铁皮石斛的植物学特性及组培苗生产技术.doc

铁皮石斛的植物学特性及组培苗生产技术 作者：单芹丽 杨春梅 赵培飞 汪国鲜择要铁皮石斛是名贵的中药材,其生产技术倍受科研与产业人员关注。综述了铁皮石斛的生物学和生态学特性,并介绍了生产铁皮石斛组培苗的技术要点,最后针对铁皮石斛组培苗快速繁育中的常见问题,提出解决措施。 关键词铁皮石斛;植物学特性;组培苗;生产技术 AbstractDendrobium candidum is a valuable Chinese herbal medicine. Its reprodution technology is concerned by scientists and industry personnels. In this paper,the biological and ecological characteristics of Dendrobium candidum were reviewed,and the production technique of tissue culture was described. Finally,for the common problems from Dendrobium candidum tissue culture,the solutions were proposed so as to get rapid propagation seedlings. Key wordsDendrobium candidum;botanical characteristics;seedling propagation;technigue 铁皮石斛(Dedrobium candidum Wall1 exLindl)为兰科石斛属植物,是传统名贵中药材。在神农本草经中被列为上品,具有滋阴清热、生津益胃、止咳润肺、润喉明目、提高人体免疫功能、防治肿瘤和心血管疾病以及改善睡眠、防治白内障、延年益寿等功效1。铁皮石斛在自然状态下发芽率极低(小于5%)2,人工自花传粉成功率只有30%3。加之长期以来被掠夺性的采挖,致使野生的铁皮石斛资源已近枯竭,处于濒危状态4,远远不能满足国内外市场经济和临床医学发展的需要5,造成市场供应紧缺。应用植物组培快繁技术是解决石斛优质种苗短缺的有效途径之一。有关石斛的快速繁殖技术国内已有报道6-8,但系统研究并真正运用于生产并产生规模效益的却不多9-10。笔者自2003年以来,调查了铁皮石斛生物学和生态学特性,并对铁皮石斛组培苗的快速繁殖技术做了系统研究,总结了一套快繁体系,旨在不破坏植物生态效益的同时,充分利用现有石斛资源,为优质、高效、低耗、批量生产石斛种苗提供参考,推动铁皮石斛产业化进程,以满足市场要求。 1铁皮石斛的生物学和生态学特性 1.1形态特征 铁皮石斛为多年生附生草本植物,茎直立,圆柱形,纤细,长450 cm,直径0.20.4 cm,节间长16 cm,具纵纹,多节,铁灰色或灰绿色,有明显光泽而灰褐色的小节,故又有黑节草之称。节上有花序柄痕及残存叶鞘。叶互生,35枚,生于茎上部节上,二列,纸质,矩圆状披针形,长37 cm,宽0.82.0 cm,先端钝,顶端略钩,基部下延为抱茎的鞘,边缘和中肋常带淡绛紫色;叶鞘灰白色,稍带紫色斑点,鞘口开张,抱茎不超过上一节,常与节留有一个环状间隙,质硬而脆。总状花序,生于无叶的茎上端,长24 cm,呈回折状弯曲,花25朵,淡黄色,稍有香气;花直径1.52.0 cm;唇型花,其中1枚花瓣变异成唇瓣。铁皮石斛花的雌蕊与雄蕊合为一体形成一种典型的合蕊柱,雌蕊位于下方,雄蕊在上方,每枚花有花粉粒4粒,药帽近卵形,顶端中间开裂,花苞片淡白色,花被片黄绿色,唇瓣卵状披针形,长1.6 cm,白色,上半部具有一个紫红色大斑块,下部两侧具有紫红色条纹;中萼片与花瓣相似,矩圆状披针形,长1.71.9 cm,宽0.40.5 cm;侧萼片宽约1 cm;萼囊圆锥形,长约0.5 cm;唇盘上密被乳突状短柔毛,基部有1枚绿黄色胼胝体。铁皮石斛果实为椭圆形蒴果,长35 cm,成熟时为黄绿色。每个果实含有上万颗种子,铁皮石斛种子在普通光学显微镜下为黄绿色,两端具翅,外形为长纺锤形,种子大小为长0.40 mm,宽0.09 mm。 1.2生态习性 铁皮石斛在国内主要分布在云南、安徽、贵州、广西、浙江、广东等省份,西藏也有分布。其对生态环境要求严格,多附生于海拔2 1002 500 m的林缘岩石或林中长满苔藓、爬满野藤、直径粗的阔叶树上,喜阴凉、湿润的环境,通常与地衣、蕨类和藓类植物互生。适宜在空气相对湿度大于70%的环境下生长;热量资源丰富,生长期年平均温度在1722 ,最冷月最热月温差不明显,1月平均气温在10 以上;无霜期250350 d;年降雨量1 000 mm以上;耐干旱与严寒。开花期主要集中在5月至6月下旬,花期36个月。蒴果于10月上旬至翌年2月陆续成熟。