铁皮石斛种苗性状比较及原生态种植技术初探

2017-12-01，，，，

种子 2017年1期

关键词：培苗铁皮品系

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(1.贵州省现代中药材研究所，贵阳 550006； 2.安龙县欣蔓生物科技有限责任公司，贵州安龙 552400)

·应用技术·

铁皮石斛种苗性状比较及原生态种植技术初探

刘海1，张荷轩2，杨平飞1，宋智琴1，吴明开1

(1.贵州省现代中药材研究所，贵阳 550006； 2.安龙县欣蔓生物科技有限责任公司，贵州安龙 552400)

以浙江大金、贵州德卧、贵州安龙、云南文山4个不同品系铁皮石斛为材料，进行筛选研究，为优质品种选育提供理论依据。结果表明，各个品系铁皮石斛农艺性状间存在一定差异，在选择的品系中，以贵州德卧种源最为良好。同时开展原生态种植研究，将种苗分为A、B、C 3个等级，种苗进行原生态种植，结果显示，A级种苗长势情况最为良好。

铁皮石斛；品系；原生态种植

铁皮石斛(Dendrobiumcandidum)是兰科石斛属多年生草本植物[1]，又称铁皮兰、黑节草。主要分布在我国西南与江南各省，喜温暖湿润气候，不耐寒。石斛是被收录在《中国药典》中的5种石斛属植物之一[2]，是我国传统的珍稀中药材，有“仙草”美誉之称。石斛药用部分是新鲜或干燥的茎，中医记载其有生津益胃、滋阴清热、护肝明目、止咳润肺等功效[3]。现代药理研究和临床应用也已证明：铁皮石斛具有抗衰老、抗氧化[4]、降血压、增强免疫力等功效[5]。但由于石斛种子小，无胚乳，在自然环境下要与真菌共生才能萌发且生长繁殖极缓，加上生态环境的恶化及长期无节度的开采，野生资源日趋匮乏，濒临灭绝，已被国家列入重点保护野生药材品种目录。

为了满足市场对铁皮石斛的需求，发展人工种植是大势所趋，而人工种植首要的问题是解决种源问题、无公害栽培技术[6]，如何判断中药材种源的优良是种源筛选亟需解决的问题。近年来，石斛种植在我国迅速发展，成为重要的林下经济作物。但长期种植而缺乏种质筛选，导致药材质量良莠不齐、品种混乱，是企业发展的瓶颈。多年的研究证明，培育和应用优良品种是提高我国药材质量的关键所在[7]。虽然铁皮石斛的组培快繁技术已十分成熟，但是在生产过程中仍然存在组培苗种源混杂、生长缓慢、有效成分含量低等现实问题。植物代谢产物会受到环境影响[10- 11]。铁皮石斛“回归”喀斯特地区种植是一种提高品质的有效手段。且可作为喀斯特石漠化治理的有效措施。

1 铁皮石斛优良种源的适生条件调查

铁皮石斛优良种源地贵州，位于中国西南的东南部，云贵高原东部，介于东经103°36′～109°35′、北纬24°37′～29°13′，平均海拔在1 100 m左右，气候温暖湿润，属亚热带湿润季风气候。气温变化小，冬暖夏凉。

根据当地药农反应情况，选择一些有代表性的区域进行调查。在贵州平塘(Ⅰ)、贵州安龙(Ⅱ)2个县内寻找铁皮石斛。寻找到所需植物后，记录生境、伴生植物、拍照、采集标本，并用GPS锁定植物生长的地理坐标。以石斛属植株为中心划定样方，开展调查。调查基本生境见表1。

野生铁皮石斛常生于800～1 200 m，主要分布于悬崖峭壁潮湿处，阳面少且植株矮小，阴面分布较多且生长旺盛，根表面常覆有苔藓和地衣。调查中未见到附生于树杆者。分布特点大分散、小聚居，与其分生繁殖有着密集关系。由于铁皮石斛石斛生长环境的特殊，用常规方法很难测量其分布面积和蕴藏量。

表2 不同品系茎特征

品系株高(mm) 茎长(mm) 茎粗(mm) X±SCV(%)X±SCV(%)X±SCV(%)Ⅰ27．6±3．99a14．515．8±1．74a11．12．6±0．39a14．9Ⅱ27．7±3．33a11．915．4±2．77a17．92．4±0．30a，b12．8Ⅲ26．7±4．00a15．015．3±2．37a15．41．8±0．52b29．5Ⅳ29．2±1．15a3．914．9±1．27a8．52．1±0．16b7．7

