状态评估, 并使 75%的濒危植物物种
得到有效的就地保护和迁地保护 (CBD, 2010)。
然而, 有些植物类群其起源久远、 演化历史复
245摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 植 物 分 类 与 资 源 学 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 第 34 卷
杂、 分布式样特殊, 种间界定不易划分, 这在一
定程度上为物种优先保护策略的制定增加了难
度, 进而影响到对其种质资源收集保存、 保护及
相关分支学科的研究和发展。 随着分子生物学的
发展, DNA条形码技术的应用为植物物种的鉴
定和植物多样性评估提供新的工具 (Kress 等,
2005, 2007; Lahaye等, 2008; Li等, 2011b)。 将
现代植物学、 DNA 测序技术与信息技术相结合
而产生的新一代植物志 ( iFlora) 计划 (李德铢
等, 2012), 将为植物多样性认识和植物种质资
源收集、 保存和保护过程中面临的困难和瓶颈提
供新的解决方案。
3. 1摇 疑难植物类群的综合鉴定
传统的植物分类学主要依靠比较形态学的证
据来对物种进行认识和鉴定。 然而, 很多物种由
于缺乏足够的、 可靠的形态学性状, 不易进行辨
认和鉴定, 或者由于植物本身个体太小, 一些重
要的外部形态特征往往容易被忽略 (如苔藓)。
因此, 对这些疑难类群的 DNA 条形码研究将提
供除形态学以外的分类学信息。 以苔藓为例, 全
球的苔藓种类约有 14 000 ~ 20 000 种, 由于苔藓
植物很小, 加上一些苔藓种类经常混生在一起,
增加了苔藓植物的分类学难度。 植物 DNA 条形
码技术应用到苔藓植物的分类研究, 不但发现了
一系列的隐型种, 为欧洲剪叶苔属植物 Herbertus
多样性的重新认识提供了重要依据, 而且一些曾
被忽视的形态学性状再次引起分类学家的关注
(Bell等, 2012)。 在蒟蒻薯属 (Tacca) DNA 条形
码的研究过程中, 赵月梅和张玲 (2011) 发现
曾经认为间断分布于我国西藏墨脱和马来西亚的
丝须蒟蒻薯 (T. integrifolia) 可能为不同的物种,
因为西藏和马来西亚的居群在遗传多样性、 比较
形态学和物候学等方面均有差异, 西藏的居群可
能是一个新种。 榕属 (Ficus) 是热带、 亚热带
森林中主要的先锋树种和建群种之一, 其高度多
样化的生活型 (乔木、 灌木、 藤本、 寄生、 半
寄生) 以及与专性榕小峰共生的繁育模式促进
了榕属植物的物种分化, 但也使榕属成为分类学
上的困难类群之一。 Li 等 (2012) 对中国产的
63 种榕属植物进行了 DNA 条形码的研究表明,
使用通用的 DNA 条形码片段 ITS 即可成功的分
辨出 45 种榕属植物, 物种分辨率达 75% 。 由此
可以看出, iFlora计划中引入 DNA条形码这一重
要的新元素, 将进一步澄清一些分类学上容易混
淆的类群, 并使某些类群中被忽视的形态学性状
重新被验证和关注, 为后续开展种质资源的收
集、 保存和保护提供重要的依据和具指导性的行
动方案。
3. 2摇 重要珍稀濒危植物的物种界定和优先保护
对象的确定
对珍稀濒危物种的认识和保护是植物多样性
保护的核心工作之一。 植物 DNA 条形码技术的
引入, 使人们对珍稀濒危植物有了新的认识。 例
如, 由于从红豆杉属 (Taxus) 植物中分离出的
紫杉醇 (taxol) 在治疗癌症方面具有很好的疗
效, 使得该类植物具有非常重要的经济价值, 被
列为国家一级保护植物, 该属的所有物种也被
《濒临绝种野生动植物国际贸易公约》 (CITES)
列为保护物种。 然而, 红豆杉属植物由于形态差
异较小, 其分类研究有较大的争议。 通过对欧亚
大陆分布的红豆杉种类进行广泛取样和 DNA 条
形码研究发现, 在我国秦岭地区、 峨眉山区、 横
断山和北部湾地区的居群均代表不同的遗传实体,
为 4个尚未被认识的隐型种 (Liu 等, 2011), 将
这些最新研究信息整合到 iFlora 中, 将为制定红
豆杉属植物的保护策略和确定优先保护区域提供
重要的参考和指导意义。
3. 3摇 生物多样性热点地区物种的快速鉴定
对一个地区的植物调查和多样性评估, 特别
是在物种多样性高度富集的热点地区, 常常依赖
植物材料的完整性和植物分类学家的专业知识得
以实施。 而由于目前植物分类专业人才的缺乏以
及对物种的鉴定速度, 往往是制约多样性调查和
评估的瓶颈。 国内外植物学家已开始尝试将植物
DNA条形码技术应用于生物多样性热点地区的
研究。 非洲的南非和中美洲的哥斯达黎加都是世
界上植物多样性的热点地区, Lahaye 等 (2008)
对南非克鲁格国家公园 (Kruger National Park)
的树种和哥斯达黎加的兰科植物进行的 DNA 条
形码的研究表明, DNA 条形码在分辨上述两个
地区植物种间关系的成功率可达 90%以上。 此
