不同光質(zhì)比對(duì)金釵石斛生長及有效成分的影響

彭金彬

（泉州市洛江區(qū)林業(yè)局，福建 泉州 362010）

不同光質(zhì)比對(duì)金釵石斛生長及有效成分的影響

彭金彬

（泉州市洛江區(qū)林業(yè)局，福建 泉州 362010）

以貴州赤水的金釵石斛（Dendrobium nobile Lindl）為試驗(yàn)材料，在泉州市泉美生物科技有限公司引種種植，研究不同LED光質(zhì)比處理對(duì)金釵石斛生長發(fā)育及有效成分合成與積累的影響。結(jié)果顯示：單純紅光或者單純藍(lán)光都不利于金釵石斛生長，會(huì)引起金釵石斛徒長或者過于矮壯。從最終產(chǎn)量作為考核指標(biāo)，當(dāng)紅光：藍(lán)光=1：2時(shí)，金釵石斛的平均產(chǎn)量最高，鮮重與干重分別較對(duì)照增加25.8%與38.8%。通過測定其多糖與生物堿含量與積累量，當(dāng)紅光：藍(lán)光=1：2時(shí)，金釵石斛多糖與生物堿的積累量最高，較對(duì)照增加66.1%與42.1%。通過相關(guān)性分析顯示，不同光質(zhì)處理下金釵石斛多糖、生物堿含量與金釵石斛的生長發(fā)育特性并沒有顯著的關(guān)系，但是，多糖含量、積累量與生物堿含量存在著協(xié)同關(guān)系。

光質(zhì)比；金釵石斛；生長；多糖；生物堿

1　材料與方法

1.1材料與處理

試驗(yàn)于2013年在泉州市泉美生物科技有限公司生物實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，以種源為貴州赤水的金釵石斛為試驗(yàn)材料，由泉州市泉美生物科技有限公司引種種植，挑選生長一致的金釵石斛移栽苗進(jìn)行試驗(yàn)種植。金釵石斛苗置于公司智能溫室的實(shí)驗(yàn)架上，周圍用不透明材料覆蓋，防止不同處理間光照的影響。

LED光源系統(tǒng)由廈門通秴科技有限公司研究生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)架專用可調(diào)光LED光源模塊（功率30W），分紅色、藍(lán)色單色光，可實(shí)現(xiàn)分別調(diào)節(jié)光強(qiáng)大小。

1.2試驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)架專用LED光源模塊共有12排燈帶，其中8條紅光帶，4條藍(lán)光帶，調(diào)節(jié)紅、藍(lán)光條帶數(shù)，進(jìn)行對(duì)比處理。各處理參數(shù)如表1。

照光時(shí)間為間斷照光，每隔2h照射1次，每次照射2h，每天共計(jì)照射12h，控制白天溫度22～25℃，夜間溫度14～16℃，控制濕度在70%～90%。每種光處理3次重復(fù)，每次重復(fù)為20盆移栽苗。其他管理方法按照公司日常管理方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理。1.3測定指標(biāo)與方法

表1　不同光質(zhì)LED光源的主要技術(shù)參數(shù)

在不同光照條件下培養(yǎng)2、4、6個(gè)月后進(jìn)行取樣測定。用米尺測量金釵石斛植株冠幅、苗長，游標(biāo)卡尺測定植株中間部位莖粗，然后將金釵石斛材料經(jīng)105℃殺青15min，60℃干燥至恒重，再制成粉末，過60目篩。采用硫酸-苯酚法測定多糖含量，酸性染料比色法測定生物堿含量。采用Excel2003整理數(shù)據(jù)，利用DPS軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

有效成分積累量=有效成分含量×器官的干重

生長期間內(nèi)指標(biāo)A的平均值=2、4、6個(gè)月后指標(biāo)A的總和/3

2　結(jié)果與分析

2.1不同光質(zhì)比對(duì)金釵石斛生長的影響

由表2可知，隨著處理時(shí)間的延長，不同光處理下的冠幅、莖長、莖粗等指標(biāo)都有不同程度的增長，但是其變化幅度因光照不同而異。2～6月期間，1R2B處理下的冠幅增長幅度最大為4.2cm，R處理下的增幅最小為2.3cm；3個(gè)處理時(shí)間的冠幅平均值1R2B處理的最大為4.33cm，較對(duì)照增加了11.03%。R處理下莖長的增幅最大為3.35cm，B處理下的增幅最小為0.78cm；3個(gè)處理時(shí)間的莖長平均值R處理的最大3.26cm，較對(duì)照高出27.9%，出現(xiàn)徒長現(xiàn)象。B處理下莖粗的增長幅度最大為0.61cm，R處理下的增幅最小為0.21cm；3個(gè)處理時(shí)間的莖粗平均值B處理的最大0.64cm，較對(duì)照增加13.5%。從試驗(yàn)開始到結(jié)束期間，金釵石斛莖節(jié)數(shù)基本上保持不變，除了R處理下在光照6個(gè)月后節(jié)數(shù)為3個(gè)，其余都是2節(jié)。試驗(yàn)期間，金釵石斛芽數(shù)處理B、1R2B處理下的芽數(shù)在處理4～6個(gè)月后有所增加之外，其余芽數(shù)都是1個(gè)。生長期間，不同光質(zhì)處理下，1R2B處理下根系情況最好，1R2B處理下根長的增長幅度最大為5.67cm，有8條根，R處理下的增幅最小為3.44cm，5條根；3個(gè)處理時(shí)間的根長平均值1R2B處理的最大3.91cm，較對(duì)照增加8.5%。從金釵石斛產(chǎn)量來看，1R2B處理下鮮重與干重增幅都是最大的，分別為34.2g與7.02g；3個(gè)處理時(shí)間的鮮重與干重的平均值也是1R2B處理最大，分別為16.6g與2.99g，較對(duì)照增加25.8%與38.8%。

