白及苗的驯化优选方法和驯化的白及苗

摘要

本发明属于农业技术和轻工业交叉技术领域，具体涉及一种白及苗的驯化优选方法及驯化的白及苗。具体方法为：采集白及种子或白及苗，在稳定的基质和气候条件下驯化培养；测定各个时间段白及苗净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、叶绿素含量；测定光响应曲线并对其拟合得到白及苗的块茎最优分裂状态的驯化时间、在12时‑16时净光合速率达到最大值的驯化时间、光合能力最强的驯化时间；进而得出白及组培苗最优白及苗最优移栽时间和最优叉状分枝时间。白及苗驯化后形成2‑3个叉状分枝的块茎，可进行移栽或叉状分枝增殖；同时考虑到白及苗移栽时间和形成叉状分枝时间存在区别，优选并缩短了驯化时间、低了育苗成本，提高了成活率和产量。

说明书

技术领域

本发明属于农业技术和轻工业交叉技术领域，具体涉及一种白及苗的驯化优选方法及驯化的白及苗。

背景技术

兰科植物白及作为多年生珍稀兰科药用草本植物，适生于贵州海拔950-1600m之间，土壤含腐殖质较丰富的林下、草丛、岩石缝中，是贵州珍贵的道地药材，白及干燥块茎具有收敛止血，消肿生肌之效，可用于治疗咳血吐血，外伤出血，皮肤皲裂，疮疡肿毒等症。

然而，针对白及对光照方面的研究表明，在炎热夏季，白及会出现明显光合“午休”的现象，表明白及符合阴生植物特征，对于大部分濒危植物而言，其光合生理代谢较弱。针对白及驯化苗在驯化过程中的光适应性变化系统性研究还未见报道，因而需要进一步系统性地观察白及在驯化过程中的光合适应变化，探究白及驯化苗内部光合机构对光照适应调节规律，为白及人工种植、驯化和培育提供依据，确认白及移栽和形成叉状分枝的最优时间。白及苗驯化后可以选用整体移栽或叉状分枝繁殖的方式进一步处理。

进一步地，现有技术中白及驯化状态评估往往只关注光合作用速率，以光合作用速率作为白及培养驯化成熟可以移栽和形成叉状分枝繁殖的唯一标准，没有考虑白及苗自身营养物质积累和光合“午休”的现象的影响，更没有考虑到移栽和形成叉状分枝繁殖驯化时间可能存在区别，制约了白及驯化成活率和产量的提高。

发明内容

为解决以上至少一个问题，进一步提高白及驯化成活率和产量，本发明设计了一种白及苗驯化方法，本文将野生的白及苗在人工条件下驯化培养，以测定各个时间段白及苗净光合速率、气孔导度、胞间CO

白及苗的驯化优选方法，包括以下步骤：

采集白及苗进行驯化培养；

测定各个时间段白及苗的光合参数；

测定各个时间段白及苗的胞内色素含量；

测定光响应曲线并对光响应曲线拟合；

根据拟合后的所述光响应曲线得到白及苗块茎处于最优分裂状态的第一驯化时间；

根据所述光合参数得到第二驯化时间；所述第二驯化时间对应的白及苗在12时-16时净光合速率达到最大值；

根据所述胞内色素含量得到白及苗具有最强光合能力的第三驯化时间；

根据所述第一驯化时间、所述第二驯化时间和所述第三驯化时间中至少一种得出驯化后的白及苗。

优选的，根据所述第一驯化时间、所述第二驯化时间和所述第三驯化时间得出白及苗最优移栽时间。

优选的，所述白及苗最优移栽时间同时属于所述第一驯化时间、所述第二驯化时间和所述第三驯化时间。

优选的，根据所述第二驯化时间和所述第三驯化时间得出白及苗的块茎最优叉状分枝时间。

优选的，所述最优叉状分枝时间同时属于所述第二驯化时间和所述第三驯化时间。

优选的，所述光合参数包括净光合速率、气孔导度、胞间CO

优选的，所述第二驯化时间范围内，所述气孔导度≧0.12μmol·m

优选的，所述胞内色素包含叶绿素。

优选的，所述第三驯化时间范围内，所述叶绿素的含量≧8SPAD。

优选的，所述驯化培养的条件为：氮含量1-60mg/kg，磷含量1-40mg/kg，钾含量5-100mg/kg，pH值7.1-10，基质湿度5-15％RH，基质温度10-25℃，二氧化碳含量为100-800ppm。

