认识生姜家族

李庆军  /文

提到姜科植物,大多数人立刻会想到日常生活中食用的生姜。然而,生姜仅仅是姜科植物这个大家族中众多成员中的一员。姜科是单子叶植物中的一个大科,约有50个属,1500种,分布于热带、亚热带地区,尤以东南亚地区为其分布和多样性中心。我国有19属,近200种,产西南部至东部地区,包括西藏、四川、云南、广西、广东和海南等省区。姜科植物大都为多年生草本,通常有芳香,包含有很多著名的药材和香料植物,如阳春砂仁、草果、益智、白豆蔻、生姜、姜黄、莪术、郁金等等,具有芳香健胃、驱风活络的功用;还有一些美丽的观赏植物,如姜花、海南三七、象牙参、闭鞘姜等,可供盆栽或布置于庭园内;此外蘘荷的花芽可作蔬菜,深受东瀛日本民族的喜爱;从姜黄块茎中提取的姜黄素不仅是可食用的黄色染料,用于食品工业,还是一种重要的药物原料。

姜科植物除了具有重要的经济价值以外,在研究植物系统发育和繁育系统的演化方面也具有重要的地位,特别是姜科植物的花不同于大多数有花植物,原先应该具备的6枚雄蕊只有一枚发育为正常雄蕊,而其它5枚雄蕊要么在发育过程中消失,要么特化或退化,其显著而艳丽的唇瓣,就是由2枚雄蕊联合特化而成的,变成了“招蜂引蝶”的“花瓣”。特殊的花部结构和纷繁多样的生境,使得在姜科植物中进化出许多独特的繁殖方式,其中豆蔻属和山姜属植物的花柱卷曲性异交机制和大苞姜属植物所独具的花粉滑动自交机制先后为我国科学家所发现,并双双发表于国际顶级科学期刊Nature上,在我国宏观植物学研究领域传为佳话。

我国姜科植物学的研究在国际上具有重要的地位,以中科院华南植物研究所吴德邻教授领衔的《中国植物志》姜科植物分册在上世纪八十年代初就完成并出版,并在华南植物园建立了我国面积最大、收集种类最多的姜科植物收集区,成为当时国际上姜科植物研究的核心之一,第二届国际姜科植物学大会也于1995年在华南植物园召开。中科院西双版纳热带植物园的姜科植物研究始于植物园的创始人蔡希陶教授,从上世纪60年代即开始,除了参加《中国植物志》的编撰外,还负责《云南植物志》姜科植物部分的编著,同时,在药用植物区收集了部分药用姜科植物。从上世纪80年代末开始,西双版纳热带植物园的姜科植物研究领域逐渐拓展,特别是在姜科植物的繁殖生物学研究领域取得了国际公认的成果,建立了姜科植物收集区,先后收集了国内外近200种姜科植物。2009年7月,第五届国际姜科植物学大会在西双版纳热带植物园成功举行,成为国际姜科植物研究史上的又一盛事。

尽管姜科植物具有重要的经济价值和开发潜力,其中的生姜已经成为世界范围内普遍使用的烹饪调料和药方配伍[z1] 成分,但真正了解姜科植物的人并不多。作为姜科植物研究的学者,除了进行专业的研究外,对公众进行姜科植物的科普宣传应该也是一项重要的任务。本期《雨林故事》开辟了一个很好的科普宣传平台,邀请了几位多年从事姜科植物研究的专家学者,分别从凹唇姜的繁殖机制、姜科植物花寿命的演化、某些姜科植物花药上延伸出来的距的功能、山姜属植物花柱卷曲性运动的生理机制,以及姜黄属植物的经济利用等方面,介绍了一些姜科植物的知识。这些文章浅显易懂,值得一读,相信您读后会对姜科植物有一个全新的认识。此外,本期《雨林故事》姜科植物专刊还刊登了两篇对前来西双版纳参加第五届国际姜科植物学大会的几位中外著名植物学家的采访,他们谈到了姜科植物分类研究的热点与前沿、我国姜科植物学研究的历史和现状,这些不仅是很好的科普素材,而且对于我国姜科植物研究、开发、利用和保护也具有深远的指导意义。让我们共同走进缤纷艳丽的姜科植物家族,在欣赏它们美丽“身姿”的同时,了解它们对于人类生活的贡献,以及保护姜科植物赖以生长繁衍的生态环境以维持姜科植物物种和遗传多样性的重要性和当务之急。

作者简介:
李庆军,男,云南丽江人,研究员,博士,博士生导师,主要从事繁殖生物学、繁殖生态学和生态系统演替与全球变化研究。世界上首次系统研究和命名了一种新的植物远交机制—卷曲花柱性(Flexistyly),文章已在国际著名学术期刊Nature上发表。

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