铁皮石斛壮苗生根与移栽条件优化综述.docx

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铁皮石斛壮苗生根与移栽条件优化综述

铁皮石斛的壮苗生根与移栽条件优化

化学与生命科学学院10生物技术101005033***

指导老师***

【摘要】：

本文总结前人研究结果和经验，重点讨论不同因素对铁皮石斛壮苗生根与移栽两个阶段的影响。

总结出铁皮石斛壮苗生根的最优处理组合，以及最适合铁皮石斛生长的移栽方式。

【关键词】：

铁皮石斛；不同因素；壮苗生根；移栽；

铁皮石斛为兰科石斛属多年生附生草本植物，又名黑节草、铁皮兰、铁皮枫斗等。

是一种药用价值及经济价值极高的珍稀药用植物和名贵的室内观赏植物，具有滋阴清热，益胃生津，明目安神，止咳润肺，延年益寿之功效。

近代医学研究表明，铁皮石斛含有生物碱、抗癌菲、香豆素、倍半萜类等，被认为有抗肿瘤、防癌、抗辐射、抗衰老、增强人体免疫力、有效减轻肝损伤等多种功能[1]。

由于铁皮石斛生长缓慢，自然繁殖率低，对生态环境要求十分严格，再加上人类不合理采挖，现已濒临灭绝，导致药源紧缺，利用组织培养技术快速繁殖种苗，对铁皮石斛的开发利用和野生资源保护具有很高的经济价值和现实意义[2,3]。

目前，铁皮石斛组织培养的研究大多集中在快速繁殖、扩大繁殖系数等方面，其中壮苗生根是快速繁殖的关键阶段，关系组培苗的整体质量与该快速繁殖技术可行性与否。

而铁皮石斛的移栽和栽培管理技术还不够成熟，今后急需加强研究。

本文就不同因素对铁皮石斛壮苗生根与移栽两阶段的影响的研究作以下综述。

1、不同因素对壮苗生根的影响

壮苗生根可以分为壮苗和生根两个步骤来进行，也可以将两步合在一起。

两步分开培育出的组培苗效果会相对好些，但是如果考虑效益，两步合成一步则更为经济。

一般通过侧芽增殖而成的幼苗采用先壮苗后生根的方法，而经愈伤组织，原球茎，芽苗方式而成的幼苗则将壮苗与生根合为一步。

另外，陈继敏等人还提出“一步法”和“两步法”之说，将组培苗分为大苗和小苗，对具备根、茎、叶分化的大苗采用“一步法”，将上述筛选后剩余无根或较细弱的小苗，接入相应培养基中1个月后，再转接其他培养基1次，此为“两步法”。

下面具体讨论影响铁皮石斛壮苗生根的几个因素。

1.1、培养基与激素

1.1.1、培养基

铁皮石斛试管苗生根壮苗常用的基本培养基有1/2MS、MS、B5、N6等。

赵天榜等[4]认为，在N6、MS等14种培养基中，以N6最有利于铁皮石斛种胚苗的生长，SH、MS次之，1/2MS、1/2VW最差。

张玲等[5]比较了MS、B5、N6、KC等4种培养基对幼苗生长的影响，发现N6培养基最有利于幼苗的生长，B5次之。

孟志霞[6]等对比1/2MS、MS、B5、67-v四种培养基，得出MS、1/2MS的效果明显好于其他两种。

刘世平[7]将铁皮石斛幼苗接种于不同NAA、6-BA浓度的MS和花宝培养基上，放置不同培养环境中。

结果表明，铁皮石斛幼苗对培养基不挑剔，各种培养基都能使其幼苗生长良好，对其影响比较明显的是培养环境。

对此学者说法不一，不过利用最多的还数1/2MS、MS基本培养基。

1.1.2、激素

在基本培养基中添加一定浓度的NAA、IAA、IBA等激素有助于试管苗生根壮苗。

唐桂香等[8]的研究结果表明，NAA有助于试管苗的生根，NAA浓度为0.5mg/L时，平均根数和根长值最大。

如果壮苗与生根分开进行时，壮苗阶段通常6-BA与NAA以10:

1到15:

1左右的配比添加，生根阶段一般加少量6-BA或只加NAA或IBA。

另外，蒙爱东等[9]利用组织培养技术研究了多效唑对铁皮石斛试管苗壮苗培养的影响，结果表明，MS培养基中加入多效唑可明显促进试管苗的生长，有利于试管苗生根，提高移栽成活率；多效唑处理后试管苗矮化、节间变短、叶变小、茎粗增大；叶片数与对照无显著差异，叶长和叶宽显著减小；根长减小，根数显著增加，根粗增加不明显。

1.2、添加物与碳源

1.2.1、添加物

在基本培养基中常加入的添加物有香蕉汁、马铃薯汁、苹果汁、椰乳、水解酪蛋白、白萝卜提取液、酵母提取液、胡萝卜汁、绿豆芽汁等十几种，同时还可将上述两种或三种添加物混合添加，如香蕉与马铃薯各半，苹果、香蕉、马铃薯三者混合等，通常相比单一添加物效果会更佳。

陈兆贵[10]等研究发现铁皮石斛壮苗生根以1/2MS＋IBA2.0mg/l＋水解酪蛋白500mg/l＋香蕉提取液10%为最佳；周江明[11]研究八种不同有机物对浙江省江山市江郎山铁皮石斛的试管苗生长发育的影响，结果表明：

在培养基内添加萝卜提取液、水解酪蛋白、椰乳对苗生长最为有利，生根以加入香蕉提取液为佳，添加香蕉提取液、马铃薯提取液及马铃薯和香蕉提取液各半对苗生长也有一定的正面影响，但作用较弱，而不加有机物或添加青苹果提取液和酵母提取液长势最差。

李璐[12]等则认为香蕉提取液为50g/l时，其对铁皮石斛根系生长影响较大，但对试管苗的长势无促进作用。

魏梅娟[13]等认为香蕉对铁皮石斛根系生长具有显著促进作用，70g/l为最佳。

陈继敏[14]等对比苹果、香蕉、马铃薯三种添加物，得出影响效果苹果>香蕉>马铃薯，并给出效果最佳的苹果1.7%+香蕉1.7%+马铃薯1.7%三种混合添加物配方。

蒋波的研究发现，香蕉20%提取液是作用最好的一种附加物，在马铃薯的样苗中，根随长但纤细，而在胡萝卜的样苗中，根系长得较好，但叶子质量则次之香蕉中的样苗。

综合以上得出，香蕉汁、马铃薯汁、苹果汁、椰乳、水解酪蛋白、白萝卜提取液这六种均能促进铁皮石斛幼苗的生长和根系的发育，具体哪种效果最好，学者意见不一。

其中以香蕉的利用最多，且香蕉多用于生根步骤。

酵母提取液，绿豆汁、青苹果提取液等则已被证明对试管苗的壮苗生根促进效果不明显。

1.2.2、碳源

这里的碳源一般指添加到培养基中的糖类物质，如蔗糖、葡萄糖、乳糖等。

糖类物质的加入不仅能够为组培苗提供充足的碳源，调节培养基渗透压，而且有助于铁皮石斛茎干物质量增加和多糖积累。

目前用于培养铁皮石斛组培苗主要使用的糖类物质有蔗糖和葡萄糖两种，以蔗糖使用居多。

因为相比葡萄糖，蔗糖的优势有以下四点：

①同样作为碳源为植物细胞提供能量来源，蔗糖较葡萄糖能更好地调节培养基内的渗透压。

②采用蔗糖作为培养基的碳源，可一定程度上减少微生物的污染。

③蔗糖除供能之外，还能诱导愈伤组织组织的再分化。

④蔗糖比葡萄糖便宜。

铁皮石斛壮苗生根阶段加入的蔗糖浓度为1%-4%，其中以3%最为常见。

孟志霞[6]等对比蔗糖、葡萄糖、乳糖三种碳源，发现在蔗糖和葡萄糖中生长的组培苗其鲜重和干重都极显著高于乳糖，这表明除乳糖外,蔗糖和葡萄糖在浓度为30g·L-1时均适合组培苗生长。

