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太行花

國家二級保護植物

太行花(學名:Taihangia rupestris Yu et Li)是薔薇科,太行花屬多年生草本植物。根莖粗壯,根深長,花葶無毛或有時被稀疏柔毛,高可達15厘米,葶上無葉,裂片帶狀披針形,無毛。基生葉為單葉,葉片卵形或橢圓形,上面綠色,下面淡綠色,葉柄無毛或被稀疏柔毛。花雄性和兩性同株或異株,單生花葶頂端,萼筒陀螺形,萼片淺綠色或常帶紫色,卵狀橢圓形或卵狀披針形,花瓣白色,倒卵狀橢圓形,頂端圓鈍;花柱被短柔,瘦果被疏柔毛,5-8月開花結果。

分佈於中國河南北部。生長在海拔1100-1200米的陰坡山崖石壁上。

太行花是古老的殘遺種,對於闡明薔薇科某些類群的起源和演化等問題有一定的科研價值。太行花花白色如杏花大小,花朵稠密,有觀賞價值。

形態特徵


植株
太行花
太行花
多年生草本。根莖粗壯,根深長,伸入石縫中有時達地上部分4-5倍。花葶無毛或有時被稀疏柔毛,高4-15厘米,葶上無葉,僅有1-5枚對生或互生的苞片,苞片3裂,裂片帶狀披針形,無毛。
太行花
太行花
基生葉為單葉,稀有時葉柄上部有l-2極小的裂片,卵形或橢圓形,長2.5-10厘米,寬2-8厘米,頂端圓鈍,基部截形或圓形,稀闊楔形,邊緣有粗大鈍齒或波狀圓齒,上面綠色,無毛,下面淡綠色,幾無毛或在葉基部脈上有極稀疏柔毛;葉柄長2.5-10厘米,無毛或被稀疏柔毛。
太行花
太行花
花雄 性和兩性同株或異株,單生花葶頂端,稀2朵,花開放時直徑3-4.5厘米;萼筒陀螺形,無毛,萼片淺綠色或常帶紫色,卵狀橢圓形或卵狀披針形,頂端急尖至漸尖;花瓣白色,倒卵狀橢圓形,頂端圓鈍;雄蕊多數,著生在萼筒邊緣;雌蕊多數,被疏柔毛,螺旋狀著生在花托上,在雄花中數目較少,不發育且無毛;花柱被短柔毛(毛長約0.2毫米),延長達14-16毫米,僅頂端無毛,柱頭略擴大;花托在果實上延長,達10毫米,纖細柱狀,直徑約1毫米。
瘦果長3-4毫米,被疏柔毛(毛長0.5毫米)。
花果期
花果期5-8月。

主要變種


緣毛太行花(Taihangia rupestris Yu et Li var.ciliata Yu et Li)與太行花不同在於,葉片呈心狀卵形,稀三角卵形,大多數基部呈微心形,邊緣鋸齒常較多而深,稀有時微淺裂,顯著具緣毛,葉柄顯著被疏柔毛。花期5-6月。分佈於中國河北南部(武安)。生長在海拔1000-1200米的陰坡山崖石壁上。

生長環境


太行花
太行花
分佈區的氣候特點為夏熱多雨,冬春乾冷,最低氣溫在0℃以下,年降水量500-1000毫米,全年分佈不均。所在地方為石灰岩地,土壤為褐色土。太行花為耐陰植物,根系發達,喜於陰坡稀疏落葉櫟林下的中性生境,最適宜生長溝谷上部的懸崖峭壁縫隙中,或者生於峭壁下林內的岩石裸露和土層瘠薄處。一旦這種獨特生境被破壞,植株將隨之逐漸消失。太行花的花朵數目少,除兩性花外,還有單性異株花。由於植株生長稀疏,又缺乏傳粉媒價,致使結實很少,不易獲得種子。又因種子不能隨風遠揚,缺乏傳播種子的動物,所以不能大量天然繁殖,一般僅在其生長地的周圍很狹小的地段發現少數天然下種的幼苗。通常4月底至5月開花,7月至8月結實。

繁殖方法


太行花
繁殖育苗太行花在原產地很少採集到發育成熟的種子,主要靠莖生不定芽沿有限的石縫擴大種群。人工栽培每年可產生2-6個莖生不定芽,在秋季或初春冊下分株移栽,無根的芽苗扦插在苗床上,生根后移栽,一般可全部成活。離體培養用腋芽接種在每升附加ZT0.2毫克6-BA1.0毫克的MS培養基中,分化產生愈傷組織再接種在每升加入0.5毫克NAA、2.0毫克6-BA分化培養基中形成不定芽,即可生根出苗。此外,也可誘導成胚狀體播種成苗。

