植物资源学

资源：指自然界存在的在一定技术、经济和社会条件下可供人类利用的物质和能量来源叫资源。植物资源：狭义：一切有用植物的总和。即在一定时间、空间、人文背景和经济技术条件下，对人类直接或间接有用植物的总和。广义：植物资源是指一切植物的总和。既包括已利用的植物，也包括野生的尚未开发利用的植物。资源植物：是指某种或某一类具有开发利用价值的植物。4．经济植物：是指在市场上出售，具有商品价值的植物资源。实际上是一类具有物质性价值并形成一定生产规模的植物。研究植物资源的意义1．植物资源是人类的食物来源之一。2．植物资源是治疗人类各种疾病的药物来源。3．植物资源是许多工业原料的来源。4．植物资源是开发生物农药的原料来源。5．植物资源是筛选绿化观赏植物、抗污染净化环境植物、防风固沙植物、绿肥植物、能源植物等的重要物种库。植物资源学的研究任务1．调查研究植物资源种类、数量、分布。2．植物资源合理开发与利用。3．研究植物资源的动态规律，提出科学的经营管理方法。4．积极扩大与寻找新的植物资源。植物资源学的主要研究内容1．植物资源分类系统的研究。2．植物资源种类和用途的研究。3．植物资源有用成分的研究。4．植物资源驯化栽培的研究。5．植物资源综合利用的研究。6．植物资源开发的生物技术应用研究。7．植物资源调查规划与评价的研究。8．植物资源保护管理与可持续利用的研究。植物资源的分类（按用途分）1．食用植物资源（1）淀粉植物类（2）蛋白植物类（3）食用油脂类（4）维生素植物类（5）饮料植物类（6）食用色素植物类（7）食用香料植物类（8）甜味剂植物类（9）饲用植物类（10）蜜源植物类（11）其他食用植物类2．药用植物资源（1）中草药植物类（2）农药植物类3．工业用植物资源:可用以纺织、造纸、编织、印染、制药、化工原料等方面。包括：（1）纤维植物类（2）鞣料植物类（3）香料植物类（4）工业用油脂植物类（5）树胶植物类（6）工业用染料植物性类（7）能源植物类4．保护和改造环境植物资源：包括（1）防风固沙植物类（2）保持水土植物类（3）改良土壤植物类（4）监测和抗污染植物类（5）绿化美化、保护环境植物类（6）指示植物类5．植物种质资源：也叫品种资源或遗传资源，是指选育新品种的基础材料，包括植物的栽培种、野生近缘属种的繁殖材料以及利用上述繁殖材料人工创造的各种植物的遗传材料。即一切具有一定种质或基因、可供育种及相关研究利用的各种植物类型。植物资源的特点1．可再生性2．可解体性（易受威胁性）3．近缘种成分的相似性4．利用的时间性5．用途的多样性6．可栽培性7．分布的地域性8．价值的潜在性华南区是全国植物资源最丰富的地区引种驯化：通过人工栽培、自然选择和人工选择，使野生植物、外地或外国的植物适应本地自然环境和栽培条件，成为能满足生产需要的本地植物。植物资源引种驯化的意义1．增加资源植物种类2．改良栽培植物种类3．扩大栽培范围、发展商品生产4．保护珍稀濒危植物5．发挥植物的优良特性植物引种驯化的理论：达尔文学说，气候相似论，生态历史分析法，区系发生法，栽培植物起源中心学说资源植物引种驯化的途径引种驯化主要是利用植物本身适应性和变异性。（一）直接引种1.利用植物原有的适应性直接引种2.利用气侯相似性直接引种。3.在生态历史方法指导下进行的孑遗植物的引种。（二）间接引种1．采用特殊的栽培技术措施（1）关键时刻的保护。（2）改变生长发育节奏。（3）改变植物的体态结构。（4）采用嫁接技术。2．改造植物的适应性（1）实生苗的多世代选择（2）逐步驯化法（3）采用现代育种手段系统研究法的理论依据：系统研究法是利用植物近缘属种化学成分具有相似性的特点，发掘新植物资源的方法。系统研究法学科基础：植物区系和植物地理学系统研究法研究方法：植物分类、植物分布与植物化学相结合。系统研究方法的要求和特点：系统研究法常用于寻找已开发利用的植物资源代用品的研究。优点：目标性明确，研究周期短，一旦成功，将直接为生产服务，具有较高的使用价值。