铁皮石斛的种子极为细小,胚胎发育不完全,无胚乳组织,在自然状态下发芽率极低,有性繁殖极为困难,主要靠无性繁殖,从根部不断分蘖或从上部茎节处生根长出新的植株。茎的生活期通常为3年,3月至4月初二年生茎的基部腋芽萌发形成幼苗,1枝母茎能发13个新苗。一般在第3年秋末春初采收。 2铁皮石斛的组织培养技术要点 2.1培养条件 准备2组培养基:()培养初期诱导分生组织和增殖同步培养基:1/2MS+6-BA0.52.0 mg/L+NAA0.20.5 mg/L;()培养后期壮苗和生根同步培养基:MS+NAA0.52.0 mg/L+IBA 0.20.5 mg/L。以上培养基均附加食用白糖30 g/L、琼脂7.5 g/L、土豆泥5060 g/L、香蕉泥5060 g/L、活性碳510 g/L、pH值5.55.8。最适温度2428 ,最适光照1 5002 000 Lx,光照时间为12 h/d。 2.2无菌苗的获得 以野生铁皮石斛蒴果为外植体,当蒴果外表刚转为褐色,达到形态成熟而尚未开裂时采收,带入实验室用洗衣粉液清洗1 min,漂洗干净后,在超净工作台中用0.1%HgCl2消毒2025 min,无菌水冲洗34次,每次约2 min,随后将灭菌后的果荚用刀片切开,把种子撒播于培养基()上,脱菌率可达90%以上。培养2030 d可看到种胚明显膨大,由黄绿色转变为绿色。70 d后分化为石斛小苗。 2.3继代培养 把上述获得的小苗继续转接在培养基()上,100 d左右可发育成1.01.5 cm高的小苗,若每隔4050 d继代1次,每次可增殖36倍。 2.4壮苗与生根 当芽增殖到预定数量后,在保持一定的基数条件下,小于3.0 cm的丛生苗继续转接在培养基()上继续增殖培养,高于3.0 cm的丛生苗转入培养基()上进行生根培养,每丛23株苗,有利于生根生长。约60 d后,生根率可达到100%。当苗高58 cm、每根根数35条、根长46 cm,即可出瓶炼苗。 3组培常见问题及其解决措施 3.1常见问题 铁皮石斛组培苗生长缓慢,在适宜的培养条件下,种苗生产周期一般都需10个月以上,培养过程中,生长发育表现为增殖倍数较高,从而导致植株密度过大,由此带来以下2个生产问题: 3.1.1污染。瓶苗在转接之前,由于植株生长过密,致使被污染的母瓶难以剔除,造成交叉污染,污染率迅速扩大。污染是植物组织培养中普遍存在的问题,也是影响组培苗生产成本最重要的因素之一,污染率每上升5个百分点,生产成本将递增10%以上,污染严重时,会导致整个生产流程都难以正常运转11。 3.1.2植株死亡。在高密度下,植株之间的竞争更加激烈,光照、营养物质都难以满足植物的正常需求,随着植株的生长,有些植株开始死亡,出现“自疏现象”。 3.2解决措施 3.2.1及时转接。要降低污染,除了一般措施,如接种室、缓冲间、培养室及培养基贮藏室定期消毒,强化接种人员的“无菌操作”概念11外,及时转接可同时减少以上问题的发生率。管理人员要随时观察种苗的生长状况,在种苗的长势较好、生长密度有利于观察瓶苗是否已污染时,尽快转接,这样既可以截断污染源,又可以给植物及时更换生长环境,提供新的营养物质,杜绝植株死亡现象。 3.2.2控制基数。由于铁皮石斛的增殖倍数较高,但生长缓慢。常规的接种方法导致当苗高达到出瓶要求时,继代苗将增加几十倍。现有的接种工人要做到及时转接,只能不断增加劳动力,由此带来的结果是种苗基数越来越大,生产流程处于一个无序状态,要解决这一矛盾,关键是控制好基数,丢弃无效苗,优选健壮植株继代。 4参考文献 1 邵华,张玲琪,李俊梅,等.铁皮石斛研究进展J.中草药,2004,35(1):109-112. 2 VELLUP IM,SWARUP S,CHONG J H. Histological and protein chang during early stages of seed germination in the orchid,Dendrobium erumenatumJ. Journal of Horticultural science,1997(72):941-948. 3 金银兵.铁皮石斛的生物学特性与开花授粉技术研究J.安徽农业科学,2009,37(11):5280-5282. 4 RAZDAN M K.The threatened wild p lants used for medicineJ. Biodiversity,2002,25(3):12-191. 5 CHEN X M,XIAO S Y,GUO S X. Comparison of chemical compositions between Dendrobium candidum and Dendrobium nobile J. Zhongguo Yi Xue Ke Xue Yuan Xue Bao,2006(28):524-529. 6 陆兵.铁皮石斛组织培养研究进展J.黑龙江农业科学,2009(2):164-167. 7 王云,张二芹,高婉丽,等.铁皮石斛的组织快繁研究J.河南农业科学,2008,12(5):69-7