培養環境對鐵皮石斛組培苗生長的影響

汪一婷，呂永平，牟豪杰，周迪江，陳 志，陳利萍，陳劍平*

（1.浙江大學農業與生物技術學院，浙江杭州 310058；2.浙江省農業科學院病毒學與生物技術研究所，浙江杭州 310021）

培養環境對鐵皮石斛組培苗生長的影響

汪一婷1，2，呂永平2，牟豪杰2，周迪江2，陳 志2，陳利萍1，陳劍平2*

（1.浙江大學農業與生物技術學院，浙江杭州 310058；2.浙江省農業科學院病毒學與生物技術研究所，浙江杭州 310021）

對影響鐵皮石斛組培苗生長的環境因子進行了研究，結果表明，光照時間是影響鐵皮石斛組培苗增殖及品質的最大影響因子，12h·d-1為最佳的光照時間。而不同培養基、培養溫度及光照強度對鐵皮石斛組培苗生長的影響差異不顯著。從組培苗質量和生產成本考慮，適宜的鐵皮石斛組培苗規模化生產的環境條件為光照時間12h·d-1，光照強度30μmol·m-2·s-1，培養溫度25℃左右。

鐵皮石斛；組織培養；培養環境

鐵皮石斛（Dendrobiumoffcinale）是我國傳統名貴中藥材，現代藥理研究證明，鐵皮石斛具有增強免疫力、消除腫瘤、抑制癌癥等作用，特別是對人體肺癌細胞具有極大的抑制作用，抑制率達74.7%～97.2%。據浙江省食品藥品監督管理局資料，截至2011年，僅浙江省鐵皮石斛產業產值超過20億元，相關人士預計，2015年全省鐵皮石斛產值將達到40億元。資料顯示，浙江省鐵皮石斛種植面積達867hm2，預計到2015年將達1333hm2以上，按目前667m2栽培密度10萬株，優質種苗年需求將達200億株。

由于鐵皮石斛生境特殊、自然繁殖率低、生長緩慢等原因，鐵皮石斛的供給一直嚴重不足，因此，利用植物組織培養方式進行鐵皮石斛種苗生產，便成為快速解決這一供需矛盾的有效途徑。

目前國內鐵皮石斛組培方面文獻較多，多以基本培養基、植物生長調節物質、添加物的篩選為主［1-5］，而對影響組培苗生長的其他環境因子（光照時間、培養溫度、光照強度等）研究較少。因此，本研究擬通過對影響鐵皮石斛組培苗的光照時間、培養溫度、光照強度等因子進行研究，建立一套科學合理的鐵皮石斛組培苗培養環境控制體系，為進行鐵皮石斛組培苗產業化生產提供參考。

1 材料與方法

1.1供試材料

供試材料為本實驗室建立的鐵皮石斛組培苗，組培苗以腋芽為外植體，利用直接不定芽再生體系獲得再生苗。

取生長一致、成簇的鐵皮石斛不定芽從基部以每4株不定芽為單位分開，接種于培養基中，每瓶接種4叢，然后置于不同培養環境中培養。試驗光源為飛利浦T8/36W熒光燈。

1.2 處理設置

1.2.1 光照時間對組培苗的影響

試驗設置10，12，14，16h·d-1共4個光照時間處理，培養溫度為（25±1）℃，光照強度為30μmol·m-2·s-1，每處理3瓶，重復3次。

1.2.2 光照強度對組培苗的影響

試驗設置30，40，50μmol·m-2·s-1共3個光照強度處理，培養溫度為（25±1）℃，培養時間為16h·d-1，每處理3瓶，重復3次。

1.2.3 培養溫度對組培苗的影響

試驗設置（20±1）℃和（25±1）℃2個光照溫度處理，光照強度為30μmol·m-2·s-1，培養時間為16h·d-1，每處理3瓶，重復3次。

1.2.4 培養基對組培苗的影響

試驗設置2種培養基處理，光照強度為30μmol·m-2·s-1，光照時間為10，12，16h·d-1，培養溫度為（25±1）℃，每處理3瓶，重復3次。M1：MS+6-BA1.0mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1+香蕉粉20g·L-1；M2：MS+6-BA 0.1mg·L-1+NAA1.0mg·L-1+香蕉粉20g·L-1。

