第 3 期 钱 文 林 等 : 霍 山 石 斛 种 苗 繁 殖 与 栽 培 研 究 241 霍 山 石 斛 (Dendrobium huoshanense C. Z. Tang et S. J. Cheng) 俗 称 霍 斛 米 斛, 是 一 种 传 统 的 名 贵 中 药 材, 具 有 滋 阴 清
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1 热 带 亚 热 带 植 物 学 报 2013,21(3):240~246 Journal of Tropical and Subtropical Botany 霍 山 石 斛 种 苗 繁 殖 与 栽 培 研 究 钱 文 林 1,2, 张 建 霞 1, 吴 坤 林 1, 曾 宋 君 1 1*, 段 俊 (1. 中 国 科 学 院 华 南 植 物 园, 广 州 ; 2. 中 国 科 学 院 大 学, 北 京 ) 摘 要 : 为 探 讨 霍 山 石 斛 (Dendrobium huoshanense C. Z. Tang et S. J. Cheng) 的 种 苗 繁 殖 与 栽 培 技 术, 对 霍 山 石 斛 的 人 工 辅 助 授 粉 方 式 无 菌 播 种 和 试 管 苗 移 栽 技 术 进 行 了 研 究 结 果 表 明, 人 工 辅 助 授 粉 时, 栽 培 大 棚 内 的 异 花 授 粉 结 果 率 可 达 65% 以 上, 而 自 花 授 粉 结 果 率 不 到 4%, 异 花 授 粉 的 果 实 发 育 更 好, 但 二 者 果 实 成 熟 所 需 时 间 基 本 一 致 在 无 菌 培 养 条 件 下, 试 管 开 花 植 株 的 异 花 授 粉 结 果 率 可 达 到 18.18%, 并 且 果 实 成 熟 所 需 时 间 比 栽 培 大 棚 的 短 67 d 不 论 是 栽 培 大 棚 和 无 菌 培 养 的 异 花 授 粉 的 成 熟 种 子, 还 是 在 4 下 贮 存 2.5 年 的 种 子, 无 菌 播 种 的 萌 发 率 均 超 过 80%, 比 自 花 授 粉 的 种 子 萌 发 率 高 20% 左 右 培 养 基 中 添 加 土 豆 香 蕉 和 苹 果 汁 等 添 加 物, 对 霍 山 石 斛 的 壮 苗 均 有 明 显 的 促 进 作 用, 以 添 加 香 蕉 匀 浆 的 效 果 最 好 试 管 苗 移 栽 的 适 宜 基 质 为 分 层 基 质 : 下 部 3/10 树 皮 + 上 部 7/10 木 屑, 其 移 栽 成 活 率 (78%) 和 萌 芽 数 较 高 ( 每 丛 2.7 个 芽 ), 这 可 能 与 该 基 质 良 好 的 保 水 性 和 透 气 性 等 有 关 关 键 词 : 霍 山 石 斛 ; 人 工 授 粉 ; 组 织 培 养 ; 种 植 doi: /j.issn Study on Propagation and Cultivation Technique of Dendrobium huoshanense Seedlings QIAN Wen-lin 1,2, ZHANG Jian-xia 1, WU Kun-lin 1, ZENG Song-jun 1, DUAN Jun 1* (1. South China Botanic Garden, Chinese Academy of Science, Guangzhou , China; 2. University of Chinese Academy of Science, Beijing , China) Abstract: Dendrobium huoshanense is a traditional precious and rare Chinese herbal medicine. In order to improve propagation and cultivation technique of seedlings, the way of artificial pollination, techniques of aseptic sowing and seedling transplanting were studied. The results showed that fruit setting rate of cross-pollination in greenhouse through artificial pollination exceeded 65%, while that of self-pollination was less than 4%, and the fruit development of cross-pollination is better than that of self-pollination. However, the time of fruit ripening was similar both cross-pollination and self-pollination. Under aseptic culture condition, the fruit setting rate of cross-pollination reached 18.18% through artificial pollination, and the fruit ripening time was shorter 67 days than that in greenhouse. The germination rate of seeds derived from cross-pollination and stored at 4 for 2.5 years could exceed 80%, which was higher 20% than that from self-pollination. The culture medium supplemented with juice of potato, banana and apple could promote seedling