鐵皮石斛組培苗生根條件優化研究

彭文書+馬莉+趙苗苗+張文杰+嚴亮

摘 要 以鐵皮石斛無菌幼苗為材料，在不同生根培養基中添加不同配比的生長調節物質、香蕉汁、馬鈴薯汁以及活性炭，研究其對鐵皮石斛組培苗生根效果的影響。研究結果表明，生根培養基為：1/2 MS+6-BA 0.2 mg/L+10.0%香蕉汁+10.0%馬鈴薯汁+NAA 0.4 mg/L+2.0%蔗糖+0.04%活性炭，生根條件為光照強度2 000 lx、瓊脂用量7.0 g/L、培養基pH為5.8是最適宜條件。

關鍵詞 鐵皮石斛 ；組培苗 ；生根條件 ；優化

分類號 S567.23+9

鐵皮石斛（Dendrobium officinale） 為蘭科（Orchidaceae）石斛屬（Dendrobium sw.）植物，是一種十分珍貴的中藥材植物，主要分布于我國云南、廣西、廣東、貴州等南方省區[1]。鐵皮石斛是《中華人民共和國藥典》收錄的5種石斛屬植物之一[2]。鐵皮石斛具有較高的藥用價值，《中國藥學大詞典》稱其具有“滋養陰津”功效，清代《藥性論》說石斛能補腎積精、養胃陰、益氣力和增強體質。石斛作為益胃生津藥在《神農本草經》、《本草再新》中均有記載[3]。現代醫學對鐵皮石斛的研究表明，多糖是一種有價值的中藥類免疫增強劑。藥理學研究表明，鐵皮石斛的多糖、氨基酸、生物堿等成分，具有提高免疫功能、抗氧化、抑制腫瘤和降低血糖等作用[4-9]。但由于鐵皮石斛生長條件十分苛刻，自然產量極少，加上生態破壞和藥農的過度采挖，致使鐵皮石斛野生資源的有些品種已面臨滅絕的境地。野生石斛在自然條件下的繁殖率很低，林下移栽種植鐵皮石斛成活的關鍵因素卻是組培苗的生根壯苗，因此在組織培養過程中提高組培苗生根率尤為重要。

本文選擇生長一致的的鐵皮石斛組培瓶幼苗，研究不同生長調節物質濃度、不同添加物及濃度對鐵皮石斛生根和生長的影響，以確定適合鐵皮石斛壯苗生根最適宜的培養基，提高林下移栽鐵皮石斛組培苗的成活率。

1 材料與方法

1.1 材料

鐵皮石斛無菌試管幼苗由普洱茶研究院民族藥膳實驗室購進，選取3～4 cm無根或少量細根的鐵皮石斛無菌試管幼苗為供試材料。

1.2 方法

1.2.1 培養條件

培養室溫度26℃，濕度50%～60%，光照強度2 000 lx，每天光照12 h，培養基pH為5.8。

1.2.2 試驗方法

在無菌條件下將材料取出，分別接種到所配制的生根壯苗培養基中。生根壯苗培養基設5個變量，分別是：6-BA、NAA、香蕉汁、馬鈴薯汁和活性炭。香蕉汁的制作方法是先按比例稱取香蕉之后打成汁，而馬鈴薯汁是先按比例稱取馬鈴薯后用水煮沸過濾出汁。每個處理培養基在1/2 MS基礎中均加入20 g/L蔗糖、7 g/L瓊脂，每處理接種10瓶，每瓶接種5株。培養1周后觀察統計幼苗的成活情況，并進行測量計算生根率、生根數、根長和苗高，取其平均值進行數據比較，分析不同培養基對鐵皮石斛生長情況的影響。

