張志勇，周美玲，梁金平，黃萍萍，張 川

（福建省龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，福建 龍巖 364000）

0 引言

【研究意義】鐵皮石斛（Dendrobium officinale Kim ura et Migo）屬 蘭 科（Orchidaceae）石 斛 屬（Dendrobium Sw.）瀕危藥用植物[1]，在唐代《道藏》中被列為“中華九大仙草”之首，是我國傳統(tǒng)名貴中藥材[2]。鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)從20 世紀(jì)90 年代發(fā)展至今，種植面積已經(jīng)超過6 666.7 hm2，年產(chǎn)量萬噸以上，形成百億級產(chǎn)業(yè)[1,3]。福建省氣候溫和濕潤，山清水秀，適宜鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，全省種植面積約533 hm2。但福建鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)起步較浙江省、云南省晚，大多種植企業(yè)、專業(yè)戶往往直接從外省盲目引進且多數(shù)實生苗種植，造成種源混亂，遺傳穩(wěn)定性、適應(yīng)性不好，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，難以形成福建省自主品牌。因此，選育出適宜本地種植的優(yōu)良鐵皮石斛品種對促進福建省鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】近年來，鐵皮石斛雖然在種質(zhì)資源[4-5]、組培種苗[6-7]、育種栽培[8-12]、生理代謝[13]等方面都有研究報道，但鐵皮石斛育種工作卻起步較晚，于2006 年第一個鐵皮石斛新品種天斛1 號通過浙江省農(nóng)作物品種認(rèn)定以來，陳曉梅等[1]統(tǒng)計國內(nèi)現(xiàn)有種源明確的鐵皮石斛品種僅有17 個，其中70%以上新品種由廣東和浙江省選育。【本研究切入點】福建省是鐵皮石斛的原產(chǎn)地之一[4]，福建鐵皮石斛藥用價值高，石斛多糖含量高于云南、廣東、廣西、湖南和江西品種[6,14]。福建連城縣冠豸山屬丹霞地貌，當(dāng)?shù)夭杉?、加工野生鐵皮石斛歷史悠久，據(jù)清朝李龍官[15]修撰而整理的《連城縣志》記載：“石斛，生冠豸山一帶，峭壁者最佳”，冠豸山鐵皮石斛是我國第二個獲得地理標(biāo)志的地方種[16]。因此，利用冠豸山優(yōu)質(zhì)野生種質(zhì)資源為親本，可以選育出適宜福建省推廣的品種。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究以冠豸山野生種源L-2 為母本，經(jīng)過系列品種選育，從后代實生苗中選育出適宜福建省推廣種植的產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、抗逆性強的優(yōu)良新品種福斛1 號（閩認(rèn)藥2016001），以滿足福建鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展的需要。

1 材料與方法

1.1 親本來源

2004 年，共收集到連城縣冠豸山野生鐵皮石斛種質(zhì)資源19 份，根據(jù)綜合生長勢、產(chǎn)量、品質(zhì)黏性、直立性、萌芽性等指標(biāo)篩選出5 份性狀好的種質(zhì)（L-2、L-3、L-7、L-10、L-18），種植于福建省龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所鋼架大棚內(nèi)。

1.2 選育方法

1.2.1 選育過程 以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆為育種目標(biāo)，2005 年從冠豸山野生種L-2 上獲得自然授粉的朔果，種子利用組培技術(shù)培育實生苗，2007-2010 年，從冠豸山野生種源L-2 為母本的2 萬多叢后代實生苗中，初選出莖條產(chǎn)量高、植株較為直立、生長勢強、口嚼渣較少、黏性強的3 個較優(yōu)株系（LF-9、LF-13、LF-32），再經(jīng)株系比較試驗，最終篩選出綜合性狀最優(yōu)株系LF-9（定名為福斛1 號）。2009-2011 年以福斛1 號莖段為外植體組培擴繁大量組培種苗。2011-2014 年開展福斛1 號區(qū)域試驗、生產(chǎn)試驗，2014 年委托福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所進行SSR 分子標(biāo)記鑒定，2015 年委托福建省藥品檢驗所品質(zhì)檢驗，2016 年通過福建省農(nóng)作物品種審定委員會認(rèn)定（閩認(rèn)藥2 016 001）。福斛1 號選育過程總結(jié)如圖1。

