广西科研人员成功破解“不孕不育”秘密，解决性繁殖障碍和幼苗抚育难题 资源冷杉回归野外

①广西植物研究所胡兴华博士在进行资源冷杉授粉育种。 ②资源银竹老山自然保护区分布的资源冷杉长出了有繁育能力的球果。（均由受访者供图）

本报记者王艳群通讯员张雷

资源冷杉是我国南方著名的孑遗濒危植物，1977年首先发现于资源县银竹老山并因此命名。资源冷杉属于环境敏感型树种，是第四纪冰川在中国南方周期性进退的“活证据”，也是探索全球气候周期性变化的重要实验材料。受全球气候变化与人为活动影响，其陷入极度濒危状况，植株数量急剧减少。科研人员在40多年的寻找过程中已难发现林下自然萌发的幼苗。

2005年起，我区不断加强科研攻关，尝试对野生冷杉进行人工培育，以拯救、恢复野外种群。经过10多年的不懈努力，广西科研人员成功破解了资源冷杉“不孕不育”的秘密，解决了有性繁殖障碍和幼苗抚育难题，并于今年3月底将首批人工培育的80株资源冷杉回归野外种植。此次回归野外属全球首次，对挽救资源冷杉意义重大。当野外种群恢复到稳定增长状态，冷杉就有望脱离濒危险境。

资源冷杉为何患上“不孕不育”之症导致濒临灭绝？科研人员是如何突破难关，让其脱离险境？为探寻资源冷杉回归野外之谜，近日，记者随同林业专家到资源进行了实地采访。

一度濒临灭绝

资源县银竹老山海拔1400米以上的茂密森林，是资源冷杉的首次发现地和栖息地。这里气候湿寒，冬季最低温达到零下12℃左右。

1977年，广西林业工作者深入银竹老山高寒之地调查时，首次发现了这种残遗的松科冷杉属植物。经我国植物学家傅立国、莫新礼认定，它是冷杉属的一个新种。因银竹老山地处资源县，所以将它命名为“资源冷杉”，是为数不多的以广西地名命名的孑遗濒危物种。

“由于资源冷杉远远超出了冷杉属植物分布的范围，在当时成为轰动植物学界的重大发现。”中国科学院广西植物研究所（以下简称广西植物研究所）胡兴华博士向记者介绍说，除了银竹老山，科研人员还相继在资源县梅溪镇的铜座村、全州县大西江镇的炎井村，以及灌阳县千家洞国家级自然保护区发现资源冷杉分布，但每个分布点仅有1—2个植株。

“这些发现说明，在地质历史上，资源冷杉在广西曾经广泛分布。第四纪冰期后，由于全球气候变暖，迫使喜冷的资源冷杉向高海拔地带退缩，孤立、残遗分布于少数高大山脉中上部具有湿寒气候的山体。”胡兴华说，在广西之外，资源冷杉仅见于湖南新宁县舜皇山、湖南城步明竹老山、湖南炎陵县大院林场及江西井冈山4个地点，每个地点的个体数量均十分稀少。

“资源冷杉生长缓慢、生境极其脆弱，加上全球气候变化和人为干扰等因素，导致种群快速衰退。”胡兴华说，现存的资源冷杉不但居群数量少、植株少，而且以老、中年龄的植株居多，幼树和幼苗稀少，具有典型的衰退型种群特征。自1977年被发现以来，银竹老山的资源冷杉种群已严重退化，植株数量从1000多株急剧减少到仅剩86株，正面临十分严重的局域灭绝风险。

人工繁育攻关

为拯救陷入灭绝风险的资源冷杉，2013年起，广西植物研究所的科研人员扎根海拔1800多米高的银竹老山内，长期开展资源冷杉监测和保护工作，并对资源分布、群落演替、种群衰退机制、种子败育机理、人工授粉育种以及种苗培育等进行系统性的基础研究。

