鐵皮石斛新品種‘青谷1號(hào)’的選育

楊丹 李昆華 王琳 李巧玉 岳健

摘 要 從云南多地收集的16份野生鐵皮石斛材料中篩選出表現(xiàn)較好的1份材料，再通過(guò)自交在后代中篩選出優(yōu)良單株，經(jīng)過(guò)組培擴(kuò)繁后種植3 a，對(duì)該品系的特異性、一致性和穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：該品系的8個(gè)外觀(guān)性狀、4個(gè)數(shù)量性狀和1個(gè)質(zhì)量性狀都有較高的特異性，其多糖含量高達(dá)47.65%，且該品系單株和群體的一致性和穩(wěn)定性都較高。之后，該品系被命名為‘青谷1號(hào)，于2013年通過(guò)云南省林業(yè)廳園藝植物新品種注冊(cè)登記辦公室的認(rèn)定。

關(guān)鍵詞 ‘青谷1號(hào)鐵皮石斛 ；選育 ；特異性 ；一致性 ；穩(wěn)定性

中圖分類(lèi)號(hào) S567.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.05.010

Abstract Superior individual‘Qinggu 1from the 16 wild Dendrobium officinale collected in Yunnan province was selected out through self hybrid. The distinctness， uniformity and stability of the line will be evaluated after planting 3 years. It turns out that 8 appearance traits， 4 quantitative traits and 1 qualitative trait of the line show high distinctness. The polysaccharide contents can reach 47.65%. The uniformity and stability of individual and population are high. This varitiy is called‘Qinggu 1， and indentified by New Plant Registration Office of Forestry Department of Yunnan Province in 2013.

Keywords Dendrobium officinale‘Qinggu 1； breeding； distinctness ； uniformity ； stability

鐵皮石斛（Dendrobium officinale Kimuraet Migo）屬蘭科多年生附生草本植物。在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中，《道藏》將其列為中華九大仙草之首[1]，《本草綱目》稱(chēng)其有“強(qiáng)陰益精厚腸胃，補(bǔ)內(nèi)絕不足，長(zhǎng)肌肉，益智除驚，輕身延年”之功效[2]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，藥用石斛有效成分主要是石斛多糖，石斛多糖具有較強(qiáng)的粘膜修復(fù)、抗腫瘤和增強(qiáng)免疫的功能[3]，其含量指標(biāo)常被作為衡量鐵皮石斛品質(zhì)的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。

鐵皮石斛種子極小，無(wú)胚乳，自然繁殖率極低，加上人為過(guò)度采集和自然環(huán)境的破壞，目前我國(guó)野生鐵皮石斛資源瀕臨滅絕，而隨著鐵皮石斛藥用價(jià)值逐漸得到大眾認(rèn)可，市場(chǎng)需求量在不斷增加[4]，人工種植鐵皮石斛是滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的有效途徑。然而自然條件下鐵皮石斛為蟲(chóng)媒傳粉，無(wú)法控制父本，這導(dǎo)致了后代之間基因異質(zhì)，世代內(nèi)一致性差、世代間穩(wěn)定性差等問(wèn)題。鐵皮石斛良種選育能緩解上述問(wèn)題，有利于鐵皮石斛行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

目前已選育出一些鐵皮石斛良種，如‘仙斛1號(hào)、‘仙斛2號(hào)、‘中科1號(hào)、‘森山1號(hào)等。然而這些良種大多適宜江浙一帶栽種，且品種多數(shù)是全同胞或半同胞家系，即對(duì)特定親本進(jìn)行自交或雜交后，再用其蒴果繁殖形成下一代種苗群體[5]。此外，其外觀(guān)形態(tài)并無(wú)消費(fèi)者易于識(shí)別的形態(tài)特征。

