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齿瓣石斛的原生境播种及其株丛生长特性研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-08-05  来源:龙陵石斛研究所  作者:明兴加 叶陈娟 伍淳操 李博然 高美娇  浏览次数:734
核心提示:◇明兴加 1,2 ,叶陈娟 1,2 ,伍淳操 1,2 ,李博然 1,2 ,高美娇 3(1、重庆市中药研究院 重庆市中药资源学重点实验室,重庆40006
 ◇明兴加 1,2 ,叶陈娟 1,2 ,伍淳操 1,2 ,李博然 1,2 ,高美娇 3
(1、重庆市中药研究院 重庆市中药资源学重点实验室,重庆400065;2、中国医科学院中药资源中心重庆分中心,重庆400065;3、重庆邮电大学生物信息学院,重庆400065)
摘 要:齿瓣石斛系药用石斛中价值较高的药材品种,其种子成细小粉末状,无胚乳,缺乏营养。本研究在原生境下对齿瓣石斛种子进行直播,有大量种子萌发生长形成幼苗,经3-4年形成小株丛,且部分开花结果,完成了从种子到种子的生活史周期。研究结果对石斛生长发育规律、致危机制、保育研究以及原生态栽培具有一定参考价值。
关键词:齿瓣石斛;种子;直播;株丛;生活史;繁殖特征

齿瓣石斛(Dendrobium devonianum Paxt.)又名紫皮石斛, 系兰科多年生附生性草本植物,具有益胃生津、滋阴清热、润肺止咳的功效,尤其当年生茎条(俗称白条)加工的紫皮枫斗质重、富光泽、粘性强不亚于铁皮枫斗[1] , 系重要的中药石斛新资源[2] 。自 20 世纪 80 年代末90 年代初齿瓣石斛大量采收以来,其野生资源

受到了严重破坏,目前在原产地的滇西亦很难发现野生资源。与此同时,随着科研院所和高等院校的积极探索, 以及广大农户的大胆实践,齿瓣石斛的人工繁育及栽培技术得以突破,并在云南龙陵县、芒市、腾冲市等地实现了规模化种植,成为边疆农户增收致富的重要产业。近年来,有关齿瓣石斛的研究报道日益增多,包括生药鉴定、 资源保护、 组培快繁、 人工种植、化学分析等[3-10] ,为开发利用提供较好的科技支撑。石斛蒴果所含种子数量大,但其细小如灰尘, 形态肉眼无法观察[11] 。 种子由种皮和胚组成,无胚乳,缺乏萌发所需的内源营养物质 , 需借助外源营养才能萌发,自然环境下萌发困难[12] 。多数学者认为真菌具有促进种子萌发的作用,并开展了大量的研究工作[13-14] 。笔者于 2008 年发现部分地块石斛种子萌发率较高,提出了石斛种子自然繁殖方法(NPDS) [4,15] ,认为从环境调控入手可能是实现石斛有性繁殖的一条捷径。本研究于 2010、2011 年分别 2 次对齿瓣石斛种子进行了原生境直播,所播种子大量萌发并生长形成株丛,部分已开花结果,完成了从种子到种子的生活史,实验结果为进一步研究石斛的生长发育规律、濒危原因以及保育生物学研究奠定了基础。

1 .实验方法
1.1 场地与环境

播种地址为云南省芒市勐戛镇勐旺村红木梁社,该地20世纪80、90年代曾大量出产齿瓣石斛,村子附近包括房前屋后的楠木、旱冬瓜、果树乃至瓦房上均有野生齿瓣石斛生长,系原产地。该地海拔1300~1800m,年 平 均 气 温 1 4 ℃ ~ 1 8 ℃ , 极 端 最 高 温 度34℃以下,极端最低温度1℃以上,无霜期260d以上,年日照2200~2500h,年积温640~7300℃,年降雨量1200~1800mm,空气相对湿度80%。实验点海拔1557.5~1564.8m,E 9 8 ° 3 1 ′ 3 7 ″ ~ E 9 8 3 5 ′ 9 ″ ,N24°24′50~24°25′51;分别选择楠木Machillussp.、桃树Prunussp.、梨树Pyrussp.、李子树Prunusssp.等4种树作为附主播种(见表1)。播种地具有明显的雨季与旱季之分,5-10月为雨季,11月至次年3月为旱季。

1.2 果实采集与播种方法
于 2010 年 3 月和 2011 年 3 月采集当地野生齿瓣石斛果实,果实充分成熟,部分蒴果自然开裂,种子呈淡黄色,粉尘状。采集果实后,用剪刀剪去果实一端,种子散落,用报纸收集并在室内通风处保存。于 4 月中下旬雨季来临前进行播种。方法
一:将种子与稀牛粪混合,将混合后的牛粪涂于附主表面,且多数涂抹的牛粪在种子萌发定根前能经受雨水冲刷;方法二:将种子与米汤混合后,用喷雾器直接进行喷雾播种,米汤可增强种子的黏附性,此法播种比较均匀。
1.3 观察与统计方法
种子播种后,不再进行特殊管理。于 2015年 2 月 21 日对萌发生长的齿瓣石斛株丛进行统计,编号 A-64 丛、B-13 丛、C-17 丛、D-31丛, 统计指标包括不同生长年限茎条的茎节数、茎粗、茎长以及枯萎和缺失情况,以及各编号总株丛数及结果株丛数、果实数量等。用 Excel软件对数据进行统计分析。
1 年生茎条:种子萌发当年形成假鳞茎;