缺点：资金和技术要求高；对未知化学成分鉴定困难。要求：需要有完整的植物区系资料；实验设施和研究手段必须十分精良。研究程序1．确定研究材料2．研究方法的制定3．有用物质的测试和分析4．研究结果的评价应用实例利血平研究田菁胶的发现红豆杉及其近缘植物中紫杉醇与同系物的分析民族植物学方法民族植物学：是研究人与植物之间直接相互作用的科学。研究内容：研究人类利用植物的传统知识和经验，包括植物资源的利用历史、文化和现状，特别是种类及其用途和利用方法。研究的根本方向和任务：通过现代科学研究方法研究民族民间传统利用植物的知识和实践经验，实现植物资源的可持续利用、保护生物多样性和文化多样性。民族植物学方法的理论依据各民族和民间利用野生植物资源的传统知识是在长期的生产实践中积累起来的，是寻找新药物、新型食品、新的工业原料的巨大宝库。民族植物学方法的特点和要求优点：具有显著的地域性，突出的民族性和特殊的文化特征；目标植物比较明确，方法简单快捷，研究成功可直接应用于生产。因为许多植物早已被人们所认识和应用，只要辅以现代分析手段，就可以达到寻找新资源的目地。缺点：调查中往往会遇到语言、文化和心理上的障碍。要求：需要广泛的相关学科的知识背景。民族植物学法的研究程序1．描术研究阶段2．解释研究阶段3．应用阶段其他研究方法（一）从古今中外文献中发现（二）从基础研究中得到启迪（三）从有用成分中进行结构的修饰我国植物资源开发利用中存在的主要问题1．资源破坏严重2．资源环境恶化3．植物资源开发利用的技术研究严重滞后4．缺乏高质量、高品位的新品种5．盲目开发6．忽视综合开发和利用植物资源开发利用的层次（一）一级开发：开发的手段侧重于农学和生物学方面，是以农业生产方式为主的开发，目的在于不断扩大野生植物资源产量，不断提高质量。（二）二级开发：以发展产品为主要目标，是以工业生产方式为主，即将已有的资源加工成新的产品及各种系列产品。（三）三级开发：以发展新资源、新原料为主要内容，是以综合性科学研究方式为主，目的在于发掘新的植物资源，开发新原料、新产品等。植物资源开发利用的主要途径（一）植物资源调查，为合理开发利用提供科学依据（二）把握市场，放远眼光，适应市场经济形势（三）合理采收，保护野生植物资源（四）变野生为家植，建立商品生产基地（五）开展综合利用研究，提高资源利用率（六）加强深加工研究，提高商品附加值（七）发挥区域优势，发展拳头产品（八）不断发掘新的资源植物种类和新的用途（九）充分发挥植物资源的生态效益植物资源可持续利用的概念：在人类利用植物资源的过程中，尊重自然规律，充分研究和利用植物的再生能力，在不影响植物自身正常繁衍生息的条件下，既能满足当今人类对植物资源的需求，又不影响后代的需要，实现植物资源的保护性开发。植物资源可持续发展的原则1．在保护野生植物资源的基础上，维持最高产量的原则2．局部利用与整体利益统一的原则3．综合开发利用提高经济效益原则4．根据市场需求，不断开发新资源的原则植物资源可持续利用研究途径（一）开展植物资源现状的调查研究（二）开展驯化栽培和优良品种选育研究（三）开展资源植物野生抚育技术研究（四）开展资源植物种群更新能力研究（五）开展资源植物有用成分形成机理与质量控制研究（六）开展资源植物野生原生境保护研究我国植物多样性的一般特点1．物种丰富2．区系起源古老，特有属、种繁多：3．栽培植物及其野生亲缘的种质资源异常丰富：4．生态系统丰富多彩：5．空间格局繁复多样我国植物多样性的形成条件1．辽阔的疆域2．中纬度和大陆东岸的地理位臵3．起伏多山的地形4．人类活动的巨大影响植物资源保护的目标1．保护植物资源的存在。2．保护植物资源的再生能力。3．保护植物的多样性。4．保护植物资源形成的生态环境。植物资源的保护对策（一）植物资源的就地保护——自然保护区就地保护：是指在植物自然原生地通过建立自然保护区进行保护的措施。自然保护区：是指在不同的地理环境区域内，划出一定范围并设臵管理机构，将自然环境和自然资源以及自然历史遗产加以保护和研究的地域。