分佈範圍


太行花分佈區域圖
太行花分佈區域圖
產河南北部(太行山)。生陰坡山崖石壁上,海拔1100-1200米(模式標本采自河南林縣)。
主要分佈於太行山區南部的中山地段,僅見於河南省西北部修武縣一斗水篥縣西郊黃華墁嶄山和潭金登山一帶,生於海拔1000-1300米的疏林中間懸崖峭壁縫隙中。

生物學研究


太行花
太行花
薔薇科的中國特有植物太行花(TaihangiarupestrisYǔetLi)為對象,對這個僅分佈在有限的地理範圍內懸崖上的稀有物種進行了保護生物學的研究。利用RAPD分子標記技術對太行花8個居群的遺傳多樣性和遺傳結構進行了檢測分析。結果表明太行花居群內維持著較高的遺傳多樣性水平,未顯示遭受過嚴重遺傳瓶頸的跡象。同時,居群間遺傳分化顯著,與居群間的地理距離相關,聚類分析得到的樹系圖與太行花種下兩個變種(太行花原變種Taihangiarupestrisvar.rupestris和緣毛太行花Taihangiarupestrisvar.ciliateYǔetLi)的劃分相符。光照對太行花的生長反應、形態、解剖等指標均具有顯著的作用。在收穫時,高光下植物形成小而厚的葉片,更快的葉片形成速率足以彌補單葉面積上光合速率的下降,使植株維持最大的總生物量。
中光條件下的植株具有更長的葉柄,更大的葉面積,大而薄的葉片,和更大的葉面積比,被認為是對較弱光照環境適應的表現。而光照對葉片的氣孔指標(氣孔密度、氣孔指數和大小)沒有作用,養分施加對太行花的影響也甚微。總體來說,太行花顯示出對光照變化的生理適應性和形態可塑性,光照和養分這兩個環境條件均非影響太行花局限分佈的關鍵因素。同時,我們採用掃描電鏡手段跟蹤觀察了太行花的花的早期發育過程。太行花早期發育過程中苞片內殘留的退化花痕迹表明,太行花的頂生單花其實是有限聚傘花序中其它花芽敗育的結果,顯示出從花序向單花演化的趨勢。同時,雌蕊的發育在早期是正常的,未顯示出退化痕迹。
根據以上結果表明,局限分佈在特殊生境上的太行花並未顯示出生理適應幅度的狹窄性和遺傳多樣性水平的降低,因此,太行花在長期的進化過程中形成了對特殊生境——懸崖的適應性,遺傳衰退和缺乏適應性不是稀有植物太行花局限分佈的原因。在對太行花的保護中應進一步加強對其生境的保護,並在進行遷地保護和回歸引種時應兼顧不同變種和地理分佈的居群,以實現對其遺傳完整性的有效保護。

細胞研究


應用受溫度控制的太行花雄蕊發育或敗育的試管花實驗系統,比較了研究了雄蕊發育和敗育過程的細胞學和細胞化學變化。結果表明,雄性敗育過程具有以下的細胞學和細胞化學特點:雄蕊敗育的細胞學變化發生天小孢子母細胞時期。在此時期以前從雄蕊原基到初生小孢子母細胞時期,其細胞學過程是正常的;在這正常的細胞學過程時期,細胞中沒有任何多糖的累積,而在正常發育的雄蕊中這種累積本應在花絲和花藥中大量發生。
TaihangiarupestrisYüetLi花粉(李朝鑾,郭聚剛1034,PE);(A)赤道面觀,表示萌發孔,LMX1000;(B)赤道光切面,LMX1000;(C)斜極面觀,LMX1000;(D)赤道面觀,表示萌發孔和紋飾,SEMX1800;(E)極面觀,SEMX1800;(F)萌發孔和紋飾細節,SEMX6000。

化學成分


太行花TaihangiarupestrtsYuetLi.為薔薇科太行花屬植物,作為一個中國特有屬種,殘存於太行山東緣河南、河北境內[1],被列為國家二級保護植物。民間用其治療癬症,對其化學成分未見報道。為了使這一瀕危物種得到更加合理的保護與開發。我們開展了對太行花化學成分的研究,從其全草乙醇提取物分離得到5個化合物,經理化性質及光譜分析,分別確定為:β-谷甾醇(I)、熊果酸(Ⅱ)、2α,3β二羥基-熊果酸(Ⅲ)、沒食子酸(Ⅳ)、2α,3β,23三羥基-齊墩果12-烯-28-酸-β-D-吡喃葡萄糖酯苷(V),它們均是首次從該植物中獲得。

