蘭屬植物春蘭資源保護(hù)與栽培馴化研究

春蘭Cymbidium goeringii （Rchb. f.） Rchb. f.系蘭科Orchidaceae蘭屬Cymbidium地生植物，又名蘭花、草蘭和朵朵香。春蘭為《全國中草藥匯編》收載品種，其與蘭屬植物建蘭Cym‐bidium ensifolium （L.） Swartz、多花蘭Cymbidi‐um floribundum Lindl.都作為蘭草使用，四季可采，鮮用或曬干。以根或全草入藥，性味辛，平[1]。具養(yǎng)陰潤肺、化痰止咳等功效，主治神經(jīng)衰弱、陰虛、肺結(jié)核咯血及韌帶扭傷等癥[2]。春蘭在中國栽培歷史悠久，其寓意豐富、花色淡雅，姿態(tài)優(yōu)美，素來被譽為“空谷佳人”“國香”等，春蘭名品如宋梅、集圓、方字和環(huán)球荷鼎等，具有極高的欣賞價值和文化價值。此外，因其花香氣清烈、醇正，民間常采集花朵用來熏茶、入菜等。春蘭等蘭科植物具有十分獨特的生態(tài)學(xué)特性，對生境條件要求極高而又十分脆弱，一旦生境環(huán)境遭到破壞，其消退演替十分迅速。同時，野生資源持續(xù)遭受人為采挖和非法交易，資源破壞較為嚴(yán)重，某些地區(qū)分布的野生居群、珍貴的變異類型面臨滅絕風(fēng)險，使得種群數(shù)量大受影響。傳統(tǒng)依靠分株繁殖存在繁殖系數(shù)低和周期長的問題，利用生物組培技術(shù)進(jìn)行快速繁育，可解決當(dāng)前蘭花繁殖效率等問題。目前，對春蘭資源種類與保護(hù)現(xiàn)狀、適生栽培和馴化繁育方面的研究進(jìn)展尚未見報道。鑒于此，筆者查閱相關(guān)春蘭的文獻(xiàn)并進(jìn)行歸納總結(jié)，為后續(xù)深層次研究和繁育創(chuàng)新提供理論參考。

1資源種類與保護(hù)

《中國植物志》[3]記載春蘭C. goeringii（Rchb. f.） Rchb. f.的變種包括春劍C. goeringii var. longibracteatum （Y. S. Wu et S. C. Chen） Y. S. Wu et S. C. Chen、線葉春蘭C. goeringii var. serratum （Schltr.） Y. S. Wu et S. C. Chen和菅草蘭C. goeringii var. tortisepalum （Fukuyama） Y.S. Wu et S.C.Chen。春蘭多生于多石山坡、林緣及林中透光處，海拔300～2 200 m[3]。中國數(shù)字植物圖像庫（https：//www.cvh.ac.cn/）收載中國境內(nèi)的春蘭標(biāo)本共348份，在中國多地皆有分布。其野生資源曾面臨濫采亂挖的境況，如20世紀(jì)80年代末～90年代初，浙江、云南、四川等多地大量低價收購野生春蘭，由于交通閉塞、信息不暢，農(nóng)民們很少意識到春蘭價值，蘭花價格較低，導(dǎo)致大量蘭花資源往外運送，使得春蘭野生資源種群數(shù)量受到威脅。目前，已列入《世界自然保護(hù)聯(lián)盟紅色名錄》（IUCN）中，保護(hù)級別為易危（VU）。2021年9月7日，國家林業(yè)和草原局、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部正式發(fā)布新版《國家重點保護(hù)野生植物名錄》，春蘭列為二級重點保護(hù)野生植物，受到法律保護(hù)。