自然保护区的特点：强调自然过程，它是保护和利用植物资源的重要战略基地，也是保护濒危物种最有效的一种方法。自然保护区的类型（1）以保护完整的综合自然生态系统为目的的自然保护区。（2）以保护某些珍贵动物资源为主的自然保护区。（3）以保护珍稀孑遗植物及特有植被类型为目的的自然保护区。（4）以保护自然风景为主的自然保护区和国家公园。自然保护区的区域划分（1）核心区（绝对保护区）：是自然保护区的核心，严格保护天然生态系统，要求保持其原始状态，把人类活动的影响降低至最低度。主要任务是保护，以保持其物种的多样性。（2）缓冲区：是核心区周围保护性的过渡区，保存有一定面积天然生态系统，其主要作用是把核心区同周围地区隔离开来，使其不受或少受人为影响。（3）实验区：处于保护区外围，除具缓冲区的作用外，还开展实验性或生产性的科研和资源开发利用研究。（4）旅游区：一般可在缓冲区和试验区范围内，划出一定开放旅游的区域。在自然保护区开展旅游，既可为保护区建设筹集资金，又可以促进环境教育的发展，提高公众生态意识，社会效益也较大。自然保护区的功能（1）保护生物多样性。（2）保持生态平衡，最大限度地保护动、植物种质资源。（3）为人类提供作为能源、工业原料、食品、药物等方面的新物种，促进经济建设。（4）提供科研、教学和环境监测场所。（5）提供旅游和疗养场所。植物资源的迁地保护——植物园迁地保护：主要是活体贮藏，是在植物适宜生存的区域建立植物园进行人工保护的措施。植物园：调查、采集、鉴定、引种、驯化、保存和推广利用植物的科研单位，以及普及植物科学知识，并供群众游憩的园地。植物园的特点：强调的是人为因素。植物园的功能（1）资源植物的引种和开发（2）保护植物多样性（3）科普教育活动（4）创造一个美雅恬静的环境植物资源的离体保护——种质基因库离体保护:使植物基因资源在没有植物实体的状态下永久保存的设施。目前植物离体保护的主要设施是种质基因库。植物种质基因库：是指用于保存植物遗传资源为目的，保存植物种子和各种繁殖体（花粉、胚等）的现代化设施。植物种质基因库的特点：它更大程度的强调人为因素。种质基因库是对农业的种质资源进行系统收集、整理、评价、开发、利用和创新的工程，它能为育种者和后人提供丰富的资源储备。现有植物种质基因库多以低温干燥保存为主要手段。保存的材料主要是植物种子。现有植物种质基因库的主要任务（1）收集保存植物的遗传资源。（2）保存所有珍稀濒危植物物种。3．种质基因库的类型：根据贮藏时间长短可分为三种类型：（1）长期贮藏库（基本库）：贮温-10℃以下，贮30年以上。主要用于长期保存从全国各地收集来的作物品种资源，包括农家种、野生种和淘汰的育成品种等，目的是防止植物种质资源流失。（2）中期贮藏库：贮温0～5℃，贮15年左右。保存在中期库的资源可随时提供给科研、教学及育种单位研究利用及其国际交换。（3）短期贮藏库：贮温10～15℃左右，贮3～5年。中、短期贮藏库主要用于种子的评价利用和繁殖更新。食用植物资源是指含有可以为人类提供食用的淀粉、蛋白质、油脂、维生素等，或可以作为蔬菜直接食用的植物资源。它包括淀粉、蛋白质、维生素、甜味剂、油脂、色素、香料植物资源等。淀粉的特性：淀粉为白色、带有光泽、具有不同形状的微小颗粒。淀粉无味无臭，不溶于冷水或乙醇，但水加温至55～60℃时，则膨胀变成有粘性的半透明凝胶或胶体溶液，此现象称为糊化。蛋白质植物（一）食用茵生产：食用茵含有多种氨基酸，味道鲜美，营养丰富，是植物蛋白来源的一个重要组成部分。我国有360多种食用茵，为世界上食用茵资源最丰富的国家之一。（二）种子蛋白：豆类植物种子含有丰富的蛋白质，此外非豆类种子的蛋白质也是一项非常丰富的蛋白质资源。如棉籽蛋白、荞麦蛋白、籽粒苋种子蛋白、菜籽蛋白等。（三）单细胞蛋白：又叫微生物蛋白、菌体蛋白，是指天然的或经过加工之后，可以作为人类及动物食物的微生物细胞物质。（四）叶蛋白：绿色植物的叶片中含有丰富的蛋白质，用新的生