铁皮石斛新品种福斛1 号的选育

张志勇，周美玲，梁金平，黄萍萍，张 川

（福建省龙岩市农业科学研究所，福建 龙岩 364000）

0 引言

【研究意义】铁皮石斛（Dendrobium officinale Kim ura et Migo）属 兰 科（Orchidaceae）石 斛 属（Dendrobium Sw.）濒危药用植物[1]，在唐代《道藏》中被列为“中华九大仙草”之首，是我国传统名贵中药材[2]。铁皮石斛产业从20 世纪90 年代发展至今，种植面积已经超过6 666.7 hm2，年产量万吨以上，形成百亿级产业[1,3]。福建省气候温和湿润，山清水秀，适宜铁皮石斛产业的发展，全省种植面积约533 hm2。但福建铁皮石斛产业起步较浙江省、云南省晚，大多种植企业、专业户往往直接从外省盲目引进且多数实生苗种植，造成种源混乱，遗传稳定性、适应性不好，产品质量参差不齐，难以形成福建省自主品牌。因此，选育出适宜本地种植的优良铁皮石斛品种对促进福建省铁皮石斛产业持续健康发展具有重要意义。【前人研究进展】近年来，铁皮石斛虽然在种质资源[4-5]、组培种苗[6-7]、育种栽培[8-12]、生理代谢[13]等方面都有研究报道，但铁皮石斛育种工作却起步较晚，于2006 年第一个铁皮石斛新品种天斛1 号通过浙江省农作物品种认定以来，陈晓梅等[1]统计国内现有种源明确的铁皮石斛品种仅有17 个，其中70%以上新品种由广东和浙江省选育。【本研究切入点】福建省是铁皮石斛的原产地之一[4]，福建铁皮石斛药用价值高，石斛多糖含量高于云南、广东、广西、湖南和江西品种[6,14]。福建连城县冠豸山属丹霞地貌，当地采集、加工野生铁皮石斛历史悠久，据清朝李龙官[15]修撰而整理的《连城县志》记载：“石斛，生冠豸山一带，峭壁者最佳”，冠豸山铁皮石斛是我国第二个获得地理标志的地方种[16]。因此，利用冠豸山优质野生种质资源为亲本，可以选育出适宜福建省推广的品种。【拟解决的关键问题】本研究以冠豸山野生种源L-2 为母本，经过系列品种选育，从后代实生苗中选育出适宜福建省推广种植的产量高、品质优、抗逆性强的优良新品种福斛1 号（闽认药2016001），以满足福建铁皮石斛产业自身发展的需要。

1 材料与方法

1.1 亲本来源

2004 年，共收集到连城县冠豸山野生铁皮石斛种质资源19 份，根据综合生长势、产量、品质黏性、直立性、萌芽性等指标筛选出5 份性状好的种质（L-2、L-3、L-7、L-10、L-18），种植于福建省龙岩市农业科学研究所钢架大棚内。

1.2 选育方法

1.2.1 选育过程 以高产、优质、抗逆为育种目标，2005 年从冠豸山野生种L-2 上获得自然授粉的朔果，种子利用组培技术培育实生苗，2007-2010 年，从冠豸山野生种源L-2 为母本的2 万多丛后代实生苗中，初选出茎条产量高、植株较为直立、生长势强、口嚼渣较少、黏性强的3 个较优株系（LF-9、LF-13、LF-32），再经株系比较试验，最终筛选出综合性状最优株系LF-9（定名为福斛1 号）。2009-2011 年以福斛1 号茎段为外植体组培扩繁大量组培种苗。2011-2014 年开展福斛1 号区域试验、生产试验，2014 年委托福建省农业科学院作物研究所进行SSR 分子标记鉴定，2015 年委托福建省药品检验所品质检验，2016 年通过福建省农作物品种审定委员会认定（闽认药2 016 001）。福斛1 号选育过程总结如图1。

1.2.2 区试及考种 福斛1 号于2012、2013 年进行区域试验和2014 年生产试验，试验点为龙岩市农业科学研究所、连城冠江铁皮石斛有限公司、福建九益堂药业有限公司、新罗区彬彬花圃，漳浦县扬基园艺发展有限公司等5 个点（以下分别简称农科所、冠江、九益堂、彬彬、扬基），试验以冠豸山野生种L-2 做对照（CK）。新罗区彬彬花圃采用水帘控温设施大棚，其余4 个点采用普通设施大棚。区域试验采用随机排列，3 次重复，每小区种植200 丛，株行距11 cm×22 cm，四周设保护行。生产试验采用简比试验，各试验点种植10 000 丛。收获期为12 月至翌年2 月，田间管理按当地常规管理措施进行。