growth, and among them, banana juice was the best. The optimum transplant matrix was mixed with 3/10 bark in bottom and 7/10 sawdust on upper layer, the survival could reach 78% and the number of new buds was 2.7 per clump, which may relate to its good water retention and air permeability. Key words: Dendrobium huoshanense; Artificial pollination; In vitro culture; Transplant 收 稿 日 期 : 接 受 日 期 : 基 金 项 目 : 广 州 市 科 技 计 划 项 目 (2010Z1-E421) 资 助 作 者 简 介 : 钱 文 林 (1984 ~ ), 女, 硕 士, 主 要 从 事 霍 山 石 斛 生 物 学 特 性 及 生 理 方 面 的 研 究 wenlinqian@yahoo.cn * 通 讯 作 者 Corresponding author. duanj@scib.ac.cn
2 第 3 期 钱 文 林 等 : 霍 山 石 斛 种 苗 繁 殖 与 栽 培 研 究 241 霍 山 石 斛 (Dendrobium huoshanense C. Z. Tang et S. J. Cheng) 俗 称 霍 斛 米 斛, 是 一 种 传 统 的 名 贵 中 药 材, 具 有 滋 阴 清 热 生 津 益 胃 润 肺 止 咳 润 喉 明 目 之 功 效 [1], 为 国 家 重 点 保 护 植 物 由 于 霍 山 石 斛 生 长 条 件 的 特 殊 性 分 布 的 局 限 性 以 及 多 年 来 人 为 的 过 度 采 挖 破 坏, 自 然 资 源 濒 临 枯 竭 为 了 有 效 保 护 和 利 用 这 一 珍 稀 资 源, 人 工 繁 殖 种 苗 并 进 行 种 植 显 得 非 常 重 要 霍 山 石 斛 在 自 然 条 件 下 可 以 结 果, 虽 然 1 个 成 熟 果 荚 内 含 有 上 万 粒 的 种 子, 但 自 然 条 件 下 霍 山 石 斛 的 结 果 率 和 种 子 萌 发 率 极 低 [2] 为 了 解 决 规 模 化 生 产 中 所 需 的 种 苗 短 缺 问 题, 目 前 已 对 霍 山 石 斛 的 种 苗 生 产 技 术 进 行 了 一 些 研 究, 并 取 得 了 一 定 的 进 展 [3 4], 但 基 本 上 集 中 在 种 子 无 菌 播 种 过 程 中 的 培 养 基 筛 选 与 培 养 条 件 优 化 等 方 面 [5 7] 另 外, 霍 山 石 斛 试 管 苗 移 栽 成 活 率 低 一 直 是 其 规 模 化 生 产 过 程 中 的 一 个 瓶 颈 问 题 本 文 比 较 研 究 了 不 同 授 粉 方 式 及 低 温 贮 藏 等 对 种 子 萌 发 的 影 响, 以 及 不 同 物 理 性 质 的 基 质 对 试 管 苗 移 栽 成 活 率 的 影 响, 以 期 为 霍 山 石 斛 种 苗 的 高 效 生 产 和 规 模 化 种 植 过 程 中 基 质 的 选 择 提 供 理 论 指 导 和 技 术 支 撑 1 材 料 和 方 法 1.1 实 验 材 料 霍 山 石 斛 (Dendrobium huoshanense C. Z. Tang et S. J. Cheng) 母 株 从 安 徽 省 霍 山 县 太 平 畈 乡 引 进, 种 植 于 本 实 验 室 的 兰 花 资 源 圃 中, 生 长 良 好, 果 实 ( 种 子 ) 通 过 人 工 授 粉 获 得 培 养 基 采 用 的 花 宝 1 号 花 宝 2 号, 系 由 美 国 花 宝 公 司 (Hyponex corporation) 生 产, 花 宝 1 号 的 N : P : K = 7 : 6 : 19; 花 宝 2 号 N : P : K = 20 : 20 : 20 种 植 所 用 的 树 皮 兰 石 ( 兰 科 植 物 栽 培 中 常 用 的 一 种 富 含 碳 酸 盐 和 硅 酸 盐 类 的 基 质 ) 珍 珠 岩 购 自 广 州 的 花 卉 市 场, 木 屑 购 自 广 州 的 木 材 加 工 厂 1.2 人 工 辅 助 授 粉 栽 培 大 棚 内 授 粉 在 广 州, 霍 山 石 斛 的 正 常 开 花 时 间 为 3 月 中 下 旬 至 5 月 上 旬, 但 在 11 月 亦 有 少 数 植 株 开 花 在 霍 山 石 斛 正 常 开 花 期 选 取 生 长 健 壮 的 植 株 进 行 人 工 授 粉, 授 粉 时, 用 牙 签 粘 起 花 粉 团 放 到 待 授 粉 花 的 蕊 柱 腔 内, 并 挂 牌 标 记 试 管 内 授 粉 在 无 菌 培 养 条 件 下, 少 数 霍 山 石 斛 植 株 会 开 花 人 工 授 粉 时, 先 用 消 毒 后 的 镊 子 将 开 花 植 株 从 瓶 内 夹 出 来, 再 用 灭 过 菌 的 牙 签 粘 起 花 粉 团 放 到 待 授 粉 花 的 蕊 柱 腔 内, 然 后 再 将 授 粉 后 的 植 株 转 接 到 培 养 瓶 中, 并 标 明 授 粉 方 式 及 日 期, 所 有 操 作 过 程 均 在 超 净 工 作 台 上 进 行 1.3 种 子 低 温 无 菌 保 存 将 霍 山 石 斛 成 熟 果 实 ( 异 花 授 粉 后 125 d) 经 过 常 规 消 毒 后, 剖 开 果 实 将 种 子 取 出, 并 装 入 无 菌 的 小 试 管 内, 密 封 后 置 于 4 下 保 存 1.4 无 菌 播 种 来 自 田 间 授 粉 的 果 实, 先 用 70% 酒 精 的 棉 球 擦 拭 干 净 蒴 果 表 面, 然 后 浸 泡 于 70% 酒 精 中 30 s, 再 用 0.1% 升 汞 消 毒 15 