植物内生菌研究论文

关于植物内生菌的研究作者：李金旭来源：《中国电子商情》2014年第09期引言：近年来，有关植物内生菌的研究已经成为我国微生物学领域研究的热点，由于植物内生菌具有较高的潜在可开发利用价值，使得其越来越受到人们的重视。植物内生菌作为植物微生态系统中的重要组成部分，在其长时间的协同进化中，和植物等进化为了相互依赖的关系，其具有产生活性物质的功能，因此可以用来作为生物的防治资源和外源基因的载体及新药的原料。本文针对植物内生菌进行了分析，重点突出了植物内生菌的概况、作用和应用。一、植物内生菌概述（一）有关植物内生菌的概念及其种类对于植物内生菌的概念有许多不同的定义，其中被公认的定义是指那些在其生活过程中的一定阶段或者全部阶段生活于活体植物的组织内部的微生物，这些微生物并不会对宿主植物产生显著的病害。植物内生菌普遍存在于低等植物和高等植物中。该定义是一个生态学上的概念，而非分类学单位。植物内生菌主要分为内生真菌、内生放线菌和内生细菌等，其主要寄宿在植物的表皮下的组织之中。植物内生真菌是指那些寄宿在植物的茎和叶之中度过生命周期的一种真菌。该种真菌对其宿主植物的害处非常少，甚至没有害处，它们和宿主植物之间形成共生关系。内生放线菌是一类新的生防微生物资源，其主要生活在健康的植物体内，产生系列活性物质并和宿主植物共同生活，是土壤中重要的一种原核生。内生细菌通常是指能生活在活体的植物组织中，和植物形成和谐关系的一类微生物，该类内生菌能进行生物防治、植物促生和内共生固氮作。内生细菌对于改善农业生态系统，保持植物微生态系统的生物多样性和保护农田的生态平衡等研究中具有重要意义。（二）植物内生菌研究发展概述对于植物内生菌的研究要追溯到19世纪中期，在1876年Pasteur从无菌的葡萄果汁中分离出来了植物内生细菌，开创了研究植物内生菌的先河，1886年De Bary首先提出植物内生菌的概念，他将植物内生菌定义为一类在其部分或者是全部生活史中存活于活体植物中，并不会使宿主表现出显著感染症状的微生物。内生菌的概念从1886年Bary提出来之后，距离今天有100余年的时间，在这100余年的时间里并没引起足够的重视，相关研究的进展较慢。到了20世纪末期，植物内生菌的研究才得到微生物学家、植物学家和微生态学家以及作物学家的重视。今天，对于内生细菌的研究已经成为植物微生态学和微生物学学科交叉的新的生长点，同时其也成为我国目前微生物研究领域的热点。目前，有关植物内生菌的研究不仅从深度上还从广度上都有非常大的进展，尤其是对于植物内生细菌的作用研究更是突出。近年来，有一些研究显示，植物内生菌可以作为外源基因的载体，拥有促进植物生长、增强植物抗逆境、增强植物抗病害、增加宿主植物的他感和对病虫害的防治作用等等。二、植物内生菌的作用（一）能够促进宿主生长经过研究发现，一些被感染内生菌的植物拥有比未经感染植株生长速度快的现象，某些内生菌通过人工接种的方式还能够提高植物的存活率，并促使植物发芽。张集慧等人经研究从兰科药用植物之中提取出了五种植物激素，它们分别是吲哚乙酸、玉米素、脱落酸、赤霉素和玉米核苷，这些激素能促进兰花的生长。沈德龙等人研究出水稻的内生成团泛菌YS19可以产生四种植物激素，它们可以调节水稻的生长情况，可以影响水稻的光合作用。（二）生物固氮作用很多植物在生长过程中其内生菌会从空气中吸取氮气，并将氮气转变为化合态氮，化合态的内生菌可以通过植株产生的能量产生固氮功能并且不形成特化的组织结构，差不多能够在宿主植物的各个器官之中进行固氮。通过对内生菌的不断研究，有人发现在甘蔗的根、叶和茎之中有许多的新型内生固氮菌，该种内生菌拥有较强的抗酸能力，它是重氮营养醋杆菌，其可以在高糖的环境中成长并维持高效的固氮活性，从而与甘蔗形成一种联合固氮的关系，其特征为严格的寄主唯一性。（三）抗逆境和抗病虫害作用内生菌可以增强宿主植物的抗逆性，如：通过用棉花的内生细菌回接棉花的方式，能够减轻人工接种感染的棉花枯萎情况。内生菌还可以提高宿主植物对各种其他生物如线虫、昆虫等害虫的抗性。三、植物内生菌的应用分析（一）内生菌在医药中的应用经过相关研究表明，从植物中提取出来的内生菌可以产生许多活性物质，这些活性物质拥有较大的药用价值。从一些植物中提取出的内生菌可以代谢产生抗肿瘤活性物质，这物质是抗癌物或者是其前体的重要来源，例如紫杉醇是一种提取于短叶红豆杉的二萜类生物碱，可以抑制微管解聚和稳定微管，是从植物之中发现的抗癌药物质之一；植物内生菌微生物类群可以产生许多拥有不同抗菌活性的物质，植物内生菌产生的抗微生物物质可以作为抗生素，例如肽、有机酸等抗生素。