魏梅娟[13]等认为蔗糖有利于加快铁皮石斛的生长速度，当蔗糖浓度为30g/l时效果最好。

以葡萄糖为碳源的组培苗更易表现母本性状，培养周期缩短，植株矮化。

并得出铁皮石斛壮苗生根的最适培养基配方为：

1/2MS+香蕉70g/l+活性炭0.1%+葡萄糖50g/l或蔗糖30g/l。

李璐[12]等人则认为白糖浓度为30g/l时，苗根系几乎不生长。

这里需要提醒的是，在选择蔗糖浓度时应考虑所添加有机物的量的多少，以免培养基渗透压过高，影响组培苗的正常生长。

1.3、活性炭

活性炭可吸附培养基中由组培苗分泌的抑制物质及琼脂中的杂质。

培组培苗分泌的酚、醌累物质积累后可毒害组培苗，引起褐变。

加入活性炭可以起到抑制褐变、促进生根、减轻玻璃化等作用。

一般认为活性炭促进生根作用与其减弱光照、抑制IAA的光氧化有关。

但是，活性炭也能吸附培养基中植物必需的化合物，如培养基中的生长调节物质，因此可能会抑制培养物的生长和分化。

铁皮石斛壮苗生根中活性炭的用量一般为0.05%-0.5%，以0.1%最为常见。

孟志霞[6]等人发现当活性炭浓度最高达5g/l时,平均株根数最多为4.49条,是对照组的5.10倍,新生根数量虽多且粗壮,但根生长较慢,平均根长只有约3cm,而其他处理中以活性炭2和3g/l浓度作用下幼苗的根生长最快,根长平均可达7cm。

1.4、pH值

由于pH值直接影响培养材料对营养的吸收，因此会影响组培苗的增殖与生长。

不同的植物对培养基的pH值的要求是不同的，铁皮石斛壮苗生根阶段的培养基pH值一般在5.0-6.5，以5.4-5.8最为常见。

陈青青[15]等发现虽然平均株高随pH降低而增加，但统计分析结果表明，不同pH条件下平均株高差异并不显著；不同pH对生根率的影响达到极显著水平，不同pH条件对平均鲜重的影响达到极显著水平。

因此，就铁皮石斛的壮苗、生根培养而言，笔者认为培养基中pH值不能过高，以5.4为宜。

1.5、其他因素

其他因素还有包括温度、光照强度和时间、湿度、琼脂浓度等。

之所以将这几个因素合为一起简要讲述，因为目前学者对这几个因素看法比较相同，争议不大。

铁皮石斛壮苗生根的温度为25℃左右，以（25±2）℃最为常见。

光照强度为1000lx-2000lx，以1500lx最为常见。

光照时间为10-15个小时，以12小时最为常见。

湿度，在壮苗生根阶段不重点考虑，只要控制好温度，甁外湿度对瓶内湿度影响并不大，因此湿度主要要移栽部分重点探讨。

琼脂浓度一般在0.5%-0.8%，以0.6%最为常见，当然也有使用琼脂粉和卡拉胶等来代替琼脂。

2、不同因素对移栽的影响

由组织培养产出的铁皮石斛试管苗需要移栽到一定的基质进行炼苗，适应较为恶劣的环境，从而为田间的成功栽培打下基础。

组培苗的移栽受到如自身素质、栽培基质、营养、光照、温湿度等多种因素的影响。

2.1炼苗与出瓶

2.1.1、炼苗

一般在移栽前先将瓶苗至炼苗房进行2～3周的炼苗，让瓶苗从封闭稳定的环境向开放变化的环境过渡，慢慢适应自然环境，等瓶苗生长健壮、叶色正常，根长3cm以上，肉质茎有3～4个节间、长有4～5片叶，叶色正常，根长3cm以上，有4～5条根，根皮色白中带绿，无黑色根，无畸形，无变异。

