金钗石斛不同种质生物学特性及产量质量比较研究

摘要

金钗石斛(Dendrobium nobile Lindl.)为兰科(Orchidaceae)石斛属(Dendrobium Sw.)植物，是中国传统名贵中药材，集药用和观赏于一身。随着野生金钗石斛资源日渐枯竭，合理开发利用金钗石斛这一药用资源尤为重要。在国内外学者对金钗石斛研究的基础上，本试验深入研究了金钗石斛不同种质的生物学特性及产量和质量，完善了金钗石斛的相关研究，可为筛选优良金钗石斛种质提供科学依据。主要研究结果如下： 1.贵州赤水的温度、降水、日照时数、海拔等条件在金钗石斛适宜生长的范围内，其得天独厚的气候和地形条件能够满足金钗石斛的生长需求。青苔和丹霞石所含矿质元素的种类与含量均有差异。青苔中主要的矿质元素有15种，其中N含量最高达9.06g/kg，Ca、K、Mg、P、Na的含量均较高，含有植物生长必须的Fe、Mn、Zn、B、Cu元素，Pb和Cd元素含量较低。丹霞石中元素有17种，其中Si含量最高达400.78g/kg，主要的元素为O、Al、K、Na、Fe，还含有植物生长必须的C、Mg、Ca、P、Mn、S、N等元素。同前人对金钗石斛中矿质元素的研究进行比较，金钗石斛中部分矿质元素来源于伴/附生物，其它矿质元素可能来源于空气中的养分。 2.金钗石斛整个生长期分为萌芽期、茎生长期、长叶期、落叶期、开花期、结果期、休眠期7个时期。两份种质在茎生长期、开花期和生长停止时间三方面存在差异。鱼肚兰的茎高和茎粗变化均快于竹叶兰，且茎高和茎粗均大于竹叶兰。金钗石斛两年生的叶片SPAD值显著高于一年生，鱼肚兰叶片的SPAD值高于竹叶兰。金钗石斛的光合日变化呈双峰型，随光强的增加在9：30左右出现最大值，随后光合速率下降，在13：30左右为最低值，15：30有微小峰值。金钗石斛光合速率较低，表现阴生植物特性。鱼肚兰的净光合速率、光饱和点、AQY值较竹叶兰高，光补偿点较竹叶兰低，表明鱼肚兰对光照的适应范围较竹叶兰的宽，且光合作用强于竹叶兰。金钗石斛病害率较高，虫害率较低，两份种质的病虫害发生率差异不显著。两份种质均不耐旱，在SOD水平上，鱼肚兰的抗旱性优于竹叶兰。 3.采用SRAP分子标记研究金钗石斛不同种质的遗传多样性，筛选出15对引物对15份金钗石斛样品进行扩增，共扩增出383条带，多态性百分率为91.64%，说明SRAP标记在15份金钗石斛样品间表现出较高的多态性和稳定性，表明SRAP标记适用于研究金钗石斛种质资源的遗传多样性。UPGMA聚类分析表明，同一种质的高矮秆亲缘关系较近，遗传差异不明显，多年种植后同一种质的高矮杆可能是环境作用的结果。鱼肚兰、竹叶兰、圆茎兰亲缘关系较远，遗传差异较大，属于不同种质，环境并未完全同质化不同来源种质的遗传差异。 4.鱼肚兰的单株鲜重/干重均高于竹叶兰，说明鱼肚兰的单株产量高于竹叶兰。竹叶兰的每丛株数显著高于鱼肚兰，说明竹叶兰的繁殖系数较高。两份种质的多糖、浸出物、总灰分、黄酮、石斛碱含量无显著差异，表明二者茎的质量无显著差异。两份种质的折干率、每丛鲜/干重均无显著差异，说明二者的总生物量差异不明显。两份种质花的多糖、浸出物、总灰分含量差异不显著，鱼肚兰的黄酮含量显著低于竹叶兰，而石斛碱含量显著高于竹叶兰。金钗石斛花和茎的质量指标成分存在差异，花的总灰分、黄酮、石斛碱含量显著高于茎，花的浸出物含量较茎高，而多糖含量较茎低。 试验中全日照处理的金钗石斛全部死亡，表明金钗石斛生长过程需要一定的遮阴处理。不同遮阴度下鱼肚兰的株高、鲜重和干重均高于竹叶兰，折干率和5个质量指标差异不显著。两份种质的鲜重在三种遮阴度下存在显著差异，其干重和折干率在不同遮阴度下均不存在显著差异。鱼肚兰的浸出物和总灰分含量在三种遮阴度下均存在显著差异，竹叶兰的多糖含量在三种遮阴度下存在显著差异。综合产量和质量表现，鱼肚兰适宜遮阴度为50%，竹叶兰适宜遮阴度为60%。 5.两份种质两个采样点6个检测指标含量在1～12月均存在显著差异，表明不同的采收时间金钗石斛存在质量变化。金钗石斛各检测指标存在一定的相关性，有的达到显著或极显著水平。对两个采样点的两份种质进行综合评价，其综合评价函数为鸭岭村鱼肚兰：F=0.62024×F1+0.19295×F2，红花村鱼肚兰：F=0.57200×F1+0.20782×F2，鸭岭村竹叶兰F=0.61909×F1+0.19154×F2，红花村竹叶兰：F=0.48691×F1+0.25721×F2。两个采样点两份种质的综合成分得分表明，两个采样点适宜采收鱼肚兰和竹叶兰的时间分别为9～12月和9～11月，且两个采样点的最佳采收鱼肚兰和竹叶兰的时间分别为11月和10月。

