[發明專利]荒漠苔蘚及其生物結皮快速增殖方法

無效

• 申請號: 200810035554.X
• 申請日: 2008-04-03
• 公開（公告）號: CN101268739A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 許書軍;王艷;王正武;岳東
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A01G1/00
• 分類號: A01G1/00;A01G7/06;A01H4/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種生物技術領域的方法，尤其是一種荒漠苔蘚Tortuladesertorum及其生物結皮快速增殖方法。

背景資料

土壤生物結皮在干旱-半干旱地區分布廣泛，特別是在維管植物難以生存地區，對當地土地資源維持和生態環境保護具有重要意義。生物結皮有以下幾方面主要功能：固氮作用，為荒漠植物和土壤微生態系統提供氮素；把金屬螯合態轉變為植物可吸收形態；提高土壤積聚能力，降低風蝕和沙土流失；構建一個粗糙表面，從而可以捕獲水分或者養分含量豐富顆粒。這些功能決定了其在沙漠修復和植被管理當中重要作用。但沙漠生物結皮極易遭受破壞，一旦遭到破壞，會加速沙漠化進程。根據結皮大小，一塊完整結皮自然恢復時間從幾年到十幾年不等，周期漫長。苔蘚是幾種生物中最高形式，苔蘚結皮代表結皮進化最高水平，進一步改良，有可能在上面產生更高級植物；如果苔蘚結皮退化，則會轉變為其他形式結皮如藻結皮，甚至轉變為沙漠，因此苔蘚結皮是沙漠向土壤過渡標志，可以作為沙漠環境條件改善與否指示物。如果能人工快速培養出大量的荒漠苔蘚材料，經過馴化后與其他的工程手段相結合，勢必能夠在荒漠地區荒漠化治理和生態重建方面起到重要作用。

用于城市綠地和高爾夫球場等功能區的生物材料多為草坪。在北方干旱-半干旱地區維持草坪往往需要人工澆灌，造成地下水資源的嚴重浪費。這主要是因為高等植物如高大喬木、草類，99％的水分通過蒸散消耗而損失掉，僅1％的水分用于光合作用。而相對低等的苔蘚植物，特別是荒漠苔蘚植物，在其長期進化過程中已經形成抗御水分喪失的外在結構和適應極端干燥的代謝機制，其在生長過程中需要非常少量的水分就可以維持自身的生長和繁殖，并且全部的水分來自空氣當中，因此非常適合用于干旱-半干旱地區城市綠化。如果能提高其生長速度并用于城市綠地建設，就能降低草坪耗水量，從而減輕城市供水壓力。

經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利(申請)號為200310125467.0的專利提供一種被培育的苔蘚耐干燥性優良、且在苔蘚培育其間易形成群落的苔蘚培育片，和使用該苔蘚培育片的結構綠化方法。該專利所用的生物材料為日本砂蘚(Racomitrium?japonicum?Dozy?et?Molk.)、硬葉砂蘚(Racomitriumbarbuloides?Card.)和灰蘚(Hypunum?plumaeforme?Wils.)三種非荒漠地區生長的耐干苔蘚，其采用整個配子體種植在紙張、纖維碎末上，施加肥料后形成一般的苔蘚結皮，沒有涉及荒漠苔蘚培養，而該專利獲得的苔蘚結皮僅能夠用于相對濕潤地區墻體綠化或者其他場所綠化，不能用于干旱地區或者荒漠地區生態修復。進一步檢索中，尚未發現通過組織培養、簡單無機培養基進行荒漠苔蘚及其生物結皮的快速繁殖的報道。有鑒于此，加上我國當前沙漠化及城市沙塵暴情勢加劇，三北防護林部分區域實效和嚴重耗費地下水資源，荒漠苔蘚繁殖技術突破及苔蘚結皮構建方法在生態保護方面顯得格外重要。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種可用于干旱地區綠化、荒漠化治理的苔蘚及其生物結皮快速增殖方法，解決荒漠苔蘚自然繁殖速度緩慢技術難題，為干旱-半干旱地區城市綠化和荒漠化治理提供可行的生物材料。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括如下步驟：

步驟1：荒漠環境采集的干燥荒漠苔蘚Tortula?desertorum?Broth.配子體的活性恢復；

步驟2：荒漠苔蘚快速繁殖：上述活性恢復材料的葉片與基體分離，將分離后的葉片植入載有固體培養基的培養皿中進行培養，得到該荒漠苔蘚培養材料；

步驟3：荒漠苔蘚結皮構建：分離步驟2得到的苔蘚配子體葉片，將分離后的葉片在載有固體培養基的培養皿中培養，然后將培養出的原絲體移栽至載有河沙的培養皿中，改變培養溫度，再培養形成完整的苔蘚結皮；

步驟2和3中培養基選擇Knop培養基或者培養液，其組成為1.0g/LCa(NO₃)₂·4H₂O、0.25g/L?KH₂PO₄、0.12g/L?KCl、0.25g/L?MgSO₄·7H₂O以及微量FeCl₃·6H₂O。

步驟4：苔蘚生物結皮微組裝與抗性馴化：步驟3中培育出的苔蘚結皮壓入培養盤中，放置在室內環境中，噴水保持濕潤，使其蔓延生長成片狀；

上述步驟1是將干燥的苔蘚樣品以完全復水方式復活48小時。