（二）内生菌在农业中的应用相关研究显示，植物内的内生菌和病原菌拥有同样的生态位，通过在植物体内的争夺空间和营养，迫使病原菌没有正常的营养而死亡，进而提高宿主植物的抵制病虫害的能力。同时，内生菌能够产生抗生素、毒素等激素，这些激素可以诱导植物产生系统抗性，来提高植物的抗逆性和抗害虫性等能力，例如：有机胺类、吲哚双萜、双吡咯烷类和吡咯里西啶类等生物碱可以对线虫等产生毒性，达到生物防治的作用。内生菌能够发生次生代谢产物，这些产物也能够消灭害虫。总之，植物内生菌的特性决定了其具有非常广泛的研究前景，拥有巨大的应用潜力，是一个潜力巨大的微生物新资源。伴随着我国生物化学、分子生物学和微生态学相关学科的发展，植物内生菌的研究将会更加广泛，其在医药和农业等领域的应用也会更加深入。参考文献[1]姜怡，杨颖，陈华红，等.植物内生细菌资源[J].微生物学通报，2005.[2]赫荣乔.植物内生细菌成为我国当前微生物研究领域的热点[J].微生物学通报，2009.[3]孔庆科，丁爱云.内生细菌作为生防因子的研究进展[J].山东农业大学学报：自然科学版，2001.（作者单位：哈尔滨师范大学）￥百度文库VIP限时优惠现在开通,立享6亿+VIP内容立即获取关于植物内生菌的研究龙源期刊网关于植物内生菌的研究作者：李金旭来源：《中国电子商情》2014年第09期引言：近年来，有关植物内生菌的研究已经成为我国微生物学领域研究的热点，由于植物内生菌具有较高的潜在可开发利用价值，使得其越来越受到人们的重视。植物内生菌作为植物微生态系统中的重要组成部分，在其长时间的协同进化中，和植物等进化为了相互依赖的关系，其具有产生活性物质的功能，因此可以用来作为生物的防治资源和外源基因的载体及新药的原料。本文针对植物内生菌进行了分析，重点突出了植物内生菌的概况、作用和应用。第 1 页一、植物内生菌概述（一）有关植物内生菌的概念及其种类对于植物内生菌的概念有许多不同的定义，其中被公认的定义是指那些在其生活过程中的一定阶段或者全部阶段生活于活体植物的组织内部的微生物，这些微生物并不会对宿主植物产生显著的病害。植物内生菌普遍存在于低等植物和高等植物中。该定义是一个生态学上的概念，而非分类学单位。植物内生菌主要分为内生真菌、内生放线菌和内生细菌等，其主要寄宿在植物的表皮下的组织之中。植物内生真菌是指那些寄宿在植物的茎和叶之中度过生命周期的一种真菌。该种真菌对其宿主植物的害处非常少，甚至没有害处，它们和宿主植物之间形成共生关系。内生放线菌是一类新的生防微生物资源，其主要生活在健康的植物体内，产生系列活性物质并和宿主植物共同生活，是土壤中重要的一种原核生。内生细菌通常是指能生活在活体的植物组织中，和植物形成和谐关系的一类微生物，该类内生菌能进行生物防治、植物促生和内共生固氮作。内生细菌对于改善农业生态系统，保持植物微生态系统的生物多样性和保护农田的生态平衡等研究中具有重要意义。第 2 页（二）植物内生菌研究发展概述对于植物内生菌的研究要追溯到19世纪中期，在1876年Pasteur从无菌的葡萄果汁中分离出来了植物内生细菌，开创了研究植物内生菌的先河，1886年De Bary首先提出植物内生菌的概念，他将植物内生菌定义为一类在其部分或者是全部生活史中存活于活体植物中，并不会使宿主表现出显著感染症状的微生物。内生菌的概念从1886年Bary提出来之后，距离今天有100余年的时间，在这100余年的时间里并没引起足够的重视，相关研究的进展较慢。到了20世纪末期，植物内生菌的研究才得到微生物学家、植物学家和微生态学家以及作物学家的重视。今天，对于内生细菌的研究已经成为植物微生态学和微生物学学科交叉的新的生长点，同时其也成为我国目前微生物研究领域的热点。目前，有关植物内生菌的研究不仅从深度上还从广度上都有非常大的进展，尤其是对于植物内生细菌的作用研究更是突出。近年来，有一些研究显示，植物内生菌可以作为外源基因的载体，拥有促进植物生长、增强植物抗逆境、增强植物抗病害、增加宿主植物的他感和对病虫害的防治作用等等