2適生栽培研究

春蘭喜溫暖濕潤的氣候環(huán)境，在空氣濕度達(dá)70%～90%環(huán)境生長良好。15～25℃為其適宜溫度，溫度過高不利于開花，冬季最適宜溫度為3～8℃，短期內(nèi)可忍耐0℃左右低溫[4]。喜陰，其蔭蔽度要求70%～80%[4]。春蘭根系是典型的肉質(zhì)根，貯水能力強(qiáng)，耐干旱能力強(qiáng)，栽培基質(zhì)過濕易爛根。其適宜的基質(zhì)組合為木炭：樹皮（1：1）、仙土：泥炭（1：1）、泥炭：有機(jī)肥：腐殖土（1：1：1）、塘基蘭石：仙土：樹皮（1：1：1）[5]。土層深厚、腐殖質(zhì)豐富、疏松透水、保水性良好的微酸性土壤適宜其生長[6-7]。春蘭蒴果生長120～180 d時種子最容易萌發(fā)，蒴果生長時間越延長種子萌發(fā)越困難。菌根真菌對春蘭種子萌發(fā)與幼苗生長分化具有明顯的促進(jìn)作用。不同地理分布的野生春蘭菌根優(yōu)勢種群均存在共性和差異性，可知菌根真菌與春蘭植物之間具有專屬性，且受不同地域生境的影響，具有多樣性[8]。春蘭不利用昆蟲傳粉，如花粉，花蜜等，也沒有模仿某些開花植物的形態(tài)特征，可能是通過較強(qiáng)的香味來吸引昆蟲授粉。野生春蘭較常見于疏松、有機(jī)質(zhì)含量豐富的土壤，春夏遮蔭良好而冬季透光的環(huán)境。其常生于落葉與常綠混交林下，伴生群落一般在每年11～12月呈現(xiàn)出綠黃搭配的群落色彩，呈現(xiàn)黃色者通常為殼斗科落葉樹，多數(shù)為白櫟和板栗，綠色者多數(shù)樣地為馬尾松[9]。其種群密度主要與群落中殼斗科植物落葉樹密度成正比，而與群落中灌木層和草本層蓋度成反比[10]。

3馴化栽培研究

3.1快速繁育研究

春蘭種子細(xì)小、無胚乳，自然萌發(fā)率很低，除了與胚不完全發(fā)育有關(guān)，還與種皮較致密不透或種皮中含有某些抑制物有關(guān)。目前，主要以分株方式繁殖，繁殖速度慢且效率低，難以滿足產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要。春蘭幼苗期長，從種子萌發(fā)、出苗到開花通常需要4～5年。組織培養(yǎng)技術(shù)可以克服傳統(tǒng)分株繁殖蘭花的弊端，可獲得優(yōu)良品種和去病毒植株，加快蘭屬植物快速繁殖。根狀莖增殖、叢生芽分化、生根及壯苗等過程均關(guān)系到蘭花能否成功繁育。常用的外植體有種胚、莖尖、嫩芽、側(cè)芽、花序和類原球莖等。馬輝等[11]雜交種組培小苗的根誘導(dǎo)試驗中，當(dāng)活性炭濃度為1 g/L、NAA濃度為0.5 mg/L時，組培苗平均新根數(shù)和平均新根長數(shù)最大。春蘭培養(yǎng)基中生長調(diào)節(jié)劑BA/IBA比值對春蘭根狀莖的分化具有較大影響，兩者比值愈大，愈利于分化；NAA/BA比值對接種芽生根具有較大作用，兩者比值愈大，愈利于生根[12]。龍薔宇等[13]研究發(fā)現(xiàn)適合其根狀莖增殖的培養(yǎng)基為MS+NAA2.0 mg/L+6-BA 1.0mg/L+椰汁100 mL/ L+sug20 mg/L+瓊脂4g/L；適合其根狀莖增殖分化的培養(yǎng)基為：MS+NAA 0.5 mg/L+6-BA 1.0mg/L+椰汁100 mL/L+sug20 mg/L+瓊脂4 g/L或1/2MS+NAA 0.5 mg/L+6-BA 0.5mg/ L+椰汁100 mL/L+sug20 mg/L+瓊脂4 g/L，葉芽在1/2MS+NAA 2.0 mg/L+6-BA1.0 mg/L中生根效果最好。與自然生長的春蘭一樣，組織培養(yǎng)的春蘭時會受各種環(huán)境因素的影響，如pH、溫度和濕度等。所用的培養(yǎng)基呈弱酸性，pH值在5.0～6.0，不同種類之間有所差異，原球莖增殖較為適宜的pH值為5.6[11]。最適培養(yǎng)濕度一般在70%～80%。培養(yǎng)溫度25±3℃為好，溫度過高容易生產(chǎn)雜菌，阻礙培養(yǎng)物生長。

