野生观赏植物资源学.ppt

野生观赏植物资源学 彭海玉 目录 绪论第一章植物资源的分类第二章植物种质资源的调查 收集和保存第三章植物种质资源的评价 保护及合理开发利用第四章植物资源分布第五章各论 绪论 一 野生观赏植物资源的概念二 野生观赏植物资源在我国开发利用概况三 我国丰富的野生观赏植物资源四 野生观赏种质资源的重要性五 野生观赏植物资源学的主要内容和研究方法 植物资源的概念 植物资源从广义上讲 是指一切对人类具有开发利用价值的植物 包括野生和人工栽植的植物 也包括一些目前还未被认为是有开发利用价值的种类 但可能有朝一日会成为极其宝贵资源的植物 植物资源学是以植物学和植物化学为理论基础 以植物资源为研究对象 应用现代化科学技术来研究资源植物的学科 野生观赏植物资源 具有观赏价值的野生植物资源 包括观花 观叶 观果等 野生观赏植物资源在我国开发利用概况 1 周秦时代简单利用 文字记载 欣赏2 汉 晋 南北朝时代 种植3 隋 唐 宋时代 引种驯化 品种改良4 明 清 民国时代 专著植物资源研究起步5 现代中国植物资源利用的概况 一 恢复发展时期 50年代初期 资源调查 二 挫折破坏时期 自1964年起 文革时期 三 繁荣兴旺时期 80年代初 今 保护区 民族植物学 引种驯化 引进外来种 植物化学 新资源挖掘 世界观赏植物资源研究和利用 观赏植物的驯化 栽培 进入本世纪30年代后更是突飞猛进 成为农业生产的一个重要组成部分 作为商品化的花卉 目前国际市场上 新鲜切花 盆花 球根花卉和干切花的年消耗总额已超过100亿美元 许多国家把出口花卉作为换取外汇 增加国家收入的财源 如荷兰的花卉已经成为国际市场上一个销路稳定的大宗商品 法国的切花经营已超过重要作物甜菜 成为十分庞大的企业 日本也大量出口花卉 1977年达1200多万美元 同年美国仅菊花的盆花和切花总销售额达11900万美元 意大利仅每年出售干切花收入达500万美元 南美的一些国家 如哥伦比亚 厄瓜多尔的香石竹栽培事业发展飞速 热带国家 如泰国 新加坡的兰花 日本的香根鸢尾 保加利亚的玫瑰 荷兰的郁金香也成为重要商品 我国丰富的野生观赏植物资源 举例 我国西南山区是杜鹃花的王国 云南分布有250种 四川有144种 西藏有177种 贵州有80余种 我国丰富的野生观赏植物资源 举例 木兰科既是观赏花木 又是具有多种用途的经济树种 全世界有15属 240种 我国产11属 130余种 云南 广西 广东是木兰科植物的现代分布中心 而我们常见的也只有几种 我国丰富的野生观赏植物资源 举例 兰花素有 王者之香 的美称 是一种高雅 纯正 幽香 名贵花卉 世界上有兰花协会 可见对兰花的重视 就资源而论 兰科植物有约700属 20000多种 广布于全世界 我国有171属 1247种 南北方均产 以云南 台湾和海南为最盛 中国的野生兰科植物中有许多是世界级的花卉名品 如兜兰属 paphiopedilum 杓兰属 Cypripedium 虾脊兰属 Calanthe 石斛属 Dendrobium 兰属 Cymbidium 和万代兰属 Vanda 独蒜兰属 Pleione 中的一些种和品种 同时许多种类还具有很高的药用价值 如植物天麻 石斛类 白芨类和金线莲等 我国丰富的野生观赏植物资源 举例 珍奇树种 如中国的鸽子树一珙桐 银杉 红豆杉 金花茶 杜鹃红山茶等 另外 报春花 龙胆 苦苣苔 禾雀花 我国传统的观赏植物资源 举例 牡丹 梅花 月季 荷花 水仙 桃花 野生观赏植物种质资源的重要性 1 