min, 无 菌 水 冲 洗 5 次, 用 无 菌 滤 纸 吸 干 蒴 果 表 面 水 分, 沿 中 缝 线 纵 向 切 开 蒴 果, 刮 出 种 子 于 适 量 的 无 菌 水 中 制 成 悬 浮 液 ; 在 无 菌 培 养 条 件 中 获 得 的 果 实, 直 接 剖 开 果 实 取 出 种 子 制 成 悬 浮 液 ; 低 温 无 菌 保 存 的 种 子, 直 接 取 一 定 量 的 种 子 制 成 悬 浮 液 播 种 前, 摇 匀 悬 浮 液 后 吸 取 一 定 体 积 的 液 体, 在 显 微 镜 下 观 察 并 统 计 视 野 内 的 种 子 数 目, 以 此 来 估 计 每 个 培 养 瓶 在 播 种 时 应 吸 取 的 悬 浮 液 体 积 播 种 时, 吸 取 适 量 悬 浮 液 加 入 培 养 基 上 并 使 之 均 匀 分 布 每 瓶 播 种 100 粒 左 右 培 养 条 件 为 光 强 30 ~ 40 µmol m 2 s 1, 光 照 12 h d 1, 培 养 温 度 (25 ± 2), 播 种 后 定 期 观 察 种 子 的 萌 发 情 况 无 菌 播 种 培 养 基 为 花 宝 H, 包 含 花 宝 1 号 1.0 g L 1 + 花 宝 2 号 1.0 g L 1 + 蛋 白 胨 1.0 g L 1 + NAA 0.5 mg L 1 + FeSO 4 7H 2 O 27.8 mg L 1 + Na 2 EDTA 37.3 mg L 1 + 蔗 糖 15 g L 1 + 活 性 炭 1.0 g L 1 + 香 蕉 匀 浆 50 g L 1 附 加 琼 脂 5.0 g L 1,pH 调 至 5.4 ~ 5.6 萌 发 率 = 萌 发 的 种 子 数 / 总 种 子 数 100% 1.5 不 同 有 机 添 加 物 对 试 管 苗 生 长 影 响 选 取 苗 高 约 为 1.0 cm, 具 2 片 叶, 长 势 整 齐 一 致 的 试 管 苗 为 材 料, 接 种 于 如 下 培 养 基 中 :(1) 花 宝 H( 对 照 );(2) 花 宝 H + 土 豆 泥 25 g L 1 ;(3) 花 宝 H + 土 豆 泥 50 g L 1 ;(4) 花 宝 H + 土 豆 泥 100 g L 1 ;(5) 花 宝 H + 香 蕉 匀 浆 25 g L 1 ;(6) 花 宝 H + 香 蕉 匀 浆 50 g L 1 ;(7) 花 宝 H + 香 蕉 匀 浆 100 g L 1 ;(8) 花 宝 H + 苹 果 匀 浆 25 g L 1 ;(9) 花 宝 H + 苹 果 匀 浆 50 g L 1 ; (10) 花 宝 H + 苹 果 匀 浆 100 g L 1 接 种 4 个 月 后 统 计 试 管 苗 的 生 长 情 况 用 电 子 天 平 测 量 鲜 重, 用
3 242 热 带 亚 热 带 植 物 学 报 第 21 卷 游 标 卡 尺 测 量 株 高, 统 计 萌 发 的 新 芽 数 每 个 处 理 3 次 重 复 1.6 试 管 苗 的 移 栽 试 管 苗 的 栽 培 基 质 试 管 苗 移 栽 时 采 用 6 种 基 质 进 行 栽 培, 分 别 是 1 树 皮 ;2 珍 珠 岩 ;3 兰 石 ;4 木 屑 ;5 底 部 3/10 树 皮 + 上 部 7/10 木 屑 ;6 底 部 3/10 陶 粒 + 上 部 7/10 木 屑 试 管 苗 的 移 栽 将 霍 山 石 斛 小 苗 小 心 地 从 瓶 中 取 出, 用 自 来 水 清 洗 后, 选 取 苗 高 3 ~ 4 cm, 具 4 ~ 5 片 叶, 长 有 2 ~ 4 条 根 的 健 壮 试 管 苗 用 于 移 栽 移 栽 实 验 在 中 国 科 学 院 华 南 植 物 园 石 斛 种 植 基 地 进 行 长 势 观 察 以 丛 ( 每 丛 5 株 ) 为 单 位 进 行 种 植 和 观 察, 每 个 处 理 选 取 30 丛 观 察 指 标 包 括 成 活 率 和 萌 芽 数 等 成 活 率 在 移 栽 后 70 d 进 行 统 计, 新 芽 萌 发 率 在 次 年 春 季 3 月 份 进 行 统 计 霍 山 石 斛 在 广 州 种 植 时, 当 年 生 的 茎 在 冬 季 会 封 顶 ( 停 止 生 长 ), 翌 年, 从 茎 的 基 部 或 者 茎 节 处 重 新 萌 发 新 芽, 萌 芽 数 量 以 次 年 萌 发 的 新 生 芽 计 1.7 移 栽 基 质 理 化 指 标 测 定 测 定 的 指 标 包 括 电 导 率 ph 总 孔 隙 度 气 体 孔 隙 度 持 水 量 电 导 率 和 ph 测 定 : 将 移 栽 基 质 分 别 装 入 200 ml 的 玻 璃 瓶 中, 加 入 100 ml 的 纯 水 浸 泡 4 h 后 倾 倒 出 浸 泡 液, 应 用 电 导 率 仪 和 酸 度 计 进 行 测 定 测 定 3 次, 取 平 均 值 总 孔 隙 度 气 体 孔 隙 度 持 水 量 的 测 定 步 骤 如 下 : (1) 基 质 的 总 孔 隙 度 测 定 : 将 干 基 质 ( 在 实 验 前 烘 干 ) 倒 进 200 ml 的 玻 璃 瓶 至 某 一 刻 度 线 ( 记 为 a), 轻 拍 玻 璃 瓶, 让 基 质 均 匀 充 实 填 满, 然 后 用 量 筒 慢 慢 加 水 到 基 质 中, 直 到 基 质 含 水 量 达 到 完 全 饱 和 ( 注 意 基 质 平 面 应 始 终 保 持 在 刻 度 线 上 ), 倒 进 的 总 水 量 记 为 b (2) 基 质 的 气 体 孔 隙 度 测 定 : 把 装 有 饱 和 含 水 量 基 质 的 玻 璃 瓶 倒 立, 将 从 玻 璃 瓶 基 质 自 动 流 出 的 水 收 集 到 另 一 玻 璃 瓶 中, 直 至 没 有 水 流 出 为 止, 流 出 的 水 的 体 积 记 为 c 基 质 的 持 水 量 = b c; 总 孔 隙 度 (%) = b/a 100%; 气 体 孔 隙 度 (%) = c/a 100%; 持 水 度 (%) = b/a c/a 1.8 数 据 统 计 分 