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豐富的物種資源、廣泛的開發(fā)利用前景、較高的園藝價(jià)值和突出的科學(xué)研究意義，使得唇形科植物的收集、保育和研究成為上海辰山植物園重要且具特色的領(lǐng)域。這里有一支專業(yè)的引種收集和園藝支撐團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)唇形科植物的野外調(diào)查、收集和保育，由陳曉亞院士和Cathie Martin院士分別領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)針對(duì)鼠尾草屬和黃芩屬藥用植物的基因組學(xué)和代謝組學(xué)以及藥用活性成分的合成和調(diào)控展開研究。

資源調(diào)查與收集

2010-2020年期間，我們調(diào)查了25個(gè)省市自治區(qū)1432個(gè)分布點(diǎn)的唇形科植物，收集中國(guó)原產(chǎn)鼠尾草屬(Salvia)75種，國(guó)外鼠尾草屬59種，活植物10000余株，種子19萬余粒，分子材料8874份，標(biāo)本2456份，包括大量的植物化學(xué)分析和土壤樣本。還收集了黃芩屬(Scutellaria)，益母草屬(Leonurus)，香茶菜屬(Isodon)，香薷屬(Elsholtzia)，龍頭草屬(Meehania)，雞腳參屬(Orthosiphon)等20個(gè)屬的各類研究材料。

活植物的栽培與管理

辰山團(tuán)隊(duì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)思路和目標(biāo)在于引種后的高水平植物養(yǎng)護(hù)管理、保育和研究利用。成員不僅積極參與野外資源的調(diào)查收集，同時(shí)負(fù)責(zé)植物栽培養(yǎng)護(hù)管理的全過程，在工作中不斷總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)，保障引種植物的正常生長(zhǎng)和繁殖，達(dá)到高質(zhì)量的管護(hù)。經(jīng)過多年的不懈努力，辰山植物園成為國(guó)內(nèi)收集鼠尾草屬和黃芩屬植物最為豐富的資源中心，并于2016年獲國(guó)家林草局批準(zhǔn)，建立上海市唇形科植物國(guó)家林木種質(zhì)資源庫。

基于資源的保育研究

圍繞重要的植物類群，我們開展了物種保育的基礎(chǔ)工作，包括分類學(xué)、系統(tǒng)進(jìn)化、物種形成和傳粉生態(tài)學(xué)研究，為瀕危物種的回歸引種和種群重建奠定基礎(chǔ)。目前已完成40多個(gè)物種的模式產(chǎn)地調(diào)查，發(fā)表鼠尾草屬植物新種4個(gè)。完成了南丹參S. bowleyana、舌瓣鼠尾草S. liguliloba、栗色鼠尾草S. castanea、黃花鼠尾草S. flava、橙色鼠尾草S. aerea和蔭生鼠尾草S. umbratica的傳粉生態(tài)學(xué)和繁育系統(tǒng)研究，首次發(fā)現(xiàn)了唇形科中的延遲自交現(xiàn)象，闡明了南丹參和舌瓣鼠尾草的生殖隔離機(jī)制，以及栗色鼠尾草和黃花鼠尾草的自然雜交現(xiàn)象。對(duì)珍稀瀕危物種張家界鼠尾草S. daiguii的物種保護(hù)、回歸引種、種群重建、資源利用和科普教育在植物園與原產(chǎn)地同步展開，取得階段性成果，社會(huì)效益也逐步體現(xiàn)。

基于資源的植物次生代謝研究

我們對(duì)鼠尾草屬和黃芩屬植物的活性成分及代謝途徑開展了系統(tǒng)的工作。目前已完成了60個(gè)物種的脂溶性二萜和水溶性酚酸類物質(zhì)的定量分析，以及300余種化合物的定性檢測(cè)工作。重點(diǎn)對(duì)丹參中的萜類和酚酸類物質(zhì)的生物合成及調(diào)控、鼠尾草屬植物的轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)進(jìn)行深入的研究。特別是完成了藥用鼠尾草的基因組測(cè)序，對(duì)關(guān)鍵萜類合酶和CYP450家族修飾酶類的功能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。通過比較轉(zhuǎn)錄組我們還對(duì)丹參酮類生物合成途徑的候選基因進(jìn)行了挖掘和篩選，并對(duì)關(guān)鍵酶基因的功能進(jìn)行了鑒定。黃芩研究方面，研究人員通過代謝組學(xué)研究，分析得到400余種黃芩中的次生代謝化合物;發(fā)現(xiàn)了黃芩中存在兩條不同的黃酮代謝途徑，并完整解析了黃芩素、漢黃芩素代謝途徑，為合成生物學(xué)異源合成這種物質(zhì)提供了基礎(chǔ);完成了黃芩基因組測(cè)序，進(jìn)一步揭示了黃芩特異黃酮途徑的進(jìn)化機(jī)制。