1.3考查項目

培養3個月后，記錄不同處理下的組培苗的增殖芽數、苗高、開花率及根長指標。隨機選取10叢組培苗，分別測量每叢不定芽數量、最長的苗高、根長，以及開花頻率（開花的芽數/總芽數），重復3次。

1.4 數據處理

采用Excel2007進行平均值、標準差計算及圖表繪制，采用DPS7.05進行Duncan’s多重比較（P=0.05）。

2 結果與分析

2.1 光照時間

如表1所示，在不同光照時間下培養3個月后，光照時間為10和12h·d-1處理的培養材料苗高顯著高于光照時間為14和16h·d-1處理的。不定芽增殖情況則相反，光照時間14h·d-1處理的鐵皮石斛不定芽增殖數量顯著高于光照時間為10和12h·d-1處理的，其他各光照時間下培養材料間差異不顯著。

表1 光照時間對鐵皮石斛組培苗的影響

在光照時間為14和16h·d-1下鐵皮石斛組培苗均在瓶內開花，開花率分別為1.67%和1.25%，在光照時間為10和12h·d-1下培養的鐵皮石斛組培苗瓶內未見開花。鐵皮石斛組培苗瓶內開花的情況，會不同程度降低組培苗的品質。本試驗中，開花組培苗不僅單株高生長低于未開花組培苗，整叢不定芽的平均高生長均明顯低于未開花組培苗，生物量嚴重降低（圖1）。

圖1 鐵皮石斛開花組培苗與未開花組培苗生長情況

2.2 光照強度

如表2所示，本試驗設置的不同光照強度對鐵皮石斛組培苗開花率、苗高及不定芽增殖的影響差異均不顯著，因此，在鐵皮石斛組培苗規模化生產的時候，利用較低光照強度進行培養，可有效降低組培苗成本。同時，組培苗瓶內開花率結果再次表明，光照強度為30μmol·m-2·s-1時，鐵皮石斛平均開花率為1.25%。

表2 光照強度對鐵皮石斛組培苗的影響

表3 培養溫度對鐵皮石斛組培苗的影響

2.3 培養溫度

如表3所示，本試驗設置的不同培養溫度對鐵皮石斛組培苗開花率、苗高及不定芽增殖的影響均不顯著，培養溫度為（25±1）℃時，組培苗瓶內開花率為1.66%。與表2結果對比表明，培養時間均為16h·d-1時，在光照強度為30μmol·m-2· s-1、培養溫度為20℃環境中與光照強度為40和50 μmol·m-2·s-1、培養溫度為25℃環境中培養的材料之間的開花率、苗高及不定芽增殖的差異不顯著。

表4 培養基和關照時間對鐵皮石斛組培苗的影響

2.4 培養基

如表4所示，在相同光照時間下，不同培養基對鐵皮石斛組培苗開花率、苗高、不定芽數量及根長的影響差異不顯著，同時，光照時間是影響鐵皮石斛開花的關鍵因素，與表1結果相同，因此，光照時間不長于12h·d-1可有效控制鐵皮石斛組培苗瓶內開花。

3 小結與討論

本試驗主要對影響鐵皮石斛組培苗生產的環境因子進行研究，通過對不同光照時間進行測試，結果顯示，光照培養12h·d-1不僅能夠有效抑制鐵皮石斛組培苗在瓶內開花，而且組培苗其他形態指標均優于或不低于其他光照時間下培養的組培苗。鮑順淑等［6］通過對不同光照時間下培養鐵皮石斛組培苗凈光合速率、葉綠素含量、干重、多糖含量及不定芽增殖等指標進行測量，得出與本研究相同的結果，但該研究未對不同光照時間對鐵皮石斛組培苗瓶內開花的影響進行研究，而本研究發現，光照時間對鐵皮石斛組培苗瓶內開花影響較大。