1.2.2 區(qū)試及考種 福斛1 號于2012、2013 年進行區(qū)域試驗和2014 年生產(chǎn)試驗，試驗點為龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、連城冠江鐵皮石斛有限公司、福建九益堂藥業(yè)有限公司、新羅區(qū)彬彬花圃，漳浦縣揚基園藝發(fā)展有限公司等5 個點（以下分別簡稱農(nóng)科所、冠江、九益堂、彬彬、揚基），試驗以冠豸山野生種L-2 做對照（CK）。新羅區(qū)彬彬花圃采用水簾控溫設(shè)施大棚，其余4 個點采用普通設(shè)施大棚。區(qū)域試驗采用隨機排列，3 次重復(fù)，每小區(qū)種植200 叢，株行距11 cm×22 cm，四周設(shè)保護行。生產(chǎn)試驗采用簡比試驗，各試驗點種植10 000 叢。收獲期為12 月至翌年2 月，田間管理按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理措施進行。

區(qū)域試驗于收獲期對各試驗點進行產(chǎn)量測定、莖葉農(nóng)藝性狀考察、病害調(diào)查、折干率測定。對3 次重復(fù)小區(qū)收獲的鮮莖條分別稱重測產(chǎn)。隨機調(diào)查10 叢，對莖條長度≥8 cm 的封頂條進行考種，統(tǒng)計單叢莖條數(shù)、單叢莖葉重、莖條長、莖條粗、葉長、葉寬，莖條長（長度≥30 cm）、中（30 cm＞長度≥15 cm）、短（15 cm＞長度≥8 cm）條比率等。隨機調(diào)查3 個點的病害情況，每點調(diào)查100 叢。摘除葉片，90 ℃鼓風(fēng)干燥處理約24 h，測定莖條折干率。品質(zhì)化驗委托福建省藥品檢驗所，檢測方法參照《中華人民共和國藥典》2010 年版一部進行。

1.3 顯微結(jié)構(gòu)觀察

以福斛1 號新鮮莖為材料，委托福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所作電鏡顯微結(jié)構(gòu)觀察并攝像。

1.4 SSR 分子標(biāo)記鑒定

采用北京全式金生物技術(shù)有限公司的植物基因組提取試劑盒EasyPure Plant Genomic DNA Kit 從葉片中提取樣品基因組DNA。從20 對SSR 引物中試驗篩選出2 對引物，對福斛1 號和冠豸山野生種L-2（母本）的遺傳差異進行SSR 分子標(biāo)記鑒定，所用引物詳見表1。

圖1 福斛1 號選育流程Fig.1 Breeding of Fuhu 1

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

區(qū)域試驗產(chǎn)量及病害調(diào)查結(jié)果運用DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件中多年多點品種試驗?zāi)K進行統(tǒng)計分析。莖葉農(nóng)藝性狀考察采用Microsoft Excel2007 版軟件進行數(shù)據(jù)整理和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種表現(xiàn)

2.1.1 產(chǎn)量表現(xiàn) 區(qū)域試驗結(jié)果：2012 年，福斛1 號平均鮮莖條產(chǎn)量4 702.5 kg·hm-2，對照平均鮮莖條產(chǎn)量4 041.0 kg·hm-2，比對照增產(chǎn)16.4%，增產(chǎn)達極顯著水平。2013 年，福斛1 號平均鮮莖條產(chǎn)量4 852.5 kg·hm-2，對照平均鮮莖條產(chǎn)量4 075.5 kg·hm-2，比對照增產(chǎn)19.1%，增產(chǎn)達極顯著水平。2 年區(qū)域試驗，福斛1 號平均鮮莖條產(chǎn)量4 777.5 kg·hm-2，對照平均鮮莖條產(chǎn)量4 059.0 kg·hm-2，比對照增產(chǎn)17.7%，增產(chǎn)達極顯著水平（表2）。

2014 年，福斛1 號生產(chǎn)試驗結(jié)果，龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所5 442.0 kg·hm-2、連城冠江鐵皮石斛有限公司4 117.5 kg·hm-2、福建九益堂藥業(yè)有限公司4 338.0 kg·hm-2、新羅區(qū)彬彬花圃6411.0 kg·hm-2，漳浦縣揚基園藝發(fā)展有限公司5 124.0 kg·hm-2，分別比對照增產(chǎn)21.6%、18.5%、15.3%、30.9%、18.2%，平均比對照增產(chǎn)21.4%。