藻 类 藻类植物是地球上最重要的初级生产者，它们光合同化生产有机碳的总量约为高等植物的7倍，同时固氮藻类（和固氮细菌）每年约能固定亿t的氮素。因此，藻类不仅是人类和动物极其重要的食物源，而且它们光合作用中放出的氧也是大气中氧的最重要的来源。不言而喻，它们对自然生态系统的物质循环及环境质量有着深刻的影响。 藻类植物广泛地分布在海洋和各种内陆水体中（包括湖泊、水库、江河、溪水、沼泽、池塘、泉水、冰雪等）以及潮湿地表，其中生长在内陆淡水水体中的为淡水藻，分布于海洋和内陆咸水水体中的为咸水藻。中国的藻类包括有：原核生物中的蓝藻门；原生生物的硅藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、隐藻门、裸藻门以及属于植物界的红藻门、褐藻门、绿藻门和轮藻门，其中海藻已记录的共2458种（详细情况将在海洋一节中讨论），这里仅讨论中国淡水藻类的多样性及其所受威胁。 1、中国淡水藻类的多样性 由于中国幅员辽阔，自然环境复杂多样，使得中国淡水藻类资源也十分丰富而多样。近一个世纪的调查研究表明，淡水藻类中的各个门类在中国都有发现，而且种类都非常丰富。已知全世界藻类植物约有40000种，其中淡水藻类有25000种左右，而中国已发现的（包括已报道的和已鉴定但未报道的）淡水藻类约9000种。但是，由于国内尚有不少地区未进行过藻类调查，即使已进行藻类调查的有些地区，也并不十分全面，加之多数门类的淡水藻类在中国的调查研究还缺乏深度和广度，因此中国淡水藻类的物种数应远远超过9000种，估计约有12000至15000种（按占世界淡水藻类种数的50％～60％计）。 淡水红藻和褐藻，它们是海陆演变过程中残留在淡水中的孑遗生物，几乎都生长在清洁、温度偏低、且较稳定的水体环境中，如泉水、井水、溪水中（特别是泉水环境），其分布区相当狭窄，而且具有一定的封闭性。它们在这些环境中长期适应的结果，形成了不少珍稀特有的种类，这对研究地球环境的变化及生物自身的演变具有较高的学术价值。它们在世界各地的淡水中均分布得较稀少，在中国，半个世纪以来对这些藻类的采集研究，发现有些种类仅记录到一次。这样的藻类共有12种，包括淡水褐藻类的层状石皮藻（Lithoderma zonatum），以及淡水红藻类的绞纽串珠藻（Batrachospermum intortum）、中华串珠藻（B. sinense）、中华链珠藻（Sirodotia sinica）、中华鱼子菜(Lemanea sinica)和鹧鸪菜窄变种（Caloglossa leprieurii var. angusta）等，它们应该列入珍稀物种。 2、中国淡水藻类资源受威胁的状况 （1）物种受威胁的状况 虽然中国的淡水藻类资源非常丰富，但是由于自然环境的变化和人类的活动（特别是工业和城市的发展），有些罕见的种已遭受灭绝或处于濒临灭绝的境地，其中受威胁最严重的是淡水红藻和褐藻。近几十年来，中国北方许多地区由于气候干旱或工业发展而过量抽采地下水，引起地下水位下降，使一些著名泉区的水源枯竭或濒临枯竭。泉城济南、山西晋祠和娘子关的泉源就是著名的例子。泉水枯竭，使那些依赖泉水环境生长的特有藻类（特别是淡水红藻）面临厄运，有些已荡然无存。淡水褐藻更为珍稀，中国仅在40年代初于四川重庆嘉陵江中发现过，几十年来由于环境的演变，也已消失。 最近10多年来，中国经济高速发展，不少泉水资源得到了开发利用，但是由于人们对泉水环境缺乏保护意识，因而造成生长在其中的淡水红藻和其他泉水生物面临濒危，有的甚至灭绝。南京浦口珍珠泉，过去生长有十分丰富的淡水红藻：外界串珠藻（Batrachos-permum ectocarpum）和美芒藻（Compsopogon spp.）。但是随着旅游区的开发，如今那里的红藻几乎绝迹。山西太原晋祠也有外果串珠藻生长，1994年去调查时尚有部分存在。1995年由于泉水枯竭，已经消亡。可以设想那些正在进行开发的泉源（旅游或饮料），如果不注意对泉源环境的保护，那么藻类和其他泉水生物也可能面临同样的厄运。 在其他生长大型淡水藻类的水体中，也往往由于人类活动引起环境变化，招致大型淡水藻类的消失，如江苏阳澄湖，湖中大型轮藻植物出现成片死亡。又如武汉东湖中的原来主要藻类——鼓藻类（desmids），它们主要生长在清洁的水体中，但自70年代以来由于富营养化过程的加剧，逐渐被蓝藻、绿球藻等耐污藻类所取代。类似的情况，已是十分常见。 （2）物种多样性结构受破坏的状况 在正常情况下，一个生态系统（特别是水生生态系统）中，藻类群落的物种结构保持着良好的多样性状态，即种类多，但每个种的个体不多，这时藻类群落发挥出良好的生态效益——保持水质良好状态，且水产丰富。