析 实 验 数 据 采 用 SPSS 软 件 进 行 统 计 分 析, 用 Duncan 检 验 方 差 分 析 的 差 异 显 著 性, 实 验 数 据 以 平 均 值 ± 标 准 差 (Mean ± SD) 表 示 2 结 果 和 分 析 2.1 霍 山 石 斛 的 人 工 辅 助 授 粉 不 同 授 粉 方 式 间 的 霍 山 石 斛 结 果 率 差 异 明 显 由 表 1 可 以 看 出, 在 栽 培 大 棚 内, 采 用 异 花 授 粉 方 式 的 座 果 率 可 以 超 过 65%, 远 比 自 花 授 粉 的 高 ; 授 粉 后 125 d, 无 论 是 自 花 授 粉 还 是 异 花 授 粉, 果 实 都 会 成 熟 ( 果 实 上 部 1/3 左 右 变 黄 ), 但 自 花 授 粉 成 熟 时 的 果 实 要 比 异 花 授 粉 的 小 一 些 在 无 菌 培 养 条 件 下, 培 养 瓶 内 的 少 数 植 株 也 能 够 开 花 在 试 管 内 对 开 花 植 株 进 行 异 花 授 粉, 结 果 率 可 达 18% 以 上, 但 自 花 授 粉 未 见 结 果 果 实 成 熟 ( 果 实 上 部 1/3 左 右 变 黄 ) 只 需 58 d, 比 栽 培 大 棚 中 的 短 67 d ( 表 1), 但 成 熟 果 实 比 栽 培 大 棚 中 的 小 得 多, 大 约 只 有 栽 培 大 棚 中 的 三 分 之 一, 这 可 能 与 培 养 瓶 中 生 长 的 植 株 比 大 棚 中 栽 培 的 植 株 矮 小 有 关 2.2 授 粉 方 式 及 低 温 保 存 对 种 子 萌 发 的 影 响 成 熟 的 霍 山 石 斛 种 子 呈 长 的 纺 锤 形, 外 部 有 一 层 薄 的 种 皮 包 裹, 中 间 是 椭 圆 形 的 胚, 胚 分 化 不 明 显, 同 一 果 荚 中 种 子 的 发 育 状 态 不 一, 有 的 种 子 胚 大 且 饱 满, 有 的 种 子 虽 然 有 胚, 但 胚 较 小, 发 育 不 好, 有 的 种 子 只 有 种 皮 并 没 有 胚 ( 图 1: A); 种 子 播 种 到 培 养 基 上 后, 种 子 逐 渐 吸 水 膨 胀 变 圆, 变 绿, 然 后 形 成 裸 胚 ( 原 球 茎 ) 原 球 茎 继 续 发 育, 在 播 种 42 d 后 可 以 见 到 原 球 茎 顶 部 分 化 出 小 芽, 下 部 出 现 成 群 散 射 状 的 毛 状 物 ( 图 1: B); 随 着 时 间 的 推 移, 原 球 茎 继 续 分 化 成 小 苗, 小 苗 生 长 一 段 时 间 后 就 可 出 瓶 移 栽 ( 图 1: C) 从 图 2 可 以 看 出, 在 同 一 培 养 基 和 培 养 条 件 下, 来 源 于 栽 培 大 棚 中 的 异 花 授 粉 ( 图 2: A) 的 种 子 萌 发 率 明 显 比 来 源 于 自 花 授 粉 ( 图 2: B) 的 高, 而 来 源 于 栽 培 大 棚 中 的 异 花 授 粉 ( 图 2: A) 的 种 子 萌 发 率 与 来 源 于 培 养 瓶 中 异 花 授 粉 ( 图 2: C) 的 差 异 不 显 著 ; 种 子 在 4 下 无 菌 保 存 2.5 年 后 ( 图 2: D) 仍 有 很 高 的 萌 发 率, 与 异 花 授 粉 ( 图 2: A) 的 相 近 说 明 不 同 授 粉 方 式 对 种 子 的 萌 发 具 有 明 显 的 影 响, 低 温 无 菌 保 存 方 式 可 以 较 长 时 间 有 效 保 持 种 子 的 活 力
4 第3期 243 钱文林等 霍山石斛种苗繁殖与栽培研究 表 1 不同授粉方式霍山石斛的结果率 Table 1 Manual pollination and the setting fruit percentage of Dendrobium huoshanense 培养场所 Culture position 授粉方式 授粉花朵数 果荚数 座果率 果实成熟时间 Pollination Number of Number Fruit setting Days of fruit type pollinated flowers of fruits (%) ripening 栽培大棚 自花授粉 Greenhouse Self-pollination 异花授粉 自花授粉 Culture bottle Self-pollination 异花授粉 Fruit status 发育一般 果实中等 Fruits are middle and develop normally Cross-pollination 培养瓶 果实发育状况 发育良好 果实较大 Fruits are big and develop well Cross-pollination 58 发育良好 果实较小 Fruits are small and develop well 图 1 霍山石斛的种子萌发与成苗过程 A. 种子 B. 播种后 42 d, 种子吸水萌发转绿 C. 播种 8 个月后的试管苗 Fig. 1 Seed germination and seedling growth of Dendrobium huoshanense. A. Mature seeds; B. Seeds germination after sowing 42 d; C. Seedlings after sowing 8 months. 图 2 不同来源种子的萌发率 A. 大棚中异花授粉 B. 大棚中自花授粉 C. 培养瓶中异花授粉 D. 低温无菌贮存 2.5 年 Fig. 2 Seed germination rate under different treatment. A. Cross-pollination in greenhouse B. Self-pollination in Greenhouse C. Cross-pollination of in vitro culture D. Seeds storage for 2.5 years under 4.