李洪林[16]等人采用的炼苗方式为移栽时将组培瓶苗移至自然光照下，先不开盖，用50%遮阳网遮光使其逐渐适应外界的环境，1周后揭去遮阳网，将苗取出。

2.1.2、出瓶

出瓶时将培养基与小苗一起轻轻取出，污染苗、裸根苗或少根苗分别放置。

正常组培苗应先用自来水洗净，特别要洗掉琼脂，以免琼脂发霉引起烂根，然后再用干净的自来水冲洗1次；裸根或少根组培苗经清洗后，可将其根部浸泡于100mg/L的ABT生根粉中15min，以诱导其生根；污染苗经清洗后，可用多菌灵1000倍浸泡整株小苗10min，单独地块移栽。

2.2基质选择

基质的选择对铁皮石斛移栽的成活率、生长、繁殖和产量影响很大，因此移栽前基质的选择至关重要。

可用于铁皮石斛移栽的基质多种多样，不同的研究人员得到的最佳基质种类也有所不同。

袁正仿等[17]分别用河沙粗麻石、碎砖石、珍珠岩（100%）、珍珠岩+椰糠（1∶1），椰糠（100%）、泥炭土（100%）栽种铁皮石斛组培苗，结果发现，以泥炭土的效果最好，椰糠和珍珠岩+椰糠次之，其他效果较差。

付开聪等[18]认为，在几种基质中，不论是铁皮石斛的成活率、产量、粗状程度还是高度，均以木块+苔藓的组合的效果最好，生长优劣情况表现为：

木块+苔藓>木块+锯末>木块+腐质土>锯末+河沙>锯末+腐质土。

白美发等[19]将铁皮石斛无菌试管苗（苗高5cm）分别移栽石灰岩碎石滤水层5cm+腐叶土8cm+活苔藓2cm、石灰岩碎石滤水层5cm+碎苔藓8cm+活苔藓2cm、石灰岩碎石滤水层5cm+锯末8cm+活苔藓2cm等栽培基质中，结果发现以石灰岩碎石滤水层5cm+锯末8cm+活苔藓2cm为基质时铁皮石斛长势最好、产量最高。

朱艳[20]等则认为最适宜的基质是1/3泥炭+1/3锯末+1/3珍珠岩,覆以苔藓类伴。

吴雅[21]]等筛选出泥炭∶树皮∶刨花=2∶4∶4的基质配比作为铁皮石斛组培苗移栽的最佳基质。

李雪[22]等得出的结论是，树皮显著提高铁皮石斛的鲜质量、干物质质量分数、株高和节间距等形态指标，以及铁皮石斛叶片和茎干的蛋白质质量分数；而水苔能显著提高铁皮石斛叶片的光合色素，从而提高叶片的光合特性，使光合产物铁皮石斛多糖的质量分数提高．树皮和水苔具有良好的透气性和持水能力，与兰科植株喜透气、喜阴湿的生长习性相符，在生产上可以根据需要就行合理地选。

