药用石斛的研究进展

任洁

摘要：为了给药用石斛的资源保护和可持续发展提供理论依据，进行了药用石斛的组织培养、人工种植、药用成分、混淆品鉴定等方面的研究，讨论了石斛人工种植的意义及存在的问题。指出了铁皮石斛快繁体系趋于成熟，但还是存在栽成活率低、药用成分低、种植难以及采收次数少等瓶颈问题；而其他药用石斛的研究则主要集中在药用成分的测定、提纯以及混淆品鉴定等方面。为了解决以上难题，需要对内生菌、仿野生栽培、病虫害防治等方面进行进一步的试验研究。

关键词：药用石斛；铁皮石斛；组织培养；人工种植；药用成分；混淆品鉴定

中图分类号：S567

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）23-0172-03

1 引言

石斛兰是兰科（Orchidaceae）最大的属之一，野生的石斛附生与树木或悬崖峭壁之上，石斛兰中的许多品种具有很高的药用和观赏价值，并在保健和园艺市场上广受欢迎。石斛兰极低的结实率以及苛刻的生长条件使得野生石斛兰的生长受限，再加上人为过度的采摘和生长环境的破坏使得野生石斛兰濒临灭绝。在2015年的《中国药典》中，石斛主要是金钗石斛（Dendrobium nobile Lindl）、鼓槌石斛（Dctidrobium chrysotoxum Lindl）、流苏石斛（Dendrobium fimbriatum Hook）等，而石斛兰中最重要的药用石斛—铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）则被作为一味药材单独列出，是国家重点保护的药用植物之一^[1]。

2 铁皮石斛的研究进展

2.1 铁皮石斛资源现状

铁皮石斛是多年生草本，是我国名贵中药材，含有石斛类多糖、石斛碱、芴酮类、菲类和联苄类、倍半萜类、香豆素类化合物等多种药用成分^[2，3]，除了能抑制肿瘤、延年益寿、增强人体免疫力、降低血糖，还具有止痛、滋补、祛风除湿、平肝息风、消肿解毒等功效^[4，5]。铁皮石斛因其极高的药用和保健价值应用于药品、食疗、饮品等，《神农本草经》、《名医别录》、《本草纲目》等中均有其记载。我国野生铁皮石斛主产于浙江、福建、安徽等地，生长于海拔1600 m的山地岩石或树上^[6]，喜温暖、湿润，对生长环境要求极高。铁皮石斛结实率极低^[7]、且生长缓慢，再加上过度采挖和生境的破坏，导致如今的野生铁皮石斛已濒临灭绝^[8]。近年来，为了保护铁皮石斛种质资源以及解决市场铁皮石斛资源稀缺的问题，摒弃了传统的分株、扦插等方式，利用组织培养技术对铁皮石斛进行快速繁殖、规模化生产^[9]；应用组织培养技术的铁皮石斛工厂化育苗已取得了显著成效，人工育苗主要集中在浙江、云南、广东、湖南等地^[10]，规模化的种植有效的缓解了铁皮石斛的市场需求压力。

2.2 铁皮石斛组织培养研究

近年来，铁皮石斛组织培养方面的研究比较多、趋近成熟，培养途径、方法以及培养基的配方也比较多样。如今，便捷有效的铁皮石斛的组织苗培养途径主要有以下3种。

2.2.1 原球茎诱导途径

原球茎诱导途径是以外植体诱导产生原球茎，再将原球茎增殖分化为幼苗，最后再壮苗生根的方法。诱导原球茎的外植体主要有种子、茎段、根蔸等，其中以种子为外植体的繁殖体系在实际应用上比较广泛。谢启鑫等^[11]以种子为外植体，在1/2 MS 基础培养基上培养45天诱导原球茎，诱导率达到95%；张启香等^[12]以无菌实生苗的茎尖为外植体诱导原球茎，实验表明最佳诱导培养基为1/2 MS+6-BA0.5 mg/L + NAA 0.05 mg/L +KT 0.1 mg/L + LH 1.0 mg/L； 秦廷豪^[13]用根蔸为外植体在MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L 上誘导原球茎，且增殖率极高。