表2　不同光質(zhì)比對(duì)金釵石斛生長的影響

2.2不同光質(zhì)比對(duì)金釵石斛多糖含量及積累量的影響

不同處理不同生長時(shí)期下，金釵石斛不同器官多糖含量大小順序基本上為莖＞葉＞根。同一器官的多糖含量隨著生長時(shí)間推移不斷增加，同一生長時(shí)間下不同處理下的多糖含量因處理不同而異。2～6月期間，1R2B處理下的根、莖、葉的多糖增長幅度都最大，分別為0.78個(gè)百分點(diǎn)、12.95個(gè)百分點(diǎn)、9.48個(gè)百分點(diǎn)；3個(gè)處理時(shí)間的根的多糖含量平均值2R1B處理下最大為1.82%，較對(duì)照增長了0.15個(gè)百分點(diǎn)；3個(gè)處理時(shí)間的莖、葉的多糖含量平均值皆為1R2B處理下最大，分別為12.95%、9.48%，分別較對(duì)照增加了2.2個(gè)百分點(diǎn)和1.38個(gè)百分點(diǎn)（表3）。

不同處理下，金釵石斛多糖積累量隨著生長時(shí)間的推移逐漸增加，不同光質(zhì)處理下的多糖積累量卻各有不同。表3顯示，2～6月期間多糖積累量增幅最大的是1R2B處理，增加了9.42mg，R處理下增幅最小，只增加了1.46mg；3個(gè)處理時(shí)間多糖積累量平均值1R2B處理下最大，為3.62mg，較對(duì)照增加了66.1%（表3）。

表3　不同光質(zhì)比處理對(duì)金釵石斛多糖含量及累積量的影響

2.3不同光質(zhì)比對(duì)金釵石斛生物堿含量及積累量的影響

數(shù)據(jù)顯示，2～6月期間，不同光質(zhì)處理下莖段生物堿含量增幅最大的是2R1B處理，增幅為0.80個(gè)百分點(diǎn)，最小的是B處理，為0.22個(gè)百分點(diǎn)。3個(gè)處理時(shí)間生物堿含量平均值最高為2R1B處理，為0.83%，較對(duì)照增加了0.11個(gè)百分點(diǎn)（表4）。

An Analysis of the Historical and Present Situations of the Public Ecological Products Lin Xuechun

2～6月期間，不同光質(zhì)處理下莖段生物堿積累量量增幅最大的是1R2B處理，增幅為0.69mg，最小的是R處理，為0.14mg。3個(gè)處理時(shí)間生物堿積累量平均值最高為2R1B處理，為0.27mg，較對(duì)照增加了42.1%（表4）。

表4　不同光質(zhì)比處理對(duì)金釵石斛生物堿含量及累積量的影響

2.4不同光質(zhì)比對(duì)金釵石斛生長、有效成分含量相關(guān)性的影響

不同光質(zhì)處理下，金釵石斛的根系生長情況與冠幅、莖粗、干重呈極顯著正相關(guān)；冠幅與干重呈顯著正相關(guān)；莖粗與莖長呈顯著負(fù)相關(guān)；多糖積累量與干重呈極顯著正相關(guān)，與多糖含量呈顯著正相關(guān)；生物堿含量與多糖含量呈顯著正相關(guān)；生物堿含量與干重、多糖含量、多糖積累量呈正相關(guān)，達(dá)到顯著或者極顯著水平（表5）。