區(qū)域試驗產(chǎn)量利用DPS 軟件進行福斛1 號豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性分析，福斛1 號豐產(chǎn)效應(yīng)值為246.775，而對照為-246.775，表明福斛1 號豐產(chǎn)性明顯比對照好。福斛1 號的變異度為3.00，而對照為3.55，說明福斛1 號變異度較對照小，地域間穩(wěn)產(chǎn)性比對照好。福斛1 號豐產(chǎn)性及穩(wěn)定性綜合評價很好，而對照較差（表3）。

2.1.2 特征特性 福斛1 號從組培苗移栽至采收生長期2 年，生長勢強，整齊度好，莖叢生、直立、圓柱形、綠帶淺紫點，干條淺綠色，葉紙質(zhì)、長橢圓形、頂端微鉤轉(zhuǎn)，淺綠色，葉鞘包被具紫斑；總狀花序、生于莖中上部，花黃淺綠色，唇瓣開裂不明顯、唇盤具紫斑。易折斷，斷面平整，體徑粗壯，頭尾粗細(xì)均勻，外觀商品性好（圖2）。

2012 年進行福斛1 號區(qū)域試驗收獲期莖葉農(nóng)藝性狀調(diào)查（表4），鮮莖平均長20.7 cm、粗5.2 mm、節(jié)間長1.5 cm，單叢莖數(shù)3.9 條，單叢莖葉重32.4 g，單叢莖條重17.4 g，長中條率72.0%，葉長5.0 cm，葉寬1.6 cm。其中，莖條長、單叢莖葉重、單叢莖條重與對照之間存在極顯著差異，分別比對照提高9.5%、16.5%、17.6%；長中條比率、葉寬與對照之間存在顯著差異，分別比對照提高14.3%、14.3%。其他性狀差異不顯著。可以看出福斛1 號比對照的主要優(yōu)勢為莖條長的提高，從而提高長中條比率即商品率，同時也為產(chǎn)量的提高奠定了基礎(chǔ)。

表2 福斛1 號在福建省區(qū)域試驗中的產(chǎn)量表現(xiàn)Table 2 Yield of Fuhu 1 at regional trials in Fujian

表3 福斛1 號豐產(chǎn)性及其穩(wěn)定性表現(xiàn)Table 3 Yield and stability of Fuhu 1

圖2 福斛1 號植株形態(tài)特征Fig.2 Morphological characteristics of Fuhu 1

表4 福斛1 號收獲期莖葉農(nóng)藝性狀表現(xiàn)Table 4 Agronomic characteristics of stems and leaves of Fuhu 1 at harvest

2.1.3 抗病性 福斛1 號抗病蟲性較強，在科學(xué)的栽培調(diào)控措施下，全生育期內(nèi)病蟲害發(fā)生輕，主要發(fā)生的病蟲害有疫病、黑斑病、炭疽病、白絹病、枯萎病、蝸牛、紅蜘蛛、斜紋夜蛾等。區(qū)域試驗收獲期病害調(diào)查結(jié)果（表5）顯示：①疫病方面，小苗期疫病主要發(fā)生在春夏之交高溫高濕的環(huán)境下，危害后常引起葉片變黃、脫落，甚至死亡，而大苗期為害后，引起頂枯，略顯黃化，較少死亡。福斛1 號發(fā)病率平均0.9%，對照發(fā)病率平均1.8%，比對照發(fā)病輕50.0%，達到極顯著差異水平；②黑斑病發(fā)病較為普遍，主要在夏、秋兩季發(fā)生，但對植株危害程度及產(chǎn)量影響較輕，主要是影響光合作用。福斛1 號發(fā)病率平均7.3%，對照發(fā)病率平均10.4%，比對照發(fā)病輕29.8%，但差異不顯著。

表5 福斛1 號收獲期發(fā)病率調(diào)查Table 5 Disease infection rates of Fuhu 1 shown at harvest

2.1.4 品質(zhì) 5 個區(qū)試點福斛1 號折干率平均28.7%，福斛1 號口感比對照黏性好，渣較少。品質(zhì)檢測結(jié)果，福斛1 號鐵皮石斛多糖含量為51.8%，比國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)低限（≥25.0%）高出一倍多，比對照提高8.8%；福斛1 號醇溶性浸出物含量15.3%，比對照提高82.1%；甘露糖含量為29.3%，比對照提高42.2%（表6）。