人类的生存和生活依赖于种质资源 2 人类的健康和发展离不开种质资源 3 种质资源是工业和国民经济的重要支柱 4 种质资源在娱乐和旅游业中起重要作用 5 种质资源是农业生产和育种工作成败的关键 6 种质资源前景广阔的生物工程的物质基础7 种质资源是国家安全的组成部分 植物资源学的主要内容和研究方法 一 植物资源学的主要研究内容 1 种质资源的起源与分布 2 种质资源的演化与传播 3 种质资源的分类 4 种质资源收集与保存 5 种质资源的评价与利用 二 植物资源学的主要研究方法 1 历史考古法 2 资源调查法 3 观察记载法 4 试验法 5 遗传学法 6 生物数学法 第一章植物的分类 第一节植物分类的方法1 人为的分类方法和分类系统2 自然的分类方法和分类系统第二节按植物分类学系统分类一 植物的分类单位二 植物命名法 双名法第三节被子植物分类系统简介第四节植物的人为分类法第五节植物的鉴定一 植物的鉴定方法二 检索表1 等距检索表2 平行检索表 植物分类的方法 1 人为分类法 人为分类系统 不是根据植物的自然性质 也没有考察彼此间的演化上的亲疏关系 仅就一 二特点或应用价值进行分类 2 自然分类法 自然分类系统 应用现代自然科学的先进手段 从比较形态学 比较解剖学 古生物学 植物化学和植物生态学及分子生物学等不同的角度 反映出植物界自然演化过程和彼此间亲缘关系 植物的各级分类单位 1 植物分类的各级单位2 物种的概念 物种是生物分类的基本单位 它是指具有一定的形态结构和生理特征 并能进行自然交配产生能育后代 有一定地理分布区的生物类群 3 种下单位 1 亚种 是指某种植物分布在不同地区的种群 由于受所在地区生活环境的影响 它们在形态构造或生理机能上发生某些变化 这个种群就称为某种植物的一个亚种 2 变种 在同一个生态环境的同一个种群内 如果某个个体或由某些个体组成的小种群 在形态 分布 生态或季节上 发生了一些细微的变异 并有了稳定的遗传特性时 那么这个个体或小种群 即称为原来种 模式种 的变种 3 变型 有形态变异 但看出有一定的分布区 仅是零星分布的个体 4 其他 品种 不属于按照植物自然分类系统的分类单位 而是属于栽培学上的变异类型 不存在于野生植物中 在农作物和园艺植物中 通常把经过人工选择而形成的有经济价值的变异 色 香 味 形状 大小等 列为品种 作为一个品种 首先它们应该具备一定的经济价值 随着生产的发展 作为变异类型的品种也是不断发展的 旧品种在栽培上的地位 常由优良的新品种取而代之而被淘汰不成其为品种了 所以品种的发展取决于生产的发展 近亲杂交 种内各品种间的杂交 远缘杂交 种间 属间或更高级的单位间的杂交 植物的分类基本单位表 植物的命名法 学名 为了避免混乱和便于国际交流 必须遵循一定的法则 对每种植物给予统一的命名 即学名 植物学名采用瑞典学者林奈所创立的双名法作为植物命名方法 并规定用拉丁文写出 植物命名方法的基本要点 国际植物命名法规 双名法 属名 种加词 命名人姓氏或缩写 例如 博罗红豆 小金冬青 三名法 种以下等级 亚种 变种 变型 的命名 属名 种加词 命名人姓氏 subsp 亚种名称var 变种名称 例如 光果金樱子 f 变型名称 植物命名方法的基本要点 1 每种植物只能有一个合法的学名 2 此学名须为拉丁文写出的双名 即一属名和一种名 种加词 组成 3 若一植物已有两个或更多的学名 只有最早与不违反命名法规者为合法 4 一种植物的命名 其属名的第一字母须大写 种名第一字母不大写 5 