不同光质比对金钗石斛生长及有效成分的影响

彭金彬

（泉州市洛江区林业局，福建 泉州 362010）

不同光质比对金钗石斛生长及有效成分的影响

彭金彬

（泉州市洛江区林业局，福建 泉州 362010）

以贵州赤水的金钗石斛（Dendrobium nobile Lindl）为试验材料，在泉州市泉美生物科技有限公司引种种植，研究不同LED光质比处理对金钗石斛生长发育及有效成分合成与积累的影响。结果显示：单纯红光或者单纯蓝光都不利于金钗石斛生长，会引起金钗石斛徒长或者过于矮壮。从最终产量作为考核指标，当红光：蓝光=1：2时，金钗石斛的平均产量最高，鲜重与干重分别较对照增加25.8%与38.8%。通过测定其多糖与生物碱含量与积累量，当红光：蓝光=1：2时，金钗石斛多糖与生物碱的积累量最高，较对照增加66.1%与42.1%。通过相关性分析显示，不同光质处理下金钗石斛多糖、生物碱含量与金钗石斛的生长发育特性并没有显著的关系，但是，多糖含量、积累量与生物碱含量存在着协同关系。

光质比；金钗石斛；生长；多糖；生物碱

1　材料与方法

1.1材料与处理

试验于2013年在泉州市泉美生物科技有限公司生物实验室进行，以种源为贵州赤水的金钗石斛为试验材料，由泉州市泉美生物科技有限公司引种种植，挑选生长一致的金钗石斛移栽苗进行试验种植。金钗石斛苗置于公司智能温室的实验架上，周围用不透明材料覆盖，防止不同处理间光照的影响。

LED光源系统由厦门通秴科技有限公司研究生产的实验架专用可调光LED光源模块（功率30W），分红色、蓝色单色光，可实现分别调节光强大小。

1.2试验方法

实验架专用LED光源模块共有12排灯带，其中8条红光带，4条蓝光带，调节红、蓝光条带数，进行对比处理。各处理参数如表1。

照光时间为间断照光，每隔2h照射1次，每次照射2h，每天共计照射12h，控制白天温度22～25℃，夜间温度14～16℃，控制湿度在70%～90%。每种光处理3次重复，每次重复为20盆移栽苗。其他管理方法按照公司日常管理方法进行养护管理。1.3测定指标与方法

表1　不同光质LED光源的主要技术参数

在不同光照条件下培养2、4、6个月后进行取样测定。用米尺测量金钗石斛植株冠幅、苗长，游标卡尺测定植株中间部位茎粗，然后将金钗石斛材料经105℃杀青15min，60℃干燥至恒重，再制成粉末，过60目筛。采用硫酸-苯酚法测定多糖含量，酸性染料比色法测定生物碱含量。采用Excel2003整理数据，利用DPS软件进行差异显著性分析。

有效成分积累量=有效成分含量×器官的干重

生长期间内指标A的平均值=2、4、6个月后指标A的总和/3

2　结果与分析

2.1不同光质比对金钗石斛生长的影响

由表2可知，随着处理时间的延长，不同光处理下的冠幅、茎长、茎粗等指标都有不同程度的增长，但是其变化幅度因光照不同而异。2～6月期间，1R2B处理下的冠幅增长幅度最大为4.2cm，R处理下的增幅最小为2.3cm；3个处理时间的冠幅平均值1R2B处理的最大为4.33cm，较对照增加了11.03%。R处理下茎长的增幅最大为3.35cm，B处理下的增幅最小为0.78cm；3个处理时间的茎长平均值R处理的最大3.26cm，较对照高出27.9%，出现徒长现象。B处理下茎粗的增长幅度最大为0.61cm，R处理下的增幅最小为0.21cm；3个处理时间的茎粗平均值B处理的最大0.64cm，较对照增加13.5%。从试验开始到结束期间，金钗石斛茎节数基本上保持不变，除了R处理下在光照6个月后节数为3个，其余都是2节。试验期间，金钗石斛芽数处理B、1R2B处理下的芽数在处理4～6个月后有所增加之外，其余芽数都是1个。生长期间，不同光质处理下，1R2B处理下根系情况最好，1R2B处理下根长的增长幅度最大为5.67cm，有8条根，R处理下的增幅最小为3.44cm，5条根；3个处理时间的根长平均值1R2B处理的最大3.91cm，较对照增加8.5%。从金钗石斛产量来看，1R2B处理下鲜重与干重增幅都是最大的，分别为34.2g与7.02g；3个处理时间的鲜重与干重的平均值也是1R2B处理最大，分别为16.6g与2.99g，较对照增加25.8%与38.8%。