但是当水生生态系统发生逆向转化——受重金属污染或高度富营养化时，藻类群落物种结构的多样性被破坏，某些物种超常生长而导致有害的赤潮（海洋中）或水华（淡水中）发生，并造成管道阻塞，水质恶化，危及渔业生产，甚至出现鱼类中毒现象。随着工业化和城市化进程的加快，这种严重的环境问题已屡见不鲜。中国常见的能形成有害水华的藻类有：蓝藻，常有毒，其中主要的是微囊藻（Microcystis），还有鱼腥藻(Anabaena)、项圈藻（Anabaenopsis）、颤藻（Oscillatoria）、束丝藻(Aphanizomenon)等，它们在中国许多地方都有大面积的发生，危害很大；小定鞭藻（Prymnesium parvum），属定鞭藻类，有毒，它们的水华已引起多起养殖鱼类的中毒事件；硅藻，也偶有大面积发生，其中以1991年冬春之交，湖北省汉江发生的约200km范围的硅藻水华——梅尼小环藻（Cyclotella meneghiniana）最为典型，这次水华造成很大危害，严重地影响了武汉市和沿江地区的工业生产和居民生活。 3、中国淡水藻类的保护 从上述可知，中国淡水藻类资源虽很丰富，但目前已受到严重的威胁，如不及时采取措施进行保护，许多珍稀种类可能很快灭绝。特别应该指出的是，当前人们对生物多样性保护的注意力主要放在大型动、植物上，对像藻类这样的微型生物很少注意，这一情况必须改变。在保护大型动、植物的同时，应加强对小型植物的保护。 地 衣 1、中国地衣的多样性 地衣是一群特殊的真菌，这群特殊真菌通常只是与藻类或蓝细菌处于互惠共生的生态系统中才能生存于自然界。因此，地衣本身也是共生生态系统多样性的体现。全世界迄今已知的地衣物种约20000种，而中国还不到2000种。就在这2000种中约200种为中国所特有。然而，无论是全世界或中国实际存在的地衣物种远不止这个数字。尤其是中国地衣物种多样性的调查研究才刚刚起步。 2、中国珍稀濒危地衣及其受威胁状况 由于大气污染和森林采伐，中国许多地方地衣多样性面临威胁。依存于森林树皮附生的中国及东亚特有种，如黄袋衣（Hypogymnia hypotrypa）、粉黄袋衣（H. hypotrypella）、霜袋衣(H. pruinosa)、蜡光袋衣（H. laccata）、横断山袋衣（H. hengduanensis）以及云南石耳（Umbilicaria yunnana）等种类的生存都面临着威胁。因为，它们的兴衰存亡与森林生态系统多样性的兴衰存亡息息相关。如产于云南丽江和台湾阿里山松林中的中国特有附生种中华疱脐衣（Lasallia mayebarae）在系统演化上具有重要意义。然而，在云南丽江，这种世界珍稀物种已被森林火灾所吞噬。随着旅游业的大规模发展，特产于华山岩石上的世界珍奇地衣华脐鳞（Rhizoplaca huashanensis）的生存也面临威胁。此外，在抗癌和抗艾滋病毒方面具有潜力的东亚食用地衣美味石耳(U. esculenta)也因无节制的采收与买卖而在中国庐山等地濒临绝迹。若不采取必要的保护措施，在日用香料工业中颇受青睐的扁枝衣（Evernia mesomorpha）和丛枝树花（Ramalina fastigiata），与抗前列腺炎药物有关的戴氏石蕊（Cladonia delavayi）以及在降血压方面有效的地茶（Thamnolia vermicularis）和雪地茶(Th. subuliformis)等地衣的生存也逃不脱因无节制采收与开发所带来的厄运。 3、对地衣的保护 由于人类对地衣本质的认识经历了一个漫长的过程，在开发利用方面，地衣尚处于“未开垦的处女地”状态。因而，它是一个潜力很大的生物资源宝库。此外，地衣在自然界生长极为缓慢，加强对地衣的保护以便可持续利用已是我们所面临的迫切任务。 保护地衣多样性除了必须保护它赖以生存的森林生态系统多样性以外，应注意以下保护和可持续利用的措施： （1）对于日用化工香料、药用和食用地衣资源应采取分区、按年、有计划、有节制地轮换采收。 （2）对于在科学上有重要意义的世界珍稀物种，如陕西华山的华脐鳞，云南丽江的中华疱脐衣，以及庐山的美味石耳等中国和东亚特有种，应选择合适地段，建立珍稀地衣保护小区加以保护。 （3）对上述一些重要地衣同时还应采取菌、藻分离真培养，进行室内保存。对地衣物种进行多层次的系列保护措施是地衣物种多样性保护和可持续利用的重要方向。 （4）加强对中国地衣物种多样性的调查、采集、分离、培养和研究，以便在地衣多样性遭受破坏之前使之受到保护，研究和可持续利用。苔 藓 1、苔藓植物的多样性 中国的苔藓植物十分丰富。全世界有苔藓植物23000种，中国有2200种，占全世界的。 