基本培養基均為1/2MS。

1.2.2.1 不同濃度6-BA對鐵皮石斛的生根生長的影響

變量6-BA的量為0.1、0.2、0.3、0.4 mg/L。

培養基其他添加物為香蕉汁6.0%+馬鈴薯汁6.0%+活性炭0.2%+瓊脂7.0 g/L+蔗糖2.0%。

生長調節物質NAA 0.2 mg/L。

編號分別為S1，S2，S3，S4。

1.2.2.2 不同濃度NAA對鐵皮石斛的生根生長的影響

變量NAA的量為0.2、0.4、0.6、0.8 mg/L。

培養基其他添加物為：香蕉汁6.0%+馬鈴薯汁6.0%+活性炭0.2%+瓊脂7.0 g/L+蔗糖2.0%。

生長調節物質6-BA0.3 mg/L。

編號分別為S5，S6，S7，S8。

1.2.2.3 不同濃度香蕉汁對鐵皮石斛的生根生長的影響

變量香蕉汁的比例為6.0%，8.0%，10.0%，12.0%。

培養基其他添加物馬鈴薯汁6.0%+蔗糖2.0%+活性炭0.2%+瓊脂7.0g/L。

生長調節物質NAA 0.6 mg/L+6-BA 0.3 mg/L。

編號分別為S9，S10，S11，S12。

1.2.2.4 不同濃度馬鈴薯汁對鐵皮石斛的生根生長的影響

變量馬鈴薯汁的比例為6.0%，8.0%，10.0%，12.0%。

培養基其他添加物香蕉汁10.0%+蔗糖2.0%+活性炭0.2%+瓊脂7.0g/L。

生長調節物質NAA 0.6 mg/L+6-BA 0.3 mg/L。

編號分別為S13，S14，S15，S16。

1.2.2.5 不同濃度活性炭對鐵皮石斛的生根生長的影響

變量活性炭的量為0.0%，0.1%，0.2%，0.4%。

培養基其他添加物馬鈴薯汁10.0%+香蕉汁10.0%+蔗糖2.0%+瓊脂7.0 g/L。

生長調節物質NAA 0.6 mg/L+6-BA 0.3 mg/L。

編號分別為S17，S18，S19，S20。

1.2.3 數據處理

用SPSS19.0軟件進行單因素方差分析，同時采用LSD法進行兩兩比較，以P<0.005為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 不同生長調節物質組合對生長的影響

為研究不同添加物對石解試管苗壯苗和生根的影響，以l/2 MS為基本培養基。

2.1.1 不同濃度6-BA對鐵皮石斛的生根生長的影響

實驗結果（表1，圖1）表明：接種后S3出根時間最短33.5 d，轉接的組培苗開始長出新根；S1小苗生長整齊但苗分化較少，有原球莖增殖，葉片綠，根系欠發達；S2和S3二者效果都差別不大，區別在于S3分苗最多，為5.11株，植株的莖粗和葉片數達2.41 cm和9.08片；S4葉片黃，根系少且短，節間有膨大并有不定芽長出。由此可見，細胞分裂素6-BA的濃度過高或者過低，均不利于石斛組培苗的生長，當6-BA濃度為0.3 mg/L時，對根的誘導效果最佳。在6-BA濃度為0.4 mg/L時，不定芽的形成有促進作用。6-BA的濃度越小越傾向于原球莖的增殖，而隨著其濃度的升高，不定芽的分化率也隨之升高。這與6-BA具有誘導芽的分化促進側芽萌發生長促進細胞分裂與擴大和高濃度抑制根的分化的作用相一致。

2.1.2 不同濃度的NAA對鐵皮石斛的生根生長的影響

生長調節物質NAA對鐵皮石斛生根的誘導率也有所不同（表2，圖2）。當NAA為0.2 g/L時，生根最少，平均根數為6.82條，苗長勢慢；NAA濃度為0.4 mg/L時，生根數8.06條，苗生長較快；NAA濃度增至0.6 mg/L時，生根數為8.79條，且苗長勢較快，葉肥綠；當其濃度增加到0.8 mg/L時，其生根數降為5.45條。隨著NAA濃度的升高對根的誘導反而下降，且生長一段時間后苗會枯黃并且有死亡出現，打開瓶蓋可聞見酸臭味，測得培養基的pH<4.3，所以NAA濃度太高，不適宜鐵皮石斛試管苗的生長。故本處理確定NAA 0.6 mg/L為最適宜濃度，生根誘導率最高，對石斛芽苗和莖的生長均有促進作用。