表5　不同光質(zhì)比處理對(duì)金釵石斛生長指標(biāo)及有效成分含量相關(guān)性的影響

3　討論

3.1不同光質(zhì)比對(duì)金釵石斛生長的影響

迄今為止，尚無人對(duì)金釵石斛生長及有效成分合成與積累所需的適宜光質(zhì)比作過系統(tǒng)的研究。本試驗(yàn)的研究結(jié)果表明，單純紅光照射導(dǎo)致金釵石斛出現(xiàn)徒長現(xiàn)象，單純的藍(lán)光照射導(dǎo)致金釵石斛過于矮壯，不利于金釵石斛干物質(zhì)量積累；從最終產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀來評(píng)價(jià)，當(dāng)紅藍(lán)光比例為1：2時(shí)，最有利于金釵石斛生長發(fā)育。通過分析不同光質(zhì)比處理下金釵石斛農(nóng)藝性狀之間相關(guān)性顯示，其根系生長情況與干物質(zhì)積累呈極顯著正相關(guān)（r=0.92**），由此證明不同光質(zhì)處理主要是通過地上部傳到根部，進(jìn)而影響金釵石斛的生長發(fā)育，這與前人[6]研究結(jié)果一致。

3.2不同光質(zhì)比對(duì)金釵石斛有效成分合成與積累的影響

研究表明：光質(zhì)對(duì)藥用植物中有效成分的合成與積累起到重要的調(diào)節(jié)作用[9-12]。通過研究不同光質(zhì)對(duì)鐵皮石斛多糖與生物堿含量的影響發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光有利于鐵皮石斛種苗生物堿積累，紅藍(lán)混光有利于多糖含量的積累[8]，對(duì)于不同光質(zhì)處理對(duì)金釵石斛不同器官多糖含量及積累量的影響以及對(duì)莖的生物堿合成與積累的影響至今尚未見報(bào)道。本試驗(yàn)結(jié)果表明，金釵石斛各器官多糖含量大小順序?yàn)榍o＞葉＞根，與章金輝[13]等人的試驗(yàn)結(jié)果一致。結(jié)果同時(shí)顯示，不同光質(zhì)比處理下金釵石斛整株平均多糖含量大小順序1R2B＞2R1B＞ CK＞B＞R，不同光質(zhì)比處理下金釵石斛整株平均多糖積累量大小順序1R2B＞CK＞2R1B＞B＞R。相關(guān)性分析顯示，不同光質(zhì)比處理下金釵石斛多糖含量與其干物質(zhì)積累量呈正相關(guān)，多糖積累量與多糖含量、干物質(zhì)積累量呈正相關(guān)，達(dá)到顯著或極顯著水平。由此說明，當(dāng)紅藍(lán)光比例為1：2時(shí)有利于金釵石斛多糖的合成，其前提是該光質(zhì)比例有利于金釵石斛生長發(fā)育，從而有利于多糖的合成與積累，所以生產(chǎn)上調(diào)整合適的光質(zhì)比不僅有利于金釵石斛生長發(fā)育，還有利于其多糖的合成與積累。

不同光質(zhì)比處理下金釵石斛莖段生物堿含量大小順序2R1B＞1R2B＞CK＞R＞B，不同光質(zhì)比處理下金釵石斛莖段生物堿積累量大小順序1R2B＞2R1B＞CK＞B＞R。相關(guān)性分析顯示，生物堿含量與多糖含量呈正相關(guān)，達(dá)到顯著水平；生物堿積累量與多糖含量、多糖積累量達(dá)到極顯著正相關(guān)，與干重顯著正相關(guān)。由此說明，生物堿的合成、積累與多糖的合成、積累之間存在協(xié)同關(guān)系，其機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

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S567.9

A

1002-3356（2015）01-0009-04金釵石斛（Dendrobium nobil Lind1），又稱金釵石、扁金釵、扁黃草、扁草、黃草，為蘭科石斛屬多年生附生草本植物。金釵石斛入藥始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，被列為上品，觀賞價(jià)值亦很高[1]。由于對(duì)生長條件的特殊要求，生長繁殖緩慢，加上濫采濫挖，生境及野生資源規(guī)模破壞等原因，常用中藥金釵石斛已瀕于絕跡。長期以來，國內(nèi)外的石斛研究主要集中于藥用化學(xué)方面[2-3]，對(duì)石斛資源再生的研究以組織培養(yǎng)為主[4-5]，已有獲得試管苗的報(bào)道，移栽成活率一直很低，很難在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用，這與對(duì)石斛的生理生化特性缺乏研究有很大關(guān)系。因此，弄清金釵石斛生長所需的環(huán)境條件及其生理生化特點(diǎn)迫在眉睫。本試驗(yàn)利用現(xiàn)代化智能溫室，首次系統(tǒng)地研究了不同光質(zhì)比處理對(duì)金釵石斛生長發(fā)育及有效成分合成積累的影響，旨在弄清金釵石斛對(duì)光質(zhì)的需求規(guī)律，找出適合金釵石斛生長及其有效成分合成與積累的光質(zhì)組合，為金釵石斛的栽培馴化措施及管理手段提供理論和實(shí)踐依據(jù)，并為恢復(fù)金釵石斛資源，擴(kuò)大金釵石斛繁殖以滿足藥用和出口創(chuàng)匯提供一定的基礎(chǔ)。

2014-10-29

福建省星火計(jì)劃項(xiàng)目（2012S0021）；泉州市科技重大項(xiàng)目（2013N70）