中国苔藓植物的特点是： （1）特有类群丰富。根据近几十年调查的结果，仅见于中国的特有苔藓属和主要分布于亚洲东部（仅少数涉及邻近地区）的东亚特有苔藓属共35个，占中国苔藓植物属数的％。它们共含有48个种、亚种或变种，占中国苔藓植物种总数的％（表1）。这些特有属、种在中国西南部横断山区、长江流域中游山区和东南沿海山区存在3个分布中心（表2）； （2）在系统发生上居关键位置的类群多，如原始类型藻苔目（Takakiales）藻苔科（Takakiaceae）藻苔属（Takakia）的两个种；藻苔（T. lepidozioides）和角叶藻苔（T. ceratophylla）在中国西藏地区的察隅、波密及米林县的高寒山地都有发现； （3）热带、亚热带成分占优势。 3、苔藓植物的保护 苔藓植物除了科学价值外，还有很重要的经济价值。在药用方面，苔藓作为“清热解毒”的中草药已有数百年历史。明朝李时珍在《本草纲目》中就记载了金发藓（Polytrichum commune）和暖地大叶藓（Rhodobryum giganteum）等，暖地大叶藓长期以来在中国西南地区被称作“茴心草”，用来治疗心血管病。 传统上，泥炭藓属（Sphagnum）植物或泥炭一直是花卉、苗木栽培或移植的重要包扎材料和园艺肥料，迄今尚无更佳的替代物。 中国历来是世界上五倍子出口的主要国家之一。经过近半个世纪的研究，中国科学家发现，在五倍子生产周期中，苔藓植物作为五倍子蚜虫的冬寄主是五倍子增产不可缺少的一个环节。迄今为止，至少已发现有约20种苔藓植物可作为五倍子蚜虫的冬寄主植物。 此外，苔藓还是监测环境污染的良好指示植物。苔藓与地衣对大气中的SO2，CO和HF反应极为敏感。在中国，钟帽藓（Venturiella sinensis）、高领藓（Glyphomitrium humilli-mum）和兜瓣耳叶苔（Frullania muscicola）等均系常见的树干附生种类，它们对大气污染有较强的敏感性，可在环境监测方面加以利用。 总之，苔藓植物与人类的生存有密切的关系，对它们的保护我们必须给以高度的注意。蕨类植物 1、中国蕨类植物的多样性 全世界有蕨类植物10 000～12 000种，中国有2 200～2 600种，占世界种数的22％。由于中国地域广大，自然条件复杂多样，除了热带少数科属外，中国拥有的科属数几乎占世界的95％，这说明中国的蕨类植物有极高的多样性。 中国分布有在探讨物种进化系统问题上十分重要的种类，如原始类群裸蕨纲的松叶蕨（Psilotum mudum）、天星蕨（Christensenia）。有些属如光叶蕨（Cystoathyrium）、中国蕨(Sinopteris)，其分布区狭小，为中国特有，它们的发现对研究该科中属的演化关系有一定意义。而在四川东部长江沿岸发现的圆肾铁线蕨（Adiantum reniforme），其原产地在大西洋的Madeira群岛。中国变种荷叶铁线蕨（Adiantum reniforme var. sinense）的出现，为研究间断分布及中国和非洲蕨类种的关系提供了很好的材料。能生长在海拔4350m高山寒冻荒漠的严酷环境中的玉龙蕨（Sorolepidium glaciale）是研究蕨类形态和生态条件关系的重要属种。仅产中国西南的湖南石灰岩壁的荚囊蕨（Struthiopteris eburnea）是典型的石灰岩钙质土的重要种属。 根据不完全统计，中国特有的蕨类植物有500～600种，占已知中国蕨类植物的25％左右，重要特有属及代表种见表1。 2、蕨类植物受威胁和濒危状况 随各地区植物考察的深入，不断有蕨类植物新种被发现，但与此同时也有一些种由于环境改变或人为破坏而消失或濒临灭绝（表2）。除上面提到的特有和濒危属种（表1和表2）外。还有些种类虽然不限产中国，但在中国仅局部地区有分布，如鹿角蕨（Platycerium wallichii）仅产靠近缅甸边境的盈江，而埃及苹（Marsilea aegyptica）仅产新疆的局部水域。像这些种类的个体数量不多，分布区狭窄，如不保护，很易绝灭。类似的濒危种类还有很多，估计约占中国蕨类总数的30％左右，其中重要的有101种（表3）。 导致蕨类植物濒危有以下多种原因： （1）森林破坏，造成空气湿度降低，以及地下水位下降，使原有生态环境改变，影响植物种的生存和繁殖，如1963年在四川二郎山团牛坪海拔2450m处林下发现的光叶蕨，1984年专程前往该地，发现森林消失，气候干燥，只在灌丛中找到一株。 （2）工农业建设事业的发展使局部地区一些植物种消失，如中华水韭，荷叶铁线蕨。 （3）由于对一些药用及观赏植物只宣传其价值，而不强调保护的重要，使一些蕨类植物遭受毁灭性的摧残，如鹿角蕨近年已难见到。 （4）旅游区对一些小型稀少植物不加保护，致使其遭践踏而无法生长，如瓶儿小草（Ophioglossum thermale）。 3、加强对蕨类植物的保护 蕨类植物与人们的生活有密切关系，它们之中很多种是传统的中药和民间草药，约占全部种类的10％。如贯众（Cyrtomium fortunei）、海金沙(Lygodium japonica)、骨碎补(Davallia barometz)能够健骨补肾，还有绵马鳞毛蕨（Dryopteris crassirhizoma）和石韦(Pyrrosia)等。又如金毛狗脊蕨（Cibotium baronetz）具有补肝肾，强腰膝的功效，近年来出口需求量很大，每年超过百吨。虽然这个种分布较广，也不能不限量出口加以保护。蕨类植物多为阴生，叶质坚厚，宜作观叶植物及插花的切叶材料。还有少数种类如菜蕨（Cal-lipteris esculenta）、蕨（Pteridium aquilinum var. Latiusculum）、荚果蕨（Matteuccia struthiopteris）等的拳卷叶芽，加工后可作蔬菜并出口；满江红（Azolla imbricata）的叶下具有和蓝藻中的念珠藻共生结构，可固定空气中的氮，是水稻的优良绿肥。总之，蕨类植物与其他绿色植物一道共同创造了地球表面人类生存所必需的环境条件。因此，加强对蕨类植物的保护是我们不可推卸的责任。首先，对急需保护的一些稀有濒危种类应建立专门的保护区，如贵州赤水的桫椤自然保护区。其次，对某些特殊植物因建设需要不能保证在原地生存，如长江三峡工程的启动，受威胁的荷叶铁线蕨需要在相同或相近的气候土壤环境条件的安全地点建立试验场，促使其能在野生条件下易地繁衍。同时加强宣传，提高广大群众和干部对生物多样性保护的认识，禁止对某些有经济价值蕨类植物的滥采乱挖也很重要。裸子植物 裸子植物是原始的种子植物，其发生发展历史悠久。最初的裸子植物出现在古生代，在中生代至新生代它们是遍布各大陆的主要植物。现代生存的裸子植物有不少种类出现于第三纪，后又经过冰川时期而保留下来，并繁衍至今的。据统计，目前全世界生存的裸子植物约有850种，隶属于79属和15科，其种数虽仅为被子植物种数的，但却分布于世界各地，特别是在北半球的寒温带和亚热带的中山至高山带常组成大面积的各类针叶林。 1、中国裸子植物的多样性 中国疆域辽阔，气候和地貌类型复杂。在中生代至新生代第三纪一直是温暖的气候，第四纪冰期时又没有直接受到北方大陆冰盖的破坏，基本上保持了第三纪以来比较稳定的气候，致使中国的裸子植物区系具有种类丰富，起源古老，多古残遗和孑遗成分，特有成分繁多和针叶林类型多样等特征。 据统计，中国的裸子植物有10科34属约250种，分别为世界现存裸子植物科、属、种总数的％、％和％，是世界上裸子植物最丰富的国家。在中国的裸子植物中有许多是北半球其他地区早已灭绝的古残遗种或孑遗种，并常为特有的单型属或少型属。如特有单种科——银杏科（Ginkgoaceae)；特有单型属有水杉（Metasequoia)、水松（Glyptostrobus）、银杉（Cathaya）、金钱松（Pseudolarix）和白豆杉（Pseudotaxus）；半特有单型属和少型属有台湾杉(Taiwania)、杉木（Cunninghamia）、福建柏（Fokienia）、侧柏（Platy-cladus）、穗花杉（Amentotaxus）和油杉（Keteleeria），以及残遗种，如多种苏铁（Cycas spp.）、冷杉(Abies spp.)等。 中国的裸子植物虽仅为被子植物种数的，但其所形成的针叶林面积却略高于阔叶林面积，约占森林总面积的52％。在中国东北、华北及西北地区的针叶林中裸子植物物种较少，在西南地区针叶林中则有丰富的裸子植物物种。在华南、华中及华东地区除原生针叶林外，更常见的是大面积人工杉木林、马尾松林和柏木林。 2、中国裸子植物面临的威胁及其保护问题 虽然中国具有极为丰富的裸子植物物种及森林资源，但由于多数裸子植物树干端直、材质优良和出材率高，所以其所组成的针叶林常作为优先采伐的对象，使利该资源正在受到强烈的人类活动的威胁和破坏。