一种植物学名的全部除包括属名 种名外 还应在种名后列上命名人的名字 一般用缩写 6 合法的学名 必须附有用拉丁文正式发表的描写 对于亚种的命名 则在原种的完整学名之后 加上拉丁文亚种的缩写 subsp 然后再写亚种名和定亚种名的人名 对于变种的命名 则在原种的完整学名之后 加上拉丁文变种的缩写 var 然后再写变种名和定变种名的人名 例如蟠桃 PpressaBean 变种名对于变型的命名 则在原种的完整学名之后 加上拉丁文变型的缩写 f 然后再写变型名和定变型名的人名 博罗红豆 小金冬青 光果金樱子 被子植物分类系统简介 恩格勒 A ENGLER 分类系统哈钦松 J HUTCHINSON 分类系统塔赫他间分类系统克郎奎斯特分类系统 恩格勒分类系统和哈钦松分类系统 恩格勒 A Engler 分类系统特点 1 支持假花说 认为被子植物的花和裸子植物的完全一致 每一个雄蕊和心皮分别相当于1个极端退化的雄花和雌花 因而设想被子植物来源于裸子植物的麻黄类中的弯柄麻黄 2 认为单性而又无花被 柔荑花序 木本 风媒传粉等为原始的特征 而有花瓣 两性 虫媒传粉的是进化的特征 所以将柔荑花序类植物木麻黄科 杨柳科 桦木科 荨麻科等等作为被子植物中最原始类型 而把木兰科 毛茛科看作是较为进化的类型3 认为单子叶植物较双子叶植物为原始 二 哈钦松 J Hutchinson 分类系统特点是 1 两性花比单性花原始 花各部分分离 多数的比连合 定数的较为原始 2 认为花各部螺旋状排列的比轮状排列的较为原始等 3 认为被子植物是单元起源的 4 双子叶植物以木兰目和毛茛目为起点 从木兰目演化出一支木本植物 从毛茛目演化出一支草本植物 且这两支是平行发展的 塔赫他间系统和克郎奎斯特系统 塔赫他间 Takhtajan 系统特点是 1 认为被子植物起源于种子蕨 2 认为草本植物是由木本植物演化出来的 3 单子叶植物起源于原始的水生双子叶植物的具单沟舟形花粉的睡莲目莼菜科 4 主张单元起源 由木兰目发展出毛茛目及睡莲目 全部单子叶植物都出自睡莲目 木本单子叶植物则由木兰目演化而来 柔荑花序类各目起源于金缕梅目 克郎奎斯特系统特点 1 认为有花植物起源于一类已经灭绝的种子蕨 2 认为木兰目是被子植物的原始类型 柔荑花序类各目起源于金缕梅目 3 认为单子叶植物来源于类似现代睡莲目的祖先 野生观赏植物资源的人为分类法 一 观叶植物 形 色二 观花植物 形 香三 观果植物四 观茎植物五 观根植物六 观树冠植物七 观芽植物 植物的鉴定方法 为了进行植物标本鉴定 在临定前首先对未知植物进行解剖 并描述 然后利用有关的植物分类检索表 中国植物志 各地方植物志等工具书来鉴定该植物所属的科 属以至种 有植物标本室时 可直接与经过鉴定的标本进行比较 如果能找到模式标本或原始描述进行比较鉴定 那就更可以提高鉴定准确性 遇到有疑难的植物种时还应查阅有关的外文献资料 或请有关专家进行鉴定 等距检索表 平行检索表 第二章植物种质资源的调查 收集和保存 1 种质资源学基本概念2 种质资源考察的目的和意义3 植物种质资源考察的内容和方法4 植物种质资源的收集5 植物种质资源的保存 1 种质 Germplasm 种质是指决定遗传性状 并将遗传信息传给后代的遗传物质 植物种质是指植物保存和改良利用的物质基础 植物种质的载体范围很广 可以是一个群体 植株 也可以是植物的部分器官或部分植物组织 细胞 还可是植物的染色体甚或基因片段 携带植物种质的主要材料是种子或各种无性繁殖用的器官 如球根 插条 接穗 茎尖等 