优选的，所述驯化培养的条件为：氮含量15-20mg/kg，磷含量15-30mg/kg，钾含量40-60mg/kg，pH值8.1-10，基质湿度8-15％RH，基质温度15-25℃，二氧化碳含量为300-500ppm。

优选的，所述驯化培养的基质由泥炭土、碎树皮和锯木面组成。

优选的，所述驯化培养的时间为1-180天。

优选的，所述光响应曲线拟合的拟合模型采用直角双曲线修正模型，且满足：

AQE植物的表观量子效率；I为光合有效辐射；P

优选的，所述第一驯化时间范围内，白及苗的暗呼吸速率R

优选的，采集白及苗进行驯化培养前还包括选择白及种子培育为白及幼苗。

一种驯化的白及苗，适合移栽大批量人工种植，所述白及苗的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度的日变化，均存在单一最大值，并采用上述驯化优选方法驯化制备。

一种驯化的白及苗，白及苗的块茎呈马鞍形，具有2-3个叉状分枝，所述白及苗的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度日变化研究发现，均存在单一最大值，并采用上述驯化优选方法驯化制备。

有益效果为：

一种白及苗的驯化优选方法，对光响应曲线测定并对光响应曲线拟合，根据拟合后的所述光响应曲线得到白及苗块茎处于最优分裂状态的第一驯化时间；通过测定各个时间段白及苗净光合速率、气孔导度、胞间CO

同时在白及苗进行叉状分枝繁殖所需驯化时间选择上，在考虑光合速率指标基础上兼顾到叶绿素含量和光合作用“午休”状态，以此综合考虑优选后的驯化时间最接近白及苗具备最大净有机物积累量的驯化时间，避免了叉状分枝营养物质积累量较少，驯化时间过短导致的成活率低、产量较低等问题，也避免了驯化时间过程造成的无意义的资源和人力浪费。

附图说明

图1示出了不同驯化时间白及净光合速率日变化；

图2示出了不同驯化时间白及气孔导度日变化；

图3示出了不同驯化时间白及胞间CO

图4示出了不同驯化时间白及蒸腾速率日变化；

图5示出了不同驯化时间白及叶绿素含量变化。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本文保护范围。

一种白及苗的驯化优选方法，包括以下步骤：

采集野生白及苗在稳定的驯化基质和气候条件下驯化培养30天、60天、90天、120天、150天、180天；

测定各个时间段白及苗净光合速率、气孔导度、胞间CO

测定各个时间段白及苗叶绿素含量；

测定光响应曲线并对光响应曲线拟合；

根据拟合后的所述光响应曲线得到白及苗处于块茎最优分裂状态的第一驯化时间；

根据所述净光合速率、所述气孔导度、所述胞间CO

根据所述叶绿素含量得到白及苗叶绿体具有最强光合能力的第三驯化时间；

根据所述第一驯化时间、所述第二驯化时间和所述第三驯化时间得出驯化后的白及苗最优移栽时间；通过所述第二驯化时间和所述第三驯化时间得出白及苗的最优叉状分枝时间。

优选的，所述驯化基质的指标为：氮含量1-60mg/kg，磷含量1-40mg/kg，钾含量5-100mg/kg，pH值7.1-10，基质湿度5-15％RH，基质温度10-25℃。

优选的，所述驯化基质的指标为：氮含量15-20mg/kg，磷含量15-30mg/kg，钾含量40-60mg/kg，pH值8.1-10，基质湿度8-15％RH，基质温度15-25℃；所述驯化基质由泥炭土、碎树皮和锯木面组成。