2.2.2 丛生芽诱导途径

丛生芽诱导途径是以外植体诱导产生丛生芽，再增殖丛生芽，最后再壮苗生根的方法。诱导产生丛生芽的外植体主要是茎段和腋芽等，这种育苗方法不需要种子，可以在铁皮石斛种质资源缺乏的情况下快速培育组培苗。欧阳凡等^[14]以茎段为外植体增殖丛生芽，得出NAA0.5 mg/L + BA1.0 mg/L + 香蕉100 g/L + 活性炭100 g/L是丛生芽增殖的最佳培养基；何涛等^[15]用腋芽为外植体诱导增殖丛生芽，且最佳培养基为1/2MS +NAA0.5mg/L +BA2.0 mg/L +香蕉汁100 g/L。

2.2.3 一步成苗法

“一步成苗法”，是由沈晓霞等^[16]提出的一种快速育苗方法，是使铁皮石斛的种子跳过原球茎阶段，直接一步发育为幼苗，再进行壮苗的便捷方法。成苗培养基为B5 + 6-BA0.1mg/L+ NAA 0.3 mg/L + 活性炭2.0 g/L +蔗糖30 g/L+ 琼脂3.5 g/L；壮苗培养基为B5 + 6-BA0.5 mg/L + NAA 1.0 mg/L + 活性炭3.0 g/L +蔗糖30 g/L + 琼脂3.0 g/L，幼苗成活率为99.5%。此方法育苗时间短、效率高、成本小，解决了铁皮石斛组织培养技术上的部分不足。

2.3 铁皮石斛人工种植技术

从整个铁皮石斛快繁体系来看，虽然现在已经取得了一定的成效，但在人工种植阶段依然存在一些问题：组培苗移栽成活率低、药用成分低、种植难以及采收次数少等。为了解决以上难题，进行的研究主要有以下几方面。endprint

2.3.1 内生菌的研究

铁皮石斛是兰科植物，在自然生长条件下具有兰科植株与真菌共生的关系。野生铁皮石斛种子的萌发和生长离不开真菌，同时菌根也能促进铁皮石斛次生代谢物的积累。郭顺星等^[17]从兰科中分离出的三种真菌能显著促进铁皮石斛种子的萌发，萌发率达84%；高微微等^[18]研究发现三种小菇属内生真菌对铁皮石斛幼苗生长起促进作用；赵昕梅等^[19]从野生铁皮石斛根部分离的真菌对铁皮石斛生长有明显的促进作用；杨慧等^[20]研究表明真菌能提高铁皮石斛原球茎多糖的含量。目前的内生菌研究中共生菌的分离鉴定研究比较多，但是其共生机制却还不是很清楚，限制了铁皮石斛内生菌在生产上的应用。另外，石斛内生菌种类繁多、体内外环境复杂，内生菌的研究尚处于单一菌种的阶段，混合菌种的共同作用机制的研究还比较少。

2.3.2 仿野生栽培

为了提高铁皮石斛移栽成活率、提高药用成分含量、保障药材品质等，柯碧英等^[21]尝试对铁皮石斛进行仿野生栽培，在栽培技术、病虫害防治、采收加工等方面进行研究，主要采取的种植方式为树上附生和吊篮种植，并建议用驯化苗种植效果最佳；林江波等^[22]则探讨铁皮石斛林下种植技术，期望通过模仿野生种植的方法，在保护环境、保障药材品质的同时减少种植成本，并解决铁皮石斛工业化生产中出现的瓶颈。仿野生栽培的研究还比较少，尚处于起步阶段；现阶段的仿野生栽培虽然节省了种植成本，但比起大棚种植在生长条件控制、操作方面还比较复杂和困难；后期的研究可以从便捷化操作和提高产品质量方面展开。

2.3.3 病虫害的防治

因为温暖、湿润的生长环境，人工种植的铁皮石斛在生长过程中常会出现病虫害的问题，这是组培苗驯化过程中的一个瓶颈。病虫害又分为病害和虫害。病害主要包括人工管理不当造成的黄叶、烂根、萎蔫等，以及细菌、真菌、病毒等引起的炭疽病、黑斑病、白绢病、软腐病、心腐病等；虫害则主要是蜗牛、蛞蝓等昆虫对植株造成的破坏和损伤。在铁皮石斛生产种植过程中，为了防治病虫害，存在化学农药使用不规范的现象。为了减少传统的化学农药使用、保障产品安全，卢振辉等^[23]提出了物理防治的策略，即使用枯草芽孢杆菌和木霉菌防治根部病害，使用茶皂素防治蜗牛和蛞蝓，使用黄板、除虫菊防治蚜虫等。杨凤丽^[24]则提出了绿色防控技术模式，即采用农业、物理、生物防治技术，结合低毒农药的防控技术，尽量减少高毒化学农药的使用。