表2　不同光质比对金钗石斛生长的影响

2.2不同光质比对金钗石斛多糖含量及积累量的影响

不同处理不同生长时期下，金钗石斛不同器官多糖含量大小顺序基本上为茎＞叶＞根。同一器官的多糖含量随着生长时间推移不断增加，同一生长时间下不同处理下的多糖含量因处理不同而异。2～6月期间，1R2B处理下的根、茎、叶的多糖增长幅度都最大，分别为0.78个百分点、12.95个百分点、9.48个百分点；3个处理时间的根的多糖含量平均值2R1B处理下最大为1.82%，较对照增长了0.15个百分点；3个处理时间的茎、叶的多糖含量平均值皆为1R2B处理下最大，分别为12.95%、9.48%，分别较对照增加了2.2个百分点和1.38个百分点（表3）。

不同处理下，金钗石斛多糖积累量随着生长时间的推移逐渐增加，不同光质处理下的多糖积累量却各有不同。表3显示，2～6月期间多糖积累量增幅最大的是1R2B处理，增加了9.42mg，R处理下增幅最小，只增加了1.46mg；3个处理时间多糖积累量平均值1R2B处理下最大，为3.62mg，较对照增加了66.1%（表3）。

表3　不同光质比处理对金钗石斛多糖含量及累积量的影响

2.3不同光质比对金钗石斛生物碱含量及积累量的影响

数据显示，2～6月期间，不同光质处理下茎段生物碱含量增幅最大的是2R1B处理，增幅为0.80个百分点，最小的是B处理，为0.22个百分点。3个处理时间生物碱含量平均值最高为2R1B处理，为0.83%，较对照增加了0.11个百分点（表4）。

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

2～6月期间，不同光质处理下茎段生物碱积累量量增幅最大的是1R2B处理，增幅为0.69mg，最小的是R处理，为0.14mg。3个处理时间生物碱积累量平均值最高为2R1B处理，为0.27mg，较对照增加了42.1%（表4）。

表4　不同光质比处理对金钗石斛生物碱含量及累积量的影响

2.4不同光质比对金钗石斛生长、有效成分含量相关性的影响

不同光质处理下，金钗石斛的根系生长情况与冠幅、茎粗、干重呈极显著正相关；冠幅与干重呈显著正相关；茎粗与茎长呈显著负相关；多糖积累量与干重呈极显著正相关，与多糖含量呈显著正相关；生物碱含量与多糖含量呈显著正相关；生物碱含量与干重、多糖含量、多糖积累量呈正相关，达到显著或者极显著水平（表5）。

表5　不同光质比处理对金钗石斛生长指标及有效成分含量相关性的影响

3　讨论

3.1不同光质比对金钗石斛生长的影响

迄今为止，尚无人对金钗石斛生长及有效成分合成与积累所需的适宜光质比作过系统的研究。本试验的研究结果表明，单纯红光照射导致金钗石斛出现徒长现象，单纯的蓝光照射导致金钗石斛过于矮壮，不利于金钗石斛干物质量积累；从最终产量及农艺性状来评价，当红蓝光比例为1：2时，最有利于金钗石斛生长发育。通过分析不同光质比处理下金钗石斛农艺性状之间相关性显示，其根系生长情况与干物质积累呈极显著正相关（r=0.92**），由此证明不同光质处理主要是通过地上部传到根部，进而影响金钗石斛的生长发育，这与前人[6]研究结果一致。

3.2不同光质比对金钗石斛有效成分合成与积累的影响

研究表明：光质对药用植物中有效成分的合成与积累起到重要的调节作用[9-12]。通过研究不同光质对铁皮石斛多糖与生物碱含量的影响发现，蓝光有利于铁皮石斛种苗生物碱积累，红蓝混光有利于多糖含量的积累[8]，对于不同光质处理对金钗石斛不同器官多糖含量及积累量的影响以及对茎的生物碱合成与积累的影响至今尚未见报道。本试验结果表明，金钗石斛各器官多糖含量大小顺序为茎＞叶＞根，与章金辉[13]等人的试验结果一致。结果同时显示，不同光质比处理下金钗石斛整株平均多糖含量大小顺序1R2B＞2R1B＞ CK＞B＞R，不同光质比处理下金钗石斛整株平均多糖积累量大小顺序1R2B＞CK＞2R1B＞B＞R。相关性分析显示，不同光质比处理下金钗石斛多糖含量与其干物质积累量呈正相关，多糖积累量与多糖含量、干物质积累量呈正相关，达到显著或极显著水平。由此说明，当红蓝光比例为1：2时有利于金钗石斛多糖的合成，其前提是该光质比例有利于金钗石斛生长发育，从而有利于多糖的合成与积累，所以生产上调整合适的光质比不仅有利于金钗石斛生长发育，还有利于其多糖的合成与积累。