2 种质资源 Germplasmresources 种质资源是指所有用于品种改良或具有某种有价值特性的任何原始材料 植物种质资源指具有一定的遗传物质 对植物生产和育种有利用价值的植物 包括野生种 近缘野生种 变种 栽培种 半栽培种 栽培品种 品系和单株等 也包括用于嫁接繁殖的砧木及植物病毒指示植物 3 种质库 Germplasmrepository 种质库是指为开展利用植物种质资源而专门设立的种质保存场所 广义讲 凡是物种集中的场所 或经过收集 引种繁殖作为保存种质的场所都可称为种质库 通常种质库专指为改进品种而设立的种质保存场所 4 种质资源数据库 Germplasmresourcesdatabase 种质资源数据库是指 种质资源的基本情况及对其观察与鉴定结果的文字和图片资料的记载 保存系统或方式 又称为种质资源记载档案 Germplasmresourcesfile 通过建立种质库及种质资源数据库 可以避免种质资源的流失 对现存的资源进行广泛收集和妥善保存 在对收集 保存的种质资源进行充分鉴定和评价 包括基本性状评价和特性评价 的基础上 为人类利用种质资源服务 5 种质资源调查 Explorationofgermplasmresources 查清和整理一个国家或一个地区范围内资源的数量 分布 特征和特性的工作 6 种质资源收集 Collectionofgermplasmresources 对种质资源有目的地汇集方式 包括普查 专类收集 国内征集 国际交换等 收集种质资源是资源研究的前提和基础 是种质资源学的主要内容之一 7 种质资源保存 Maintenanceofgermplasmresources 使种质资源不至流失 并能延续下去的人为方式 主要包括植株保存 种子保存 花粉保存 营养体保存 分生组织保存和基因保存等方式 8 野生种 Wildspecies 在自然界处于野生状态 未经人类驯化改良的植物种 9 近缘野生种 Kindredwildspecies 与栽培植物在起源 进化方面有亲缘关系的野生种 10 栽培品种 Cultivar 按人类需要选育出的具有一定经济价值的作物群体 11 栽培种 Cultivatedspecies 具有经济价值 遗传性状稳定 生产上广泛栽植的作物种类 12 品系 Strain 源于同一祖先 但尚未命名为品种的变异类型 或为有别于品种 而对尚未命名的优系或某个品种中出现的不同类型的习惯性称谓 13 种质资源学 Scienceofgermplasmresources 考究种质资源起源 传播和演化及其分布和分类 并对种质资源进行考察 收集 保存 评价 研究和利用的科学 14 资源植物种质资源学考究资源植物种质资源起源 传播和演化及其分布和分类 并对其种质资源进行考察 收集 保存 评价 研究和利用的科学 2 种质资源考察的目的和意义 1 通过资源考察 摸清当地的植物资源 包括总储量 经济储量和经营储量 可以直接或间接应用于生产 2 资源考察可为发展规划或品种区域化提供资料 3 通过资源考察 可以研究植物的起源和演化 4 通过资源考察 经过鉴定 整理 可编写成植物志 或整理成文章发表 这不仅为本地进一步研究和利用提供了资料 也为其它地区引种 或选用育种的原始材料提供了基因资源信息 3 植物种质资源考察的内容和方法 一 考察前的准备 二 环境与生态条件的考察 三 植被考察 四 植物种类和品种考察 五 植物种质资源考察记载项目表 六 植物物候观测 一 考察前的准备 1 资源考察的组织工作应在统一组织下 