■ 基础研究—北京市自然科学基金风采

    北京山区自然分布有20余种兰科植物，大多处于濒危状态，大花杓兰是其中观赏价值最高的种类。《北京植物志》上记录的三种杓兰属植物：大花杓兰、紫点杓兰和黄囊杓兰，均于2008年被北京市列入《北京市一级保护植物名录》。

    最近二十年来，栖息地丧失、旅游开发和人为采挖等原因已经使得北京自然分布的大花杓兰野生种群濒临灭绝。为此，在北京市自然科学基金的资助下，原北京植物园园长张佐双教授和张毓博士带领的课题组对这一美丽的兰花开展了一系列的保育研究工作。

    “为了解大花杓兰在北京的真实生存状况，我们几乎走遍了北京海拔1500米以上，植被状况良好的山头。只有在花期，循着它们紫红色的花朵，才容易找到这山中的精灵，所以我们选择在大花杓兰的花期进行资源调查。”张毓博士说。在他们的努力下，微小如尘埃的种子终于首次在实验室里的无菌培养基上萌发，长成珍珠般晶莹剔透的原球茎。期待着，在不久的将来，大花杓兰的幼苗能重新出现在北京森林与高山草甸的过渡带上。

    聪明美丽的高山精灵

    大花杓兰是北京山区野生花卉中最早开花的种类之一。每年5月中旬，大多数伴生植物还处于休眠期时，大花杓兰已开始萌动发芽，并迅速生长了。6月份，它们迫不及待地绽开美丽的花朵；9月中旬种子成熟并开裂后，植株的地上部分才干枯。为了躲避寒冷的冬季，它们从每年的9月到第二年的5月一直在休眠，地上部分只能享受大约5个月的“阳光灿烂的日子”。

    大花杓兰盛开的紫红色花朵十分美丽。正如其名，它们的花朵直径可达5至6厘米。大花杓兰只有2枚雄蕊，则分别位于蕊柱两侧。花两侧对称；唇瓣明显不同于花瓣，特化形成一个小口、大肚的囊状结构。另外两片花瓣片向前弯曲，拱卫着丰满圆润的唇瓣。对于花期正逢雨季、又自然生长于野外的杓兰植株来说，囊口如果一直裸露着，便极易灌进雨水而成为一个“水囊”，从而导致灭顶之灾，但“聪明”的杓兰在囊口的正上方巧妙地生出一片华盖般的中萼片，像一把撑开的雨伞，有效地将雨水拒之“囊”外，从而避免雨水对花朵造成伤害。

    红颜多薄命

    然而大花杓兰的美丽也给它们带来了灾难。

    大花杓兰独特的习惯已经使它们在野外生存已经不易。由于在北京的平原地区气温太高，大花杓兰无法安全度夏，因此只能局限在几个孤立的高山上。而且它们对生长环境的要求堪称严苛，只有充足的水分供应、排水良好的土壤、足够大的昼夜温差这些条件都满足时才能生长良好。

    而人类的活动在更是从多个层面影响着它们的繁殖：杀虫剂的广泛使用使授粉昆虫的活动受到影响，都市热岛效应悄然蚕食着它们本来就不大的栖息地，更重要的是野生大花杓兰从种子到开始开花至少需要8年的时间，一旦被大量采挖，则需要更长的时间来恢复。

    “商业性过度采集是大花杓兰目前面临的最直接最紧迫的威胁，也是导致其种群和个体在短时间内快速减少的最主要原因。”张佐双教授说。因为通向欧美、日本等发达国家的非法走私贸易渠道的存在，我国杓兰野生资源的过度采集是一个长期存在的老问题。大花杓兰因为其极高的观赏价值，受商业过度采集的危害最大。

    “野生种群的快速缩小，甚至消失，该物种存在很大的区域性灭绝的概率。”张佐双园长表示。

    拯救在行动

    要人工繁育大花杓兰，首先要了解它的生物学特性，得到发育良好的种子。在天然的情况下，仅靠昆虫授粉，自然传粉结实率很低，研究人员在花期进行人工授粉来提高结实率。经过人工授粉的大花杓兰的结实率得到了显著提高，可达90%以上。但是新的问题接踵而至：这些成熟的种子无法在实验室的条件下无菌萌发。这样的结果让张毓博士十分失望。不过她迅速地将研究重心调整到了大花杓兰胚胎发育上，而这又是一个极为辛苦的过程。作为一种高山兰科植物，与其他兰花比较起来，大花杓兰需要更寒冷的温度和更大的昼夜温差，这些在北京植物园的兰花温室里还是没办法越夏的。因此研究小组需要在不同的时间段对野外的大花杓兰果实进行采样解剖。种子解剖的结果表明很有可能是大花杓兰所具有的致密膜质内种皮阻隔了水分和营养进入胚内，并最终导致成熟的种子不易萌发。

    有了理论的支持，实验室里陆续培育出了大花杓兰的幼苗。“从我们刚刚开始无菌培养项目的时候，就已经开始陆续把培养出来的幼苗山上移植，现在在野外能看见我们培育出来的幼苗，活着的，生存状态良好。”张毓说，“但是还是有很大比例的幼苗在出瓶之后就褐化。褐化问题是目前研究的瓶颈，很大程度上限制了大花杓兰的人工繁殖。目前，野外的大花杓兰存活率甚至不足万分之一。”不过这样的困难并不会不影响大花杓兰保育的进程，张毓博士还在不断培养更多幼苗，并在合适的时间、地点进行野化。或许再过几年时间，就能看见你这些在培养瓶里诞生的生灵在山间绽放。

    幽兰入庭院

    如果能够大大提高出瓶存活率，大花杓兰的人工繁育前途将会一片大好。每朵成功受粉的大花杓兰可以得到将近1.5万颗种子，如果其中能有10%的种子能够成活的话，得到的幼苗数量就十分可观了。而这些美丽的花朵可以在加拿大、英国、日本北部、北欧以及我国东北等相对寒冷地域的庭院中绽放，其潜在的经济价值是难以估量的。

    如果有机会进一步研究的话，该研究团队会在无菌萌发方面投入更多的精力，并探索大花杓兰与真菌之间的共生关系。张毓表示：“天麻是一种腐生兰科植物，除了需要促进萌发的真菌，还需要从寄主蜜环菌中吸收有机质才能正常地生长，而天麻的繁育通过伴菌播种已经成为了现实。而大花杓兰作为一种自养的绿色兰花，伴菌播种应该也是有可能实现的。”