注：同一列不同字母代表差异显著(plt;0.05)。下同。

表3 不同品系其他农艺性状特征

品系叶片数(片) 根数(条) 重量(g) X±SCV(%)X±SCV(%)X±SCV(%)Ⅰ5．6±0．55a9．84．8±1．48a30．90．19±0．029a15．5Ⅱ4．6±1．14a，b24．73．2±0．84b26．10．13±0．010b7．7Ⅲ4．4±0．55b12．43．6±0．89a，b24．80．11±0．040b39．3Ⅳ4．0±0．71b17．62．8±0．45b15．90．10±0．02b14．5

表1 铁皮石斛群落特征基本概况

样地调查面积(m2)经纬度包含石斛数(株)海拔(m)坡度坡向郁闭度(%)苔藓覆盖率(%)岩石裸露率(%)普遍伴生植物Ⅰ1625°36′92″N，106°49′51″E7980≤15°S606070柏树、杨梅、黄杨木、刺五加、百合、三楞草、蕨类植物Ⅱ1625°00′182″N，106°13′889″E12116560°ES30°501585清香木，百合、蕨类植物

2 不同品系铁皮石斛种苗农艺性状比较分析

2.1 材料

材料编号和来源分别为Ⅰ(贵州德卧)，Ⅱ(浙江大金)，Ⅲ(贵州安龙)，Ⅳ(云南文山)。实验所用材料均由安龙县欣蔓生物科技有限责任公司组培室提供。

2.2 方法

1) 农艺性状调查：每个品系随机选取5瓶，每瓶选取3株，测量其茎长、茎粗、重量，并统计叶片数、根数。

2) 增长量的测定：选取同批次组培苗，转接至相同培养基，并于相同条件培养。待生长70 d后，再随机选取5瓶，每瓶选取3株，测量其株高、茎长、茎粗、重量，并统计叶片数、根数。计算获得石斛增长量。

3) 数据统计：采用SPSS 17.0和Excel 2003软件进行基本数据统计分析。

2.3 结果与分析

2.3.1 不同品系农艺性状比较

4个品系之间株高、茎长差异并不显著，品系Ⅳ的变异系数(CV)最小，说明株高茎长最为稳定；茎粗差异显著，品系Ⅰ最为粗壮，品系Ⅳ的变异系数(CV)依然最小，说明茎粗也最为稳定(见表2)。

4个品系之间差异均显著，品系Ⅰ在叶片数、根数、重量上均显著高于其他，叶片数的变异系数(CV)最小，叶片数最为稳定，而根数变异系数(CV)最大，重量上变异系数居中；品系Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的相应指标差异不显著(见表3)。

对各品系铁皮石斛进行相关性分析，株高、茎长、茎粗、叶片数、根数、重量等重要农艺性状之间均呈正相关, 其中重量与茎粗、根长达到了极显著相关，相关系数分别为0.708、0.610，此外，与叶片数达到了显著相关，相关系数为0.527。根长与叶片数达到了极显著相关，此外，叶片数与茎长达到了显著相关(见表4、表5)。

表4 各性状间的相关系数

株高茎长茎粗叶数根数重量株高茎长0．293茎粗0．0790．113叶片数0．0610．500∗0．222根长0．1220．1860．3410．627∗∗重量0．2240．2210．708∗∗0．527∗0．610∗∗

注：“*”表示差异显著，“**”表示差异极显著。

表5 铁皮石斛幼苗70 d生长量调查

测定指标株高(mm)茎长(mm)茎粗(mm)叶数(片)根数(条)重量(g)生长量Ⅰ50．9831．091．692．803．801．00Ⅱ21．0812．400．071．401．000．11Ⅲ33．2217．430．641．801．800．29Ⅳ12．295．880．850．202．600．01百分比(%)Ⅰ184．86197．2063．9150．0079．17529．34Ⅱ76．1080．502．8530．4331．2587．61Ⅲ124．58113．7436．2440．9150．00266．00Ⅳ42．1439．3641．065．0092．863．91

表6 铁皮石斛组培驯化苗基本农艺性状

编号茎长(mm)茎粗(mm)叶片数(片)叶片长(mm)叶片宽(mm)节间数(个)A89．8±20．816．7±1．427．3±0．5834．7±3．5912．1±0．127．3±0．58B47．8±7．115．7±0．774．3±0．5829．6±1．4011．4±1．014．7±0．58C25．0±2．205．07±0．644．0±0．0024．4±2．639．2±1．102．7±0．58

