植物學-植物資源的利用與保護

第六章植物資源的利用與保護一、植物資源保護的意義

植物資源是指一定地域上對人類有用的所有植物的總和，是人類生存和發(fā)展必不可少的物質(zhì)基礎

1、滿足人類衣食住行的各項需求2、維護生態(tài)平衡3、改善環(huán)境、保持水土4、促進自然界的物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán)二、植物資源的開發(fā)利用現(xiàn)狀1、食用植物：糧食類、蔬菜類、水果類2、糖和調(diào)料：糖：甘蔗、甜菜調(diào)料：已發(fā)現(xiàn)的香料植物約350種，可利用的約300種，具有開發(fā)價值的100多種香料(起源于亞洲)—肉桂(桂皮)，肉豆蔻，胡椒等香草(起源于溫帶)—蔥屬，傘形科茴香，芫荽，當歸，香芹菜等3、藥材：作為中藥的有5000多種，常用的中藥材500余種左右常用的重要藥物是從90種植物中提取的119種化合物

4、纖維：

棉花、大麻等5、燃料和木材：6、觀賞類：三、植物資源的保護現(xiàn)狀1、1978年憲法明確規(guī)定：國家保護自然資源的合理利用，保護珍貴的動物和植物2、1984年，國務院環(huán)境保護委員會公布了我國第一批《中國珍稀頻危保護植物名錄》，1987年又進行了修改3、1987年出版了《中國自然保護綱要》4、1989年出版了《中國植物紅皮書》5、1999年，《國家重點保護野生植物名錄》（第一冊）正式批準公布6、截至2003年，全國已建成1775個保護區(qū)，其中屬于保護森林生態(tài)系統(tǒng)和植物資源的保護區(qū)達1100多個7、在全國各地建立了多個珍稀頻危植物遷移保存中心和野生引種保存基地三、植物外來種對我國植物資源的影響植物外來種是指在一個特定地域的生態(tài)系統(tǒng)中，不是本地自然發(fā)生和進化的植物，而是后來通過不同的途徑從其它地區(qū)傳播過來的植物

目前我國的外來植物在1000種以上，很多的外來植物在我國的經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，如玉米、菜豆，番薯也有很多外來物種對生態(tài)系統(tǒng)平衡和人類社會發(fā)展造成了巨大威脅，如大米草、加拿大一枝花、水葫蘆等

四、植物資源開發(fā)利用的一般原則

1、正確處理開發(fā)利用與保護的關系2、經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益相統(tǒng)一3、永續(xù)利用①根據(jù)資源蘊藏量和生長量有計劃地開采利用②輪采輪伐，給植物以休生養(yǎng)息的機會③挖大留小，維持一定的種群數(shù)量④把分散、面臨枯竭的資源集中起來，進行人工馴化和培育五、植物資源開發(fā)利用的思路1、建立資源數(shù)據(jù)庫：收錄該地區(qū)的資源植物的基本資料，而且要將國內(nèi)外主要期刊最新研究結(jié)果編譯入庫

2、深度加工和綜合利用3、因地制宜，充分發(fā)揮當?shù)氐膬?yōu)勢4、不斷從野生植物中研究和尋找新的有用的種類5、重視商品基地建設六、人類未來的發(fā)展與植物（一）未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

1、植物基因工程傳統(tǒng)育種基于整體水平上的性狀表現(xiàn)而實施改良，周期長，改良效果和效率均較差分子生物學揭示了性狀遺傳的機制，找到了控制性狀發(fā)育的基因把不同植物乃至動物的控制優(yōu)良性狀的基因用“工程”的方法轉(zhuǎn)移到所需的植物中去，實現(xiàn)該植物性狀的改良——植物基因工程通過DNA重組技術改良的主要作物及引入的宜農(nóng)性狀：作物名稱

宜農(nóng)性狀蘋果抗蟲油菜耐除草劑、抗蟲、油質(zhì)改良玉米耐除草劑、抗蟲、抗病毒，麥胚凝集素棉花耐除草劑、抗蟲黃瓜抗病毒甜瓜抗病毒番木瓜抗病毒馬鈴薯耐除草劑、抗蟲、抗病毒，提高淀粉含量，及許多非馬鈴薯產(chǎn)物的形成，如雞溶菌酶水稻抗蟲、蛋白質(zhì)含量改良

大豆耐除草劑、蛋白質(zhì)含量改良煙草耐除草劑、抗蟲、抗病毒番茄抗病毒、耐除草劑、抗蟲，熟期改良，高溫轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻2、植物細胞融合在細胞水平上對植物進行改良將兩個不同生物的細胞以人工方法使其融合得到雜種細胞程序：

