白及种苗繁育及其质量分级研究进展

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　　摘要    本文从种子质量检验、分株育苗、组培育苗、种苗质量分级方面综述了白及种苗繁育及其质量分级的研究进展，以期为白及资源的可持续发展和利用提供参考。
　　关键词    白及;种苗繁育;质量分级
　　中图分类号    S567.239        文献标识码    A        文章编号   1007-5739（2019）01-0068-02
　　白及（Bletilla striata）为兰科（Orchidaceae）白及属（Blet-illa）植物[1]，以假鳞茎入药，具有消肿生肌、收敛止血的功效，主治痈疮肿毒、咯血、吐血、外伤出血等症[2]。白及块茎（假鳞茎）的主要化学成分为联苄类、二氢菲类、联菲类及其衍生物等[3]。现代药理学研究表明，白及具有止血、抗肿瘤、抗菌消炎等多种药理活性[4]。白及在医药、工业和保健食品等方面具有广阔的应用前景，同时，作为花卉也具有较高的观赏价值。因此，白及市场需求量逐年增加，野生资源遭到掠夺式采挖，资源急剧下降[3-4]。白及种子细小无胚乳，自然状态下需与真菌共生才能萌发，萌发后生长较缓慢;而且根对土壤的透气性要求高，具有生长土层浅、汲取养分能力弱等特性，种群一旦遭到破坏，自然恢复能力较差，造成资源日渐枯竭[5]。目前，白及人工种植技术粗放繁杂、标准不一，给白及规范化生产带来了隐患。本文对白及种苗繁育及其质量分级进行了总结，旨在为白及种质资源的保护和开发利用提供参考。
　　1    种子质量检验
　　对种子质量进行检验，是保证育苗质量的重要手段。张智慧等[6]参照《农作物种子检验规程》，从扦样、净度分析、真实性鉴定、质量、发芽率、含水量及生活力等方面对产自云南文山和湖北宜昌的白及种子进行了质量检测。结果表明，扦样种子批最大质量为10 kg，送检样品量最少为3 g，净度分析样品量最少为0.3 g;净度分析试验样品中无其他植物种子，试样种子质量增失差距<5%，表明方法可行;通过百粒重法、五百粒重法和千粒重法进行质量检测，发现前2种方法变异系数>4%，而千粒重法测得结果变异系数较好，加之白及种子自身具有细小和质量轻等特性，认为千粒重法较合理;外观形态比较发现，白及种子黄褐色，半透明，有金属光泽，长0.62～2.69 mm，直径0.11～0.36 mm;采用（105±2） ℃低恒温和（133±2） ℃高恒温干燥法对白及种子进行含水量测定发现，高恒温干燥法烘3 h测得结果为佳;综合比较海绵、沙、滤纸和纱布等发芽床发现，滤纸发芽床具有取材容易、制作方便和易于观察计数等特点，为最佳发芽床;不同温度条件下培养发现，30 ℃下白及种子萌发时间短、萌发率较高，为较适宜的萌发温度;种子萌发计数时间则根据初次发芽时间和末次发芽时间确定;此外，分别以温度、TTC浓度和着色时间为指标检验白及种子活力发现，在室溫浸泡4 h、1% TTC、40 ℃条件下着色7 h为最佳活力测定方法。通过该研究建立了白及种子质量检验的标准操作方法，为建立白及种子质量分级标准提供了科学依据。
　　2    种苗繁育及其质量分级
　　目前，白及种苗繁育主要采取2种方式，一是用白及假鳞茎进行分株繁殖获得种苗，二是以种子为外植体通过组织培养获得种苗[6]。
　　2.1    分株育苗