如50年代中国最大的针叶林区——东北大、小兴安岭及长白山区的天然林被不同程度地开发利用，60年代至70年代另一大针叶林区——西南横断山区的天然林又相继被强烈采伐，仅在交通不便的深山和河谷深切的山坡陡壁，以及自然保护区内尚有天然针叶林保存。华中、华东和华南地区，因人口密集和经济发展的需求，中山地带的各类天然针叶林多被砍伐，代之而起的是人工马尾松林、杉木林和柏木林。随着各类天然针叶林采伐和破坏，原有生态环境发生改变，加快了林下生物消失和濒危的速度。同时，具有重要观赏价值和经济价值的裸子植物亦破坏严重，如攀枝花苏铁（Cycas panzhihuaensis）、贵州苏铁（C. guizhouensis）、多歧苏铁(C. multipinnata)和叉叶苏铁(C. micholitzii)均在新发表或新的分布点发现后就遭到大肆破坏。三尖杉（粗榧）属（Cephalotaxus）和红豆杉（紫杉）属（Taxus）植物自60年代和80年代末至90年代初发现为新型抗癌药用植物后，就立即遭到大规模采伐破坏，使资源急剧减少。 中国有平均海拔4500m以上的巨大青藏高原，也有广阔的平原低地，山岭重叠、河川纵横、气候多样、地质古老，这些是决定中国生物多样性丰富多彩的主要因素，在被子植物方面表现最为清楚，中国被子植物多样性至少有以下三个特点， （1）生态类型齐备 各种生活型的植物从乔木、半乔木(如梭梭属(Haloxylon))、灌木、半灌木(如沙拐枣属(Calligonum))、小半灌木(如蒿属(Artemisia))、直到多年生草和一年生草，无不具有。生态类群方面，从高山冻原植物(如多瓣木(Dryas octopetala)、松毛翠(Phyllodoce caerulea))到热带雨林种类；从超旱生荒漠植物到潮湿低地的湿生、水生种类；从高寒风大环境的青藏高原垫状植物到华南热带海滨的红树林，各种类型都有代表。 各个气候带都有大量代表科属，例如，桦木科(Betulaceae)、壳斗科栎属(Quercus)的落叶树种，以及杨柳科(Salicaceae)、忍冬科(Caprifoliaceae)、小檗科(Berberidaceae)等是温带的代表；樟科(Lauraceae)、木兰科(Magnoliaceae)、山茶科(Theaceae)、壳斗科的常绿树种，金缕梅科(Hamamelidaceae)以及冬青科(Aquifoliaceae)、五加科(Araliaceae)、蓝果树科(Nyssaceae)，还有单种的连香树科(Cercidiphyllaceae)和水青树科(Tetracentraceae)等是亚热带的代表；至于中国热带森林中包含的科就更多了，常见的科有龙脑香科(Dipterocarpaceae)、番荔枝科(Annonaceae)、橄榄科(Burseraceae)、山榄科(Sapotaceae)、楝科(Melisceae)、藤黄科(Guttiferae)、使君子科(Combretaceae)、天料木科(Samydaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)和四数木科(Datiscaceae)等。 （2）原始古老成分很多 在植物系统学研究中，被认为是比较原始的或早期发生的被子植物类群，在中国分布不少，有些仅仅分布于中国。中国的木兰科(Magnoliaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)、水青树科、连香树科、三白草科(Saururaceae)、金粟兰科(Chloranthaceae)、金缕梅科和木通科(Lardizabalaceae)等科的植物，在研究被子植物的起源和系统发育方面的重要性，早已为中外学者所公认。近年来，中国在被子植物化石的发现和研究方面取得了丰硕的成果，这些成果对于揭示被于植物的物种多样性，以及揭示被子植物的系统发育，都有十分重要的意义。 （3）特有类型极其丰富 中国被子植物有极其多种多样的分布区类型，其中特有类型所占比重极大。到目前为止，统计中国被子植物持有属共有246个，特有种约17000种。古老孑遗种伯乐树(Bretschneidera sinensis)、连香树(Cercidiphyllum japonicum)、领春木(Euptelea pleiospermum)、昆栏树(Trochodendron aralioides)、银缕梅(单氏木)(Shaniodendron subaequalum)、水青树(Tetracentron sinensis)、半日花(Helianthe-mum songoricum)、四合木(Tetracena mongolica)、鹅掌楸(Liriodendron chinensis)和珙桐(Davidia involucrata)等都是中国特有的例子。