铁皮石斛资源培育与开发利用进展司教授.ppt

铁皮石斛资源培育与开发利用进展斯金平 亚热带森林培育培育国家重点实验室 浙江农林大学天然药物研究开发中心 lssjp@ 13868004019 057163743852 铁皮石斛（Dendrobium officinale）Ø地位：位居“中华九大仙草”之首（铁皮石斛、天山雪莲、三两重人参、百二十年首乌、花甲之茯苓、深山灵芝 、海底珍珠、冬虫夏草、苁蓉 ），2010版《中国药典》 单独收载（p265)， 区别其他石斛（金钗石斛、鼓槌石 斛、流苏石斛等近似种）药材(p85)Ø功效：益胃生津、滋阴清热、增强免疫力、抗肿瘤Ø适应症：咽喉疾病、肠胃疾病、白内障、心血管疾病 、糖尿病和肿瘤Ø野生资源基本枯竭:(1)长期以来巨大的市场需求引起 采挖过量;(2)自身繁殖能力差;(3)生存的自然环境破 坏Ø20世纪90年代以来，浙江省率先攻克了人工栽培技术 难题，在铁皮石斛品种选育、组织培养、设施栽培、 产品开发等方面已经取得重要进展，种质资源收集、 化学成分提取分离、多糖含量测定等方面也取得了明 显的进展 Ø2010年浙江种植面积8000多亩（占全国的90%以上） ，铁皮石斛药品与保健品有30多个，销售额超过10亿 元，并引领全国铁皮石斛产业的发展。

影响优质药材的关键因素 （药材道地性的内涵）n遗传学上有一个基本概念： 表型值＝基因型值＋环境值n对于药用植物，表型值最重要的就是药材的质量 ，药材的质量是品种与环境共同作用的结果n多数情况下品种与环境还存在交互作用品种－－药材道地性之源产地环境－－是优良品种基因表达的基础采收（年龄与季节）也显著影响药材质量以苹果为例说明药材道地性的内涵）一、品种n在20世纪，世界农业粮食增产的平均科技贡献率在 70%以上，其中：n优良品种科技贡献率33%，占1/3；n应用化肥、农药、薄膜 等化学合成品占45%；n改进灌溉技术及扩大灌溉面积占22%n药用植物栽培品种不同与药材商品学上品种药用植物栽培品种包涵五个属性： （1）特异性： 本品种有一个或多个不同于其它品种的形态、生理、 化学、分子等特征与特性；（2）一致性：同品种内 个体间植株性状和产品主要经济性状的整齐一致；（ 3）稳定性：繁殖和生产过程中，特异性和一致性保 持不变 （4）地域性；（5）时效性当然品种也不同于物种紫皮石斛（云南主要栽培种 ）云南种质浙江种质种质资源完成了铁皮石斛主产区浙江、云南、贵州、广西、湖南、安徽、 江西等7省20余县市种质资源（包括铁皮石斛种源、类型、农家品 种、品种）220余份，在浙江农林大学、杭州天厨莲花生物科技有 限公司、杭州浙灵生物科技有限公司建立了种质资源库。

Ø 采用DNA分子标记对来自全国设施栽 培骨干基地15个居群的105个铁皮石 斛样品和3个紫皮石斛样品进行遗传 从样性研究Ø 通过聚类分析，可将15个人工栽培 居群的铁皮石斛分为3类，铁皮石斛 与紫皮石斛存在明显差异；分子标记 与形态特征、多糖质量分数存在一定 的相关性；铁皮石斛栽培品种具有丰 富的遗传多样性Ø 研究成果已经被国家一级刊物《中 草药》录用铁皮石斛遗传多样性铁皮石斛15个居群UPGMA聚类图种质间形态特征与农艺性状的差异Ø在浙江农林大学智能温室铁皮石斛种质资源库内 定期观察不同种质、不同生理年龄铁皮石斛茎、叶 、花的形态特征Ø对义乌、桐庐、临安、天台、建德等浙江主产区 11个种质每个种质随机选取25个2年生萌条，用直 尺和游标卡尺分别测量萌条的长度、萌条中部直径 与茎节长等指标种质铁皮石斛多糖含量 以苯酚-硫酸比色法测定铁皮石斛多糖含量，研究成果 已经在国家一级刊物《中国中药杂志》2010年第4期发表 种质对铁皮石斛总生物碱含量的影响以酸性染料比色法测定铁皮石斛总生物碱含量研究 成果已经被国家一级刊物《中国中药杂志》录用 铁皮石斛金属元素含量引种驯化n在种质资源收集的基础上，种质资源的引种 驯化、评价与利用取得了突破。