種質(zhì)創(chuàng)新及新品種培育

基于我們建立的鼠尾草屬植物標(biāo)準(zhǔn)化描述和種質(zhì)資源評(píng)價(jià)系統(tǒng)，以及已分析物種的活性成分、引種栽培適應(yīng)性和觀賞及抗逆特性，開展了引種鼠尾草屬植物資源和潛在利用價(jià)值的綜合評(píng)價(jià)工作。團(tuán)隊(duì)與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所合作完成《鼠尾草屬DUS測(cè)試指南》的編撰，推動(dòng)國(guó)內(nèi)優(yōu)良鼠尾草資源的保護(hù)和開發(fā)利用。

利用屬內(nèi)種間遺傳相容性高的優(yōu)勢(shì)，選擇47個(gè)物種為親本材料進(jìn)行人工雜交選育，將優(yōu)良性狀定向組合，獲得了261個(gè)雜交后代組合，篩選出35個(gè)具有較高觀賞性和潛在利用價(jià)值的雜交后代，為開發(fā)利用鼠尾草屬植物的園藝和藥用價(jià)值奠定基礎(chǔ)。

專類植物展示和科普教育

鼠尾草園作為專類植物的重點(diǎn)展示園，位于草藥園中部，占地面積3000平方米。以自然風(fēng)格為主，主題突出多樣性和世界性分布，重點(diǎn)展示了分布于美洲、歐洲和亞洲等世界各地的鼠尾草屬植物300個(gè)種(含品種)，結(jié)合科研、科普及園藝展示，介紹其獨(dú)特的觀賞、食用、藥用及科研價(jià)值，為大眾認(rèn)識(shí)植物、了解自然、保護(hù)生態(tài)開啟一扇窗。

資源共享和成果轉(zhuǎn)化

我們借助資源庫收集的種質(zhì)資源和完整信息，除滿足本單位科研科普?qǐng)@藝需求之外，還與國(guó)內(nèi)外科研院所展開合作研究，建立資源共享和材料交換機(jī)制，累計(jì)提供和交換唇形科植物材料共計(jì)30余次(含102種，1300個(gè)樣本)，分別用于分子鑒定、系統(tǒng)發(fā)育、有效成分、代謝合成和雜交選育等研究。資源共享進(jìn)一步拓寬了合作渠道，擴(kuò)大了資源的利用范圍和領(lǐng)域，同時(shí)服務(wù)于更多機(jī)構(gòu)開展科學(xué)研究，提高了辰山植物園的國(guó)內(nèi)外影響力。另一方面，我們基于對(duì)唇形科植物的研究成果，也積極探索合理有效的方式將其轉(zhuǎn)化并服務(wù)于社會(huì)。

經(jīng)過十年發(fā)展，辰山的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在唇形科(尤其是鼠尾草屬和黃芩屬)研究領(lǐng)域形成自己的特色，積累了豐富的種質(zhì)資源，構(gòu)建了比較完整的科研體系，建立了上海市唇形科植物國(guó)家林木種質(zhì)資源庫，獲得了6項(xiàng)國(guó)家及中科院基金和上海市綠化和市容局辰山專項(xiàng)的大力支持。發(fā)表了50余篇科研論文，1項(xiàng)授權(quán)專利，受到國(guó)內(nèi)外同行較高的關(guān)注。作為一個(gè)年輕的植物園，辰山一直以 “國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際一流”為目標(biāo)，以“精研植物、愛傳大眾”為使命，并將之深入踐行，持續(xù)奮斗。