瀕危保護


保護價值
對闡明該科某些類群的起源和演化問題有科研價值。
利用RACE的方法從太行花花芽中克隆到了兩個MADS-box基因THMADS1和THMADS2。分別以THMADS1不含MADS-box的區段和THMADS2中比THMADS1長出的約300bp片段作模板,用地高辛標記合成反義RNA探針,以各時期花芽(高溫處理和正常溫度條件下)石蠟切片為材料進行原位雜交,以確定這兩個基因的精確表達模式。實驗結果表明兩探針雜交得到的結果相同,兩基因在未經高溫處理的花原基就有表達,到花器官原基出現的時期,僅集中在雌、雄蕊中表達。
在高溫處理過的材料中,這兩個基因的表達模式與未經高溫處理的花芽是一致的,但基因表達量明顯低於未經高溫處理的花芽,說明這兩個基因在花原基分化及雌、雄蕊分化發育中起著重要的作用,也可能與低溫引起雄蕊敗育有關。以THMADS1的全長序列構建成正義表達載體,用不含MADS-box的區段構建成反義表達載體,將構建的載體轉入農桿菌LBA4404中,對擬南芥和煙草進行了轉基因的研究,以分析THMADS1的功能。
保護措施
宣傳保護,並進行繁殖試驗和少量的移栽。發現的單種屬植物。殘存於中國太行山南部的河南省境內,在兩處呈零星分佈。此植株不僅分佈區狹窄,生境獨特,而且植株稀少,天然繁殖能力較弱,隨著植被的破壞而導致生境的改變,分佈範圍日益縮減,若不採取有效保護措施,就將陷入滅絕之險境。

栽培技術


溫室栽培:從野外挖來的太行花苗,用細沙、草炭土各半調製的培養土上盆,在溫室內栽培,夏季溫室遮蔭,注意通風,室溫25-30℃。冬季加溫,控溫在8-15℃條件下,每年換盆。每周澆水1-3次。4-10月長勢最旺,花期1月至4月。3月份是盛花期。每株苗年萌新芽苗2-6個,葉30-50片,開花12-35朵。在溫室條件下,幾年來生長正常,但同一植株不同生長階段,形態上出現活躍的分化現象。如葉片形狀,除卵形、橢圓形,還有長橢圓形、心狀卵圓形、三角狀卵形;葉基截形、圓形或楔形;葉緣圓鈍或銳尖,深裂或波狀淺裂;葉色油綠或灰綠;葉對生、互生等。花的性別除雄花、兩性花,還有單性雌花;每個花攀小花數達到1-5個;花瓣也出現7-巧瓣的復瓣和達到38瓣的重瓣花。個體變異為選育優良栽培品種提供了方便條件。
露地栽培:中國北京香山地區的氣候條件與太行山相近。如年平均氣溫北京1.8℃,產地10.1℃,年降水量分別為645毫米、約800毫米,日照時數2635小時、2480小時。同屬溫帶大陸性季風氣候,春季乾旱多風,夏季炎熱多雨,冬季寒冷乾旱。栽培條件下水分條件較好,1988-1991年露地栽植的太行花,不同苗齡植株均生長正常,越冬良好,有1/4的葉片冬季仍保持活力,而原產地未見成活葉片越冬。北京平原地區比產地山區入冬晚,早春升溫快,太行花春季萌發生長期比產地提早15-20天,生育期達到258天。
一般溫度高於5℃時,越冬苗開始萌芽展葉,生長旺盛期氣溫在20-25℃,氣溫過高在35-40℃,表現出抑制生長狀態。在全日照條件下,葉片厚,葉柄粗短,單葉重,葉色濃綠,出葉分株較少,表現出光照過強的特徵。如在夏季適當遮蔭、或栽培在稀疏林下,保證充足的水肥條件,植株生長茂盛。地栽條件下最好是栽植在泥炭土細沙各半的培養土上,土壤疏鬆,保水好,植株根系發達,葉片繁茂,花朵碩大。沙土或普通黃壤土生長不良。

