光质对金钗石斛生长及品质的影响

彭金彬

(泉州市洛江区林业局，福建 泉州 362010)

光质对金钗石斛生长及品质的影响

彭金彬

(泉州市洛江区林业局，福建 泉州 362010)

以贵州赤水的金钗石斛(DendrobiumnobileLindl)为试验材料，以白光对照，采用红光(R)、蓝光(B)和不同比例的红蓝混光处理(2R1B、1R2B，红光 ∶蓝光分别为2 ∶1、1∶2)，观测不同光质对金钗石斛生长发育及有效成分合成与积累的影响。结果表明，单纯红光或蓝光对金钗石斛生长都不利，会引起金钗石斛徒长或矮壮。当红光 ∶蓝光=1∶2时(1R2B)，金钗石斛的生长量最大，鲜重、干重分别比对照增加25.8%、38.8%。处理180 d后，1R2B处理的根、茎、叶的多糖含量都显著高于其它处理，分别较对照高9.36%、14.51%、31.05%；且整株多糖积累量最多，比对照高68.14%；1R2B处理的生物碱含量及积累量显著高于其它处理，比对照高3.23%、45.4%。相关性分析表明，不同光质处理下金钗石斛多糖、生物碱含量与金钗石斛的生长发育相关不显著，但多糖含量、积累量与生物碱含量、积累量存在着协同关系。研究结果可为金钗石斛优质、低碳、高效生产提供参考。

金钗石斛；光质；生长；多糖；生物碱

金钗石斛(DendrobiumnobileLind1)又名金钗石、扁金钗、扁黄草、扁草、黄草，为兰科石斛属多年生附生草本植物。金钗石斛具有较高的观赏价值，又是常用名贵中药材，以新鲜或干燥茎入药，具有滋阴清热、益胃生津之功效。石斛生物碱(alkaloid)是金钗石斛的主要有效成分，现代药理学研究表明金钗石斛生物碱对白内障、心血管和胃肠道等疾病具有一定疗效[1-2]。

由于生长条件的特殊要求，生长繁殖缓慢，加上野生资源滥采、滥挖及环境破坏等原因，金钗石斛已濒临灭绝。长期以来，国内外的石斛研究主要集中于药用化学方面[3-4]，对石斛资源再生的研究以组织培养为主[5-6]，成活率很低，难以在生产中应用。弄清金钗石斛生长所需的环境条件及其生理生化特点是解决石斛人工栽培驯化、恢复种群的理论基础。本试验首次系统地研究不同光质处理对金钗石斛生长发育及有效成分合成积累的影响，旨在弄清金钗石斛生长对光质的需求规律，找出适合金钗石斛生长及其有效成分合成与积累的光质组合，为金钗石斛的栽培驯化，恢复金钗石斛资源提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

2013年1月，以贵州赤水金钗石斛(DendrobiumnobileLindl)移栽苗(移栽28 d)为试验材料，种苗在智能温室的苗床上种植，周围用不透明材料覆盖，防止不同处理间光照的影响。LED光源系统模块功率30 W，分红色、蓝色单色光，可分别调节光强大小。

1.2 试验方法

LED光源模块共有12排灯带，其中红光带8条，蓝光带4条，调节红、蓝光条带数，进行对比处理。各处理参数见表1。

光照时间为间断光照，每隔2 h照射1次，白天温度控制在22～25 ℃，夜间温度控制在14～16 ℃，湿度控制在70%～90%。每种光处理3次重复，每次重复为20盆移栽苗。其他管理方法按照日常管理方法进行。

表1 不同光质LED光源的主要技术参数

1.3 测定方法

在不同光照条件下培养60、120、180 d后进行取样测定。用米尺测量金钗石斛苗高，取最长根的长度作为根长；游标卡尺测定植株中间部位作为地径；然后将金钗石斛整株经105 ℃杀青15 min，60 ℃干燥至恒重，再制成粉末，过60目筛。

金钗石斛多糖含量测定参考张西玉[7]测定石斛兰多糖的苯酚-硫酸法，生物碱含量参照徐宁[8]测定石斛兰生物碱含量的酸性染料分光光度法。含水率=(器官鲜重-器官干重)/器官干重×100%；有效成分积累量=有效成分含量×器官的干重；生长期内各指标的平均值为培养60、120、180 d测定的各指标的总和/3。采用Excel 2003整理数据，利用DPS软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同光质对金钗石斛生长的影响

