华南植物园再次发现和拯救保护“消失”近百年的极危植物——毛柄木樨

　　

?桂花是我国传统十大名花之一，被称为花中月老，它是木樨科木樨属植物的统称。木樨属约30种，分布于亚洲东南部和美洲，我国分布有25种3变种，代表物种木樨（Osmanthus fragrans (Thunb.) Lour.），即桂花，是我国著名的香料植物。其花清雅高洁，香飘四溢，享有“香飘十里”的美誉，是集绿化、美化、香化于一体的优良园林观赏树种。由于其观赏价值高，经过长久的人工栽培选择和天然杂交，已形成了四个品种群百余个品种。尽管桂花的栽培品种数量庞大，但木樨属植物的引种保育现状并不理想。目前，仅有10余种木樨属植物被引种栽培，大量的种类尚存在保育空缺，甚至有的物种长期在野外没有被监测到，其中毛柄木樨就已经“消失”了长达九十一年之久（图1）。

图1：毛柄木樨图版

毛柄木樨的发现之史实

?据标本和文献资料记载，岭南大学曾怀德（W. T. Tsang）先生于1932年在广东省（Kwangtung）大埔县（Tapu district）铜鼓山（Tung Koo Shan）首次采集到一种木樨属植物标本，采集编号：W. T. Tsang 21629，存放在岭南大学标本馆。此后，同号标本先后辗转至中山大学植物标本馆（SYS）、华南植物园标本馆（IBSC）、中国科学院植物研究所植物标本馆（PE）、英国皇家植物园—邱园标本馆（K）和纽约植物园标本馆（NY）等国内外标本馆（图2）。1932年，哈佛大学植物学家E. D. Merrill初步将其鉴定为木樨（Osmanthus fragrans Lour.）。1956年，贾良智教授认为该种可能是新种，拟定名为毛柄木樨（Osmanthus pubipedicellatus Chia）（裸名，未正式发表）。1958年，P. S. Green在对NY的木樨属标本进行鉴定时发现该号标本花部特征和叶柄毛被情况与木樨属其他物种表现出差异，将其暂定为疑似新种（Osmanthus species ‘C’）并进行了描述。1977年，张宏达教授将馆藏在PE的两份标本定名为秀丽桂花（Osmanthus elegans Chang），但也没有正式发表。此后，张宏达教授通过多方查阅文献和标本将其确定为新种，并于1982年，正式以毛柄木樨（Osmanthus pubipedicellatus Chia ex H.T. Chang）的名称发表在中山大学学报自然科学版。至此，时隔50年，毛柄木樨终于有了自己的“户口”。

图2：毛柄木樨模式标本（W. T. Tsang 21629）

毛柄木樨的“消失”

?然而，自1932年毛柄木樨首次被曾怀德采集，近百年来，再无其踪迹报道。我们在中国植物图像库（PPBC, https://ppbc.iplant.cn/sp/26412）上查阅到有关毛柄木樨的图片记录均来自武汉植物园，其叶缘具明显锯齿（图3），与毛柄木樨特征并不相符。

图3：中国植物图像库（PPBC）有关毛柄木樨的记录（乔娣摄）

?从中国数字植物标本馆（CVH, https://www.cvh.ac.cn/）、中国国家标本资源平台（NSII, http://www.nsii.org.cn/2017/home.php）以及全球生物多样性信息机构（GBIF, https://www.gbif.org/）等标本网络共享平台仅查阅到一条除模式标本以外的毛柄木樨标本记录，该标本由李丙贵和万绍宾于1975采自湖南江华。该标本叶先端渐尖，而非长渐尖，叶基阔楔形而非狭楔形（图4），两者相去甚远，也应为毛柄木樨的错误鉴定。因此，历经九十余年，真正的毛柄木樨一直没有被监测到。

图4：模式标本以外的毛柄木樨标本记录

毛柄木樨的再次发现

?2022年，华南植物园高级工程师宁祖林在对广东省珍稀濒危植物迁地保育现状评估时发现广东省特有的国家重点保护极危植物毛柄木樨未被广东省植物园等相关迁地保护机构收集保存，进而对其进行文献资料检索、标本查阅、在线数据库检索和相关专家咨询，进一步确认尚无相关采集监测记录。为了寻找这一珍稀濒危植物。2023年2月，宁祖林带领华南植物园引种保育团队前往毛柄木樨模式产地进行考察，同时携带模式标本彩色打印照片对周边村民进行走访调查以寻找毛柄木樨踪迹（图5）。经过团队系统调查和细致辨识，最终寻找到了与模式标本叶形极为相似的植株，并相继在9月份和10月份采集到具花和果实的标本（图6）。

图5：野外考察寻找毛柄木樨

图6：毛柄木樨花和果

毛柄木樨“真身”验证

?为了确认我们调查发现的木樨属物种就是1932年曾怀德所采集的毛柄木樨，一方面对照模式标本进行形态特征鉴定，同时对模式标本采集DNA样品进行分子鉴定。形态特征鉴定：我们对毛柄木樨野外种群进行了持续监测，并观察到叶柄和花梗被毛特征并不稳定，存在无毛个体。通过叶、花、果形态特征观测，发现有毛个体和无毛个体的特征与模式标本极为相似，将其鉴定为毛柄木樨（图7），并补充了毛被、果实和种子形态特征描述。毛柄木樨与狭叶木樨形态特征更为接近，但狭叶木樨花梗无毛，叶片狭椭圆形至披针形，先端长渐尖，呈长尾状，可较好的区分（图8）。