　　长期以来，分株繁殖（用带芽的假鳞茎作为种茎种植）在白及繁殖方面占有重要地位，但是该方法具有一定的缺陷，如块茎腐烂病严重影响白及的产量，且不同地区块茎种质不同也影响栽培，块茎育苗的规范化能在一定程度上弥补其不足。任启飞等[7]以同一批次、饱满、无根、无芽的白及块茎作为材料，块茎按大小分为Ⅰ级种（百粒重约为927 g）、Ⅱ级种（百粒重约为410 g）、Ⅲ级种（百粒重约为187 g），选择松毛腐殖土、珍珠岩、田园土以及腐殖土∶田园土∶珍珠岩=1∶1∶1、田园土∶珍珠岩=1∶1等5种常规基质进行育苗。结果表明，松毛腐殖土的出苗率最高，其次是田园土∶珍珠岩=1∶1基质;苗高方面，Ⅰ级和Ⅱ级种在松毛腐殖土中表现最佳，其次是田园土∶珍珠岩=1∶1，Ⅲ级种在田园土∶珍珠岩=1∶1中表现最佳，其次是松毛腐殖土;根长方面，Ⅰ级和Ⅱ级种在松毛腐殖土中最佳，其次是珍珠岩，Ⅲ级种在珍珠岩中表现最佳，其次是松毛腐殖土。以上结果表明，块茎的质量水平和催芽的基质对于分株育苗至关重要，在进行育苗过程中应仔细选择。
　　2.2    组培育苗
　　建立白及组织快繁体系是白及产业化种植过程中的重大问题，也是保护白及野生资源的重要手段。目前，可将外植体诱导出愈伤组织建立快繁体系，也可以将外植体直接诱导出幼苗。徐德林等[8]以白及种子为外植体，以MS、1/2 MS培养基为基本培养基，添加不同比例的激素，研究了不同激素对白及愈伤组织诱导、增殖和分化等的影响。叶佳丽等[9]以白及种子为外植体进行愈伤组织的诱导发现，MS+1 mg/L 6-BA+1.5 mg/L 2，4-D为最佳培养基，愈伤组织疏松，质地最好，并可避免白及愈伤组织褐化。尽管该培养路线具有一定的可行性，但考虑到工序和成本等的需要，多数学者采用原球茎直接分化成苗的手段[4]。汤兴利等[10]观察了液体悬浮培养条件下白及种子的萌发和原球茎生长情况，1/2 MS培养基中添加1 mg/L NAA能显著提高白及种子发芽率，原球茎健壮、生长速度一致。在组培繁殖过程中，由于部分苗较弱，影响生根率，降低移栽成活率，继而降低种苗品质，因而提高白及组培苗生根、壮苗的比率是保证白及正常工厂化生产的前提。曹  剑等[11]以1/2MS为基本培养基，采用4 因素3 水平3次重复正交试验，研究了NAA、GA3、6-BA和香蕉泥4 因素不同组合对白及组培苗生根的影响，发现NAA、GA3和香蕉泥能够促进根的生长，但6-BA会抑制白及组培苗生根，1/2 MS+0.2 mg/L NAA+0.5 mg/L GA3+30 g/L香蕉泥为最佳生根培养基。宋智琴等[12]观察了香蕉泥、马铃薯泥、胡萝卜泥、番茄泥等不同添加物对白及组培壮苗生长的影响，发现香蕉泥能有效促进白及组培苗的生长、苗齐壮、叶色嫩绿，MS+1 mg/L NAA+30 g/L 白砂糖+7 g/L 琼脂+30 g/L香蕉泥为最佳壮苗培养基。除用种子作为外植体，也可以用营养器官作为外植体进行白及的组培快繁。雷  湘等[13]以白及鳞茎、嫩叶、幼根等为外植体观察了各外植体在诱导培养基上的分化情况，并筛选了最佳诱导、增殖和生根培养基，发现幼根的分化效果较好。以上分析结果表明，目前的组培路线包括：①种子→愈伤组织诱导→愈伤组织增殖→丛生芽诱导→根诱导;②种子→原球茎→丛生芽增殖→根诱导;③幼根→丛生芽诱导→丛生芽增殖→根诱导。因此，不同外植体、消毒方式、基本培养基以及激素、碳源、天然提取物等的添加或组合等对白及组培苗快繁体系的建立起着至关重要作用，在具体实践中应反复实践、优化。 　　炼苗是组培苗移栽于大田后能否正常存活的关键环节。