①將兩種植物（生物）作單細胞處理

②用酶除去細胞壁，制成原生質(zhì)體

③利用融合劑(聚乙二醇)使兩種原生質(zhì)體融合產(chǎn)生融合細胞

④在試管中培養(yǎng)該融合細胞成愈傷組織

⑤繼而誘導培養(yǎng)成植株1978年德國首次獲得馬鈴薯和番茄的細胞融合植物—薯番茄已經(jīng)獲得的有：大豆×煙草，擬南芥×白菜，煙草×顛茄，番茄×馬鈴薯，甘藍×白菜(白甘藍)，橙×枳(橙枳)等3、植物離體受精技術分別從花粉粒和胚囊中采用人工的方法分離出精細胞和卵細胞，然后在人工控制的條件下使之發(fā)生融合，并長成新植株意義：可以克服植物種間雜交的障礙，受精后形成的合子可以成為植物轉(zhuǎn)基因研究的重要載體已經(jīng)在小麥、玉米和煙草中獲得成功4、向農(nóng)業(yè)中引入野生植物將新的植物從野生狀態(tài)引入栽培二戰(zhàn)期間，美國因得不到橡膠供應而大量種植銀膠菊后來由石油制品合成橡膠，停止種植銀膠菊隨石油短缺，現(xiàn)在銀膠菊又一次成為重要的經(jīng)濟作物稗子，雜草，分布廣，抗性強，有較好的開發(fā)前景5、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新領域

21世紀農(nóng)業(yè)一方面生產(chǎn)更多食物和纖維，另一方面為其他行業(yè)提供更多原料①生物能生產(chǎn)：把農(nóng)業(yè)變成一個加工太陽能的能源產(chǎn)業(yè)，如利用作物秸桿，通過微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化為酒精②蛋白質(zhì)生產(chǎn)：主要開發(fā)利用單細胞蛋白，如酵母蛋白質(zhì)含量占細胞干物質(zhì)的45～55%，營養(yǎng)十分豐富，成人每天吃10～15g干酵母，蛋白質(zhì)的需要就足夠③有用次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)：如用細胞培養(yǎng)方法生產(chǎn)紫草寧衍生物，其生產(chǎn)率是天然栽培植物的700倍④植物全株利用：“植物全身都是寶”的時代已經(jīng)到來，如美國一教授發(fā)明了用玉米桿、麥桿、稻草、木料和廢紙生產(chǎn)人造纖維的新工藝七、未來的森林世界人口劇增，地球森林覆蓋率急劇下降，導致環(huán)境日益惡化，災害頻繁發(fā)生隨著對木材和紙張需求的增加，培育快速生長的樹木日益緊迫組織培養(yǎng)技術可產(chǎn)生大量無性系樹苗，可成為將來標準的商業(yè)性操作技術八、未來人類的生存空間人口增長，環(huán)境污染已危機人類的生存和發(fā)展，開辟新的生存空間已經(jīng)成為人類面臨的現(xiàn)實問題植物能調(diào)節(jié)氣候，保護農(nóng)田，保持水土，凈化空氣，凈化污染，減弱噪聲，因此用植物監(jiān)測和凈化環(huán)境是改善環(huán)境質(zhì)量，創(chuàng)造適宜人類長久生存的良好的環(huán)境的重要途徑九、紅樹植物紅樹植物是生長在熱帶和亞熱帶海岸潮間帶的一種特殊的常綠植物群落，主要分布在江河入海口及沿海岸線的海灣內(nèi)，是全球四大濕地生態(tài)系統(tǒng)中最具特色的一個濕地生態(tài)系統(tǒng)紅樹林植物有84種，隸屬16科24屬，主要生長在南、北回歸線之間，并可分為兩個群系，即東方群系，主要生長在熱帶亞洲和非洲，有74種；和西方群系，主要生長在熱帶美洲，有10種紅樹林的作用：可以提供薪柴防風防浪、保護堤岸促淤造陸和擴大海岸重要的海濱牧場，是大量鳥類及魚、蝦、蟹、貝等的天然繁殖場和棲息地紅樹植物可以吸收污染物中的重金屬與有機氯農(nóng)藥，富集在不易轉(zhuǎn)移擴散的樹根或樹干部位，避免通過食物鏈向其它海洋生物及人類傳遞紅樹林可以吸附大量氮磷等元素，降了近海富營養(yǎng)化，減少了海洋污染，從而抑制赤潮的發(fā)生紅樹林也是重要的植物基因資源庫根據(jù)紅樹林的主要組成種類、外貌、生境和演替階段，紅樹林植物群落大概可分為桐花樹群落、白骨壤群落、秋茄群落、紅海