区域试验于收获期对各试验点进行产量测定、茎叶农艺性状考察、病害调查、折干率测定。对3 次重复小区收获的鲜茎条分别称重测产。随机调查10 丛，对茎条长度≥8 cm 的封顶条进行考种，统计单丛茎条数、单丛茎叶重、茎条长、茎条粗、叶长、叶宽，茎条长（长度≥30 cm）、中（30 cm＞长度≥15 cm）、短（15 cm＞长度≥8 cm）条比率等。随机调查3 个点的病害情况，每点调查100 丛。摘除叶片，90 ℃鼓风干燥处理约24 h，测定茎条折干率。品质化验委托福建省药品检验所，检测方法参照《中华人民共和国药典》2010 年版一部进行。

1.3 显微结构观察

以福斛1 号新鲜茎为材料，委托福建省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所作电镜显微结构观察并摄像。

1.4 SSR 分子标记鉴定

采用北京全式金生物技术有限公司的植物基因组提取试剂盒EasyPure Plant Genomic DNA Kit 从叶片中提取样品基因组DNA。从20 对SSR 引物中试验筛选出2 对引物，对福斛1 号和冠豸山野生种L-2（母本）的遗传差异进行SSR 分子标记鉴定，所用引物详见表1。

图1 福斛1 号选育流程Fig.1 Breeding of Fuhu 1

1.5 数据统计与分析

区域试验产量及病害调查结果运用DPS 数据处理系统软件中多年多点品种试验模块进行统计分析。茎叶农艺性状考察采用Microsoft Excel2007 版软件进行数据整理和方差分析。

2 结果与分析

2.1 品种表现

2.1.1 产量表现 区域试验结果：2012 年，福斛1 号平均鲜茎条产量4 702.5 kg·hm-2，对照平均鲜茎条产量4 041.0 kg·hm-2，比对照增产16.4%，增产达极显著水平。2013 年，福斛1 号平均鲜茎条产量4 852.5 kg·hm-2，对照平均鲜茎条产量4 075.5 kg·hm-2，比对照增产19.1%，增产达极显著水平。2 年区域试验，福斛1 号平均鲜茎条产量4 777.5 kg·hm-2，对照平均鲜茎条产量4 059.0 kg·hm-2，比对照增产17.7%，增产达极显著水平（表2）。

2014 年，福斛1 号生产试验结果，龙岩市农业科学研究所5 442.0 kg·hm-2、连城冠江铁皮石斛有限公司4 117.5 kg·hm-2、福建九益堂药业有限公司4 338.0 kg·hm-2、新罗区彬彬花圃6411.0 kg·hm-2，漳浦县扬基园艺发展有限公司5 124.0 kg·hm-2，分别比对照增产21.6%、18.5%、15.3%、30.9%、18.2%，平均比对照增产21.4%。

区域试验产量利用DPS 软件进行福斛1 号丰产性和稳定性分析，福斛1 号丰产效应值为246.775，而对照为-246.775，表明福斛1 号丰产性明显比对照好。福斛1 号的变异度为3.00，而对照为3.55，说明福斛1 号变异度较对照小，地域间稳产性比对照好。福斛1 号丰产性及稳定性综合评价很好，而对照较差（表3）。

2.1.2 特征特性 福斛1 号从组培苗移栽至采收生长期2 年，生长势强，整齐度好，茎丛生、直立、圆柱形、绿带浅紫点，干条浅绿色，叶纸质、长椭圆形、顶端微钩转，浅绿色，叶鞘包被具紫斑；总状花序、生于茎中上部，花黄浅绿色，唇瓣开裂不明显、唇盘具紫斑。易折断，断面平整，体径粗壮，头尾粗细均匀，外观商品性好（图2）。

2012 年进行福斛1 号区域试验收获期茎叶农艺性状调查（表4），鲜茎平均长20.7 cm、粗5.2 mm、节间长1.5 cm，单丛茎数3.9 条，单丛茎叶重32.4 g，单丛茎条重17.4 g，长中条率72.0%，叶长5.0 cm，叶宽1.6 cm。其中，茎条长、单丛茎叶重、单丛茎条重与对照之间存在极显著差异，分别比对照提高9.5%、16.5%、17.6%；长中条比率、叶宽与对照之间存在显著差异，分别比对照提高14.3%、14.3%。其他性状差异不显著。可以看出福斛1 号比对照的主要优势为茎条长的提高，从而提高长中条比率即商品率，同时也为产量的提高奠定了基础。

表2 福斛1 号在福建省区域试验中的产量表现Table 2 Yield of Fuhu 1 at regional trials in Fujian

表3 福斛1 号丰产性及其稳定性表现Table 3 Yield and stability of Fuhu 1

图2 福斛1 号植株形态特征Fig.2 Morphological characteristics of Fuhu 1

表4 福斛1 号收获期茎叶农艺性状表现Table 4 Agronomic characteristics of stems and leaves of Fuhu 1 at harvest