石丽敏[23]等发现锯末+10%石子与50%锯末+50%直径0～2cm松树皮更能促进铁皮石斛的生长发育，单丛鲜重积累较快、萌芽数较多、株高较高、茎较粗。

综上所述，苔藓对于优质的移栽基质是非常需要的，另外附加容易疏松透气、排水良好、不易发霉的松树皮、锯末、泥炭、木块、碎石等都有利于提高移栽苗的成活率、产量和质量。

2.3、移栽季节

气温过低或过高时均不宜移栽。

在铁皮石斛主产地，一般来说，除最冷的1～2月和最热的7～8月外均可移栽，但一般选择4～5月。

云南普洱地区铁皮石斛最佳栽培季节顺序依次为：

3月中旬至6月中旬>9月上旬至11月下旬>6月下旬至10月下旬>12月上旬至次年3月上旬[18]。

我国云南、浙江等地的铁皮石斛生产种植期一般在每年的2～6月份，部分地区于9～11月份也有一定的种植量，因此春季和夏季驯化组培苗的市场价值较高。

但多数地区春季的气温对于铁皮石斛的生长需求来说相对偏低，有时还会遭遇持续的或间断的倒春寒，导致铁皮石斛组培苗的驯化大受影响。

初夏时试验地具有较高气温，驯化苗的质量优于其他各季节，而盛夏却因高温和高湿的双重胁迫，驯化苗的质量明显较差，秋季的气候凉爽，驯化苗的质量因而较好。

2.4、光照和温湿度

2.4.1、光照

郑勇平等[24]认为，光照强度控制在3万lx以内最适宜铁皮石斛组培苗的生长。

因此，夏季一般采用75%的遮阳网覆盖，把塑料薄膜掀开，以利降温；冬季应保证光照充足，用30%的遮阳网覆盖，或者去掉遮阳网把塑料薄膜放下，封闭以保温[25]。

2.4.2、温湿度

铁皮石斛组培苗在凉爽、湿润、空气畅通的地方生长，其生长适宜温度为20～30℃。

夏季温度高时，大棚内须通风散热，同时进行喷雾降温保湿；冬季气温低时，可通过加温控制其在10℃左右即可。

移栽后1周内空气湿度宜保持在90％左右，1周后空气湿度可保持在70％～80％。

2.5、营养、激素与水分

2.5.1、营养

朱艳等[20]认为，组培苗移植15d后施放1/2倍营养液为最好。

白美发[19]等研究了铁皮石斛施用营养液（主要由硝酸钾、硫酸铵、硫酸镁、硫酸铁和磷酸二氢钾等组成，浓度为0.2%）对铁皮石斛产量的影响，结果表明，浇灌适当浓度的营养液可较大幅度地提高铁皮石斛的产量。

铁皮石斛常用的肥料为叶面肥，白美发[43]认为喷施叶面肥（N∶P2O5∶K2O=25∶13∶13，其N、P、K总含量为51%，微量元素B、Fe、Zn、Cu、Mn、Mo总含量为1%）可促进铁皮石斛茎叶伸长生长，茎节、直径加长加粗，平均单株鲜重明显高于对照。

2.5.2、激素

付开聪等[26]研究认为，施用外源生长素（如GA、6-BA）对促进产量效果明显；滕建北等[27]研究表明，激素处理能增强活性氧清除剂的活性，降低膜脂过氧化作用产生的MDA，有助于提高铁皮石斛的抗逆性。

2.5.3、水分

刚移栽的组培苗对水分最敏感，水分不宜过高或过低。

大面积栽培时，要求保持基质湿润，但不积水，棚内空气湿度保持80%以上。

浇水时采用喷灌最好，不得冲灌。

不同的季节浇水量也不同，夏天气温高、蒸发量大，基本上需要天天浇水；冬天温度低、水分不易散失，因而需根据基质含水量而定，栽培基质若偏干可补充一些水分。

2.6.病虫害防治

铁皮石斛的主要病害有软腐病、黑斑病、炭疽病等。

软腐病发病快，严重时整株腐烂解体呈湿腐状；黑斑病危害叶片，使叶片枯萎；石斛炭疽病危害叶片及肉质茎，受害叶片出现黑色或褐色病斑。

针对这些常见病害要加强棚内管理、注意通风透光、适当降低棚内湿度，及时施药并拔出病株带离。

铁皮石斛的主要虫害有蜗牛、菲盾蚧、红蜘蛛等。

其中，蜗牛是常见害虫，危害幼茎、嫩叶、花蕾和幼果。

可用诱杀、人工捕杀或撒石灰、茶麸防治；石斛菲盾蚧寄生于植株叶片边缘或背面吸食汁液，可将集中有菲盾蚧的老枝烧毁或用40％乐果乳油1000倍等喷雾杀灭；红蜘蛛可通过清除周边环境的杂草或喷低毒杀螨剂800～1000倍防治。

铁皮石斛为珍贵药材，因此铁皮石斛的病虫害防治应尽可能以预防、物理防治和生物防治为主，不用或采用低毒农药；一旦发现有病虫害应及时采取相应措施，避免病虫害情的加重。

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