以联合考察组或各参加单位分工合作的方式进行 考察前应统一考察的目的 考察的内容和考察方法 人员 植物 土壤 气象方面的专业人员参加 2 考察的安全准备工作3 自然条件和社会经济情况的考察在实地考察前 通过访问和查阅地方志等对当地的农业生产概况 人口组成 自然条件 植被 社会经济情况有所了解 最好有当地的地形图 林相图 植被图 航空片 卫星片等图象和有关的文字资料 二 环境与生态条件的考察 1 地形考察地形考察包括地形类型 环境范围 山系 水系和平川等 2 土壤考察土壤考察主要包括土壤形态特征 土壤类型 成土母岩 土层厚度 土壤颜色 土壤质地 土壤结构 土壤中新生体和侵入体 土壤水位等 和土壤理化特性 土壤酸碱度 土壤紧密度和空隙度 土壤有效成分 土壤含水量等 等 3 气象资料考察气象资料考察主要包括气温 地温 相对湿度 日照 蒸发量 降水量 风及灾害天气 三 植被考察 自然形成的植物群落 具有一定的结构 一定的种类和显著的指示特征 这些特征常能反应所在环境的外界条件 对植物栽培环境的考察 还应包括对植物分布区植被群落的特征以及具有指示特征的植物分布情况的考察 考察植被时 木本植物群落应记载优势种类 高度 直径 密度 所占比例等 草本植物群落应记载优势科属的覆盖度 根系及生长情况等 四 植物种类和品种考察 这是植物种质资源考察最关键的一环 主要记载种类和品种的形态特征和生物学物性 经济器官的利用价值和某些潜在的可利用价值等 记载内容有 1 整体概况包括种类 品种名称 别名 生长地点 编号 生长条件 海拔高度 地势 坡向 坡度 土壤类型 土壤厚度 植被 间作物 栽植形式 品种来源 栽植年限 比重 分布 当地最大树龄 2 植株情况包括树龄 生物学年龄时期 繁殖方法 种类 枝 叶 花 果实 种子形态特征 树势 树形 树高 枝展 干周 主枝数目等 3 生物学特性包括生长习性 结果习性 主要物候期 适应性与抗逆性 4 经济性状和利用价值包括产量 品质 用途 贮运性及潜在的利用价值 5 品种和种类的评价包括优缺点和发展前途 五 植物种质资源考察记载项目表 1 形态观测记录性状 记录乔木 灌木 木质藤本 草本 常绿 还是落叶 叶 叶形 正反面叶色 叶缘 叶脉 叶附属物 毛 枝 小枝颜色 有无长 短枝 皮孔 大小 形状 分布情况 树皮 颜色 开裂方式 光滑度 枝刺 皮刺 卷须 吸盘 着生位置 形状 大小 颜色 芽 种类 颜色 形状 花 花冠类型 花色 花序种类 花味等 果实 种类 形状 颜色 大小 2 立地条件调查记录土壤 种类 质地 颜色 pH等 地形 种类 海拔 坡向 坡度 地下水位 3 小结 总结所调查树种的形态特征 生长地选择 园林用途 配置情况 并对其观赏价值作出评价 记录表 六 植物物候观测 一 物候观测的意义二 物候观测的方法1 观测点的选定2 观测目标的选定3 观测时间4 观测的部位5 观测记录和人员三 物候观测的内容 物候观测的内容 1 根系生长期2 树液萌动期3 萌芽期4 展叶期5 开花期6 果实生长发育和落果期7 新梢生长周期8 花芽分化期9 秋季叶变色期10 落叶期 一 种质资源收集的一般原则 1 根据需要和目的 有针对性地收集种质资源 不可盲目地 不切实际地大量收集 2 对需要的种质资源要采用一切必要途径进行收集 可通过通讯联系进行收集 也可去现场引种 对较远地区或国外的种质资源还可组织考察队进行收集 3 种苗的收集要遵照种苗的调拨制度 材料要求质量高 典型 可靠 有正常的生活力 以便进行繁殖和保存 一定要注意检疫 