图7：新采集毛柄木樨标本与主模式标本形态比较

图8. 狭叶木樨 Osmanthus attenuates

系统发育分析：为了进一步确认我们所采集的个体即为毛柄木樨，分别从中山大学标本馆（SYS）馆藏的主模式标本、华南植物园标本馆（SCBG）和邱园标本馆（K）馆藏的等模式标本上取了少量叶片进行DNA提取。最终，在邱园Molecular Biology and DNA Bank工作人员Imalka Kahandawala和Angela Biro的帮助下，从保存在邱园标本馆近百年的等模式标本（Tsang W.T. 21629, Sept. 8-29, 1932）叶片材料提取到DNA样品（图9），成功“复活”了珍稀植物毛柄木樨。结合我们采集的毛柄木樨疑似个体DNA样品，经过一系列处理，基于核ITS和叶绿体matK, trnL-trnF, trnS-trnG和trnT-trnL五个片段构建了毛柄木樨及其近缘物种的系统发育树，从分子证据证明了我们所采集的木樨属植物个体即为毛柄木樨。有毛个体和无毛个体也聚集在一枝，支持形态特征鉴定结果（图10）。至此，“消失”近百年的国家重点保护野生植物毛柄木樨真身得到确认。

图9：从保存在邱园标本馆（K）的毛柄木樨等模式标本上提取的DNA样品

图10：木樨属及其近缘类群系统发育树

拯救保护行动

种群及其生境调查：为摸清毛柄木樨种群数量，探究其濒危原因，我们对毛柄木樨种群进行持续监测和群落样方调查（图11），对其群落特征和种群动态进行了分析。调查发现毛柄木樨野外种群个体数仅11株，初步分析其濒危原因主要存在以下几个方面：（1）毛柄木樨伴生物种丰富，涉及42科67属103种，群落上层分布较多壳斗科和樟科高大乔木树种，林下郁闭度高，光照不足；（2）缺乏幼苗和小树，种群龄级结构呈单峰型，未来有衰退趋势；（3）种群龄级结构动态指数显示种群不稳定且易受外界环境干扰；（4）存在生殖问题，花量大但结实率低、果实早落、成熟果实脱落后被动物啃食、种子易于腐烂、林下凋落物过厚且郁闭度高影响种子自然萌发更新。有关毛柄木樨的遗传多样性及部分濒危原因有待于进一步实验研究证实。

图11：毛柄木樨样方调查团队

种苗繁育工作：我们在野外监测过程中发现毛柄木樨开花量大，但结实率低，枝条上仅见到零星果实，也没有在林下找到幼苗。因此，对其开展抢救保护工作势在必行，当务之急是解决其繁殖技术，培育种苗复壮种群。幸运的是，在2023年9月监测到毛柄木樨开花，结合花和叶片形态特征初步将其鉴定为毛柄木樨之后，我们便采集了部分枝条带回植物园进行扦插繁殖实验。在种苗繁育组人员的努力下成功突破其扦插繁殖关键技术，并对种群全部个体进行扦插繁殖获得种苗（图12），成功将毛柄木樨野外种群基因克隆复制保存在华南植物园。同时，我们也在持续监测毛柄木樨野外种群开花结实、果实发育及种子萌发等情况。2024年2月下旬，果实成熟脱落，掉落在林下地上的果实有的完全腐烂，有的被动物啃食后仅留下了残壳（图13）。我们仅收集到4粒完整的种子（图14），这些种子在播种十多天后均在基质中腐烂，未能萌发出种苗。

图12：扦插繁殖的小苗

图13：动物啃食后残留的躯壳

图14：仅剩的4颗完整的种子

?该研究工作基于1932年采集的毛柄木樨模式标本形态特征和DNA分子证据证实了广东特有国家重点保护极危植物毛柄木樨的再次发现，并补充了该物种的物候和形态特征描述，同时对其种群和群落特征进行了调查分析，初步揭示了毛柄木樨种群动态和濒危原因，研究结果对珍稀植物毛柄木樨的保护和资源利用具有重要科学意义。相关研究结果已近日在线发表于生物多样性领域专业期刊Biological Diversity上。华南植物园谢丹工程师为论文第一作者，宁祖林高级工程师为论文通讯作者，徐一大、刘蓉、董书鹏和邱园Imalka Kahandawala和Angela Biro参与了相关工作。同时，该工作得到中国科学院昆明植物所张志荣，中山大学廖文波、罗丽娟和王亚荣，仲恺农业工程学院胡秀，华南植物园廖景平、颜海飞、涂铁要、曾佑派、汤银珠、许炳强、陈玲、倪静波、李冬梅、李梦灵、李守洁、刘华、邹璞、张炜、古诗然等老师的帮助，在此一并致谢。该研究得到广东省重点领域研究计划项目和2023年中央林业草原生态保护恢复资金国家重点野生动植物保护补助项目的支持。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/bod2.12018.