外一些生物多样性热点地区由于特殊的地质历史
事件等因素, 使得某些植物类群经历了快速的辐
射分化和高度的平行进化, 在一个地区内具有高
3456 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杨湘云等: 野生植物种质资源的保存利用与 iFlora摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
度丰富的物种多样性, 如马先蒿属 (Pedicularis)
是在中国青藏高原-横断山地区经历快速辐射分
化的代表植物类群之一, 在该地区约有 364 种
(Yang等, 1998; 郁文彬, 2011)。 该属大部分物
种可以根据花部形态特征进行分类, 但果期的标
本则非常难以提供准确鉴定的信息。 马先蒿属植
物在高海拔地区往往是多个物种同域分布, 在开
展种子采集工作时, 很容易因为缺少花部形态特
征而将不同的物种混淆, 极大地降低了对该类群
种质资源收集和保护的效率。 Yu 等 (2011) 对
该地区 88 种马先蒿进行 DNA条形码研究表明使
用 rbcL和 ITS 的组合, 可以达到 89%的物种分
辨率, 为马先蒿属植物采集种子的准确鉴定提供
了重要依据。 随着对高度多样化植物类群中有效
DNA片段的筛选和获取, iFlora 计划的实施将对
植物多样性热点地区的植物物种快速鉴定和保护
提供可靠的保障。
3. 4摇 科学采集计划的制定
在野生植物的收集保存工作中, 具有重要经
济价值的物种 (Economically important)、 珍稀濒
危物种 (Endangered) 和地区性特有物种 (En鄄
demic) 的 “3E冶 物种通常被认为是需要优先收
集保存的对象。 对 “3E冶 物种制定科学的采集
计划, 将极大地提高收集保存的效率, 使工作的
开展更具有目标性和针对性。 英国皇家植物园邱
园为指导在非洲和美洲的合作伙伴开展种子采
集, 制作了一系列针对珍稀濒危植物的采集指
南, 如博茨瓦纳红色名录植物采集指南 ( Far鄄
rington, 2007)、 墨西哥干旱地区 Taxco and Hua鄄
utla 山地、 Gorda鄄R侏o Moctezuma山地和 Baja Cali鄄
fornia半岛的植物采集指南 (Way, 2007) 等,
这些采集指南包含物种的科学名称、 地方名、 鉴
定特征、 生境信息、 经济用途、 物候信息、 活体
图片及详尽的地理分布信息等, 极大的提高了工
作效率。 然而, 一个高质量的采集指南需要对现
有植物志信息、 相关的标本信息、 GIS 地理信息
等多个方面的信息源进行收集、 整合和编汇, 并
投入大量的人力和物力。 iFlora 不仅包含传统植
物志的检索表、 物种的描述、 地理分布概述, 还
将整合详细的标本采集记录 (包含 GPS 信息)、
图像、 DNA序列数据和系统发育等信息数据库,
同时还具有高效的电子化比对和搜索工具功能。
利用 iFlora强大的信息收集和处理功能, 可以高
效、 便捷地获取目标物种的描述信息、 图片资料
及详细的地理分布空间信息, 从而科学地制定采
集策略和采集计划, 指导目标物种的精确采集。
4摇 结语
iFlora计划拟整合生态学、 地理分布、 分类
系统、 DNA 条形码、 系统学各分支学科和利用
等方面的综合信息, 该计划的实施, 对实现植物
物种快速鉴定、 物种界定和优先保护对象的确定
将起到重要作用。 此外, 在目前分类学人才缺乏
的情况下, iFlora 计划将可能弥补这一不足, 并
为进一步开展植物种质资源的收集和保存提供可
靠信息, 为政府相关部门制定保护行动计划提供
科学依据。
在野生植物种质资源的调查、 收集和保存过
程中产生的数据, 也可以进一步补充和更新 iF鄄
lora中相关的物种信息, 从而为物种的保护和可
持续利用提供重要的信息和资料。 在 Flora of
China中, 仍然有一些重要植物类群缺乏相关的
形态学信息, 例如, 黄芪属 (Astragalus) 是中
国被子植物第三大属 (吴征镒等, 2003), Flora
of China中记载了 411 个黄芪属的分类单元, 而
其中有 74 个分类单元 (占国产黄芪属植物的
18% ) 因为没有果实的资料 (标本), 而缺乏对
果实形态的描述。 葫芦科的栝楼属 (Trichosan鄄
thes) 是我国重要的中药植物资源, 而在国产的
33 种栝楼属植物中, 仅有 23 种具有雌花的形态
描述, 约 30%的种类 (10 种) 尚未报道过雌花
的形态特征。 随着野生植物种质资源的收集、 保
存和利用工作的进一步深入, 物种的生物学特征
将被不断补充, 也将有力地促进 iFlora 信息和功
能的升级和完善。
致谢摇 感谢昆明植物研究所王红研究员的建设性意见和
对本文的修改。
也参摇 考摇 文摇 献页
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