n浙江省农业厅先后认定了驯化成功的‘森山 1号’（浙江森宇实业有限公司选育）、‘仙 斛1号’（金华寿仙谷药业有限公司选育）、 ‘天斛1号’（杭州天目山药业股份有限公司 选育）3个品种森山1号新品种 l抗寒性好 l抗病性强 l高产稳产 l优质仙斛1号新品种 l抗寒性较好 l抗病性强 l高产稳产 l多糖含量特别高‘鲜食１号’（暂定名） l抗寒性较好 l抗病性强 l高产稳产 l多糖含量高 l化渣性好（适合鲜食）杂交育种Ø铁皮石斛自花基本不育，长期以来人工杂交一直不 理想，自然结实主要依靠昆虫传播授粉，结实率很 低 Ø自然结实率低导致资源濒临灭绝；昆虫传播授粉因 父本无法控制，导致目前栽培的铁皮石斛品系复杂 ，品种内一致性差，世代之间遗传稳定性差等问题 Ø2008年以前每个果实单价在200元以上，而且为半 同胞子代浙江省已经认定铁皮石斛新品种3个品种 均为半同胞子代n近年来，我们课题组突破了人工授粉技术， 先后培育出一批全同胞F1代，并正在进行子代 测定，初步结果表明杂交后代能够有效地解决 铁皮石斛种植过程中高产与优质之间的矛盾， 优良子代可溶性多糖可达干重的40%以上，品 系内一致性好，遗传稳定。

Ø质量、产量、抗性多目标育种，有性制种（ 杂交F1代）、无性扩繁（组织培养）等良种选 育理论与实践取得了突破杂交育种n在森山1号基础上选育的森山2号森山2号新品种 l抗寒性好 l抗病性强 l高产稳产 l优质n选育的“黑节系列铁皮石斛”‘鲜食１号’（暂定名） l抗寒性较好 l抗病性强 l高产稳产 l多糖含量高 l化渣性好（适合鲜食）二、繁育（组织培养）组织培养技术n铁皮石斛人工设施栽培种植密度大，1hm2需 苗木150万株，而在自然条件下繁殖率很低， 传统的分株、扦插等方式的繁殖率极低，难以 满足规模化生产的需要n利用组织培养技术繁殖试管苗是解决铁皮石 斛种苗的有效途径科技人员先后在外植体类 型、培养基、植物生长调节剂、添加剂以及光 照、温度、pH等环境条控制等方面进行了大量 研究，并取得了突破，现有设施栽培基地苗木 均源自组培工厂外植体的选择 n在植物组织培养中，外植体的选择是十分关 键的因素，不同的取材部位和时期，培养的 结果也不一样n铁皮石斛茎段、根尖、种子均能诱导出原球 茎与无菌丛生芽，并培育出试管苗与再生植 株n其中种子在无菌条件下培养，萌芽率显著提 高，并诱导出原球茎，培育出试管苗，目前 规模化组培生产基地外植体主要是种子。

培养基 n用于石斛类的植物组织培养的培养基有MS， KC，N6，B5，SH，1/2B5，1/2N6，1/2SH， 1/2MS等n其中MS、1/2MS和改良MS培养基目前在铁皮 石斛组培中使用最多，1/2MS培养基用于种子萌 发和试管苗生根，MS与改良MS培养基用于原球 茎增殖和丛芽促成，B5培养基用于壮苗的培养 1/2MS1/2MS培养基用于种子萌发培养基用于种子萌发MSMS与改良与改良MSMS培养基用于原培养基用于原 球茎增殖和丛芽促成球茎增殖和丛芽促成B5培养基用于壮苗的培养 铁皮石斛苗木工厂化组培车间LED在铁皮石斛组织培养中的应用国家发明专利（200910154225.1）铁皮石斛培育专用的LED光源 系统，实现了光强、光质、光 周期的智能化调控，能耗降低 70%，空间利用率提高50% 铁皮石斛苗木工厂化组培车间炼苗车间炼苗车间三、栽培技术栽培环境（遮阳、喷水） 栽培密度（丛栽）设施栽培基地（浙江森山1号 ）设施栽培基地（浙江森山1号 ）设施栽培基地（浙江仙斛1号 ）设施栽培基地（浙江鲜食1号 ）设施栽培基地（云南）简易设施栽培基地（云南）简易栽培（云南）仿生栽培（安徽）栽培基质（木屑）栽培基质（树皮）栽培基质（树皮＋河卵石＋有机肥）栽培基质（木屑＋树皮）栽培基质（树干）栽培基质（椰子壳）栽培基质（石头）四、质量控制技术Ø HPLC指纹图谱Ø四种石斛样品（铁皮、紫皮、金钗、肿节）HPLC图谱 （全图） Ø 采用柱前衍生、水解等手段分析单糖组分，以甘露 糖和葡萄糖的比例（3~8）评价铁皮石斛的质量铁皮石斛单糖组分齿瓣石斛单糖组分甘露糖甘露糖葡萄糖葡萄糖单糖组分辨别是不是铁皮石斛样品总多糖含量%甘露糖峰面积葡萄糖峰面积两种种糖相对峰面积 010230.925570634391199226.11 020236.033674714052076887.06 030237.5457124425166825603.42 050225.633178650872004384.41 060231.6745804939110114264.16070221.983548642252151836.80080241.3563674819195146893.26090232.1160364865281634995.59紫皮16.42部分铁皮石斛样品的单糖组分Ø铁皮石斛生理年龄的辨别Ø不同生理年龄铁皮石斛形态上存在明显差异 ：Ø一年生萌条5节以上均有叶片，并无黄化现象，萌 蘖无花（果）柄残留，顶芽尚存。