“我们研究发现，资源冷杉的种子基本全是败育的，没法萌发出幼苗，让处于濒危状况的资源冷杉雪上加霜。”胡兴华说，过去10年中，他带领研究团队曾连续3年采集资源冷杉球果，然后对种子进行解剖检测，发现基本都是空瘪的败育型种子，种子饱满率不到0.01%。表明在自然条件下，资源冷杉存在十分严重的有性繁殖障碍，导致种子高度败育。

要拯救陷入极度濒危状况的资源冷杉，迫切需要查明种子严重败育成因，攻关种苗繁育技术，培育出种苗，促进其野外种群规模稳定恢复。研究人员对花粉进行研究后，发现花粉是有活力的，意味着能通过人工授粉的方式，来提高资源冷杉繁育成功率。

2014年，广西植物研究所冷杉研究团队通过人工授粉育种，首次获得大量活性种子。2015年4月，利用这批活性种子，突破性培育出幼苗2100多株。同时，野外授粉母树部分授粉球果的种子散落后，在授粉母树林下萌发出700多株幼苗。

“授粉培育的种子萌发出幼苗，大伙心里悬着的石头终于落下了。”胡兴华说，这一突破性的工作立即引起国际关注。2015年9月，野生动植物保护国际（FFI）派遣专家从英国到广西实地调研资源冷杉授粉育种研究，并在世界自然保护联盟（IUCN）网站报道这一进展，向全世界介绍了中国科学家开展资源冷杉授粉育种的工作。

之后，科研团队又发现幼苗对环境因子（气温、光照、土壤营养和水分）中任何因子的波动都十分敏感，当环境条件不利时，幼苗会在两三天内快速发黄，不可逆转地枯萎死亡。于是在后续的幼苗抚育工作中，通过建立种苗繁育基地、系统研究幼苗抚育技术等措施，科研团队再“攻下一城”，攻克了幼苗成活率低的难题。

经过3年不断摸索，资源冷杉幼苗的成活率达到60%。2018年起，胡兴华带领的团队又连续两年成功实施授粉育种，培育出数百株资源冷杉幼苗。其中，2015年首批培育出的幼苗，部分高度达到40厘米以上，发育出4—5个健壮侧枝，可以开展回归野外种植。

脱离濒危有望

2021年3月31日，科研人员将80株不同年龄段的幼苗带回它们的“祖籍”地——银竹老山国家级自然保护区种植，首批人工授粉培育的资源冷杉实现回归野外，标志着我区解决资源冷杉极度濒危风险迈出了坚实的一步。

据介绍，该回归基地占地面积1公顷，首批回归种植的资源冷杉中，包括60株6年生苗木，同时配置20株3年生种苗，进行不同年龄级苗木的回归试验。

“资源冷杉回归野外基地的建设，将有效增加资源冷杉野外植株数量，是资源冷杉首次发现地——银竹老山迈入种群恢复进程的第一步，具有十分重要的意义。”广西植物研究所副所长黄永林介绍，该基地的建设，也为其他濒危物种的保护与野外回归提供重要示范，对广西以及全国其他省（区）开展濒危物种保护提供了重要参考与借鉴。

“资源冷杉对于生态系统、物种多样性及遗传多样性的维持，都有很重要的作用。”中国医学科学院药用植物研究所博士、中国野生植物保护协会常务理事齐耀东说，濒危物种的回归野外是保护工作的标志性环节，是增加濒危物种野外个体数量，推动种群有效恢复的必经途径，也说明其保护、繁育与研究到达了一个重要的里程碑。

据悉，广西计划到2030年完成资源冷杉种苗回归野外种植1.2万株以上。“当野外健康个体数量达到1万株以上，种群恢复到稳定增长状态，冷杉就有望脱离濒危险境。”自治区林业局相关负责人介绍说，这次在全球范围内成功实施回归野外，为开展资源冷杉长期保护研究创造有利条件。

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