优选的，所述驯化气候条件为二氧化碳含量为100-800ppm。

优选的，所述驯化气候条件为二氧化碳含量为300-500ppm。

一种可行的实施方式，选择白及种子培育为白及幼苗，然后按照上述方法进行培养驯化。

实施例1

一种白及苗的驯化优选方法，包括以下步骤：

采集野生白及苗在稳定的驯化基质和气候条件下驯化培养30天、60天、90天、120天、150天、180天；

测定各个时间段白及苗净光合速率、气孔导度、胞间CO

测定各个时间段白及苗叶绿素含量；

测定光响应曲线并对光响应曲线拟合；

根据拟合后的光响应曲线得到白及苗块茎处于最优分裂状态的第一驯化时间；

根据净光合速率、气孔导度、胞间CO

根据叶绿素及叶绿素荧光参数得到白及苗叶绿体具有最强光合能力的第三驯化时间；

根据第一驯化时间、第二驯化时间和第三驯化时间得出驯化后的白及苗最优移栽时间和白及苗的最优块茎形成叉状分枝时间。

优选的，驯化基质的指标为：氮含量1mg/kg，磷含量1mg/kg，钾含量5mg/kg，pH值7.1，基质湿度5％RH，基质温度10℃。

优选的，驯化气候条件为二氧化碳含量为100ppm。

实施例2

一种白及苗的驯化优选方法，包括以下步骤：

采集野生白及苗在稳定的驯化基质和气候条件下驯化培养30天、60天、90天、120天、150天、180天；

测定各个时间段白及苗净光合速率、气孔导度、胞间CO

测定各个时间段白及苗叶绿素含量；

测定光响应曲线并对光响应曲线拟合；

根据拟合后的光响应曲线得到白及苗块茎处于最优分裂状态的第一驯化时间；

根据净光合速率、气孔导度、胞间CO

根据叶绿素得到白及苗叶绿体具有最强光合能力的第三驯化时间；

根据第一驯化时间、第二驯化时间和第三驯化时间得出驯化后的白及苗最优移栽时间和白及苗的最优块茎形成叉状分枝时间。

优选的，驯化基质的指标为：氮含量60mg/kg，磷含量40mg/kg，钾含量100mg/kg，pH值10，基质湿度15％RH，基质温度25℃。

优选的，驯化气候条件为二氧化碳含量为800ppm。

实施例3

一种白及苗的驯化优选方法，包括以下步骤：

采集野生白及苗在稳定的驯化基质和气候条件下驯化培养30天、60天、90天、120天、150天、180天；

测定各个时间段白及苗净光合速率、气孔导度、胞间CO

测定各个时间段白及苗叶绿素含量；

测定光响应曲线并对光响应曲线拟合；

根据拟合后的光响应曲线得到白及苗块茎处于最优分裂状态的第一驯化时间；

根据净光合速率、气孔导度、胞间CO

根据叶绿素及叶绿素荧光参数得到白及苗叶绿体具有最强光合能力的第三驯化时间；

根据第一驯化时间、第二驯化时间和第三驯化时间得出驯化后的白及苗最优移栽时间和白及苗的最优块茎形成叉状分枝时间。

优选的，驯化基质的指标为：氮含量17mg/kg，磷含量23mg/kg，钾含量58mg/kg，pH值9，基质湿度10.6％RH，基质温度16.2℃；驯化基质由泥炭土、碎树皮和锯木面组成。

优选的，驯化气候条件为二氧化碳含量为400ppm。

试验概况

采用野生白及苗或野生白及种子人工培育的白及苗，驯化基地驯化基质氮含量为17mg/kg、磷含量23mg/kg、钾含量58mg/kg、土壤pH值为9，驯化基地二氧化碳含量为400ppm，基质湿度为10.6％RH、基质温度为16.2℃；基质为泥炭土+碎树皮+锯木面(2:4:4)。

试验方法

以驯化30天为对照组，对白及驯化苗不同驯化时间(30天、60天、90天、120天、150天、180天)进行光合指标测定，每个处理随机选取10个重复进行测定，并做好重复标记。

光合日变化的测定

白及顶端第一片完全展开叶，每个处理3个重复。测定时间：晴天早上8：00-18：00点进行，测定指标包括净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO

光合-光响应曲线的测定

光响应数据测定从各个驯化时间选取5株长势基本供试样本，每株选择中上部生长正常、无受损的功能叶片3片，在9：00-12：00，利用光合测定系统的光曲线程序进行叶片的光响应测定。光照强度影响的测定参数设定为CO

