珍稀濒危观赏蕨类植物绿孢鹿角蕨光照和水分适应性研究

Conservation and sustainable utilization of Rare and endangered plants is one of the most important issues nowadays. Platycerium wallichii Hooker is one of the most high-end ornamental fern, the only species of the genus in China. It was ranked as the National Secondary Protection Species. Epiphyte in seasonal rain forest with distinct rain season and dry season, Platycerium wallichii has obvious different trophophyll and sporophyll in their morphology, longevity, growing season, and photosynthetic capacity. Moreover, their photosynthesis cooperated well in different season to fulfill the species life. The typical morphology characters and its special way to adapt to water and light make Platycerium wallichii as a quite unique case to study the ecological evolution and adaption of epiphyte fern. While how the dimorphic fronds of Platycerium wallichii adapt to the water and light changes in the nature still not clear. Our project is plan to study the light and water adaption of Platycerium wallichii by the frond morphology, photosynthetic characters, water use strategy research in wild observation and homogeneous garden test, to clarify its environmental adaptive strategy to the light and water, then provide scientific basis for the protection and sustainable exploitation of Platycerium wallichii.

珍稀濒危植物的保护和可持续利用是当前人们关注的重要问题之一。绿孢鹿角蕨（Platycerium wallichii Hooker）为具有较高观赏价值的国家二级保护蕨类植物，水龙骨科鹿角蕨属我国唯一分布物种。附生于旱季和雨季分明的热带季节性雨林中的绿孢鹿角蕨具有典型的二型叶。伴随着降水的季节性变化，营养叶和孢子叶不仅在叶片形态、叶片寿命、生长季节及光合能力等方面表现出显著差异，并在不同的季节在光合作用特性上较好地互补而完美地完成其生命周期。绿孢鹿角蕨独特的叶型分化及其对水分和光照独特的适应性为研究附生蕨类的生态适应和进化提供了一个独特的范例。然而绿孢鹿角蕨两型叶是如何完美搭配从而适应生境中的水分及光照变化的生理机制尚不明确。本项目拟通过野外观测和同质园试验，对绿孢鹿角蕨的叶片结构、光合特性、水分利用策略进行研究，阐明绿孢鹿角蕨对光照和水分的适应性策略，进而为其保护和可持续开发利用提供科学依据

珍稀濒危植物的保护和可持续利用是当前人们关注的重要问题之一。绿孢鹿角蕨为具有较高观赏价值的国家二级保护蕨类植物，水龙骨科鹿角蕨属我国唯一分布物种。附生于旱季和雨季分明的热带季节性雨林中，具有典型的二型叶。前期的观察表明，伴随着降水的季节性变化，绿孢鹿角蕨营养叶和孢子叶在叶片形态、叶片寿命、生长季节等方面表现出显著差异。绿孢鹿角蕨独特的叶型分化以及其二型叶对光照和水分独特的适应性，使其能较好地适应分布地的气候，同时也为研究附生蕨类的生态适应和进化提供了一个独特的范例。.研究对绿孢鹿角蕨个体发育过程中的叶形态进行了研究，结合光合特性和水分适应性的研究，揭示了绿孢鹿角蕨独特的个体发育特征。研究首次记录了绿孢鹿角蕨个体发育中，从营养生长到产生孢子叶，需要六年以上的时间。年龄越小，营养叶对旱季的适应能力越弱。随着年龄的增长，绿孢鹿角蕨的叶片厚度、叶表皮厚度、叶脉粗细、细胞层数增加，抗旱能力也逐渐增强。产生孢子叶以后，由于孢子叶比营养叶更厚，叶肉细胞排列更为紧密，细胞层数也更多，抗旱能力也大大增强。根据鹿角蕨独特的生长习性，绿孢鹿角蕨孢子叶的光合能力比营养叶强，孢子叶的光饱和点较高，对光照的适应范围更广，光适应能力也更强，是绿孢鹿角蕨光合作用的主体。而营养叶则是新旧孢子叶交替期间的重要光合补充。宿存上一年孢子叶——营养叶——新孢子叶，三种叶片的生长以及光和能力随着季节的转换依次发生转变，是绿孢鹿角蕨对原生地气候适应的智慧。通过对三种鹿角蕨孢子叶的比叶重、肉质化程度、叶肉细胞层数、致密度，等与持水力相关的形态特征，以及相对含水量、持水力的比较研究，表明它们在抗旱性方面各具优势，鹿角蕨植物主要以保守的水分利用策略，尤其是叶的形态结构实现其抗旱性。可以认为，在绿孢鹿角蕨进入生殖生长之前漫长的营养生长阶段，是绿孢鹿角蕨珍稀濒危的重要原因。研究对鹿角蕨的引种驯化和可持续开发利用具有积极的指导意义。