本研究從云南多地收集的16份野生鐵皮石斛材料中篩選出表現(xiàn)較好的1份材料，再通過(guò)自交在后代中篩選出優(yōu)良單株，經(jīng)過(guò)組培擴(kuò)繁后種植3年，對(duì)該品系的特異性、一致性和穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。之后該品系被取名為‘青谷1號(hào)，于2013年通過(guò)云南省林業(yè)廳園藝植物新品種注冊(cè)登記辦公室的認(rèn)定?，F(xiàn)把該品種的具體選育過(guò)程介紹如下。

1 材料與方法

1.1 材料

公司先后從云南文山、保山、思茅、西雙版納等地區(qū)收集到16份野生鐵皮石斛種質(zhì)，并進(jìn)行栽培試種，從中篩選出整體表現(xiàn)較好的一份材料，編號(hào)為SW3。2007年，參照張志勇[6]的方法對(duì)SW3進(jìn)行自交人工授粉，對(duì)所得的蒴果進(jìn)行無(wú)菌播種，然后移栽至苗床，根據(jù)莖粗、根系、葉色等性狀對(duì)后代進(jìn)行單株選擇，共選出8份材料。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)方法

2008年以莖段作為外植體對(duì)所選的8份材料進(jìn)行無(wú)性擴(kuò)繁，然后進(jìn)行種植。用松樹(shù)皮作為栽培基質(zhì)，將基質(zhì)在100 ℃下煮沸10 min，晾干備用?；|(zhì)按粗細(xì)比為2∶1混合，厚度為8～12 cm，置于苗床上。大棚栽培郁閉度70%～80%，內(nèi)設(shè)置微噴灌設(shè)施。苗床與地面距離為0.8 m，行距和株距設(shè)置為15 cm×15 cm。移栽后根據(jù)苗木的大小用公司配套的方法進(jìn)行管理。

2010年對(duì)8份材料的株高、莖粗、生物量等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，選出其中整體表現(xiàn)較好的1份材料，然后用上述同樣的方法進(jìn)行無(wú)性擴(kuò)繁，并于2011～2013年在云南文山廣南縣進(jìn)行大棚栽培試驗(yàn)，以近似品種‘軟腳作為對(duì)照。采用裂區(qū)設(shè)計(jì)的方法，每個(gè)小區(qū)面積15 m2，每個(gè)處理6個(gè)重復(fù)。于每年的采收季節(jié)，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)抽取100個(gè)鐵皮石斛植株，測(cè)量株高、直徑和單株生物量并記錄外觀(guān)性狀，對(duì)每個(gè)小區(qū)取10個(gè)植株作為混合樣品進(jìn)行多糖含量的測(cè)定，并對(duì)每個(gè)小區(qū)進(jìn)行鮮品產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)。株高用軟尺進(jìn)行測(cè)量（1 mm），莖粗用游標(biāo)卡尺測(cè)量（0.01 mm），生物量（莖稈鮮重）用分析天平稱(chēng)量（0.01 g），外觀(guān)顏色用皇家園林比色卡進(jìn)行顏色比對(duì)，石斛多糖含量參照2012版藥典中的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析

外觀(guān)性狀用編碼的方式進(jìn)行特異性比較，由于鐵皮石斛的外觀(guān)性狀編碼在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有相應(yīng)的編碼，因此以自己所編編碼為主，性狀描述及編碼如表1。將數(shù)據(jù)整理成（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）（means±SD），用t檢驗(yàn)對(duì)‘青谷1號(hào)和‘軟腳品種進(jìn)行數(shù)量性狀的比較，‘青谷1號(hào)在同一年份內(nèi)的一致性用眾數(shù)和頻數(shù)的算術(shù)平均值表示，不同年份間的一致性將每年的眾數(shù)和頻數(shù)作為獨(dú)立樣本進(jìn)行LSD檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 ‘青谷1號(hào)品種外觀(guān)性狀