光响应曲线的拟合

光响应曲线进行拟合，拟合模型采用直角双曲线修正模型，光响应曲线拟合的拟合模型采用直角双曲线修正模型，且满足：

AQE植物的表观量子效率；I为光合有效辐射；P

叶绿素含量测定

使用叶绿素仪测定白及叶绿素总含量。

结果与分析

光合-光响应曲线

光合-光响应模型是植物光合作用对光照强度响应模拟的系统分析，通过光合-光响应曲线的测定，能够有效了解光合作用过程对光强的利用效率。

本文研究发现，通过光响应曲线的拟合，随着驯化时间的增加，白及的表观量子效率(AQY)逐渐加强，p

具体试验操作如表2-1所示，同时图1示出了不同驯化时间白及净光合速率日变化的实验结果，白及不同驯化时间的净光合速率在不同时间点的变化交互作用显著。在同一驯化时间处理下，白及苗驯化30天、60天、90天、120天、150天和180天在8：00-18：00时间段的净光合速率均呈先上升后降低的趋势，呈现单峰型。除驯化120天在14：00达到最大值外，驯化30天、60天、90天、150天和180天均在12：00达到最大值，其中白及驯化180天，较8：00净光合速率，显著增加1.37倍；驯化120天在14：00达最大值，较8：00净光合速率显著增加46.7％。

在同一测定时间下，白及苗驯化60天、90天、150天和180天均在8：00-18：00时间段净光合速率显著高于白及苗驯化30天，驯化120天在8：00较驯化30天有略降低趋势但不显著，且驯化180天在所有测定时间点均达最大值，在12：00时较驯化30天净光合速率显著增加4.39倍。

表2-1白及不同驯化时间光合日变化指标方差分析

注：表中数据为在0.05水平下双因素方差分析的F值和P值

表2-2不同驯化时间白及叶片光响应参数

由表2-2可以看出，在不同驯化时间条件下，白及的表观量子效率、光补偿点、暗呼吸速率、最大净光合速率均高于驯化30天。表观量子效率随驯化时间的不断积累呈上升趋势，驯化180天达最大值，较驯化30天的白及驯化苗增加97.22％；光饱和点在驯化180天时达最大值，较驯化30天的白及驯化苗增加34.44％，光饱和点值顺序为驯化180天>150天>120天>60天>30天>90天；暗呼吸速率在驯化120天时达最大值，较驯化30天的白及驯化苗增加2.69倍，暗呼吸速率顺序为驯化120天>60天>150天>90天>180天>30天；光补偿点在驯化60天时达最大值，较驯化30天的白及驯化苗增加1.64倍，光补偿点顺序为驯化60天>120天>90天>150天>180天>30天；最大净光合速率在驯化180天时达最大值，较驯化30天的白及驯化苗增加1.53倍，最大净光合速率顺序为驯化180天>150天>120天>90天>60天>30天。

进一步地，由表2-2可知，白及苗的暗呼吸速率R

图2示出了不同驯化时间白及气孔导度日变化，在同一驯化时间处理下，测定时间段8：00-12：00对白及气孔导度日变化差异显著。白及苗驯化30天、60天、90天、120天、150天和180天在8：00-18：00时间段的气孔导度均呈先上升后降低的趋势，呈现单峰型。其中，驯化30天和90天在12：00出现气孔导度最大值，但较8：00时的气孔导度差异不显著；驯化60天、120天、150天和180天均在10：00出现气孔导度最大值，较8：00时的气孔导度值，驯化120天、150天和180天分别显著增加7.5％、12.68％和5.37％。

在同一测定时间下，不同驯化时间白及苗气孔导度日变化差异显著。在8:00-12:00呈现逐渐上升趋势，14：00-16：00总体呈先上升后降低趋势。白及苗驯化60天、90天、120天、150天和180天均在8：00-18：00时间段气孔导度显著高于白及苗驯化30天，其中白及驯化180天在8：00-12：00时间段较驯化30天气孔导度值显著增加5.54倍、3.90倍和2.69倍；驯化150天在14：00-18：00时间段较驯化30天气孔导度值显著增加15.55倍、11.92倍和23.66倍。

图3示出了不同驯化时间白及胞间CO

在同一测定时间下，不同驯化时间白及苗胞间CO

图4示出了不同驯化时间白及蒸腾速率日变化，白及不同驯化时间的蒸腾速率在不同时间点的变化交互作用显著。在同一驯化时间处理下，白及驯化30天、60天、90天、120天、150天和180天在8：00-12：00时间段的蒸腾速率均呈先上升后下降的趋势，呈单峰型。其中驯化30天、60天、120天、150天和180天均在12：00达蒸腾速率最大值，分别较8：00显著增加91.21％、35.35％、58.95％、80.18％和31.69％，但驯化90天在14：00达蒸腾速率最大值，较8：00显著增92.67％。