由表2可知，60～180 d期间，R处理下苗高的增幅最大，为3.35 cm；B处理下的苗高增幅最小，为0.78 cm；3个处理时间的苗高平均值，R处理最大，为3.26 cm，较对照高27.9%，呈徒长状。B处理下地径的增长幅度最大，为0.61 cm，R处理下的地径增幅最小，为0.21 cm；3个处理时间的地径平均值，B处理最大，为0.64 cm，较对照增加13.5%。试验期间，除了180 d后R处理下节数为3个外，金钗石斛茎节数基本上保持不变。同时，除B、1R2B处理下的芽数在处理120～180 d后有所增加之外，其余芽数都是1个。生长期间，1R2B处理下根系状况最好，根长增长幅度最大，为5.67 cm，有8条根；R处理下根长增幅最小，为3.44 cm，5条根；3个处理时间的根长平均值，1R2B处理最大，为3.91 cm，较对照增加8.5%。从金钗石斛产量来看，1R2B处理下鲜重、干重增幅都最大，分别为34.2 g、7.02 g；3个处理时间的鲜重、干重的平均值也是1R2B处理最大，分别为16.6 g、2.99 g，比对照增加25.8%、38.8%。

2.2 不同光质对金钗石斛多糖含量及积累量的影响

由表3可知，各个生长阶段中金钗石斛器官多糖含量大小顺序基本为茎>叶>根，同一器官的多糖含量随着生长时间推移不断增加，同一生长时间下不同处理下的多糖含量不同。60～120 d期间，1R2B处理下的根、茎、叶的多糖增长幅度都最大，分别为0.78%、12.95%、9.48%；3个处理时间根的多糖含量平均值，2R1B处理最大，为1.82%，比对照增长8.98%；3个处理时间茎、叶的多糖含量平均值皆为1R2B处理最大，分别为12.95%、9.48%，分别比对照增加15.25%、20.85%。

表2 不同光质对金钗石斛生长的影响

*：同一列数据后不同小写字母为差异达5%显著水平；不同大写字母为差异达1%显著水平。下同。

不同处理下，金钗石斛多糖积累量随着生长时间的推移逐渐增加，不同光质处理下的多糖积累量却各有不同。表3显示，60～180 d期间多糖积累量，增幅最大的是1R2B处理，增加9.42 mg，R处理下增幅最小，只增加1.46 mg；3个处理时间多糖积累量平均值，1R2B处理最大，为3.62 mg，比对照增加68.8%。

2.3 不同光质对金钗石斛生物碱含量及积累量的影响

由表4可知，60～180 d期间，不同光质处理下茎段生物碱含量增幅最大的是2R1B处理，增幅为0.80%；最小的是B处理，为0.22%。3个处理时间生物碱含量平均值最高为2R1B处理，为0.83%，比对照增加15.8%。不同光质处理下茎段生物碱积累量增幅最大的是1R2B处理，增幅为0.69 mg；最小的是R处理，为0.14 mg。3个处理时间生物碱积累量平均值最高为2R1B处理，为0.27 mg，比对照增加44.1%。

表3 不同光质处理对金钗石斛多糖含量及积累量的影响

表4 不同光质处理对金钗石斛生物碱含量及积累量的影响

2.4 不同光质处理下金钗石斛生长指标及有效成分含量间相关性分析

由表5可知，不同光质处理下，金钗石斛的根系生长情况与茎粗、干重呈极显著正相关；茎粗与茎长呈显著负相关；多糖积累量与干重呈极显著正相关，与多糖含量呈显著正相关；生物碱含量与多糖含量呈显著正相关；生物碱含量与干重、多糖含量、多糖积累量呈正相关，达到显著或者极显著水平。

表5 不同光质处理下金钗石斛生长指标及有效成分含量间相关性分析

*：*、**分别表示在0.05、0.01水平上的相关显著性。

3 讨论

3.1 不同光质对金钗石斛生长的影响

在植物生长发育过程中，光可经过内光环境、光受体的调节转化成化学能，从地上部传输到根系，对其生长发育进行调控[7]。根系虽未直接接受光照条件，但对不同光质的反应却不同，相关研究表明，三基色荧光灯下水稻幼苗根长最长、红光次之、蓝光和白光下最短[8]。高亭亭等[9]研究表明，红光有利于铁皮石斛种苗根系与苗高生长，蓝光有利于铁皮石斛种苗增粗与生物碱积累，红蓝混光有利于其叶绿素与多糖含量增加，其原因是富含远红光成分的光能激活特定的IAA载体蛋白或IAA载体蛋白调控因子，使IAA运输方向改变，从而影响植物的生长发育。蓝光提高了IAA氧化酶活性，降低了植物体内的IAA水平，进而抑制了植物的伸长生长[10]。