目录

第一章 前言

1.1 国内外研究进展

1.1.1 生物学特性

1.1.2 栽培技术

1.1.3 化学成分

1.1.4 药理作用

1.2 研究内容及意义

第二章 金钗石斛生长背景研究

2.1 试验材料

2.2 试验设计

2.2.1 金钗石斛主产区地形条件调查

2.2.2 金钗石斛伴/附生物研究

2.3 测定项目与方法

2.3.1 丹霞石和青苔的N元素含量测定

2.3.2 青苔P、K、Ca、Mg等元素测定

2.3.3 丹霞石P、K、Ca、Mg等元素测定

2.3.4 数据处理

2.4 结果与分析

2.4.1 金钗石斛主产区地理位置

2.4.2 青苔的矿质元素

2.4.3 丹霞石的元素

2.5 小结与讨论

第三章 金钗石斛不同种质生物学特性研究

3.1 试验材料

3.2 试验设计

3.2.1 不同种质物候期内生长发育状况研究

3.2.2 不同种质生理特性研究

3.2.3 不同种质抗逆性研究

3.3 测定项目与方法

3.3.1 生育进程指标测定方法

3.3.2 光合指标测定方法

3.3.3 抗旱性生理指标测定

3.3.4 数据处理

3.4 结果与分析

3.4.1 不同种质物候期内生长状况

3.4.2 不同种质生理特性

3.4.3 不同种质的抗逆性

3.5 小结与讨论

第四章 金钗石斛不同种质遗传多样性研究

4.1 试验材料

4.2 试验设计

4.3 测定项目与方法

4.3.1 金钗石斛DNA的提取及纯度浓度检测

4.3.2 SRAP分子标记引物组合筛选

4.3.3 PCR扩增分析

4.3.4 SRAP扩增产物的检测

4.3.5 数据处理

4.4 结果与分析

4.4.1 金钗石斛基因组DNA提取结果

4.4.2 SRAP引物筛选结果

4.4.3 PCR反应产物的电泳检测结果

4.4.4 SRAP标记的多态性分析

4.4.5 遗传多样性分析

4.4.6 聚类分析

4.5 小结与讨论

第五章 金钗石斛不同种质产量与质量比较研究

5.1 试验材料

5.2 试验设计

5.2.1 金钗石斛不同种质单株产量与质量比较研究

5.2.2 金钗石斛不同种质生物产量比较研究

5.2.3 金钗石斛不同种质茎和花的质量比较研究

5.2.4 不同金钗石斛种质不同遮阴度下产量与质量比较研究

5.3 测定项目与方法

5.3.1 金钗石斛产量指标测定

5.3.2 金钗石斛质量指标测定

5.3.3 数据处理

5.4 结果与分析

5.4.1 金钗石斛不同种质单株产量与质量比较

5.4.2 金钗石斛不同种质生物产量比较

5.4.3 金钗石斛不同种质茎和花的质量比较

5.4.4 金钗石斛不同种质在不同遮阴度下产量与质量比较

5.5 小结与讨论

第六章 金钗石斛不同种质不同采收时间质量变化比较研究

6.1 试验材料

6.2 试验设计

6.3 测定项目与方法

6.4 结果与分析

6.4.1 不同采收时间金钗石斛各检测指标成分含量变化

6.4.2 金钗石斛各检测指标的相关性分析及主成分分析

6.5 小结与讨论

第七章 结论与讨论

7.1 结论

7.2 讨论

参考文献

致谢

附录

图版

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