这些植物的研究对于认识中国乃至世界被子植物的系统发育和物种多样性形成的历史过程都是极为重要的。 中国被子植物特有属、种主要分布于秦岭－大别山一线以南，横断山脉以东的东南部地区，其中又有三个特有属、种分布相对集中的待有现象中心：(i)川东－鄂西－湘西北中心，这里的被子植物特有木本属几乎均为落叶乔木或灌木，具有温带性质；(ii)川西－滇西北中心，即横断山脉南段，这里的草本属在全部属中占的比例较高，被子植物的木本属几乎全为落叶乔木或灌木，青藏高原的快速和强烈隆升使本区产生大量新特有种，大大丰富了中国被子植物的多样性；(iii)滇东南－桂西中心，由于地理位置偏南，处于北回归线附近，居泛北极植物区和古热带植物区的分界线上，其乔木持有屑中几乎一半为常绿植物， 特有藤本届全部为木质藤本植物，它们所隶屑的科均为热带分布的科，显示出明显的热带性。 3、大力加强对中国被子植物的保护 被子植物在大型植物中数量最多，而且与人类的衣、食、医药、工业原料等关系最为密切。被子植物大量灭绝无疑会对人类造成很大的威胁，因而我们必须格外重视对被子植物的保护。为了有效保护它们，必须研究它们受威胁的方式、程度和灭绝过程，从而制定合理的保护策略。在这方面，进行种群存活力的分析(PVA)，确定最小能存活种群(MVP)是核心内容。 在目前尚无条件对每一个种进行深入的PVA分析的情况下，把保护的范围适当扩大是有必要的，否则，一个种灭绝以后，就再也不能挽回了。

农业生产研究表明植物内生菌与病原菌具有相同的生态位，在植物体内相互竞争空间、营养，使病原菌得不到正常的营养供给而消亡，从而增强宿主抵御病害的能力。另外植物内生菌可以分泌抗生素、毒素等代谢物质，这些代谢物质能够诱导植物产生系统抗性（ISR）。因此，对植物施用植物内生菌产生的抗菌剂、抗虫剂，来增强植物的抗逆性，起到生物防治效果，既减少了化学农药对环境的污染，又保证了植物的产量品质。医学医药研究表明植物内生菌代谢产物有抗肿瘤、抗菌，抗病毒等作用。Gary和Strobel等从欧洲红豆杉中分离到内生真菌Acremzonium sp.能产生一系列抗真菌、抗癌的肽类活性物质，其中白灰制菌素（leucinostatin）能很好地抑制人类的一些肿瘤细胞。Strobel研究小组从卫矛科著名药用植物雷公藤中分离到的内生真菌Cryposporiopsis ，能产生一种新型环肽抗生素cryptocandin，对癣菌及白色念珠菌等人类病原真菌具有强烈抑杀作用，其MIC与临床应用的抗真菌药两性霉素B（amphotericin B）相当，具良好开发前景。Castillo等发现的一株内生链霉菌能够产生一类活性多肽Munumbicicins，这类多肽不仅具有广谱的抗菌活性，而且对有耐药性的病原菌、寄生虫有很好的抑制作用。利用植物内生菌的次生代谢物质开发新的药物将是今后医药方面的研究方向之一。作为外源基因载体由于内生菌在植物体内的适应性，一些研究者以内生菌为受体构建植物内生防病或杀虫工程菌，再将其引入植物体内，使植物起到与转基因防病杀虫植物相同或类似的作用，从而达到生物防治的目的。2000年Dowring等在从苹果苗中分离出内生菌Pseudomonesa fluorescens中转入抗病chiA基因，再把这种携带的chiA基因的内生菌接种到豆苗中，可以防治豆苗病原真菌Rhizoctomia solani，同时还在甘蔗内生菌中转入抗虫基因cry 1AC7基因，回接甘蔗，可以防治甘蔗钻心虫Eldana saccharina。美国CGI公司以内生细菌－木质棒形杆菌犬齿亚种（Clavibacter xyli ）为载体，将BT杀虫基因整合到染色体上构建杀虫工程细菌，这种杀虫工程菌从1988年开始已在美国4个州12个玉米杂交品种上进行大田试验，可使虫害损失率减轻26%～72%。另外发现植物内生菌有降解环境污染物的功能，如从珠江入海口红树中分离到的内生菌，有清除工业废水中的有害物质，起到净化海水的作用。而Barac等研究表明某些内生菌能够降解甲苯，并且能使其宿主植物产生对甲苯的抗性，这就为利用微生物接种植物进行环境修复提供了可能。植物内生菌为环境污染治理注入了新的血液，但其相关研究才刚刚开始，有待于进一步深入。