2.1.3 抗病性 福斛1 号抗病虫性较强，在科学的栽培调控措施下，全生育期内病虫害发生轻，主要发生的病虫害有疫病、黑斑病、炭疽病、白绢病、枯萎病、蜗牛、红蜘蛛、斜纹夜蛾等。区域试验收获期病害调查结果（表5）显示：①疫病方面，小苗期疫病主要发生在春夏之交高温高湿的环境下，危害后常引起叶片变黄、脱落，甚至死亡，而大苗期为害后，引起顶枯，略显黄化，较少死亡。福斛1 号发病率平均0.9%，对照发病率平均1.8%，比对照发病轻50.0%，达到极显著差异水平；②黑斑病发病较为普遍，主要在夏、秋两季发生，但对植株危害程度及产量影响较轻，主要是影响光合作用。福斛1 号发病率平均7.3%，对照发病率平均10.4%，比对照发病轻29.8%，但差异不显著。

表5 福斛1 号收获期发病率调查Table 5 Disease infection rates of Fuhu 1 shown at harvest

2.1.4 品质 5 个区试点福斛1 号折干率平均28.7%，福斛1 号口感比对照黏性好，渣较少。品质检测结果，福斛1 号铁皮石斛多糖含量为51.8%，比国家质量标准低限（≥25.0%）高出一倍多，比对照提高8.8%；福斛1 号醇溶性浸出物含量15.3%，比对照提高82.1%；甘露糖含量为29.3%，比对照提高42.2%（表6）。

2.2 茎横切面显微构造特征

电镜观察结果（图3），最外层为叶鞘，包裹在茎上。茎的切面近圆形，边缘呈波浪状，一般2～3 个波浪状中夹会有一个深波状的弯曲。茎切面主要由多数呈多角形状的薄壁组织细胞组成，其间散布着多个维管束，成环状排列成4～5 圈。维管束为有限外韧型，每个维管束由木质部（导管）和韧皮部（筛管及伴胞）组成，维管束外侧有排列成半圆形的厚壁纤维束，纤维束外缘薄壁细胞中有晶体颗粒状结构的硅质块。

2.3 SSR 分子标记鉴定

采用2 对SSR 引物（DNeSSR9、DOeSSR78）对福斛1 号和冠豸山野生种L-2（母本）的样品DNA 进行检测，可将这2 个样品区分开。2 对引物各获得1 条差异条带（图4）。因此，从这2 个SSR 分子标记的PCR 结果可以看出，在DNA 水平上福斛1 号和冠豸山野生种L-2（母本）有差异。

表6 福斛1 号品质化验结果Table 6 Quality of Fuhu 1

图3 福斛1 号茎横切面显微结构Fig.3 Microstructure of transverse stem section of Fuhu 1

图4 福斛1 号与冠豸山野生种L-2（CK）的SSR 分子标记鉴定结果Fig.4 SSR molecular identifications on L-2 （CK） and Fuhu 1

3 讨论与结论

福斛1 号品质检测结果铁皮石斛多糖含量为51.8%、醇溶性浸出物含量15.3%、甘露糖含量为29.3%，这些指标均为《中华人民共和国药典》2010版中衡量铁皮石斛质量标准的主要指标，前人大多研究认为多糖和醇溶性浸出物与铁皮石斛药理作用关系密切，是判断铁皮石斛质量的主要依据[1,3,13]。根据陈晓梅等[1]研究报道，国内现有育成种源明确的铁皮石斛新品种仅有17 个，它们的多糖含量范围为15.6%～57.5%，福斛1 号的多糖含量在当中排名第二，这说明福斛1 号的品质较优，具有较高的药用价值。

福斛1 号茎横切面显微结构观察结果基本符合《中华人民共和国药典》2010 版铁皮石斛标准，可以认为福斛1 号具有铁皮石斛典型结构特征。其中构造特征维管束外侧有排列成半圆形的厚壁纤维束，纤维束外缘薄壁细胞中有晶体颗粒状结构的硅质块，这与黄泽豪等[17]对福建冠豸山野生铁皮石斛的显微鉴定结果相似。

福建武夷山脉丹霞地貌上分布有丰富的野生铁皮石斛资源[18]。笔者[19]从DNA 分子水平对连城冠豸山野生铁皮石斛种质资源研究也发现其遗传性状丰富性，福建冠豸山野生铁皮石斛与泰宁野生铁皮石斛亲缘关系很近，都归类为丹霞种源，与云南、广西品种亲缘关系较远[4,20]。福建铁皮石斛产量直接相关的农艺性状株高和茎粗指标属中等偏高水平，而药用价值主要指标多糖含量高于云南、广西等品种[14,21]。因此充分利用福建省当地铁皮石斛野生资源优势，加强适宜本地区种植的优良品种育种工作，促进福建省铁皮石斛产业发展具有重要意义。为此笔者历时十几年从连城县冠豸山野生铁皮石斛种源自然授粉蒴果的实生苗后代中选育而成铁皮石斛新品种福斛1 号，其区试试验及生产试验结果表明：福斛1 号具有农艺性状好、产量高、品质优、抗逆性强的优良特性。