5 244 热 带 亚 热 带 植 物 学 报 第 21 卷 2.3 有 机 添 加 物 对 试 管 苗 生 长 的 影 响 由 表 2 可 以 看 出,3 种 有 机 添 加 物 对 霍 山 石 斛 试 管 苗 的 壮 苗 均 具 有 明 显 的 促 进 作 用, 其 中 以 香 蕉 匀 浆 的 效 果 最 好 培 养 基 中 添 加 100 g L 1 香 蕉 匀 浆, 培 养 129 d 后 的 霍 山 石 斛 单 株 鲜 重 是 对 照 的 15 倍 多, 每 株 萌 发 的 芽 数 超 过 了 对 照 的 3.3 倍 2.4 试 管 苗 的 移 栽 及 栽 培 基 质 的 理 化 性 质 不 同 的 栽 培 基 质 对 试 管 苗 移 栽 的 影 响 不 同 从 表 3 可 以 看 出, 单 一 基 质 中, 在 基 质 4 木 屑 上 的 成 活 率 和 萌 发 的 新 芽 数 最 高, 且 整 齐 度 也 最 好, 而 在 基 质 1 2 和 3 的 成 活 率 和 萌 发 的 新 芽 数 均 较 低, 其 中 以 3 号 基 质 的 成 活 率 最 低 在 5 和 6 的 分 层 基 质 上 的 成 活 率 和 萌 发 的 新 芽 数 均 比 单 一 基 质 的 高, 且 整 齐 度 也 更 好, 其 中 基 质 5 的 成 活 率 和 萌 发 的 新 芽 数 分 别 是 基 质 3 的 1.73 倍 和 1.65 倍, 说 明 不 同 的 基 质 对 霍 山 石 斛 的 移 栽 成 活 与 生 长 的 影 响 显 著 不 同 栽 培 基 质 的 理 化 特 性 不 同 从 表 4 可 以 看 出, 在 所 有 的 基 质 中, 木 屑 的 总 孔 隙 度 和 气 孔 隙 度 最 高, 持 水 量 也 仅 次 于 珍 珠 岩, 说 明 其 既 有 较 好 的 通 气 性, 又 有 较 高 的 持 水 能 力, 另 外, 尽 管 其 ph 偏 酸 性, 但 其 电 导 度 较 小, 说 明 其 盐 离 子 含 量 较 低, 因 此 需 要 较 好 通 气 性 的 霍 山 石 斛 在 含 有 木 屑 的 栽 培 基 质 上 的 移 栽 成 活 率 较 高 珍 珠 岩 的 持 水 量 最 大, 电 导 度 和 ph 值 最 高, 气 孔 隙 度 最 小, 树 皮 与 陶 粒 除 了 ph 值 有 较 大 差 异 外, 其 它 物 理 特 性 相 近 ; 兰 石 的 物 理 特 性 介 于 树 皮 与 木 屑 之 间 本 试 验 中 的 5 和 6 号 基 质 上 层 均 为 木 屑, 下 层 分 别 为 树 皮 和 陶 粒, 上 部 的 木 屑 既 有 较 好 的 保 水 性 表 2 试 管 苗 在 不 同 培 养 基 上 的 生 长 情 况 Table 2 Growth of seedlings on different culture medium 基 本 培 养 基 Basic medium 添 加 物 (g L 1 ) Supplement 鲜 重 (g plant 1 ) Fresh weight 母 株 高 (cm) Origin height 新 株 高 New plant height (cm) 萌 发 株 数 Number of new plants 花 宝 H Hyponex H 0.030d 1.167e 1.816c 1.747f 花 宝 H Hyponex H 土 豆 Potato cd 1.583cde 1.883c 2.579cde 花 宝 H Hyponex H 土 豆 Potato c 2.250c 2.417bc 2.833bcd 花 宝 H Hyponex H 土 豆 Potato c 2.100bc 2.933b 3.215bc 花 宝 H Hyponex H 香 蕉 Banana b 2.133bc 1.933c 3.337bc 花 宝 H Hyponex H 香 蕉 Banana b 2.167b 2.317c 3.450b 花 宝 H Hyponex H 香 蕉 Banana a 2.983a 4.100a 5.881a 花 宝 H Hyponex H 苹 果 Apple cd 1.900bcd 1.900c 1.950ef 花 宝 H Hyponex H 苹 果 Apple cd b 1.883c 3.071cde 花 宝 H Hyponex H 苹 果 Apple cd 1.383de 1.850c 2.275def 同 列 数 据 后 不 同 字 母 表 示 差 异 显 著 (P < 0.05) Data followed different letters within column indicate significant difference at 0.05 level. 表 3 不 同 基 质 对 试 管 苗 移 栽 的 影 响 Table 3 Effect of different transplant medium on seedling growth 编 号 No. 移 栽 基 质 Transplanting medium 成 活 率 Survival (%) 萌 发 新 芽 数 Number of new buds 整 齐 度 Uniformity 1 树 皮 Bark 珍 珠 岩 Perlite 兰 石 Calcicalathina 木 屑 Sawdust 树 皮 木 屑 = 3 7 Bark sawdust = 陶 粒 木 屑 = 3 7 Ceramsite sawdust = 移 栽 后 70 d 统 计 成 活 率 ; 次 年 3 月 统 计 出 芽 率 ; +: 较 差 ; ++: 较 好 ; +++: 很 好 Survival and bud rate were counted after transplanting 70 days and March of next year, respectively. +: Bad; ++: Good; +++: Very good.
