培养环境对铁皮石斛组培苗生长的影响

汪一婷，吕永平，牟豪杰，周迪江，陈 志，陈利萍，陈剑平*

（1.浙江大学农业与生物技术学院，浙江杭州 310058；2.浙江省农业科学院病毒学与生物技术研究所，浙江杭州 310021）

培养环境对铁皮石斛组培苗生长的影响

汪一婷1，2，吕永平2，牟豪杰2，周迪江2，陈 志2，陈利萍1，陈剑平2*

（1.浙江大学农业与生物技术学院，浙江杭州 310058；2.浙江省农业科学院病毒学与生物技术研究所，浙江杭州 310021）

对影响铁皮石斛组培苗生长的环境因子进行了研究，结果表明，光照时间是影响铁皮石斛组培苗增殖及品质的最大影响因子，12h·d-1为最佳的光照时间。而不同培养基、培养温度及光照强度对铁皮石斛组培苗生长的影响差异不显著。从组培苗质量和生产成本考虑，适宜的铁皮石斛组培苗规模化生产的环境条件为光照时间12h·d-1，光照强度30μmol·m-2·s-1，培养温度25℃左右。

铁皮石斛；组织培养；培养环境

铁皮石斛（Dendrobiumoffcinale）是我国传统名贵中药材，现代药理研究证明，铁皮石斛具有增强免疫力、消除肿瘤、抑制癌症等作用，特别是对人体肺癌细胞具有极大的抑制作用，抑制率达74.7%～97.2%。据浙江省食品药品监督管理局资料，截至2011年，仅浙江省铁皮石斛产业产值超过20亿元，相关人士预计，2015年全省铁皮石斛产值将达到40亿元。资料显示，浙江省铁皮石斛种植面积达867hm2，预计到2015年将达1333hm2以上，按目前667m2栽培密度10万株，优质种苗年需求将达200亿株。

由于铁皮石斛生境特殊、自然繁殖率低、生长缓慢等原因，铁皮石斛的供给一直严重不足，因此，利用植物组织培养方式进行铁皮石斛种苗生产，便成为快速解决这一供需矛盾的有效途径。

目前国内铁皮石斛组培方面文献较多，多以基本培养基、植物生长调节物质、添加物的筛选为主［1-5］，而对影响组培苗生长的其他环境因子（光照时间、培养温度、光照强度等）研究较少。因此，本研究拟通过对影响铁皮石斛组培苗的光照时间、培养温度、光照强度等因子进行研究，建立一套科学合理的铁皮石斛组培苗培养环境控制体系，为进行铁皮石斛组培苗产业化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1供试材料

供试材料为本实验室建立的铁皮石斛组培苗，组培苗以腋芽为外植体，利用直接不定芽再生体系获得再生苗。

取生长一致、成簇的铁皮石斛不定芽从基部以每4株不定芽为单位分开，接种于培养基中，每瓶接种4丛，然后置于不同培养环境中培养。试验光源为飞利浦T8/36W荧光灯。

1.2 处理设置

1.2.1 光照时间对组培苗的影响

试验设置10，12，14，16h·d-1共4个光照时间处理，培养温度为（25±1）℃，光照强度为30μmol·m-2·s-1，每处理3瓶，重复3次。

1.2.2 光照强度对组培苗的影响

试验设置30，40，50μmol·m-2·s-1共3个光照强度处理，培养温度为（25±1）℃，培养时间为16h·d-1，每处理3瓶，重复3次。

1.2.3 培养温度对组培苗的影响

试验设置（20±1）℃和（25±1）℃2个光照温度处理，光照强度为30μmol·m-2·s-1，培养时间为16h·d-1，每处理3瓶，重复3次。

1.2.4 培养基对组培苗的影响

试验设置2种培养基处理，光照强度为30μmol·m-2·s-1，光照时间为10，12，16h·d-1，培养温度为（25±1）℃，每处理3瓶，重复3次。M1：MS+6-BA1.0mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1+香蕉粉20g·L-1；M2：MS+6-BA 0.1mg·L-1+NAA1.0mg·L-1+香蕉粉20g·L-1。

1.3考查项目

培养3个月后，记录不同处理下的组培苗的增殖芽数、苗高、开花率及根长指标。随机选取10丛组培苗，分别测量每丛不定芽数量、最长的苗高、根长，以及开花频率（开花的芽数/总芽数），重复3次。

1.4 数据处理

采用Excel2007进行平均值、标准差计算及图表绘制，采用DPS7.05进行Duncan’s多重比较（P=0.05）。

2 结果与分析

2.1 光照时间

如表1所示，在不同光照时间下培养3个月后，光照时间为10和12h·d-1处理的培养材料苗高显著高于光照时间为14和16h·d-1处理的。不定芽增殖情况则相反，光照时间14h·d-1处理的铁皮石斛不定芽增殖数量显著高于光照时间为10和12h·d-1处理的，其他各光照时间下培养材料间差异不显著。

表1 光照时间对铁皮石斛组培苗的影响

在光照时间为14和16h·d-1下铁皮石斛组培苗均在瓶内开花，开花率分别为1.67%和1.25%，在光照时间为10和12h·d-1下培养的铁皮石斛组培苗瓶内未见开花。铁皮石斛组培苗瓶内开花的情况，会不同程度降低组培苗的品质。本试验中，开花组培苗不仅单株高生长低于未开花组培苗，整丛不定芽的平均高生长均明显低于未开花组培苗，生物量严重降低（图1）。

图1 铁皮石斛开花组培苗与未开花组培苗生长情况

2.2 光照强度

如表2所示，本试验设置的不同光照强度对铁皮石斛组培苗开花率、苗高及不定芽增殖的影响差异均不显著，因此，在铁皮石斛组培苗规模化生产的时候，利用较低光照强度进行培养，可有效降低组培苗成本。同时，组培苗瓶内开花率结果再次表明，光照强度为30μmol·m-2·s-1时，铁皮石斛平均开花率为1.25%。

