● 摘要
白及 [ Bletilla striata (Thund.) Reichb. f. ] 别名紫兰,为兰科白及属的一种多年生草本植物,由于具有多种生物活性以及较高的经济价值,因而受到众多学者们的广泛关注。随着对白及不断地深入研究和开发利用,其市场的需求量逐年倍增,这就造成了近些年来人们对白及野生资源的疯狂采挖,进而导致其野生资源量在短期内急剧减少,日益枯竭。当下白及的野生资源已经不能满足医药工业的迅速发展的需求,因此对于白及中药材的人工引种栽培已经成为不可回避的话题,而如何合理的种植达到高产、丰收也就成为了白及规范化种植的关键。
近年来国内外学者对于白及的研究多集中在其化学成分的提取以及临床药理活性等方面,而对于繁育技术等领域的相关研究较少,特别是在白及的育种手段和技术方面仍有待提高。本研究通过对白及原生地保护、直播育苗、组培脱毒快速繁殖、生物菌肥等一系列的研究,集成了从白及人工授粉、果荚采集与贮藏、播种、容器育苗到菌肥开发等一整套的规范化快速繁殖新技术,为人们提供一条安全、快速、可靠的生产技术路线。本实验研究结果如下:
(1)在诱导白及种子萌发实验中。选取培养基的类型、激素6-BA、NAA作为探究的主要因素,通过正交试验,对白及种子萌发培养基激素浓度,以及培养基类型进行了优化,确定了白及种子萌发最佳培养基配比为:MS+6-BA2.0 mg/L+ NAA1.0 mg/L,在此条件下白及的种子萌发率可达91.8%。从正交试验极差分析结果可知,各因素对白及种子萌发影响顺序由大到小依次为:培养基类型>6-BA>NAA。同时在白及的生根培养试验中发现低浓度的香蕉汁可以有效诱导对白及苗不定根的生成,而叶片的增殖与萘乙酸的浓度有关,并筛选出适合白及生根壮苗培养基是MS+香蕉汁(70g/L)+ NAA(0.5mg/L)。
(2)在试管苗移栽基质的筛选试验中,基质配比为腐殖质:沙子:树皮(屑)=3:1:1的条件下试管苗移栽后第30d成活率达到82%。而选用原生境土壤作移栽基质,虽然其基质养分不足,但移栽成活率达70.4%,从侧面反映出原生地土壤中确实存在对白及有促生作用的微生物。同时研究结果表明移栽基质中发酵树皮和基质含沙量的多少对试管苗移栽成活率有着较大的影响,至此,推测是因为基质中混杂河沙利于基质的排水并可以增加土壤的透气性;而经发酵后树皮含有更为丰富更易吸收的无机养分,也为试管苗营造了一个微生物共生环境。
(3)在白及种子的直播育苗试验中,通过对白及物候期的观测、繁育系统的研究以及种子活力的测定等试验,明确了白及种子属于兰科植物中在常规条件下易萌发的类型。经过种子萌发动态观测以及不同育苗方式的比较,最终选定以培养皿+纱布+萌种土(腐殖质:河沙:树皮屑=4:1:2)的直播方式育种,经过合理的人工管理便可得到健壮的小苗。再充分结合白及种子资源数量庞大的特点,种子大田直播育苗无疑是一种节本增效的新型育苗方式,对于白及资源的合理开发及利用具有较好的现实推广意义。
(4)在对白及菌根的显微结构观察中发现其根内菌根真菌类群结构单一,菌丝多分布于根部皮层细胞内并形成菌丝团,相邻细胞内的菌丝团之间通过菌丝穿越细胞壁而相互交织联通,形成复杂的网状结构。通过徒手切片法、酸性乳酸品红染色压片法、苯胺蓝染色压片法这三种镜检方法之间的比较,可知酸性乳酸品红染色压片法所得图像清晰,背景色干扰较小,菌丝形态特征最为明显,同时此方法不需要特殊的设备,操作简单,耗时少,可广泛用于兰科植物菌根结构的初步定性观测。
(5)通过育苗杯in situ实验,高效诱导兰科植物白及种子的萌发成苗,并根据实验的需求回收材料,分离出白及不同生长阶段的促生菌。而通过采用传统的分离和in situ技术相结合的方法,最终分离纯化得到26株菌根真菌,经过形态学和分子水平的鉴定,它们分别隶属12个属,其中主要包括:粪壳菌纲毛壳菌属、丝核菌属、镰刀菌属、刺盘孢属、新萨托菌属等。
(6)在促生菌的筛选试验中,通过对白及无菌试管苗和盆栽苗进行回接和伴菌培养实验,测定并统计分析植株生物量的变化。最终筛选出了促进白及生长发育效果较好的促生菌株:14,19,w-1-1,s-20,16,s-15-2。从菌株的鉴定结果看,这6种促生真菌中有共有2株属于丝核菌属,3株属于毛壳菌属,1株属于青霉菌属,说明在白及菌根中的促生菌多集中于丝核菌属、毛壳菌属这两大家族。
(7)在菌根真菌促生机制的研究中,通过采用现代生物学技术手段对目的菌株促生性能指标进行多方面的考察,结果显示供试的6株促生菌在不同程度上都能产生植物激素IAA、ABA。而其中的部分真菌除上述功能外,还具有溶磷、产氨的性能。虽然无法真实的还原菌根真菌对植物的促生机制,但在一定程度上辅证了菌根真菌供给植物促生长物质的本质。