珍稀植物铁皮石斛的繁育和开发

摘 要：铁皮石斛为传统中药,具有养胃生津，滋阴润肺的功能。由于其自然繁殖率低，生长条件要求苛刻，自然产量十分有限。由于其药用价值昂贵，过度采挖，野生资源濒临灭绝。本研究采用组培苗繁育技术和仿生态技术，成功实现了铁皮石斛人工繁育和大田栽培,组培苗大田移植成活率在95％以上。大田栽种三年，每亩约可收鲜石斛400-800公斤，其主要生物活性成分与野生铁皮石斛相近。铁皮石斛人工繁育与农田栽培技术的成功有效地挽救了一濒危珍稀物种，为保护生物多样性和铁皮石斛可持续利用，创出了一条新途径。引言:石斛(Dendrobium)是兰科(Orchidaceae)植物，具有"补五脏虚劳嬴瘦，强阴，久服厚肠胃，轻身延年"的功效。早在宋代《名医别录》中记载"石斛生六安、山谷、水旁、石上"。后有《本草图经》载称"今荆州、充州、寿州、庐州、江州、温州、台州亦有之，以广南者为佳"。调查发现，在我国石斛类植物共有70余种，其中以铁皮石斛（Dendrobium candidum）滋阴效果最好，药用价值最高。然而，由于长期采挖，又因森林遭受破坏，生态环境恶化，铁皮石斛资源几乎近于枯竭而处于濒临灭绝的境地。国家第一批《中国珍稀濒危保护植物名录》中列为濒危种类之一。本公司经过数年的探索，终于掌握了铁皮石斛组织培养快速繁殖技术，克服组培苗大田栽培难关，成活率几乎达到95%以上，栽培2-3年后即可获得商品药材。材料和方法1.材料和培养条件1.1试验的材料：采用天台山野生铁皮石斛植株和蒴果，用胚、茎尖和根尖作外植体。诱导原球茎为100ml的三角瓶作培养瓶，培养中苗到大苗都用罐头瓶。基本培养基为改良MS。培养基I-IV的基本培养基为改良MS，四种培养基的不同在于微量元素和有机物的增减上的差异。1.2培养条件：培养室温25℃±3℃，光照强度2000-4000LUX，每日照光10-12小时，分批上培养架进行培养。2.培养方法2.1胚的培养取铁皮石斛蒴果用75％乙醇和0．1％氯化高汞表面灭菌。剖开蒴果，取其种胚并将之接种在改良的MS培养基上。诱导培养1月到2个月长出原球茎。将原球茎转接到改良1／2MS+植物汁液的培养基上分化成小苗。小苗转接到改良1／2MS+植物汁液的优化的培养基上，培养出壮苗。待苗高5-7cm时移栽至大田。2.2茎尖培养铁皮石斛茎株，剪1cm的茎尖，剥去幼叶，同法表面灭菌。取茎尖0.2-0.3cm接种在诱导培养基I上，产生愈伤组织。将愈伤组织转接到培养基II上，分化培养产生原球茎。将原球茎再转接至培养基Ⅲ上增殖，最后转接到培养基Ⅳ上分化成小苗。2.3根尖培养连根挖取铁皮石斛植株，首先用软刷在流水下将泥污冲刷干净。剪取0.5cm 的根尖，同法表面灭菌。剥取根端0.2-0.3cm的根尖为外殖体，接种在诱导培养基I上诱导产生愈伤组织；随之将愈伤组织相继转接在培养基II和培养基III上分别进行愈伤组织的继代培养和诱导培养，产生原球茎。最后将原球茎接种在培养基IV上进行分化培养，分化出小苗。3.组培苗大面积农田栽培3.1组培苗的出瓶处理小心取壮苗，不要损伤拉断根系。炼苗。洗净附在根部的培养基，用1％高锰酸钾溶液浸泡消毒，即可移入农田栽培。3.2组培苗的移植自行配制既保湿又通气的混合物作为栽种基质，整地作畦。在畦上，用黑色遮荫网架设网棚，保持其荫蔽度在70-80％之间。将出瓶处理后的壮苗移栽到田畦上，株行距保持在20×25cm。移栽后，特别要保持基地空气相对湿度在85％以上。4.田间管理根据天台山当地气候特点、并遵循铁皮石斛组培苗生长规律及时进行田间管理,原则如下：移栽的第一年主要是保湿，促进根系生长，提高成活率。移栽一年后，保湿加肥，促进苗生长和分枝。并注意病虫害的防治。此外，要注意及时拔草、打苔、修整、及时剪去枯茎、病茎和生长过密的茎枝以促进萌发健壮的新茎枝。移栽后的第三年，剪枝采收，施肥促长新枝。5.收获加工铁皮石斛组培苗通过农田栽培2-3年后开始采收。采收时用剪枝剪刀从茎基部剪下。剪割时，应收老留幼，剪大留小。将采收的铁皮石斛剪成一定的长度，放在炭火上烘焙。边搓揉边干燥，使成螺旋状或弹簧状，反复多次，直到不变形，即成传统中药--铁皮枫斗。结 果采用组培苗技术，以天台山野生铁皮石斛茎尖，根尖，蒴果的胚作为外植体 均可繁育出人工铁皮石斛苗，其中以根尖作为外植体成苗周期最短，苗生长整齐、健壮，并且成本最低（见表1）。采用本研究配制的独特栽种基质与技术，组培苗移植成活率在95％以上。大田栽种三年后，每亩约可收鲜石斛400-800公斤。经对本研究人工栽培的铁皮石斛与野生铁皮石斛主要生物活性成分石斛多糖、氨基酸、总生物碱测定发现，人工栽培品与野生品相近（见表2）。此外，测定还发现，总氨基酸中具有明目功效成分谷氨酸、胱氨酸、甘氨酸，栽培品成分含量稍高于野生品。表1胚、茎尖和根尖不同来源的组培苗操作和特性的比较不同外殖体观察项目 无菌操作 成苗的生长周期 苗的生长状况 成本生长速度 整齐度 长势胚 容易90天 慢 参差不齐 壮 中等茎尖 较难80天 中等 参差不齐 弱 高根尖 难70天 快 整齐 健壮 低表2组培苗农田栽培铁皮石斛与野生铁皮石斛主要化学成分比较.组培铁皮石斛 野生铁皮石斛总多糖(%)17.321.8总氨基酸(%)5.094.53总生物碱(%)0.0150.0096结 论铁皮石斛为濒危珍稀中药材。本公司应用上述技术，以天台山野生铁皮石斛茎尖，根尖，蒴果的胚作为外植体均可繁育出人工铁皮石斛苗，其中以根尖作为外植体成苗周期最短，苗生长整齐、健壮，并且成本最低。同时，通过仿生态技术，模拟野生铁皮石斛自然生长条件，成功地配制出利于铁皮石斛根系伸展、根系发达的人工生长基质，并营造出适于铁皮石斛生长要求的湿度、温度、荫蔽度的环境。组培苗移植成活率在95％以上。大田栽种三年，每亩约可收鲜石斛400-800公斤，其主要生物活性成分与野生铁皮石斛相近。铁皮石斛人工繁育与农田栽培技术的成功有效地保挽救了这一濒危物种，为保护生物多样性和铁皮石斛可持续利用，创出了一条新途径。