不同光质比处理下金钗石斛茎段生物碱含量大小顺序2R1B＞1R2B＞CK＞R＞B，不同光质比处理下金钗石斛茎段生物碱积累量大小顺序1R2B＞2R1B＞CK＞B＞R。相关性分析显示，生物碱含量与多糖含量呈正相关，达到显著水平；生物碱积累量与多糖含量、多糖积累量达到极显著正相关，与干重显著正相关。由此说明，生物碱的合成、积累与多糖的合成、积累之间存在协同关系，其机理有待进一步研究。

［1］王宪楷，赵同芳.石斛属的化学成分与中药石斛［J］.中国药学杂志，1986，21（11）：666-669.

［2］李旻，刘友平，张玲，等.石斛属药用植物研究进展［J］.现代中药研究与实践，2009，23（5）：73-76.

［3］Yamaki，M.&C.Honda.The stilbenoids from Dendrobium plicatile［J］.Phytochemistry，1996，43：207-208.

［4］Ferreira W M，Suzuki R M，Pescador R，et a1.Propagation，growch，and carbohydrates of Dendrobium Second Love（Orchidaceae）in vitro as affected by sucrose，light，and dark［J］.In Vitro Cell.Dev.Biol—PIant. 2011，（47）：420-427.

［5］罗林会，王勤.金钗石斛的离体快繁体系研究［J］.安徽农业科学，2012，40（15）：8476-8479.

［6］SunQ，YodaK，SuzukiH.Internalaxiallight conductioninthestemsandrootsofherbaceous plants［J］.J Exp Bot，2005，56：191-203.

［7］孙庆丽，陈志，徐刚，等.不同光质对水稻幼苗生长的影响［J］.浙江农业学报，2010，22（3）：321-325.

［8］高亭亭，斯金平，朱玉球，等.光质与种质对铁皮石斛种苗生长和有效成分的影响［J］.中国中药杂志，2012，37 （2）：198-201.

［9］丑敏霞，朱利泉，张玉进，等.不同光照强度和温度对金钗石斛生长的影响［J］.植物生态学报，2001，25（3）：325-330.

［10］王红星，王进，李景元.光质对库拉索芦荟生物活性物质的影响［J］.北方园艺，2009，（12）：56-58.

［11］苏文华，张光飞，李秀华，等.光强和光质对灯盏花生长与总黄酮量影响的研究［J］.中草药，2006，32（8）：1244-1247.

［12］马伟，王振月，陈立超，等.不同光质对毛脉酸模中蒽酮类成分的影响［J］.植物研究，2006，32（8）：763-769.

［13］苏秀红，董诚明，王伟丽，等.光质对冬凌草再生植株生长及次生代谢产物的影响［J］.时珍国医国药，2010，21（12）：3278-3279.

S567.9

A

1002-3356（2015）01-0009-04金钗石斛（Dendrobium nobil Lind1），又称金钗石、扁金钗、扁黄草、扁草、黄草，为兰科石斛属多年生附生草本植物。金钗石斛入药始载于《神农本草经》，被列为上品，观赏价值亦很高[1]。由于对生长条件的特殊要求，生长繁殖缓慢，加上滥采滥挖，生境及野生资源规模破坏等原因，常用中药金钗石斛已濒于绝迹。长期以来，国内外的石斛研究主要集中于药用化学方面[2-3]，对石斛资源再生的研究以组织培养为主[4-5]，已有获得试管苗的报道，移栽成活率一直很低，很难在实际生产中应用，这与对石斛的生理生化特性缺乏研究有很大关系。因此，弄清金钗石斛生长所需的环境条件及其生理生化特点迫在眉睫。本试验利用现代化智能温室，首次系统地研究了不同光质比处理对金钗石斛生长发育及有效成分合成积累的影响，旨在弄清金钗石斛对光质的需求规律，找出适合金钗石斛生长及其有效成分合成与积累的光质组合，为金钗石斛的栽培驯化措施及管理手段提供理论和实践依据，并为恢复金钗石斛资源，扩大金钗石斛繁殖以满足药用和出口创汇提供一定的基础。

2014-10-29

福建省星火计划项目（2012S0021）；泉州市科技重大项目（2013N70）