表2 光照强度对铁皮石斛组培苗的影响

表3 培养温度对铁皮石斛组培苗的影响

2.3 培养温度

如表3所示，本试验设置的不同培养温度对铁皮石斛组培苗开花率、苗高及不定芽增殖的影响均不显著，培养温度为（25±1）℃时，组培苗瓶内开花率为1.66%。与表2结果对比表明，培养时间均为16h·d-1时，在光照强度为30μmol·m-2· s-1、培养温度为20℃环境中与光照强度为40和50 μmol·m-2·s-1、培养温度为25℃环境中培养的材料之间的开花率、苗高及不定芽增殖的差异不显著。

表4 培养基和关照时间对铁皮石斛组培苗的影响

2.4 培养基

如表4所示，在相同光照时间下，不同培养基对铁皮石斛组培苗开花率、苗高、不定芽数量及根长的影响差异不显著，同时，光照时间是影响铁皮石斛开花的关键因素，与表1结果相同，因此，光照时间不长于12h·d-1可有效控制铁皮石斛组培苗瓶内开花。

3 小结与讨论

本试验主要对影响铁皮石斛组培苗生产的环境因子进行研究，通过对不同光照时间进行测试，结果显示，光照培养12h·d-1不仅能够有效抑制铁皮石斛组培苗在瓶内开花，而且组培苗其他形态指标均优于或不低于其他光照时间下培养的组培苗。鲍顺淑等［6］通过对不同光照时间下培养铁皮石斛组培苗净光合速率、叶绿素含量、干重、多糖含量及不定芽增殖等指标进行测量，得出与本研究相同的结果，但该研究未对不同光照时间对铁皮石斛组培苗瓶内开花的影响进行研究，而本研究发现，光照时间对铁皮石斛组培苗瓶内开花影响较大。

本试验研究结果显示，不同培养基对铁皮石斛影响差异不显著，同样，本研究其他结果表明，光照强度与培养温度对铁皮石斛组培苗的影响差异也不显著，对于铁皮石斛组织培养影响最大的环境因素是光照时间。刘世平［7］研究结果表明，铁皮石斛组培苗生长对培养基选择性不大，但培养环境对组培苗的影响明显，与本研究结果相同，但其仅对培养温度与湿度对铁皮石斛组培苗的影响进行了测试，并未对本研究所涉及到的光照强度和光照时间进行测试。潘梅等［8］研究也认为在光照强度1500lx和2000lx环境下培养的铁皮石斛组培苗差异不显著。

田思源［9］研究结果表明，温度25℃比20，30和35℃更有利于铁皮石斛外植体的出芽率和生长势的提高，但并未给出具体试验数据，陈青青等［10］在诱导铁皮石斛组培苗生根过程种得到了与之相同的结果；而潘梅等［8］研究表明，培养温度为22～28℃时，铁皮石斛组培苗无显著差异，但均显著优于30℃以上的培养温度，本研究结果表明，20和25℃下铁皮石斛组培苗长势及生根情况无差异，鉴于培养室生产成本控制，建议铁皮石斛组培苗适宜培养温度为25℃。

综上所述，从组培苗质量和成本考虑，本研究认为，适宜的铁皮石斛组培苗规模化生产的培养环境为光照时间12h·d-1，光照强度30μmol·m-2· s-1，培养温度25℃左右。

［1］ 袁正仿，张卫明，丁小余，等.铁皮石斛的组织培养研究［J］.中国医学生物技术应用杂志，2002（3）：58-60.

［2］ 孟志霞，房慧勇，郭顺星，等.营养因子对铁皮石斛幼苗生长的影响［J］.中国药学杂志，2008（5），43：665-668.

［3］ 梁淑颖，令杰.组培条件下铁皮石斛幼芽分蘖和生根的影响因素研究［J］.北方园艺，2013（1）：112-114.

［4］ 宋顺，许奕，王必尊，等.不同培养基成分对铁皮石斛组织培养的影响［J］.中国农学通报，2013，29（13）：133-139.

［5］ 赵兴兵，吴维佳，庞璐，等.珍稀濒危药材铁皮石斛组培快繁关键技术研究［J］.湖南中医药大学学报，2012，32（3）：27-20.

［6］ 鲍顺淑，贺冬仙，郭顺星.可控环境下光照时间对铁皮石斛组培苗生长发育的影响［J］.中国农业科技导报，2007，9（6）：90-94.

［7］ 刘世平.不同培养基及培养环境对铁皮石斛幼苗生长的影响试验［J］.林业调查规划，2012，37（3）：39-42.

［8］ 潘梅，王景飞，姜殿强，等.铁皮石斛丛生芽增殖培养条件的优化［J］.北方园艺，2013（13）：128-130.

［9］ 田思源.铁皮石斛组织培养的工艺条件研究［J］.科技资讯，2012（8）：107.

［10］ 陈青青，赖钟雄，朱金秀.铁皮石斛试管苗生根影响因素研究［J］.福建农业学报，2010，25（5）：602-605.

（责任编辑：张 韵）

S567文献标志码：A文章编号：0528-9017（2014）07-1021-03

文献著录格式：汪一婷，吕永平，牟豪杰，等.培养环境对铁皮石斛组培苗生长的影响［J］.浙江农业科学，2014（7）：1021-1023.

2014-03-25

农业部引进国际先进农业科学技术计划（2011-G31）

汪一婷（1971-），女，副研究员，从事植物组织培养方面研究工作。E-mail：wangyiting830@163.com。

陈剑平，研究员。E-mail：jpchen2001@126.com。