圖1為‘青谷1號(hào)和‘軟腳品種部分器官的外觀(guān)圖片?！喙?號(hào)品種莖直立，圓柱形，叢生，布滿(mǎn)紫色斑點(diǎn)，節(jié)間縱紋紫色，質(zhì)硬而脆，易折斷，斷面纖維狀，紫紅色，嚼之有粘性。葉互生，矩圓狀披針形或橢圓形。葉革質(zhì)，頂端微鉤狀，新葉紫色，隨著葉齡的增加紫色逐漸變淡；葉鞘膜質(zhì)，具縱紋，完全包被莖稈?？偁罨ㄐ蛏跓o(wú)葉的莖上部節(jié)上；花常3～5朵；萼片長(zhǎng)1～2 cm，中央萼片長(zhǎng)圓狀披針形，兩側(cè)萼片長(zhǎng)圓狀三角形；側(cè)生花瓣長(zhǎng)圓形，與萼片等長(zhǎng)，花被片黃綠色；唇瓣卵狀披針形，先端漸尖或短漸尖，近上部中間向上鼓起，有紫色斑塊，近下部中間有黃色臍抵體，花期3～6月。

2.2 ‘青谷1號(hào)品種質(zhì)量及數(shù)量性狀特異性

‘青谷1號(hào)與近似品種性狀編碼相同的表示二者該性狀沒(méi)有差異，反之則有差異。從表2可以看出，就所描述的8個(gè)性狀而言，‘青谷1號(hào)和近似品種性狀都存在差異。從圖1可以看出，相對(duì)于近似品種，‘青谷1號(hào)的葉片顏色、莖稈及莖稈的切面顏色都有著易于識(shí)別的紫色，且從莖稈的縱切面觀(guān)察可以看出，‘青谷1號(hào)的切面更為光滑，而近似品種有較明顯的纖維狀特征。

從表3可以看出，‘青谷1號(hào)與近似品種在株高、單株生物量、產(chǎn)量及多糖含量上差異顯著，莖粗差異不顯著。‘青谷1號(hào)與近似品種相比，株高高5～7 cm，單株生物量高3～4 g，產(chǎn)量高0.1～0.3 kg/m2，產(chǎn)量差異逐漸變大，造成此結(jié)果的原因除了株高的差異外，與品種的分蘗能力有很大的關(guān)系。鐵皮石斛多糖含量的高低是測(cè)定其品質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)，從表3可以看出，‘青谷1號(hào)的石斛多糖含量比近似品種高出近15%。

綜上所述，‘青谷1號(hào)與近似品種相比，在數(shù)量性狀及質(zhì)量性狀上都存在較大的差異，品種特異性非常明顯。

2.3 ‘青谷1號(hào)品種數(shù)量及質(zhì)量性狀的一致性和穩(wěn)定性

主要采用單株性狀和群體性狀作為‘青谷1號(hào)品種一致和穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)依據(jù)。根據(jù)UPOV的規(guī)定，對(duì)于無(wú)性繁殖和嚴(yán)格自花授粉的品種，當(dāng)樣本量為83～137時(shí)，異形株數(shù)量最大不超過(guò)3株[7]。本次試驗(yàn)每個(gè)小區(qū)的樣本量為100，因此一致性的下線(xiàn)為97%。從表4可以看出，連續(xù)試種的3 a中，青谷1號(hào)的單株株高、莖粗和生物量的眾數(shù)、頻數(shù)均值都大于97%。而眾數(shù)頻數(shù)樣本的LSD檢驗(yàn)表明，該品種3 a的單株數(shù)量性狀并沒(méi)有顯著差異。說(shuō)明‘青谷1號(hào)的一致性不受栽培年限的影響。

從群體性狀來(lái)說(shuō)，產(chǎn)量和石斛多糖含量能直觀(guān)反應(yīng)鐵皮石斛品種的整體品質(zhì)。從圖2可看出，‘青谷1號(hào)在試種的第2年和第3年產(chǎn)量顯著高于第1年，而其單株生物量并無(wú)顯著差異（表4），說(shuō)明該品種分蘗能力在試種后2年有提高。石斛多糖含量（圖3）在栽種3 a內(nèi)并無(wú)顯著差異，說(shuō)明‘青谷1號(hào)多糖含量并不受栽種年限的影響，是一個(gè)較為穩(wěn)定的性狀。