2 年生茎条:种子萌发次年 3、4 月份从 1年生茎条基部发芽形成的假鳞茎;

3 年生茎条:种子萌发后第二年 3、4 月份从 2 年生茎条基部发芽形成的假鳞茎;
4 年生茎条:种子萌发后第三年 3、4 月份从 3 年生茎条基部发芽形成的假鳞茎。
2.1 种子萌发及株丛形成
种子萌发如图 1 所示。齿瓣石斛果实所含种子数量较大,成熟种子呈淡黄色,细小粉末状。在体视显微镜下可以看出,齿瓣石斛种子由种皮和胚组成,种皮透明,胚绿色,无胚乳。播种后,随着雨季的来临,种子开始吸水膨胀,在显微镜下可看出种胚变绿后突破种皮,种胚逐渐变大,20d 左右种子开始变绿,逐渐形成绿色小球体, 6、 7月开始大量形成绿色的原球茎,8 月部分开始长出叶片并生根,此时,可看到

种子大量萌发形成的幼苗。在原生境播种 3-4 年后如图 2 所示,齿瓣石斛为落叶型石斛,冬春处于落叶休眠季节,树种依次为楠木、梨树、李子和桃树。在幼苗生长过程中,部分幼苗经不住雨水冲刷或干旱结果与分析而死亡, 但不同附主上仍有大量株丛形成。 其中,楠木树上株丛较多,且比较密集,但结果株丛较少;梨树上萌发的幼苗比较分散,生长较好,结果多;李子树的主干及枝条上均有大量株丛,结果率低 ; 桃树上萌发的幼苗比较分散, 结果多。

2.2 不同附主齿瓣石斛株丛生长情况对比

对株丛 1-4 年生茎条的茎节数、茎粗和茎长进行了统计分析,不同附主的假鳞茎生长情况对比见表 2。不同树种 1-4 年生茎条的茎节数和茎长均有增长的趋势,茎粗除桃树外亦有明显的增粗。1 年生茎条多数有 2-3 个节,为 88条,占总茎条数 94 条的 93.6%;1 个茎节的为6 条,占 6.38%;4、5 个节的各为 1 条,出现的概率较低。不同树种 1 年生茎条的茎节数以梨树最低,均值为 2.08 节,李子树最高,为 2.63节。2 年之后,石斛株丛的茎节数出现明显的差异,2-12 个茎节数均有,数量相差为 6 倍,长度则相差更大,最短的为 0.3cm,而最长的为 16.5cm,相差近 55 倍,长得较好的茎条,2年生即可分化出花芽,即具有有性繁殖能力。2 年生茎条结果,于次年 3 月果实成熟,即第 3年便可完成一个生活史周期。3、4 年生茎条依此类推,其茎条的差异亦较大,但茎节数量差异降低,茎条生长到一定阶段亦趋于平稳。株

丛茎条的生长与环境有密切的关系,特别是种子萌发比较密集的地方,一旦优势株丛生长好之后,对弱势株丛的生长有较大影响,部分株丛甚至出现死亡的现象。


 
2.3 不同附主齿瓣石斛结果情况比较
种子直播的石斛幼苗自第三年开始有少量2 年生的茎条开始开花并结果,但数量较少。笔者于播种第四、第五年对株丛结果情况进行了统计,结果见表 3。结果数量以梨树最多,统计 173 个株丛有 43 丛结果,数量亦达到了79 个,株丛结果率 24.86%,自然结果率较高,这除了与梨树上株丛生长较好外,可能还与梨树开花较多,传粉者访问频繁有密切关系。结果数量依次梨树>桃树>楠木树>李子树,由此可见,不同树种不同位置的齿瓣石斛株丛结果率存在显著差异。但可以明确的是,至种子播种的第五年 , 不同树种的齿瓣石斛均有部分株丛完成了由种子到种子的生活史周期。
3. 讨论
石斛种子成细小粉末状,人们普遍认为其种子自然环境下萌发率低,难度大。笔者通过研究实现了石斛种子的自然播种和繁殖,并对其株丛生长情况进行了观察统计,并小结如下:
3.1 适宜环境下,在未使用任何真菌制剂的情况下石斛种子亦可达到较高的萌发率;
3.2 齿瓣石斛种子萌发的周期较长,第一年生长极为缓慢,多数茎节仅为 2 ~ 3 个,极少为4 ~ 5 个,但第二年之后茎条的生长明显有差异,部分茎条生长较快且分化出花芽,具有有性繁殖能力;
3.3 不同树种不同位置的石斛其结果率有明显差异,实验点以梨树结果率最高,株丛自然结果率达到 24.86%,这与普遍认为石斛开花多结果少不符,可见适宜环境下石斛自然结果率亦有较高的情况;
3.4 齿瓣石斛株丛完成生活史周期一般需要 3 ~ 5 年,部分较小的株丛则需要更长的时间;

3.5 目前石斛的人工栽培有往原生态栽培(即贴石、贴树栽培)发展的趋势,本研究可充分发挥石斛果实所含种子数量大的特性,在原生境下直接进行播种, 以降低种苗培育成本。对进行石斛保育、致危机制以及繁育新方法的探索亦具有一定参考价值。

参考文献
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