2.2 莖橫切面顯微構(gòu)造特征

電鏡觀察結(jié)果（圖3），最外層為葉鞘，包裹在莖上。莖的切面近圓形，邊緣呈波浪狀，一般2～3 個波浪狀中夾會有一個深波狀的彎曲。莖切面主要由多數(shù)呈多角形狀的薄壁組織細(xì)胞組成，其間散布著多個維管束，成環(huán)狀排列成4～5 圈。維管束為有限外韌型，每個維管束由木質(zhì)部（導(dǎo)管）和韌皮部（篩管及伴胞）組成，維管束外側(cè)有排列成半圓形的厚壁纖維束，纖維束外緣薄壁細(xì)胞中有晶體顆粒狀結(jié)構(gòu)的硅質(zhì)塊。

2.3 SSR 分子標(biāo)記鑒定

采用2 對SSR 引物（DNeSSR9、DOeSSR78）對福斛1 號和冠豸山野生種L-2（母本）的樣品DNA 進行檢測，可將這2 個樣品區(qū)分開。2 對引物各獲得1 條差異條帶（圖4）。因此，從這2 個SSR 分子標(biāo)記的PCR 結(jié)果可以看出，在DNA 水平上福斛1 號和冠豸山野生種L-2（母本）有差異。

表6 福斛1 號品質(zhì)化驗結(jié)果Table 6 Quality of Fuhu 1

圖3 福斛1 號莖橫切面顯微結(jié)構(gòu)Fig.3 Microstructure of transverse stem section of Fuhu 1

圖4 福斛1 號與冠豸山野生種L-2（CK）的SSR 分子標(biāo)記鑒定結(jié)果Fig.4 SSR molecular identifications on L-2 （CK） and Fuhu 1

3 討論與結(jié)論

福斛1 號品質(zhì)檢測結(jié)果鐵皮石斛多糖含量為51.8%、醇溶性浸出物含量15.3%、甘露糖含量為29.3%，這些指標(biāo)均為《中華人民共和國藥典》2010版中衡量鐵皮石斛質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)，前人大多研究認(rèn)為多糖和醇溶性浸出物與鐵皮石斛藥理作用關(guān)系密切，是判斷鐵皮石斛質(zhì)量的主要依據(jù)[1,3,13]。根據(jù)陳曉梅等[1]研究報道，國內(nèi)現(xiàn)有育成種源明確的鐵皮石斛新品種僅有17 個，它們的多糖含量范圍為15.6%～57.5%，福斛1 號的多糖含量在當(dāng)中排名第二，這說明福斛1 號的品質(zhì)較優(yōu)，具有較高的藥用價值。

福斛1 號莖橫切面顯微結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果基本符合《中華人民共和國藥典》2010 版鐵皮石斛標(biāo)準(zhǔn)，可以認(rèn)為福斛1 號具有鐵皮石斛典型結(jié)構(gòu)特征。其中構(gòu)造特征維管束外側(cè)有排列成半圓形的厚壁纖維束，纖維束外緣薄壁細(xì)胞中有晶體顆粒狀結(jié)構(gòu)的硅質(zhì)塊，這與黃澤豪等[17]對福建冠豸山野生鐵皮石斛的顯微鑒定結(jié)果相似。

福建武夷山脈丹霞地貌上分布有豐富的野生鐵皮石斛資源[18]。筆者[19]從DNA 分子水平對連城冠豸山野生鐵皮石斛種質(zhì)資源研究也發(fā)現(xiàn)其遺傳性狀豐富性，福建冠豸山野生鐵皮石斛與泰寧野生鐵皮石斛親緣關(guān)系很近，都?xì)w類為丹霞種源，與云南、廣西品種親緣關(guān)系較遠(yuǎn)[4,20]。福建鐵皮石斛產(chǎn)量直接相關(guān)的農(nóng)藝性狀株高和莖粗指標(biāo)屬中等偏高水平，而藥用價值主要指標(biāo)多糖含量高于云南、廣西等品種[14,21]。因此充分利用福建省當(dāng)?shù)罔F皮石斛野生資源優(yōu)勢，加強適宜本地區(qū)種植的優(yōu)良品種育種工作，促進福建省鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。為此筆者歷時十幾年從連城縣冠豸山野生鐵皮石斛種源自然授粉蒴果的實生苗后代中選育而成鐵皮石斛新品種福斛1 號，其區(qū)試試驗及生產(chǎn)試驗結(jié)果表明：福斛1 號具有農(nóng)藝性狀好、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、抗逆性強的優(yōu)良特性。