在同一测定时间下，不同驯化时间白及蒸腾速率日变化差异显著。白及驯化60天、90天、120天、150天和180天均在8：00-18：00时间段白及蒸腾速率显著高于白及苗驯化30天。其中在12：00-14：00时间段，白及蒸腾速率最快，较显著高于驯化30天。

进一步地，由图2至图4可知，通过对白及不同驯化时间净光合速率、蒸腾速率和气孔导度日变化研究发现，均呈现“单峰型”曲线，说明白及驯化苗并未出现光合“午休”现象，光合生产力和光能利用率较高，且对高温和强光具有一定的耐受性，在驯化过程中，白及能够将过多的自然光能转化为热能，减少光抑制现象的发生，使光合速率维持在较高水平上，同时对环境中CO

气孔导度＜0.12μmol·m

叶绿素参数

叶绿素是反映叶片光合性能的重要指标，白及驯化苗的叶绿素含量变化趋势，随着驯化时间的推移，在驯化180天时达最大值，这是因为驯化过程中叶绿体逐渐发育成熟，并与外界进行有效的气体交换。

图5示出了不同驯化时间白及叶绿素含量变化，不同驯化时间白及叶绿素含量变化差异显著。随着驯化时间的不断积累，白及驯化苗的叶绿素含量呈上升趋势，且在驯化180天达最大值，分别较驯化30天显著增加33.33％、77.98％、1.08倍、1.30倍和1.67倍。

结合图1分析可知，净光合速率驯化时间60天在每日8:00、10:00、12:00、16:00、18:00显著大于90天、120天和150天是由于其暗呼吸速率较低，细胞增殖分裂较缓慢导致；从图5可知叶绿素含量持续增高；因而叶绿素含量＜8SPAD总光合速率并不高，并没有完成主要驯化过程，因而设定叶绿素含量≧8SPAD对应驯化时间120天-180天作为第三驯化时间范围。

进一步地，因为需要主要考虑暗呼吸速率、细胞分裂增殖速率、光合“午休”改善及幼苗自身营养物质积累，白及苗最优移栽时间需要同时属于第一驯化时间、第二驯化时间和第三驯化时间，因而可选择范围为120天-150天。

同时，因为需要主要考虑光合“午休”改善及幼苗自身营养物质积累，白及苗的最优叉状分枝时间同时属于第二驯化时间和第三驯化时间，因而可选范围为120天-180天。

在一些可选的实施例中，对光响应曲线测定并对光响应曲线拟合，根据拟合后的光响应曲线得到白及苗块茎处于最优分裂状态的第一驯化时间。

在一些可选的实施例中，通过测定各个时间段白及苗净光合速率、气孔导度、胞间CO

在一些可选的实施例中，通过测定各个时间段白及苗叶绿素含量，得到具有最强光合能力的第三驯化时间。

在一些可选的实施例中，相对于现有技术以光合作用速率作为白及培养驯化成熟可以通过叉状分枝繁殖、移栽的唯一标准，没有考虑白及苗自身营养物质积累和光合“午休”的现象的影响，本发明的白及苗的驯化优选方法同时兼顾了白及苗自身营养物质积累、光合“午休”改善和分裂增殖能力等多种因素，可以保证白及苗在光合“午休”得到改善，并且积累一定量有机营养物质基础上，选择白及苗分类增值速率最高的点作为白及苗最优移栽时间，保证白及移栽后分裂生殖时具备较高物质能量储备，进而提高白及驯化成活率和产量。

同时在白及苗进行叉状分枝繁殖所需驯化时间选择上，在考虑光合速率指标基础上兼顾到叶绿素含量和光合作用“午休”状态，以此综合考虑优选后的驯化时间最接近白及苗具备最大净有机物积累量的驯化时间，避免了叉状分枝营养物质积累量较少，驯化时间过短导致的成活率低、产量较低等问题，也避免了驯化时间过程造成的无意义的资源和人力浪费。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。