3 其他药用石斛的研究进展

3.1 药用成分研究

除了铁皮石斛，其他的药用石斛主要是金钗石斛、鼓槌石斛、流苏石斛。针对它们的研究主要集中在其药用成分上，主要是药用成分的测定、提纯、药理机制等方面的研究。在药用成分的测定上，敖茂宏等^[25]对不同季节的流苏石斛总生物碱含量进行测定，结果表明：夏季流苏石斛的茎干中的总生物碱含量最高。药用成分的提纯分为提取和纯化两步，提取方法主要有微波、超声波辅助提取、水提法等；纯化则是去除提取物中的色素、蛋白等杂质。余芳等^[26]通过单因素和正交试验得到金钗石斛多糖最佳提取条件为1∶25（g/mL）料液比、40 min超声波时间、80 ℃水提温度以及2 h水提。王健^[27]使用木瓜蛋白酶联合Sevag法对鼓槌石斛多糖进行分离纯化，蛋白质去除率达70.68%，多糖仅损失6.28%。药理机制方面，洋等^[28]对鼓槌石斛改善小鼠糖尿病性视网膜病的机制进行研究，结果发现：鼓槌石斛的乙醇提取物能抑制视网膜组织血管内皮生长因子信号通路的基因表达，并降低其在玻璃体和血清中的水平，进而抑制病变过程中视网膜血管的新生。

3.2 药用石斛混淆品的鉴别

另外，在药用石斛的销售市场上存在混淆品的问题，市场上的石斛产品的种类复杂、品质不一，石斛药材的鑒定是一个难题。为了解决这一应用难题，现有相关研究的鉴定方法主要包括传统的性状鉴定、红外光谱法以及近年研究较多的分子标记技术鉴定法。江艳华等^[29]对市场上石斛及其混淆品从性状上进行直观的真伪鉴别；李兆奎等^[30]首次使用红外光谱法准确快速的鉴别出铁皮石斛及其混淆品；张爱丽等^[31]应用DNA条形码鉴定云南的14种铁皮石斛，结果表明：ITS序列是鉴别石斛的优选序列。这3种方法各有优缺点：传统的性状鉴定快速，但主要依靠人为经验，分辨准确率不高；红外光谱法有一定的可靠性，但效率不高；而分子标记技术鉴定法拥有极高的可靠性，但其研究尚处于起步阶段，还不能应用于实际，需要做进一步试验研究。

4 问题和展望

药用石斛的工厂化生产已经取得了一定的成果，但是在人工培育中仍然存在许多问题：组织培养的过程繁琐、周期长；人工栽培时移栽成活率低、容易受到病虫害、产品质量不及野生植株；以及市场上混淆品的鉴定困难等。因此，为了推动铁皮石斛工厂化生产的可持续发展，需要加强药用石斛的育种工作，增强植株的抗病、抗逆性，选用优良抗病品种，加强栽培人工管理；需要进一步完善组织培养技术，简化培育步骤、缩短育苗周期，以减少种植的时间和经济成本；需要更深入的摸清石斛内生菌的共生机制和混合菌种的作用机制，促进菌肥的应用推广；推进尝试仿野生栽培等方法，以提高移栽成活率、保障药材的品质；最后，现有的混淆品鉴别方法仍存在于研究阶段，还没有方便高效的、能用于推广的有效办法，需要进一步的摸索和尝试。

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Research Progress of Medicinal Dendrobium

Ren Jie

（Shanghai Gongqing Forest Park，Shanghai，200438，China

）

Abstract： This paper aimed atproviding theoretical basis and guidance for the conservation and sustainable development of medicinal Dendrobium resources.In this paper，the tissue culture，artificial cultivation，medicinal ingredients and adulterants identification of the medicinal Dendrobium were reviewed.The significance and problems of artificial cultivation of Dendrobium were discussed.At present，the rapid propagation system of Dendrobium officinale is maturing.But there are still many bottlenecks such as low survival rate，low medicinal composition，difficult planting and few times of harvesting.And the studies of other medicinal Dendrobium are mainly concentrated in determination and purification of medicinal，identification of confused products and so on.In order to solve the above problems，further experimental investigations are needed because the research of endophyte，imitation wild cultivation，extermination of disease and insect pest is still in the initial stage.

Key words：

Medicinal Dendrobium； Dendrobium officinale Kimura et Migo； tissue culture； artificial cultivation； medicinal ingredients； identification of confused productsendprint