Ø二年生萌条中下部叶片通常在秋冬季节脱落或黄化 ，中上部可见花（果）柄，顶芽退化Ø三年生以上萌条叶片基本脱落，萌蘖节上多见花（ 果）柄种质与采收年龄对铁皮石斛多糖含量的影响 种质与采收年龄对铁皮石斛总生物碱含量的影响以酸性染料比色法测定铁皮石斛总生物碱含量研究 成果已经被国家一级刊物《中国中药杂志》录用 开花对铁皮石斛药材质量的影响n对铁皮石斛的总多糖含量研究过程中发现， 开花前、摘除花蕾至花期结束和自然开花至 花期结束3个2年生铁皮石斛样品多糖含量分 别是32.6%、37.1%和28.1%，甘露糖与葡萄糖 的峰面积比值分别为2.7、3.9和4.9n开花显著地影响铁皮石斛多糖的含量，对铁 皮石斛中总多糖的组分也有显著地影响n铁皮石斛什么时候 采收最好？n4年生以上？n全草整株？n精准采收产量增加 50%，多糖含量提高 1/3，成本降低50% n野生铁皮石斛 比栽培好？n高山铁皮石斛 好？n云南好还是浙 江好？n不同产地铁皮石斛质量比较AU0.0000.0100.020Minutes0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.00浙江产铁皮石斛指纹图谱云南产铁皮石斛指纹图谱0.030浙江是铁皮石斛道地产区合作企业浙江森宇药业有限公司Ø是国内铁皮石斛生产的骨干企业，在职员工2100余人 ，占地10000万㎡，建筑面积1万㎡,拥有国际先进水平的智能化温、光、湿度控制组培车间，自建铁皮石斛基地 1050亩，年产值3亿元。

合作企业杭州天厨莲花生物有限公司n2006年公司荣获浙 江省农产品十佳优秀 企业（品牌），出产 的铁皮石斛被评为浙 江农业博览会金奖n鲜品销售居杭州市 第一其他合作企业n浙江健绿铁皮石斛有限公司n浙江正企铁皮石斛有限公司n浙江幸福生物科技有限公司n浙江佳诚生物科技有限公司n杭州浙灵生物科技有限公司n浙江枫禾铁皮石斛有限公司n丽水市林业科学研究院n黄山市林业科学研究所n永嘉原野园林工程有限公司浙江省农业厅明确：铁皮石斛是 “十二五”重点扶持对象产业可持续发展急需考虑的若干问题n组建产业联盟（铁皮石斛联盟而不是石斛联盟）， 协调产业健康持续发展，占领石斛市场n加强品种选育与质量控制技术研发，构建质量保证 技术体系n强化产品生产经营自律与行业主管部门监管，建立 产品质量的监控体系n大力拓展铁皮石斛销售市场，促进产业稳步发展n进一步加大铁皮石斛功能与药效研究，用现代的手 段，明确铁皮石斛成分和药效，给消费者以有力的说 服依据，净化市场，增加消费群体，推动铁皮石斛产 业的可持续发展欢迎各位专家到 浙江农林大学指导！Ø浙江省唯一的农林本科院校，浙江省中药产业协会理事单位 Ø设有17个二级学院，涉及农学、中药等43个本科专业和15个硕士学位授予点。