本試驗研究結果顯示，不同培養基對鐵皮石斛影響差異不顯著，同樣，本研究其他結果表明，光照強度與培養溫度對鐵皮石斛組培苗的影響差異也不顯著，對于鐵皮石斛組織培養影響最大的環境因素是光照時間。劉世平［7］研究結果表明，鐵皮石斛組培苗生長對培養基選擇性不大，但培養環境對組培苗的影響明顯，與本研究結果相同，但其僅對培養溫度與濕度對鐵皮石斛組培苗的影響進行了測試，并未對本研究所涉及到的光照強度和光照時間進行測試。潘梅等［8］研究也認為在光照強度1500lx和2000lx環境下培養的鐵皮石斛組培苗差異不顯著。

田思源［9］研究結果表明，溫度25℃比20，30和35℃更有利于鐵皮石斛外植體的出芽率和生長勢的提高，但并未給出具體試驗數據，陳青青等［10］在誘導鐵皮石斛組培苗生根過程種得到了與之相同的結果；而潘梅等［8］研究表明，培養溫度為22～28℃時，鐵皮石斛組培苗無顯著差異，但均顯著優于30℃以上的培養溫度，本研究結果表明，20和25℃下鐵皮石斛組培苗長勢及生根情況無差異，鑒于培養室生產成本控制，建議鐵皮石斛組培苗適宜培養溫度為25℃。

綜上所述，從組培苗質量和成本考慮，本研究認為，適宜的鐵皮石斛組培苗規模化生產的培養環境為光照時間12h·d-1，光照強度30μmol·m-2· s-1，培養溫度25℃左右。

［1］ 袁正仿，張衛明，丁小余，等.鐵皮石斛的組織培養研究［J］.中國醫學生物技術應用雜志，2002（3）：58-60.

［2］ 孟志霞，房慧勇，郭順星，等.營養因子對鐵皮石斛幼苗生長的影響［J］.中國藥學雜志，2008（5），43：665-668.

［3］ 梁淑穎，令杰.組培條件下鐵皮石斛幼芽分蘗和生根的影響因素研究［J］.北方園藝，2013（1）：112-114.

［4］ 宋順，許奕，王必尊，等.不同培養基成分對鐵皮石斛組織培養的影響［J］.中國農學通報，2013，29（13）：133-139.

［5］ 趙興兵，吳維佳，龐璐，等.珍稀瀕危藥材鐵皮石斛組培快繁關鍵技術研究［J］.湖南中醫藥大學學報，2012，32（3）：27-20.

［6］ 鮑順淑，賀冬仙，郭順星.可控環境下光照時間對鐵皮石斛組培苗生長發育的影響［J］.中國農業科技導報，2007，9（6）：90-94.

［7］ 劉世平.不同培養基及培養環境對鐵皮石斛幼苗生長的影響試驗［J］.林業調查規劃，2012，37（3）：39-42.

［8］ 潘梅，王景飛，姜殿強，等.鐵皮石斛叢生芽增殖培養條件的優化［J］.北方園藝，2013（13）：128-130.

［9］ 田思源.鐵皮石斛組織培養的工藝條件研究［J］.科技資訊，2012（8）：107.

［10］ 陳青青，賴鐘雄，朱金秀.鐵皮石斛試管苗生根影響因素研究［J］.福建農業學報，2010，25（5）：602-605.

（責任編輯：張 韻）

S567文獻標志碼：A文章編號：0528-9017（2014）07-1021-03

文獻著錄格式：汪一婷，呂永平，牟豪杰，等.培養環境對鐵皮石斛組培苗生長的影響［J］.浙江農業科學，2014（7）：1021-1023.

2014-03-25

農業部引進國際先進農業科學技術計劃（2011-G31）

汪一婷（1971-），女，副研究員，從事植物組織培養方面研究工作。E-mail：wangyiting830@163.com。

陳劍平，研究員。E-mail：jpchen2001@126.com。