2.2 不同濃度的香蕉汁對鐵皮石斛的生根生長的影響

隨著香蕉汁比例發生變化，石斛叢生芽的生長時間縮短，并且根的數目也有所增多（表3，圖3）。香蕉汁比例為6.0%和8.0%的培養基都可以滿足石斛苗的正常生長，葉色正常，節間莖粗壯，根系較好，原球莖增殖較少；香蕉汁比例為10.0%的培養基生長速度與6.0%和8.0%相比有顯著差異，葉色濃綠，根系發達，莖粗壯；香蕉汁比例為12.0%的培養基產生較多的原球莖并分化出小苗。由于香蕉汁中含有豐富的糖類和有機質，可為植物組織細胞分裂分化提供能源，并且，香蕉汁中含有植物生長調節物質，如細胞分裂素、生長素、乙烯和赤霉素等。所以，在石斛培養基中添加比例為10.0%的香蕉汁，對石斛的生長促近作用最大。

2.3 不同濃度的馬鈴薯汁對鐵皮石斛的生根生長的影響

馬鈴薯汁對苗根的生長也起到了一定的作用。在馬鈴薯汁比例為6.0%的培養基中，石斛苗的株高、莖粗、葉片數明顯不如馬鈴薯汁比例為8.0%和10.0%時的培養基，且根系欠發達（表4，圖4）。而馬鈴薯汁比例為12.0%的培養基則對石斛苗的生長產生了明顯的抑制作用，生長情況反而不如比例為8.0%和10.0%好，苗弱，根系發達但纖細，有大量的原球莖產生。因此，馬鈴薯汁的比例為8.0%最好。在進行石斛原球莖增殖時則可以把馬鈴薯汁比例提高到12.0%對于誘導原球莖有利。在馬鈴薯汁比例為10.0%時，苗高為6.52 cm，莖粗為2.43 cm，葉色濃綠或淡綠，葉片數增加到6.54片，每株苗根數增多為8.04條。馬鈴薯汁的作用方式有可能與香蕉汁相同，都能促進石斛生長。

2.4 活性炭對鐵皮石斛的生根生長的影響

活性炭的添加對石斛苗生根和長勢均有促進作用（表5，圖5）。活性炭濃度從0.0%增至0.04%時，生根率從25%增至100%，平均根數從1.49條增至8.96條，且S19苗長勢顯著快于S20。因此，本處理確定0.4%活性炭更有利于石斛苗的生根和生長。

3 討論與結論

前人研究的影響鐵皮石解組織培養因素的結果表明，以生長調節物質添加培養基而言，6-BA對石斛試管苗生根具有促進作用，這與陳兆貴等[10]的結論相似。汪杰、蔣林和蔣向輝等[11-13]研究認為，附加物中含有各種天然營養成分及各種植物生長調節物質；李小軍和Huang等[14-15]認為，經馬鈴薯汁、香蕉汁培養的鐵皮石斛組培苗生長健壯，對生根壯苗較為有利。本試驗結果也證實了這一點，但本試驗在使用附加物的種類和濃度與前人有所不同。

在前人研究的基礎上，本實驗在使用生長調節物質濃度和附加物的種類與前人有所不同，進一步尋找生根壯苗的最優培養基配比的實驗。結果表明，生長至3 cm以上的鐵皮石斛組培苗在以生根培養基為：1/2 MS+6-BA 0.2 mg/L+10%香蕉汁+10%馬鈴薯汁+NAA 0.4 mg/L+2%蔗糖+0.04%活性炭，光照強度為2 000 lx、瓊脂用量7.0 g/L、pH 5.8的條件下培養60 d后苗高最高可達7～8 cm、莖粗可達1～2 cm、根長可達5～7 cm，足夠達到出瓶的要求。另外，在試驗中還新發現，當選用初始材料時，帶些許短細根的初始材料，無論是長勢還是生根情況，都要優于無根的試管苗。本實驗對現有的石斛組培育苗技術進行改進，優選組培適宜林下仿生種植的石斛品種，為石斛仿生種植規模化推廣示范種植提供技術支撐。

參考文獻

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