辰山蕨类课题组与上海师大等召开联合学术讨论

作者: 科学科技  发布:2019-07-24

蕨类植物仅靠几片叶片,就变幻出了多姿多彩的神奇世界。《瓦尔登湖》的作者梭罗对此有句名言:“上帝创造蕨类植物就是显摆他创造叶片的超能力”。2011年蕨类植物课题组成立后,吸引了全国各地不同领域的优秀青年人才加入了这个团队。课题组中有从事基因组生物学研究的博士沈慧和张锐,还有从事种群遗传和进化生态学的博士商辉和金冬梅等。在此之前,他们并不研究蕨类植物,接触蕨类植物后,他们便为此痴迷并且投入到科研中。

“蕨类植物天然产物的开发利用”是一个应用潜力巨大的新兴交叉学科,但目前还缺乏深入系统的研究。在本次联合学术讨论会上,来自不同研究领域的科研人员分享了各自最新的科研进展和研究内容,为该交叉学科的发展提供了崭新的合作契机和研究思路。

蕨类植物是地球上最古老的维管植物,也是植物从水生到陆生的演化历程中第一个在地球上“站”起来的植物类群。1940年,中国植物学家秦仁昌院士因发表《水龙骨科的自然分类系统》而名动世界,被誉为中国乃至世界“蕨类植物之父”。

4月23日,中国科学院上海辰山植物科学研究中心蕨类植物多样性与进化课题组、中科院上海生命科学研究院植生生态所化学生物学酶学课题组、上海师范大学蕨类课题组的首次联合学术讨论会在上海辰山植物园召开。会议由辰山中心研究员严岳鸿、植生生态所研究员肖友利、上海师范大学生命与环境科学学院教授王全喜、曹建国等共同主持。

2000年,严岳鸿刚读研究生时有个梦想:让现存矮小的草本蕨类植物恢复成石炭纪、侏罗纪时期高大的木本蕨类植物。“现在看来,这个梦想可能实现不了,但我们可以先模拟建设一些以蕨类为主体的‘侏罗纪蕨园’,让更多的公众了解和认识蕨类植物。同时,课题组目前也在这方面努力,希望能逐渐了解蕨类植物在漫长的地质历史时期的演化和适应机制。”严岳鸿说。

来自3个研究单位4个课题组的30余名科研人员和研究生分别围绕蕨类植物的系统多样性、植物天然产物的合成机制、蕨类植物的代谢资源、蕨类植物的分子进化等专题作了题为“蕨类植物分类及其资源简介”、“植物天然产物石杉碱甲生物合成中脱羧酶的研究”、“乌蕨黄铜含量的季节动态、成分分析及生物活性的研究”、“转录组学在蕨类植物分子进化研究中的应用”等9个学术报告,并进行了热烈的讨论。会后,大家参观了蕨类植物引种种植温室。

在上海辰山植物园推出的《蕨类手册》中曾这样诗意地写道:“蕨类是唯美的。没有花香,没有树高,她是棵无人知晓的小草,静默生长在四亿年漫长的时空轮回之中。简洁的叶形,单调的色彩,在喧嚣的尘世之中,让我们感受到的却是自然的神奇和生命的礼赞。”

即使课题组做了不少科普工作,但力度依然不够,公众对蕨类植物不了解,无法认识到蕨类植物独特的进化生物学意义和潜在的利用开发价值,因此在基础科学和开发利用上做的研究工作都很少,“特别是目前社会上的资金几乎完全没有进入蕨类植物的研究和开发,商业基金大多是‘不见兔子不撒鹰’,非常缺乏前瞻性的基金投入”。

采访中,严岳鸿告诉记者,课题组目前碰到的最大困难主要是经费上的困难。他说:“在经费困难的艰难时刻,我也做些其他工作赚取研究经费来维持蕨类植物的研究,常自嘲为‘卖花养蕨’。”

据最新的蕨类植物分类资料统计,世界有蕨类植物51科337属12000余种,中国有蕨类植物39科165属2147种。在蕨类植物中,保存了众多独特的生存基因和机制,这对于人类认识生命世界具有重要的参考价值,也可能对改良现在的栽培作物具有重要帮助。

让更多人认识蕨类植物

事实上,蕨类植物因其在演化地位上的古老性和独特性,它在食用、药用和园林观赏方面具有重要而独特的价值,但目前很少有这方面的基础研究开展。例如,蕨类植物富含氨基酸而少有油脂类成分,是一类非常健康的蔬菜;基本上所有的蕨类植物都富含黄酮类物质且几乎完全没有毒性较强的生物碱类,可作为一类重要的保健食品或药品开发;很多蕨类植物可以合成天然的蜕皮激素,能作为有潜力的化妆品开发。

严岳鸿告诉记者:“课题组通过利用分子测序手段,特别是通过高通量测序的办法,我们希望能从基因组层面了解蕨类植物物种形成和生存适应机制。今年年初我们发表了《大尺度系统基因组学分析构建蕨类植物生命之树》的论文,在确定蕨类植物适应演化的基本框架的基础上,深入探讨不同类群的适应性进化机制。”

摸清中国蕨类植物“家底”

在摸清中国蕨类植物家底方面,课题组最近几年通过广泛收集文献资料和大量标本采集,出版了《中国蕨类蕨类植物多样性与地理分布》《中国生物物种名录——蕨类植物》等书籍,总体上记述了中国蕨类植物的种类、地理分布和目前的濒危现状。

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