3.2花期調(diào)控研究

除了利用組培技術(shù)快速培育新品種、加快種質(zhì)創(chuàng)新外，很多學(xué)者還開展春蘭試管開花誘導(dǎo)試驗研究，以春蘭雜交F1根狀莖和試管苗為材料，通過組織培養(yǎng)和激素測定，開展其再生體系、試管開花及內(nèi)源激素各因素間的相關(guān)性研究，研究結(jié)果可以縮短其生長周期，擺脫季節(jié)與生長周期對春蘭雜交后代開花的限制。春蘭ב寒香梅雜交種誘導(dǎo)開花，在培養(yǎng)基添加0.2 mg/L TDZ和2 mg/L 6-BA的花芽誘導(dǎo)率最高；無機(jī)鹽濃度3P/3K和3P/5K的培養(yǎng)基花芽誘導(dǎo)率較高；花芽誘導(dǎo)最佳培養(yǎng)基為MS（3P，3K）+TDZ 0.2 mg/L+椰汁100 mL/L+瓊脂4 g/L+蔗糖20 g/L，花芽誘導(dǎo)率可達(dá)34%左右[14]。影響春蘭誘導(dǎo)花芽的主要因素為光質(zhì)，其次為光強(qiáng)和光周期[15]。生理生化指標(biāo)檢測顯示，可溶性蛋白、可溶性總糖含量及SOD活性與花芽誘導(dǎo)率呈正相關(guān)；穩(wěn)定的內(nèi)源激素IAA和ABA含量對花芽誘導(dǎo)有一定的積極作用，含量過高對花芽誘導(dǎo)有抑制作用[14]。

4存在問題及發(fā)展展望

春蘭兼具觀賞價值、藥用價值、文化價值和科研價值，但對其化學(xué)成分、藥理活性研究較少，后期應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)研究。在物種資源保護(hù)研究方面，所有野生蘭科植物均在《瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約》（CITES）的保護(hù)之列。現(xiàn)有千余種蘭花位于國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)。其具體保護(hù)措施需要根據(jù)不同地區(qū)的文化滲透、不同生境的合理模仿開展，如繼續(xù)摸清蘭科資源家底和分布情況并持續(xù)更新、大力開展科普宣教工作、加強(qiáng)人工育種和人工栽培等。新型保護(hù)方法包括恢復(fù)友好型栽培模式（restoration-friendly cultivation model）、保護(hù)引入（conserva‐tion introduction）等[16]。隨著春蘭市場需求逐年遞增，野生資源產(chǎn)藏量越來越少，且質(zhì)量不穩(wěn)定，無法滿足市場需求，人工栽培將成為未來發(fā)展的必然趨勢，對其栽培繁殖的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究勢在必行?，F(xiàn)有的組培技術(shù)已經(jīng)可以培育出形態(tài)正常的春蘭幼苗，但存在生根能力較弱、生長中較難自主獲取充足的養(yǎng)分、培育開花及繼代繁殖較為困難的問題。試管誘導(dǎo)開花等快速繁殖技術(shù)可以縮短其生長周期，擺脫季節(jié)與生長周期對春蘭雜交后代開花的限制。當(dāng)前，蘭花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的首要任務(wù)就是積極開展野生資源收集、引種馴化工作，研究與應(yīng)用蘭科植物人工栽培技術(shù)，建立春蘭繁育基地，選擇市場前景好且具有長期發(fā)展?jié)摿Φ钠贩N進(jìn)行選育，特別是選擇經(jīng)濟(jì)價值高的珍稀種類進(jìn)行人工栽培技術(shù)研究，使其適應(yīng)人工栽培環(huán)境，同時完善科學(xué)合理的觀賞價值評價體系，篩選出高觀賞價值的品種，以滿足市場對春蘭的需求，緩解對野生資源的壓力。另外，不同地區(qū)如黔產(chǎn)野生春蘭由于其自然雜交和生境的差異，有自然變異的類型，其形態(tài)和花的色澤多有變化[17]，開展其花色形成機(jī)制、花色形成的關(guān)鍵途經(jīng)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)及代謝通路研究等對指導(dǎo)遺傳改良、加快優(yōu)良種質(zhì)資源創(chuàng)新有重要意義。在資源開發(fā)利用方面，可以通過民族植物學(xué)手段研究民間藥用、食用春蘭植物的習(xí)慣、文化、歷史等，并以其為線索，通過植物化學(xué)等方法分析藥用和食用資源，開展?fàn)I養(yǎng)成分、藥理作用或保健養(yǎng)生等方面的研究，進(jìn)一步明確其藥食價值，對開發(fā)利用現(xiàn)代藥食新品種和維系春蘭這一珍稀類群的可持續(xù)利用有著重要意義。

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【貴州中醫(yī)藥大學(xué)/貴州省中藥民族藥材種質(zhì)資源保存及評價工程研究中心饒愛，王悅云（通訊作者），丁寧，吳東波，周永鑫】