3 討論與結(jié)論

品種特異性是育種工作最重要的目標(biāo)，也是DUS（distinctness、uniformity and stability）測(cè)試的關(guān)鍵。根據(jù)UPOV的規(guī)定，只要某一品種有一個(gè)性狀不同于已知的相似品種，即可以判定其具有特異性。從外觀(guān)性狀上看，‘青谷1號(hào)與相似品種有8個(gè)性狀都存在差異，數(shù)量性狀株高、單株生物量和產(chǎn)量都存在顯著差異，多糖含量顯著高于近似品種。目前已經(jīng)報(bào)道的鐵皮石斛品種很少有品種特異性的分析，外觀(guān)亦無(wú)易于鑒別的明顯特征[8]。紫色是‘青谷1號(hào)最易于識(shí)別的外觀(guān)特征，其莖稈表面和切面都呈紫色，因此，無(wú)論作為鮮品銷(xiāo)售還是后期終端產(chǎn)品的加工，這都是其特異性的重要標(biāo)志。對(duì)于已報(bào)道的優(yōu)質(zhì)鐵皮石斛品種，如‘仙斛1號(hào)和‘桂斛1號(hào)石斛多糖含量分別為47.1%[9]和35.9%[10]，而‘青谷1號(hào)多糖含量最高可達(dá)47.65%。因此，‘青谷1號(hào)具有質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀明顯的特異性。

品種的一致可以降低栽培管養(yǎng)及終端產(chǎn)品加工成本。對(duì)‘青谷1號(hào)進(jìn)行一致性評(píng)價(jià)可以看出，‘青谷1號(hào)單株的外觀(guān)性狀、數(shù)量性狀和多糖含量都比較穩(wěn)定，異形株的概率僅1%。LSD檢驗(yàn)結(jié)果表明，單株數(shù)量性狀穩(wěn)定性不會(huì)隨著栽培年限的變化而變化，多糖含量的變化范圍在0.1%內(nèi)。但是，‘青谷1號(hào)的產(chǎn)量在栽培年限之間有顯著的差異，第1年的產(chǎn)量顯著低于第2年和第3年，此結(jié)果主要原因在于第1年栽種的‘青谷1號(hào)幼苗分蘗能力較差，產(chǎn)量主要來(lái)源于當(dāng)年栽種的幼苗封頂后莖條的質(zhì)量。栽種的第2年和第3年的產(chǎn)量主要依賴(lài)于植株的分蘗數(shù)量，分蘗能力越強(qiáng)，產(chǎn)量越高。綜上所述，‘青谷1號(hào)各性狀都具有較高的一致性。根據(jù)UPOV的規(guī)定，對(duì)于無(wú)性繁殖的植物材料，只要具有一致性，一般也認(rèn)為其具有穩(wěn)定性[11]。所以，‘青谷1號(hào)各性狀也具有較高的穩(wěn)定性。

根據(jù)品種特異性、一致性和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的結(jié)果，不論從外觀(guān)性狀或是品質(zhì)上看，‘青谷1號(hào)都是一個(gè)較為優(yōu)良的鐵皮石斛品種。較目前市面上的鐵皮石斛品種而言，其外觀(guān)有著消費(fèi)者易于辨識(shí)和記憶的特征，莖稈嚼起來(lái)化渣性較好，粘度更大，這也是判斷‘青谷1號(hào)品質(zhì)較簡(jiǎn)易的方法。然而，目前所選擇的8個(gè)外觀(guān)性狀、4個(gè)數(shù)量性狀和1個(gè)質(zhì)量性狀只是評(píng)價(jià)‘青谷1號(hào)特異性、一致性和穩(wěn)定性的部分指標(biāo)，其余性狀的評(píng)價(jià)可以采用分子標(biāo)記的方法，從DNA水平上對(duì)其遺傳的差異性做出評(píng)價(jià)[12]。

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