6 第 3 期 钱 文 林 等 : 霍 山 石 斛 种 苗 繁 殖 与 栽 培 研 究 245 表 4 不 同 栽 培 基 质 的 理 化 性 质 Table 4 The physical and chemical characters of different transplanting media 移 栽 基 质 Medium 总 孔 隙 度 (%) Gross porosity 气 孔 隙 度 (%) Porosity 持 水 量 (%) Water-hold capacity 电 导 率 (us cm 1 ) ph Conductivity 陶 粒 Ceramsite ± 1.68 c ± 1.35 b 5.00 ± 2.02 d ± 3.51 b 6.36 ± 0.07 b 树 皮 Bark ± 1.68 c ± 1.02 b 5.78 ± 2.14 d ± b 4.81 ± 0.14 e 珍 珠 岩 Perlite ± 0.44 b ± 2.00 c ± 1.87 a ± a 6.97 ± 0.09 a 兰 石 Calcicalathina ± 1.92 b ± 2.04 b ± 3.71 c ± b 5.87 ± 0.30 c 木 屑 Sawdust ± 2.69 a ± 3.33 a ± 5.00 b ± 3.21 c 5.36 ± 0.05 d 对 照 Control 7.00 ± 1.00 d 7.18 ± 0.33 a 同 列 数 据 后 不 同 字 母 表 示 差 异 显 著 (P < 0.05) Data followed different letters within column indicate significant difference at 0.05 level. 又 有 较 好 的 透 气 性, 并 且 它 的 保 肥 能 力 较 高, 下 层 的 树 皮 和 陶 粒 又 能 进 一 步 增 加 霍 山 石 斛 根 部 的 透 气 性 3 讨 论 3.1 授 粉 方 式 对 种 子 萌 发 的 影 响 自 然 条 件 下, 霍 山 石 斛 与 石 斛 属 中 的 其 它 植 物 一 样, 需 要 昆 虫 协 助 传 粉 才 能 结 果, 但 结 果 率 一 般 很 低 [8] 在 种 植 大 棚 中 人 工 栽 培 时, 由 于 大 棚 中 缺 少 可 为 其 传 粉 的 昆 虫, 因 此 自 然 结 果 的 现 象 极 为 罕 见, 为 了 成 功 获 得 种 子 ( 果 实 ), 人 工 辅 助 授 粉 是 不 可 或 缺 的 手 段 本 文 的 研 究 结 果 表 明, 在 种 植 大 棚 中, 无 论 是 进 行 自 花 授 粉 还 是 进 行 异 花 授 粉, 都 能 成 功 获 得 果 实, 但 异 花 授 粉 的 成 功 率 明 显 比 自 花 授 粉 的 高, 并 且 在 果 实 成 熟 时, 异 花 授 粉 的 果 实 也 比 自 花 授 粉 的 大, 但 二 者 成 熟 所 需 的 时 间 基 本 一 致 ( 表 1) 另 外, 无 菌 播 种 实 验 结 果 还 表 明, 自 花 授 粉 的 种 子 萌 发 率 也 要 比 异 花 授 粉 的 低, 说 明 霍 山 石 斛 存 在 一 定 的 自 花 不 孕 现 象 因 此 在 生 产 上, 进 行 异 花 授 粉 可 提 高 人 工 辅 助 授 粉 的 结 果 率 在 进 行 霍 山 石 斛 种 苗 的 组 织 培 养 时, 通 常 会 观 察 到 少 量 植 株 开 花 的 现 象 本 文 的 研 究 结 果 表 明, 对 这 些 开 花 植 株 进 行 人 工 授 粉 也 能 成 功 结 果, 且 异 花 授 粉 的 结 果 率 较 高, 同 时 在 无 菌 培 养 条 件 下, 果 实 成 熟 的 时 间 比 在 种 植 大 棚 中 的 大 大 缩 短 陈 肖 [9] 英 等 曾 报 道 霍 山 石 斛 试 管 苗 开 花 方 面 的 研 究, 在 MS 基 本 培 养 基 (1/6 氮 5 倍 磷 ) 中, 当 糖 浓 度 提 高 到 40 g L 1, 并 加 入 0.02 mg L 1 的 TDZ 时 可 以 诱 导 植 株 提 早 开 花, 但 并 未 进 行 授 粉 试 验 在 种 苗 的 组 织 培 养 生 产 过 程 中, 如 果 能 将 人 工 诱 导 开 花 与 人 工 授 粉 结 合 起 来, 那 么 就 完 全 可 以 将 大 棚 中 霍 山 石 斛 的 结 果 ( 结 实 ) 过 程 移 植 到 培 养 室 中 来 完 成, 这 不 但 可 以 大 大 缩 短 获 得 霍 山 石 斛 果 实 的 时 间, 而 且 还 能 实 现 霍 山 石 斛 种 子 的 周 年 生 产, 这 在 霍 山 石 斛 种 苗 生 产 上 具 有 重 要 的 应 用 价 值 至 于 无 菌 培 养 条 件 下 果 实 成 熟 的 时 间 为 什 么 大 为 缩 短, 其 原 因 尚 不 清 楚, 还 有 待 于 进 一 步 研 究 [10] Nikishina 等 采 用 液 态 氮 ( 196 ) 迅 速 冷 冻 的 方 式 保 存 兰 科 植 物 的 种 子, 结 果 表 明 冷 冻 保 存 对 原 球 茎 和 幼 小 植 株 的 生 长 没 有 负 面 的 影 响 [11] Vendrame 等 报 道 石 斛 种 子 在 冰 上 处 理 1 ~ 3 h 后 的 萌 发 率 要 显 著 高 于 室 温 下 的 种 子 萌 发 率 在 本 研 究 中, 将 成 熟 种 子 放 置 于 常 规 的 4 冰 箱 保 存 2.5 年, 取 出 后 直 接 播 种, 仍 