主要價值


太行花屬古老的殘遺種,對於闡明薔薇科某些類群的起源和演化問題,有科研價值。民間常用太行花治療癬症。太行花花白色如杏花大小,花朵稠密,有觀賞價值。花朵的構造特殊,是研究薔薇科植物的好材料。
研究價值
稀有種。太行花的經濟用途尚未查明。經細胞學資料表明,此植物為兩體,是古老的殘遺種,對於闡明薔薇科某些類群的起源和演化問題,有科研價值,應加以保護。專家認為,河北武安一帶是世界上緣毛太行花惟一的天然分佈區。太行花是薔薇科太行花屬,國家二級保護植物,此次在武安境內發現的緣毛太行花是太行花的生態型變種,這種植物的生存環境十分特殊,僅在太行山東南部的峭壁縫隙中生長,而且生命力頑強。據文獻資料,該植物僅在1980年由兩位植物專家在武安境內有發現,此後,很多學者多次尋找均無結果。
在進行《中國植物志》薔薇科的研究過程中,本課題發現了特產於中國罕見的一個新屬-太行花屬,並對這個新屬作了外部形態學、心皮解剖、細胞染色體和花粉的光學、掃描電鏡和透射電子顯微鏡等分析工作,而且與產於歐洲、美洲和亞洲的相近的8個屬作了比較。此外,還對該屬種中兩個變種作了初步同工過氧化物酶譜比較。本成果體現了植物分類學研究的新方向。此外,因太行花屬本身是一個新屬,所以它的發現不但增加了薔薇科的內容,而且還可能對整個薔微科的分類系統產生影響。
觀賞價值
太行花(TaihangiarupestrtsYuetLi.)為薔薇科太行花屬植物,是一個中國特有屬種,殘存於太行山東緣河南、河北境內,被列為國家二級保護植物。太行花是多年生草本耐陰植物,4月底至5月開花,7月至8月結實,最適宜生長在溝谷上部的懸崖峭壁縫隙中或者峭壁下林內的岩石裸露和土層瘠薄處,是薔薇科草本仙女木族原始二倍體植物,染色體2n=14,屬古老的殘遺種。總結了太行花的形態特徵、生態學和生物學特徵及地理分佈,並提出了保護建議。它耐乾旱瘠薄且開花早又美觀,也很可能成為一個很好的園林及邊坡綠化草種。
藥用價值
中國科學院植物研究所的專家鑒定后表示,武安一帶是世界上緣毛太行花唯一的天然分佈區,此物種在植物起源進化上具有十分重要的意義,黃酮,是一種極其寶貴的藥用植物。

保護級別


該種列入中國國務院1999年8月4日批准的《國家重點保護野生植物名錄(第一批)》:Ⅱ級。
太行花列入《世界自然保護聯盟紅色名錄》(IUCN)中,保護級別為瀕危(EN)。

新聞


武安發現珍稀瀕危植物太行花
太行花為薔薇科太行花屬,世界範圍內僅分佈於中國太行山東南部的中山地段,大多文獻記載僅見於河南省西北部修武縣、林州市一帶,生於海拔1000米-1400米懸崖峭壁的縫隙中。今在武安市境內發現的太行花是其生態型變種,叫緣毛太行花,文獻報道僅見於河北省武安市境內,1980年由俞德浚、李朝鑾發現記載,僅殘存於太行山區南部河北省武安縣的兩個相距10公里~15公里的地點,呈疏散孤立分佈,所佔面積狹小,植株稀少。此後,很多學者多次尋找均無結果。
為了準確掌握緣毛太行花在武安的種群數量、分佈範圍、生長環境、生長狀況等,做好編製國家重要森林風景資源保護目錄工作,在查閱資料掌握有關信息的基礎上,武安市國家森林公園管理處經過精心準備,決定組織人員在此植物的開花期在原發現地周邊大範圍搜尋。自2008年4月中旬始,先後對中科院館藏標本記載的兩個採集地和具有相似生態環境的地方進行了調查。5月13日,公園管理處主任武德昌等終於在杜家村闖背渠發現太行花,且布滿一陰坡石灰岩峭壁,5月24日又在黑龍洞溝的一岩壁上發現此植物的種群。5月27日,省林業局森林公園管理辦公室和武安森林公園管理處有關負責同志帶著活體盆栽植株、標本、照片、光碟等前去北京,分別請北京林業大學生物學院院長張志翔教授、中國科學院植物研究所首席研究員沈世華等進行了認定。
河北涉縣發現大面積太行花群落
2018年7月,全國第四次中藥資源普查河北省第16小組在野外考察中,在河北涉縣深山中首次發現大面積的太行花群落,群落面積達4000餘平方米,植株上萬棵。