注：表中数据为平均值±标准方差。

表7 种苗移栽情况比较

编号成活率(%) 茎长(mm) 茎粗(mm) X±SCV(%)X±SCV(%)A100107．8±17．6114．9607．4±0．470．747B10059．4±5．8711．6476．8±0．911．013C10031．0±1．466．0375．7±0．430．590

表8 种苗移栽情况比较

编号叶片数(片) 叶片长(mm) 叶片宽(mm) 节间数(个) X±SCV(%)X±SCV(%)X±SCV(%)X±SCV(%)A11．3±2．084．00036．8±2．602．02712．9±3．180．79110．7±1．533．333B6．3±0．582．00030．4±2．380．85212．0±1．080．5936．7±1．532．000C4．3±0．580．33324．9±0．910．56210．1±0．570．8604．3±0．581．667

品系Ⅰ组培苗的各项农艺性状均增长最多，其中株高增长了50.90 mm(增长184.86%)；茎长增长了31.09 mm(增长197.2%)；茎粗增长了1.69 mm(增长63.91%)；叶片增长了2.80片(增长50%)；根数多增长了3.8个(增长79.17%)；重量增长了1 g(增长529.34%)。其次是品系Ⅲ，然后是Ⅱ、Ⅳ。由此可见，在当前培养基下不同品系组培苗生长速度、增长量要相差很多。品系Ⅰ长势最为理想。

3 原生态种植技术初探

3.1 种苗的生产

1) 外植体的选择：试验材料铁皮石斛种子资源由安龙县欣蔓生物科技有限责任公司组培室提供的贵州德卧种源。将成熟但尚未开裂的蒴果，在流水下冲洗干净，用吸水纸吸干水分，置超净工作台上用75%酒精浸泡的棉球檫蒴果表皮2次后用0.1%升汞浸泡5 min，无菌水冲洗5次，用吸水纸吸干蒴果表面的水分，4 ℃保存。

2) 培养条件：组培苗以MS改良培养基作为基本培养基。控制温室环境为每天12 h光照，光照强度为200μmol/(m2·s)，白天温度为26 ℃，晚上为20 ℃，相对湿度为60%，培养250 d。

3.2 组培苗的训化移栽与原生态种植

1) 驯化移栽：移栽前先将瓶苗放置大棚内进行1～2周的炼苗，让瓶苗从封闭稳定的环境向开放变化的环境过渡，慢慢适应光强、温度等自然环境，将瓶苗生长健壮、叶色正常，根皮色白中带绿，无黑色根，无畸形，无变异的苗为试验材料。组培苗出瓶时，将培养基与组培苗一起轻轻取出，放置于盆中待清洗，污染苗、裸根苗或少根苗分别放置。正常组培苗先在自来水中洗净培养基，特别要洗掉琼脂，以免琼脂发霉引起烂根，再换自来水清洗1～2次。裸根或少根组培苗经过上述清洗后，还需将小苗根部置于100 mg/L的ABT生根粉中浸泡15 min，以进行生根诱导。污染苗经过清洗后，用1 000倍多菌灵浸泡整株小苗10 min，以控制污染。培养基质为长度2～3 cm的落叶松树皮和细锯末的等量混合。

待组培苗在苗圃生长300 d后，将所驯化种苗分为3个等级，分别标号为A、B、C，见表6。将一些生长健康的组培驯化苗移栽至野外(喀斯特地区)，进行仿野生栽培。

2) 原生态种植：从表7、表8中移栽后的种苗成活率达到了100%，茎长和茎粗等数据均有所增长，A级种苗的各项指标均高于其他，其差异也存在明显的统计学意义。是由于A级种苗原有的生物学性状优于其他，其体内积存的有机物以及能量高于B级、C级种苗，使得A级种苗对于外界的适应力与抵抗力均强于其他，所以生长较为快速。

4 讨论

铁皮石斛在长期进化过程中分化出来很多种质类型，种苗的优劣直接影响终止后能否获得稳产、高产及国家药典规定可控指标的关键。从组培苗性状及移栽后的铁皮石斛表型性状可以看出，均存在明显的差异。铁皮石斛的4个品系间均存在一定程度差异，即使是同一地域种源，在相同培养批次下，在表型上依然存在较为明显的差异。

近年来，铁皮石斛的组培快繁技术已越加成熟，铁皮石斛人工栽培也一定程度有效缓解了铁皮石斛资源紧缺问题。已有研究证实，铁皮石斛组培品与野生品在鲜药材性状上十分相似[11]。但是栽培铁皮石斛加工后药材性状与野生品加工药材有无差异还无从考证。因此，在品种的选择，杂交育种的可能性以及后代药材质量与亲本间的差异性仍有待进一步研究。

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(本栏目责任编辑：申晓)