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植物也有生存危機,熱帶與亞熱帶植物的挪亞方舟——植物保種中心

PanSci_96
・2019/07/15 ・1960字 ・閱讀時間約 4 分鐘

圖/嵌入自辜嚴倬雲植物保種中心

不只動物有生存危機,植物也有。辜嚴倬雲植物保種暨環境保護發展基金會,秉持著保育熱帶與亞熱帶植物的使命,永續地球的豐富生物多樣性,在屏東縣高樹鄉設立了辜嚴倬雲植物保種中心(Dr. Cecilia Koo BotanicConservation Center, KBCC),現已是世界上最重要且豐富的植物保種中心,預計 2027 年蒐集總數將達 40,000 種。

〈植物資源共享平台〉計畫由國立清華大學、辜嚴倬雲植物保種中心(KBCC)及國立自然科學博物館合作,以 KBCC 既有全世界最豐富之 33,309 種活體植物蒐藏為基礎,持續擴增蒐藏物種數,發展包含液態氮冷凍、臘葉、浸液、原色標本技術等全方位標本蒐藏,並規劃將蒐藏植物資源整合為線上資料庫,提供分類學、植物生理學、生態學、藥物學、園藝學等相關學門,其學術及產業界完整的植物活體及標本資源服務。

植物蒐藏概況

圖/嵌入自辜嚴倬雲植物保種中心

截至 2019 年 7 月 1 日,KBCC 共有 33,309 種植物,已成為全世界蒐藏物種數最豐富的植物園,其中蘭科、鳳梨科、秋海棠科、蕨類及苔蘚植物的蒐藏數抑是世界第一。

KBCC 物種蒐藏初期設定 12 類群:蘭科、鳳梨科、芭蕉科、棕櫚科、山茶科、薑科、天南星科、赫蕉科、竹芋科、蘿摩科、苦苣苔科及蕨類,之後陸續增加了芸香科、秋海棠科、竹亞科、水生植物、食蟲植物、多肉植物及苔蘚植物等類群。

相較於其他植物園,如英國倫敦皇家植物園估計約 18,000 種、密蘇里植物園則蒐藏約 17,500 種,KBCC 蒐藏的物種數皆遠勝於其上,且仍持續增加。

辜嚴倬雲植物保種中心蒐藏簡表(2019.07.01)
類群物種數類群物種數
蘭科9,225食蟲植物843
多肉植物7,940茶科702
鳳梨科2,539苔蘚植物597
蕨類2,034薑類541
天南星科1,671棕櫚科253
秋海棠科1,354竹芋科145
苦苣苔科1,086芭蕉科90
水生植物891其他3398
總計33,309

植物原色標本技術研究

圖/pixabay

植物標本是植物學研究之基石,即使在分類學邁向分子親緣鑑定主導的現在,野外調查所採得的標本仍扮演存證、DNA 素材來源、物種形態描述等功能,可記錄環境的動態變遷,亦多有從過去採集標本中鑑定出新物種之案例。

保種溫室裡的植物,雖得到仔細照護,仍可能因病蟲害及偶發之人為疏失而折損,因此需要拍攝其細部影像、冷凍保存分子及製作浸液與乾燥標本。

野外調查壓製臘葉標本為主,由於製備簡便、易於收納,且製作程序有一定的規範,普遍受植物分類學者採納,然而臘葉標本僅保存最基本的植物輪廓,原始顏色及立體形態盡失,只可憑採集紀錄登載的簡單資料為據。近年植物標本製作方法改進的研究稀少,臘葉標本已是發展成熟且長期受植物學者採用的技術,雖然其對於植物形態及顏色的保存效果相當有限,基於野外現地標本製作和收藏便利性,仍是主流採用的製作法,難以有本質上的轉變。

另一類長期發展的植物標本製作方式為浸液法,使用含有特定比例酒精、福馬林等防腐成份的水溶液,再根據植物顏色添加各式有機鹽類調配保存液,用途為暫時保存不適於乾燥壓平的纖細構造,或漿果等厚實且高含水量部位。比起臘葉標本,浸液法的改良研究較多,然而大多為既有水溶液配方的小幅度改良,且僅適用於相當侷限的植物類型。

液態氮冷凍組織保存

沸騰的液態氮。圖/wikimedia

在生命科學研究中已常利用液態氮來長期保存細胞,但應用於物種保育的案例並不多。

如前所述,臘葉標本製作簡單、存儲所需空間不大,故為目前最多植物學者採用,然僅能保存片段物種的DNA 訊息。

液態氮超低溫保存技術,不僅能較完整保存 DNA,亦可將轉錄組(Transcriptome)的訊息一併留存,植物各部位的基因雖相同,但由於組織發揮的功能、所處生長狀態等差異,基因調控皆各有所別。每種植物儘可能採取根、莖、葉、花、果實及種子各部組織,每個部位採集 2 次;平均每個物種將會保存至少 3 個部位、6 份組織樣本,藉由分析不同細胞的轉錄組,可以作比單純的 DNA 分析更為深入的分子研究。

  • 本文改寫自科技部新聞稿,原標題為〈熱帶植物保種的挪亞方舟與永續植物—資源共享平台〉。

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