黄志伟等[14]以高3 cm、具3叶、假鳞茎0.3～0.5 cm、苗龄4个月的白及组培苗为材料，观察了泥炭土∶蛭石∶珍珠岩（2∶1∶1）、椰糠∶蛭石∶珍珠岩（2∶1∶1）、椰糠∶黄心土∶蛭石∶珍珠岩（2∶1∶1∶1）、泥炭土∶黄心土∶蛭石∶珍珠岩（2∶1∶1∶1）等不同基质对组培苗成活率、假鳞茎、苗高、叶片和根系等指标的影响，结果表明，椰糠∶黄心土∶蛭石∶珍珠岩（2∶1∶1∶1）具有总孔隙度大、通气性好、富含有机质、保湿和保温性能好等特性，利于白及组培苗生长，为白及组培苗炼苗的最佳基质。孟  彪等[15]也认为，透气且保水的基质有利于白及组培苗的成活。设计基质种类和构成应遵循取材方便、价格低廉的原则进行[16]。此外，在炼苗过程中光照和温度强度应缓慢过渡，以免对苗造成过度伤害。
　　2.3    种苗质量分级
　　种苗质量是实现中药材规模化、规范化种植的基础和源头，是提高中药材的产量和质量的基础，也是确保中药材资源可持续发展和产业化的前提[17]。李小泉等[18]将白及分株苗和组培苗于2011年7月栽于试验大棚中驯化，翌年5月移栽于大田中，之后分别于2013年9月、2014年和2015年10月观察了组培植株和分株苗植株的根数、芽数、块茎数、块茎重量等农艺性状，发现种植2年后组培苗植株各农艺性状指标均优于分株苗植株，表明白及组培苗获得的植株具有优良的农艺性状和较高的产量。迄今为止，尚未见有关分株繁殖育苗质量分级的相关报道，组培苗质量分级仅有少量报道。张智慧等[19]研究了云南产白及组培瓶苗和组培驯化苗的质量分级标准，首先对白及的主要农艺性状进行相关性分析和主成分分析，并通过决定第一主成分的变量、第一主成分的方差贡献率及生产实际，确定假鳞茎直径和株高为白及组培瓶苗和組培驯化苗的主要分级指标;之后，分别对白及组培瓶苗和组培驯化苗的假鳞茎直径和株高进行K-均值聚类分析，获得3个聚类中心值，结合生产实际确定白及组培瓶苗的Ⅰ级苗（假鳞茎直径≥9.0 mm，株高≥12.0 cm）、Ⅱ级苗（假鳞茎直径≥6.0 mm，株高≥9.0 cm）、Ⅲ级苗（假鳞茎直径≥3.0 mm，株高≥6.0 cm）和组培驯化苗的Ⅰ级苗（假鳞茎直径≥23.0 mm，株高≥9.0 cm）、Ⅱ级苗（假鳞茎直径  ≥12.0 mm，株高≥9.0 cm）、Ⅲ级苗（假鳞茎直径≥6.0 mm，株高≥9.0 cm）等质量分级标准;最后，分别对白及组培瓶苗和组培驯化苗的等级苗和等外苗进行大棚移栽，移栽6个月后抽样调查发现，苗等级越高，移栽成活率越高，移栽后株高、根系、新假鳞茎形成也越好，说明种苗质量对移栽成活率和生长情况有重要影响。以上结果表明，组培苗植株与分株苗植株相比具有更加明显的优势;此外，组培苗具有科学性的分级标准，并与生产实践相结合，具有很强的操作性。
　　3    展望
　　白及具有很高的药用价值和经济价值，从白及资源的可持续发展和利用角度看，人工繁殖是必经之路。尽管传统的分株繁殖方式在白及生产中仍占主导地位，但存在种茎用量大、繁殖效率低等问题，无法满足白及规模化生产的需要。白及种子体积较小，单个蒴果内种子量大，非常适合作为组织培养的外植体，可以短时间内获得大量种苗，为白及规模化生产开辟新的道路。但是培养周期长、技术体系不完善以及高技术要求带来的高成本问题等制约了组培快繁技术在药农和企业中的应用。因此，应从完善和规范化组织培养技术体系、降低成本等方面加大研究的力度。同时，可以通过研制人工种子并开展种子直播技术探索，缩短培养周期。由于不同地区环境和土壤条件差异较大，因而应积极收集白及野生资源，并在不同地区开展优良品种的选育工作，以适应不同地区的种植需求;开展相应种植地区种子、种苗的质量检验方法和标准制订的研究，以保障优质种苗的供应。
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