有 很 高 的 萌 发 率 这 种 种 子 保 存 的 方 法 简 单, 且 易 操 作, 可 以 解 决 霍 山 石 斛 种 子 的 中 长 期 保 存 问 题 3.2 不 同 有 机 添 加 物 对 壮 苗 的 影 响 为 获 得 整 齐 健 壮 的 试 管 苗, 在 组 织 培 养 过 程 中 一 般 需 要 对 试 管 苗 进 行 壮 苗 培 养 已 有 的 研 究 结 果 表 明, 天 然 植 物 汁 液 对 药 用 石 斛 的 壮 苗 培 养 有 明 显 的 促 进 作 用 [12] [13] 李 小 军 等 报 道, 当 1/2MS 培 养 基 上 附 加 质 量 分 数 为 20% 的 菲 律 宾 香 蕉 上 清 液 [14] 时, 对 霍 山 石 斛 试 管 苗 壮 苗 的 作 用 最 佳 张 艳 等 的 研 究 结 果 表 明, 刚 成 熟 的 马 来 西 亚 帝 王 香 蕉 混 合 提 取 物 对 霍 山 石 斛 原 球 茎 形 成 最 为 有 利, 已 烂 熟 的 香 蕉 可 加 快 小 苗 的 生 长 ; 在 不 同 提 取 方 式 中, 香 蕉 提 取 物 沉 淀 有 利 于 原 球 茎 的 形 成 本 研 究 比 较 了 香 蕉 土 豆 苹 果 3 种 不 同 有 机 添 加 物 对 试 管 苗 壮 苗 的 效 果, 结 果 以 香 蕉 匀 浆 的 壮 苗 效 果 最 好, 霍 山 石 斛 试 管 苗 在 花 宝 H g L 1 香 蕉 匀 浆 的 培 养 基 上 的 长 势 最 佳
7 246 热 带 亚 热 带 植 物 学 报 第 21 卷 3.3 霍 山 石 斛 移 栽 基 质 的 选 择 长 期 以 来, 移 栽 成 活 率 低 一 直 是 困 扰 霍 山 石 斛 [15] 规 模 化 生 产 的 瓶 颈 胡 万 群 等 通 过 多 年 的 研 究 与 生 产 实 践, 认 为 栽 培 基 质 是 基 础, 种 苗 质 量 是 关 键, 而 且 研 究 表 明, 利 用 保 水 性 能 好 且 透 气 性 强 的 栽 [16] 培 基 质 可 使 移 栽 种 植 时 的 成 活 率 提 高 郑 志 新 等 对 几 种 不 同 的 药 用 石 斛 的 栽 培 基 质 进 行 了 研 究, 认 为 基 质 的 选 择 以 疏 水 透 气 保 水 为 原 则 以 前 的 研 究 大 多 是 通 过 移 栽 实 验 来 筛 选 适 宜 的 基 质, 但 并 未 对 其 适 合 的 原 因 进 行 探 讨 本 研 究 结 果 表 明, 在 单 一 的 种 植 基 质 中, 以 木 屑 的 效 果 最 好, 这 可 能 是 因 为 木 屑 的 总 孔 隙 度 和 气 孔 隙 度 高 持 水 量 和 ph 值 适 中 盐 离 子 含 量 较 低 的 缘 故, 比 较 适 合 霍 山 石 斛 的 生 长 需 要 同 时, 研 究 还 表 明 分 层 基 质 的 种 植 效 果 更 好, 这 可 能 是 因 为 基 质 分 层 后, 更 好 地 解 决 了 基 质 的 透 气 性 和 保 水 性 之 间 的 矛 盾 因 此, 在 选 择 霍 山 石 斛 种 植 的 基 质 时, 首 先 应 该 了 解 栽 培 基 质 的 物 理 特 性, 并 根 据 基 质 的 理 化 特 性 进 行 合 理 的 搭 配 使 用, 只 有 这 样 才 能 有 效 提 高 霍 山 石 斛 的 种 植 成 活 率 参 考 文 献 [1] Bao X S. Dendrobium huoshanense: The Most Medical Chinese Herb [M]. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 2003: 1 2. 包 雪 声. 中 华 仙 草 之 最 霍 山 石 斛 [M]. 上 海 : 上 海 科 学 技 术 文 献 出 版 社, 2003: 1 2. [2] Huang S W, Zhang J. The rare Chinese medicine: Dendrobium huoshanense [J]. Med Anhui Pharm J, 2000, 4(3): 黄 顺 旺, 张 静. 名 贵 珍 稀 的 霍 山 石 斛 [J]. 安 徽 医 药, 2000, 4(3): [3] Wu H Q, Luo J P. Research advance in Dendrobium huoshanense [J]. Lishizhen Med Mat Med Res, 2010, 21(1): 吴 胡 琦, 罗 建 平. 霍 山 石 斛 的 研 究 进 展 [J]. 时 珍 国 医 国 药, 2010, 21(1): [4] Luo J P, Wawrosch C, Kopp B. Enhanced micropropagation of Dendrobium huoshanense C. Z. Tang et S. J. Cheng through protocorm-like bodies: The effects of cytokinins, carbohydrate sources and cold pretreatment [J]. Sci Hort, 2009, 123(2): [5] Wen Y F, Lu R L, Xie Z L. Rapid propagation and induction of floral buds of Dendrobium huoshanense [J]. Plant Physiol Commun, 1999, 35(4): 温 云 飞, 鲁 润 龙, 谢 子 立. 