迄今为止，尚无人对金钗石斛生长及有效成分合成与积累所需的适宜光质比进行系统的研究。本试验研究结果表明，单纯红光照射导致金钗石斛出现徒长现象，单纯的蓝光照射导致金钗石斛过于矮壮，不利于金钗石斛干物质量积累；从最终产量及农艺性状来评价，当红蓝光比例为1∶2时，最有利于金钗石斛生长发育。通过分析不同光质比处理下金钗石斛农艺性状之间相关性显示，其根系生长情况与干物质积累呈极显著正相关(r=0.92**)，由此证明不同光质处理主要是通过地上部传输到根部，进而影响金钗石斛的生长发育，这与张西玉[7]研究结果一致。

3.2 不同光质对金钗石斛有效成分合成与积累的影响

研究表明，光质对药用植物中有效成分的合成与积累起到重要的调节作用[10-13]。通过研究不同光质对铁皮石斛多糖与生物碱含量的影响发现，蓝光有利于铁皮石斛种苗生物碱积累，红蓝混光有利于多糖含量的积累[9]，对于不同光质处理对金钗石斛不同器官多糖含量及积累量的影响以及对茎的生物碱合成与积累的影响至今尚未见报道。本试验结果表明，金钗石斛各器官多糖含量大小顺序为茎>叶>根，与章金辉等[14]的试验结果一致。结果同时显示，不同光质比处理下金钗石斛整株平均多糖含量大小顺序为1R2B>2R1B>CK>B>R，不同光质处理下金钗石斛整株平均多糖积累量大小顺序为1R2B>CK>2R1B>B>R。相关性分析显示，不同光质比处理下金钗石斛多糖含量与其干物质积累量呈正相关，多糖积累量与多糖含量、干物质积累量呈正相关，达到显著或极显著水平。由此说明，当红蓝光比例为1∶2时有利于金钗石斛多糖的合成，其前提是该光质比例有利于金钗石斛生长发育，从而有利于多糖的合成与积累，所以生产上调整合适的光质比不仅有利于金钗石斛生长发育，还有利于其多糖的合成与积累。

不同光质处理下金钗石斛茎段生物碱含量大小顺序为2R1B>1R2B>CK>R>B，不同光质比处理下金钗石斛茎段生物碱积累量大小顺序为1R2B>2R1B>CK>B>R。相关性分析显示，生物碱含量与多糖含量呈正相关，达到显著水平；生物碱积累量与多糖含量、多糖积累量达到极显著正相关，与干重显著正相关。由此说明，生物碱的合成、积累与多糖的合成、积累之间存在协同关系，其机理有待进一步研究。

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Effects of Different Light Quality on the Growth and Effective Components ofDendrobiumnobile

PENG Jin-bin

(QuanzhouLuojiangDistrictBureauofForestry，Quanzhou362010，Fujian，China)

Taking Guizhou ChishuiDendrobiumnobile(Dendrobium nobile Lindl) as experimental materials，with white light control，light red and blue with red light，blue light and 2 different proportion of mixing，observation of the growth and effective components ofDendrobiumnobilesynthesis and accumulation effect.The results showed，the pure red or blue light on the growth ofDendrobiumnobileis bad，would cause excessive growth ofDendrobiumnobileor stocky.When the red light∶blue=1∶2 (1R2B)，the largest amount of growth ofDendrobiumnobile，the fresh weight and dry weight increased 25.8% and 38.8% respectively compared with the CK After 6 months growth，polysaccharide content in 1R2B treated roots，stems，leaves were significantly higher than other，respectively 9.36%，14.51% higher than CK，31.05%；and the whole plant polysaccharides accumulation up，higher than CK 68.14% Alkaloids content and accumulation amount of treatment 1R2B was significantly higher than other treatments，higher than CK 3.23%，45.4% correlation analysis showed，different light qualities ofDendrobiumnobilepolysaccharide，the alkaloid content ofDendrobiumnobileand growth is not significantly related to，but the content of polysaccharide，accumulation and the content of alkaloid accumulation，there is synergetic relationship.The research results provide the technical support for theDendrobiumnobilehigh-quality，low carbon，high efficient production.

Dendrobiumnobile；light quality；growth；polysaccharide；alkaloid

2014-12-10；

2015-01-21

泉州市科技重大项目(2013N70)

彭金彬(1977—)，男，福建泉州人，泉州市洛江区林业局工程师，从事林业造林技术研究。E-mail：1539572250@qq.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.04.014

S567.23+9

A

1002-7351(2015)04-0067-05