不要使检疫对象随种引入 4 收集时应由近及远 从本地到外地 根据需要先后进行 首先把本地的种质资源加以保存 然后从外地引种 逐步进行收集 5 收集时要做到细致周到 清楚无误 分好类 力求做到不重复 不遗漏 对新的类型不断及时地补充收集 二 种质资源收集的方法 种质资源收集时所选用的材料 有的为枝条 有的是种子 还有的是苗木 也可能是其它器官或繁殖体 这要根据种类和品种 收集时间和地点等因素而定 资源的收集工作必须有专人负责 并详细记载资源名称 收集地点和日期 收集人名称 苗木繁殖年月等项 在收集到种苗或材料后 应立刻进行检疫和消毒 防止霉烂和干枯 5 植物种质资源的保存 一 保存范围 二 保存方式 1 就地保存 2 迁地保存 3 离体保存 三 保存的方法 一 保存范围 1 国内外栽培品种中的新 老品种和地方品种 尤其是地方品种中有许多行将淘汰的 濒危品种 亟待抢救保存 2 栽培品种的近缘野生种 3 对育种工作有特殊价值的种 变种 品种 品系以及杂种 或具有特定用途 如作为砧木 中间砧 病毒病害的指示植物等的野生植物和栽培品种 4 尚未很好改良和利用 但有潜在利用价值的野生种 变种 品系 二 保存方法 1 就地保存是指在种质资源原来所处的自然生态环境中采取措施 来加以保护和保存种质资源 就地保存的方法有建立各级自然保护区 人为圈护栽培的珍贵的古树和稀有良株等 就地保存的优点是可以使种质资源在适宜的自然生态条件下生存进化 有利于保持种质的稳定和延续 所用成本较低 保存个体较多 有利于研究其起源 演化 生态条件等 就地保存的缺点是种质资源所处环境往往偏僻 不易管理 调查 占地较大 若遇诸如火灾 地震 水灾或火山爆发等自然灾害 易遭毁灭 引起种质流失 2 迁地保存 迁地保存是指把种质资源从其原产地或次生地整株迁离 移栽到种质资源圃 品种圃或原始材料圃等圃地来加以保护和保存 迁地保存的方法是建立诸如种质资源圃 种质库 原始材料圃 品种园 母本园等具一定面积和规模的栽植保存种质资源的圃地 迁地保存的优点是可以集中保存较多数量的种质资源 采用良好的栽培措施 便于对保存的种质资源进行系统观察 评价鉴定 直接为育种和生产提供所需种质材料 迁地保存的缺点是不易管理 投资较大 成本较高 占地较大 易遭受自然灾害侵袭而致种质流失 单一种或品种保存植株数量受限 3 离体保存 离体保存是指在适宜条件下 利用种子 花粉 分生组织 根和茎等组织或器官来保存种质资源 离体保存的方法有种子保存 花粉保存 营养体保存 分生组织保存等 离体保存的优点是保存种质数量多 易于管理和妥善保存 节约土地和劳力 避免不良条件的影响 可以保存无毒种质等 离体保存的缺点是要有特需的设备 受过训练的技术人员 经常保持种质活力的技术 尤需注意的是保存种质中可能含有不正常细胞及保存期潜在的发生形态变异或遗传变异的可能 目前为止 对所有种质进行离体保存的技术尚不成熟和完善 三 种质资源保存的方法 1 栽植保存 2 种子保存 3 花粉保存 4 营养体保存 5 分生组织保存 第三章植物种质资源的评价 保护及合理开发利用 一 种质资源的描述系统二 种质资源的评价和研究原则三 种质资源的鉴定 评价和研究中目前较普遍采用的项目四 种质资源的保护及合理开发利用 一 种质资源的描述系统 种质资源的描述系统 就是建立以种和品种为单位的种质资源名录或记载项目规范 1 种质资源收集情况资料及其代码2 种质资源保存情况资料及其代码3 特性记载和初步评价及其语言 代码 4 鉴定 评价 研究及其语言 代码