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本期(89,106學年度畢業典禮)索引:
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* 克服烏來杜鵑種子苗生產技術/107年農機操作保養訓練/校務基金捐款芳名錄
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克服烏來杜鵑種子苗生產技術

森林暨自然資源學系 林瑞進助理教授

    杜鵑花科(Ericaceae)植物,全球大約有1,500種以上,主分布於南、北半球,主產於溫帶、寒帶及熱帶高山地區,是顯花植物中相當大的一科,其花色鮮豔、花期長以及株型緊湊,深受花卉愛好者的關注,為世界著名的觀賞植物。依其生長習性,可概分為地生型與著生型兩類;地生型杜鵑是以中國大陸雲南、西藏、四川等西南部山區為主要分布中心;另一群著生型杜鵑則是以東印度群島為主要分布中心。杜鵑花屬植物依植株特性可再細分為石南類(Rhododendron)、躑躅類(Azalea) 和著生型(Vireya)等三類;石南類杜鵑,係指植株較高大且為常綠喬木,葉片革質無刺毛,且花較大,如:臺灣杜鵑、玉山杜鵑、南湖杜鵑、西施花等;躑躅類杜鵑係指植株較為低矮的叢生灌木,其花及葉片較小,且葉片為紙質具有刺毛,如:南澳杜鵑、烏來杜鵑、金毛杜鵑、唐杜鵑、丁香杜鵑、馬銀花、長卵葉馬銀花、守城滿山紅、棲蘭山杜鵑、細葉杜鵑、紅毛杜鵑、臺灣高山杜鵑等;著生型杜鵑,係指附著在樹上的杜鵑,如:黃花著生杜鵑。位處於地生型和著生型杜鵑交會處的臺灣,因地形極為錯綜複雜,氣候變化差異大等因素,因此孕育出多種特有種杜鵑屬植物。

圖1.烏來杜鵑開花風姿

    目前臺灣的原生杜鵑有17種,其中有13種屬於特有種,特有種比例達76% (曾彥學、呂勝由,2003)。在這17種中,臺灣原生杜鵑花中有1種已被臺灣植物紅皮書列為野外滅絕,1種被列為易受害,4種被列為接近受脅,9種屬於安全級,另有2種資料不足尚無法確認;其中被列為野外滅絕級的臺灣原生杜鵑,係指烏來杜鵑(Rhododendron kanehirai Wilson)(圖1),因其葉似柳葉,又名柳葉杜鵑,由於僅分布於臺灣北部翡翠水庫上游北勢溪流域一帶,為臺灣17種杜鵑屬植物中分布最狹隘、族群數量最少的一支;也是臺灣唯一屬於亞熱帶低海拔的河岸杜鵑(曾彥學、呂勝由,2003)。本樹種由於民國73年翡翠水庫竣工後,將其生育地全部淹沒,至今仍無野外採集紀錄。雖然行政院農業委員會特有生物研究保育中心於民國81年開始已針對此樹種進行長期保育及復育,但僅能利用扦插繁殖;因此,雖然臺灣原生杜鵑非常漂亮,但市面上仍無法輕易獲得臺灣原生杜鵑苗木。

    保育包含生態系保育、物種保育及基因保育;目前國人已完成物種保育,但在基因保育的部分仍屬闕如。基因為物種適應環境變化中最重要的因子,在環境發生重大變化時,一定會有某些基因組合可適應此環境變化,而不會造成物種因環境不適而滅絕。但目前臺灣原生杜鵑的繁殖僅能利用扦插繁殖,如僅依賴此繁殖技術來獲得烏來杜鵑苗木;那麼,恐怕在不久的將來,將會出現種內基因單一化之危機。早在1995年就有學者指出,烏來杜鵑之天然族群已因天然生育地破壞而在原生育地消失,當下,政府雖然已立即完成區外保育,但忽略在復育物種的同時,須保持足夠有效族群大小,以防止在復育後,造成大量同質個體,而導致基因僵化,最後造成此物種加速滅絕(黃生等,1995);要維持物種遺傳特性的歧異度,除了讓族群能長久生存外,更需要讓族群在新的選汰壓力下,能產生適應的能力;杜鵑植物的種子都是由異花授粉而得,而異花授粉的種子對於環境的適應能力較佳。因此,保持生物基因多樣性最有效的復育方法,就是有性繁殖所得的實生苗(林明勇、應紹舜,1993)。

圖2.烏來杜鵑種子形態

    早期研究指出,杜鵑花科植物種子發芽率低且成苗不易(林明勇、應紹舜,1993);但經由本研究室證實(Lin and Wang, 2017),烏來杜鵑種子(圖2)在無光的環境下是無法發芽,但當光強度超過700lux,就會啟動種子的發芽機制,最早在第6天就會有種子發芽(圖3和4),經過30天,不管光強度在700、1400及3200lux的環境下,以及在光週期在照光1、4及16小時的處理下,烏來杜鵑種子的發芽率都可高達60%以上,且各處理間的差異呈現不顯著;由上述結果顯示,要利用烏來杜鵑種子來繁衍烏來杜鵑的確不是難事;但為何在早期無法利用烏來杜鵑種子來繁殖呢?其實重點在於杜鵑科植物有一類共生微生物與其共生,這類微生物就是杜鵑類菌根菌(ericoid mycorrhizal fungi);在2017年本研究室就利用4種著名杜鵑類菌根菌與烏來種子苗進行試驗(林瑞進等,2017);結果證實其中有2種菌根菌(Cryptosporiopsis ericae和Phialocephala fortinii)會導致烏來杜鵑死亡,但其他2種(Rhizoscyphus ericae和Oidiodendron maius)會和烏來杜鵑共生;所以篩選正確的共生菌為烏來杜鵑培育的關鍵。

圖3.不同光強度烏來杜鵑種子的發芽率(Lin and Wang, 2017) (已刊登在Pakistan Journal of Biological Sciences)

圖4.不同光週期烏來杜鵑種子的發芽率(Lin and Wang, 2017)(已刊登在Pakistan Journal of Biological Sciences)

    目前臺灣原生杜鵑實生苗之復育,本研究室已針對不同共生菌及培育條件進行研究,希望將後續研究成果能開發成微生物製劑,如能順利落實至民間苗木培育業者,那麼這些臺灣獨特的植物資源就能永遠在臺灣保島展現其優美風采。

圖5.全合成烏來杜鵑苗木形態。A: O. maius之接種苗;B: R. ericae之接種苗

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖5.全合成烏來杜鵑苗木形態。C: O. maius之結合體(箭);D: R. ericae之結合體(箭);

圖5.全合成烏來杜鵑苗木形態。E: O. maius之染根,菌絲複合體(箭);F: R. ericae之染根,菌絲複合體(箭)。(林瑞進等,2017)(已刊登在臺灣生物多樣性研究)

 

 

 

 

 

 


 

 



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