藏药甘南红景天（R.gannanica FU）濒危的生殖生态学机理研究

Rhodiola is a perennial herb of medicinal plants，belonging to Echeveria Rhodiola rosea,which has an effect of tumor suppression, anti-aging, anti-liver fibrosis, anti-fatigue, Heat clearing and detoxicating.Rhodiola produced in Gannan plateau has high medicinal value,with the reputation of the "plateau ginseng".However,The plant resources of wild Rhodiola are come to the brink extinct,Because of Large-scale excavation of the artificial, Harsh environmentt for the growth and reproductive disorders and other factors .in July 2000,"Rhodiola was listed as The first level endangered Tibetan medicinal resources in the seminars of" the protection and development of the Endangered Species of Wild Tibetan medicine",held in Lhasa, by Swiss Red Cross.Currently,The reasons of research on the Rhodiola.gannanica Fu endangered are mostly concentrated in the over-excavation,growing environment and external factors,but the internal reasons of reproductive ecology of Gannan Rhodiola endangered are unclearly understand. During next four years,The project plans to study breeding system, flowering phenology characteristics,the reproductive process (spore formation, male and female gamete formation, flowering, embryo and ovule development, seed development, etc.) and the main factors affecting reproductive success of the Gannan Rhodiola.explore the Gannan Rhodiola endangered reproductive ecology mechanism,and lay a theoretical basis for the protection of the Rhodiola wild resources and the development of scientific protection measures.

红景天为景天科红景天属多年生草本药用植物，具有抑制肿瘤、抗衰老、抗肝纤维化、抗疲劳、清热解毒等功效。甘南高原所产红景天具有很高的药用价值，享有"高原人参"的美誉。然而，由于大规模的人工采挖，恶略的生长环境和自身的生殖障碍等因素共同导致了野生红景天植物资源频临灭绝，2000年7月，瑞士红十字会在拉萨举办的"保护和开发濒危野生藏药药材资源研讨会"上，将红景天列为一级濒危藏药材资源。目前有关甘南红景天(R.gannanica FU)濒危原因的研究多集中在过度采挖和生长环境等外部因素，对导致甘南红景天濒危的生殖生态学内因还认识不清。本项目计划通过4年时间，对甘南红景天的繁殖系统、开花物候特征、生殖过程（孢子体形成、雌雄配子体形成、开花、胚和胚珠发育、种子发育等）及其影响生殖成功的主要因子进行研究，探索甘南红景天濒危的生殖生态学机理，为保护红景天野生资源，制定科学的保护措施奠定一定的理论基础。

本实验历时4年时间，对甘南红景天的繁殖系统、开花物候特征、生殖过程（孢子体形成、雌雄配子体形成、开花、胚和胚珠发育、种子发育等）及其影响生殖成功的主要因子进行研究，以分布于甘南高原不同海拔高度（2700-3500 m）的甘南红景天为试材，对甘南红景天在不同海拔梯度上叶片膜脂过氧化产物及抗氧化保护系统的变化进行了研究，探讨了甘南红景天对于高海拔区域，极端环境的适应机制，初步探索了甘南红景天濒危的生殖生理学机理。结果表明：.1.甘南红景天为雌雄异株植物，雄花（株）在花芽分化初期为两性花（植株），但随着花的不断发育，两性花雌蕊的胚囊发育到一定阶段时败育，两性植株基本仅执行雄性功能，导致种群繁殖为异交，以风媒传粉方式为主，花期出现在生长区全年降雨和气温较高的季节。6月初现蕾，6月中旬开花，7月上旬进入盛花期，花期在36d左右，8月下旬果实成熟。雄花略早于雌花开放，花期（10.18d）大于雌性植株花期（8.38d）。.2.由于部分雌花不易授粉，部分花蕾、胚珠损失，1-3年的幼龄植株几乎不开花结实，连续群落中只有11%的植株开花结实，种子自然繁殖率极低，约为2.0%。从花蕾至种子成熟，共有79%-90%的胚珠损失，仅10%-21%的胚珠发育成种子。单株平均种子产量计算值为158.1粒，人工条件下种子发芽率为81.5%，当年幼苗的成活率为36%。花粉限制、种子产量和幼苗的成活率较低是真正影响生殖成功和导致该物种濒危的主要生殖生态学因素。.3.生长在海拔2800-3400 m区域的甘南红景天叶片膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量的差异不显著，表明在该区域生长的甘南红景天叶片膜脂过氧化程度并不随海拔的升高显著增加。说明长期的进化过程中，在一定的分布范围内可以将膜脂过氧化程度维持在一定水平，从而有效维持膜系统的稳定性。.4.甘南红景天叶片中的抗氧化保护酶CAT、POD、SOD、GR和ASA-POD的活性与非酶促抗氧化剂ASA、GSH的含量随海拔升高有不同程度地提高。表明当海拔升高时，甘南红景天脂膜保护系统的功能亦相应加强，从而增强了其抵抗逆境胁迫的能力。其中以过氧化物酶POD的活性变化最为显著。在2800 m以下海拔区域的甘南红景天叶片中均未检测到过氧化物酶POD的活性，但在2800m以上，该酶活性则随海拔升高显著增强，初步推断可能与海拔3500m以上地带几乎没有甘南红景天生长有关。