霍 山 石 斛 的 快 速 繁 殖 和 花 芽 诱 导 [J]. 植 物 生 理 学 通 讯, 1999, 35(4): [6] Tan Y, Ye Q S, Liu W. Tissue culture of Dendrobium huoshanense [J]. Chin Bull Bot, 2005, 22(1): 谭 云, 叶 庆 生, 刘 伟. 霍 山 石 斛 (Dendrobidium huoshanness) 的 组 织 培 养 [J]. 植 物 学 通 报, 2005, 22(1): [7] Xu Y J, Yu L W. The seedlings culture of Dendrobium huoshanense seeds [J]. Plant Physiol Commun, 1984(4): 徐 云 鹃, 于 力 文. 霍 山 石 斛 种 子 试 管 苗 的 培 养 [J]. 植 物 生 理 学 通 讯, 1984(4): [8] Sun T. Study on tissue culture of Dendrobium huoshanense [D]. Yangling: Northwest Agricultural and Forest University, 2004: 2 3. 孙 廷. 霍 山 石 斛 (Dendrobium huoshanense) 离 体 培 养 研 究 [D]. 杨 凌 : 西 北 农 林 科 技 大 学, 2004: 2 3. [9] Chen X Y. Studies on flowering in vitro of Dendrobium huoshanense [D]. Guangzhou: South China Normal University, 2003: 陈 肖 英. 霍 山 石 斛 试 管 开 花 研 究 [D]. 广 州 : 华 南 师 范 大 学, 2003: [10] Nikishina T, Popov A, Kolomeitseva G, et al. Effect of cryoconservation on seed germination of rare tropical orchids [J]. Russ J plant physiol, 2001, 48(6): [11] Vendrame W A, Carvalho V, Dias J. In vitro germination and seedling development of cryopreserved Dendrobium hybrid mature seeds [J]. Sci Hort, 2007, 114(3): [12] Li C, Wang L, Chen Q, et al. Tissue culture and rapid propagation of Dendrobium huoshanense [J] Bio-Techn Med, 2011, 18(1): 李 蕤, 王 琳, 陈 群, 等. 霍 山 石 斛 组 织 培 养 及 快 速 克 隆 繁 殖 技 术 [J]. 药 物 生 物 技 术, 2011, 18(1): [13] Li X J, Liu S Q, Pan W L, et al. Effects of extract from bananas on the growth of plants of Dendrobium huoshanense [J]. J Jiangsu Univ (Nat Sci), 2004, 25(6): 李 小 军, 刘 石 泉, 潘 维 陵, 等. 香 蕉 提 取 物 对 霍 山 石 斛 试 管 苗 壮 苗 的 影 响 [J]. 江 苏 大 学 学 报 : 自 然 科 学 版, 2004, 25(6): [14] Zhang Y, Qian Z Y, Chen J F, et al. Effects of different kinds of extract from banana on the growth of the seedlings and the formation of protocorm of Dendrobium huoshanense [J]. J Shanghai Norm Univ (Nat Sci), 2008, 37(4): 张 艳, 钱 忠 英, 陈 军 峰, 等. 香 蕉 提 取 物 对 霍 山 石 斛 原 球 茎 形 成 和 小 苗 生 长 的 影 响 [J]. 上 海 师 范 大 学 学 报 : 自 然 科 学 版, 2008, 37(4): [15] Hu W Q. Tissue culture and fast reproduction technology of Dendrobium huoshanense [J]. Mod Agri Sci, 2008, 15(1): 胡 万 群. 霍 山 石 斛 组 织 培 养 和 快 速 繁 殖 技 术 研 究 [J]. 现 代 农 业 科 学, 2008, 15(1): [16] Zheng Z X. Study on technique for propagation and planting of several officinal Dendrobium [D]. Beijing: Chinese Academy of Forestry, 2006: 郑 志 新. 几 种 药 用 石 斛 的 繁 殖 栽 培 技 术 研 究 [D]. 北 京 : 中 国 林 业 科 学 研 究 院, 2006:
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