16种液体处理剂对铁皮石斛组培苗促生作用研究

秦建立 杨光宇

摘 要：选用玉蜀黍赤霉、枯草芽孢杆菌、石斛小菇3种细菌和真菌菌株以及与水杨酸、硝酸镧、色氨酸、赤霉素结合配制16种液体处理剂，并以灌根方式处理，接种大棚铁皮石斛组培苗。结果表明：4 g·L-1石斛小菇、5 mg·L-1赤霉素、4 g·L-1石斛小菇+5 mg·L-1硝酸镧、4 g·L-1石斛小菇+5 mg·L-1赤霉素+1 mmol·L-1水杨酸处理的铁皮石斛组培苗株高显著高于对照组（无菌水处理）；4 g·L-1石斛小菇、5 mg·L-1赤霉素、1 mmol·L-1水杨酸、4 g·L-1石斛小菇+5 mg·L-1硝酸镧、4 g·L-1石斛小菇+5 mg·L-1赤霉素+1 mmol·L-1水杨酸茎粗显著高于对照组。说明接种4 g·L-1石斛小菇、5 mg·L-1赤霉素、4 g·L-1石斛小菇+5 mg·L-1硝酸镧、4 g·L-1石斛小菇+5 mg·L-1赤霉素+1 mmol·L-1水杨酸液体处理剂处理能有效提高幼苗的株高、茎粗，液体处理剂有良好的促生效果。

关键词：铁皮石斛；菌根真菌；液体处理剂；促生

Abstract： Sixteen liquid treatment agents were formulated with the combination of three bacteria or fungal， Gibberella zeae， Bacillus subtilis and Mycena dendrobii， and salicylic acid， lanthanum nitrate， tryptophan and gibberellin， and treated tissue culture seedling of Dendrobium officinale in greenhouse by root irrigation. The results showed that the treatments of 4 g·L-1 Mycena dendrobii， 5 mg·L-1 gibberellin， 4 g·L-1 Mycena dendrobii+5 mg·L-1 lanthanum nitrate， 4 g·L-1 Mycena dendrobii+5 mg·L-1 gibberellic acid+1 mmol·L-1 salicylic acid could significantly increase the plant height of Dendrobium officinale compared to the control （sterile water treatment）； The stem diameter of 4 g·L-1 Mycena dendrobii， 5 mg·L-1 gibberellin， 1 mmol·L-1 salicylic acid， 4 g·L-1 Mycena dendrobii+5 mg·L-1 lanthanum nitrate， 4 g·L-1 Mycena dendrobii+5 mg·L-1 lanthanum nitrate treatments were significantly higher than that of the control group. It was indicated that the treatments of 4 g·L-1 Mycena dendrobii， 5 mg·L-1 gibberellin， 4 g·L-1 Mycena dendrobii+5 mg·L-1 lanthanum nitrate， 4 g·L-1 Mycena dendrobii+5 mg·L-1 gibberellic acid+1 mmol·L-1 salicylic acid could increase the plant height and stem diameter effectively， the liquid treatment agents of which had good growthstimulating effects on tissue culture plantlets of Dendrobium officinale in greenhouse.

Key words： Dendrobium officinale； mycorrhizal fungi； liquid treatment agent； growth stimulation

鐵皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）是中国传统名贵中药材，具有很高的药用价值和经济价值[1]，被列为国家一级野生保护植物，属于石斛属植物，是兰科植物中的第二大属，主要产于温凉高湿地带，其所处的相对湿度、温度、光照等环境因子对其影响很大，生长发育最好能与其他有益微生物混合生长[2]。目前对野生石斛的过度采挖和利用，导致其已无法满足市场需求，因此，人工栽培市场前景较好[3]。

由于根际促生菌剂能够促进植物的生长，防治作物病害，抵御生长环境中的有害病原菌，因此受到人们的广泛重视[4]。近年来对根际促生菌剂的研究已成为热点领域。根际微生物菌剂主要运用于如草莓、各种瓜类、果树等移栽作物[5]。中国研制开发的彩色马勃菌根固体剂型用于松树育苗，可增加苗高、根径、侧根数，造林成活率增长幅度可高达169%[6]。目前菌剂的应用研究多为单一菌株以及少数的多种菌株，国内推广应用的菌剂主要有促生菌剂、根瘤菌剂、固氮菌剂、解磷菌剂和解钾菌剂等，关于复合液体处理剂对铁皮石斛组培苗的促生作用研究报道较少。

目前铁皮石斛人工种植均采用组培苗，存在着成本高、移栽成活率低、生长缓慢、产量低等问题[7]。在自然条件下，兰科植物菌根真菌的共生对于铁皮石斛种子萌发和植株生长是必不可少的[8]。自然条件下野生石斛的结实率很低，加上种子没有胚乳直接提供营养，前期幼苗很难萌发，且其移栽成活率很低，石斛种子的萌发和植株的生长发育都需依赖菌根真菌与之共生，进而形成共生菌根有利于根部对矿质营养元素的吸收[9]。因此研究石斛菌根真菌与寄主植物的相互关系以及复合液体处理剂对铁皮石斛组培苗的促生作用具有重要意义。

本课题组在前人的基础工作之上研究以玉蜀黍赤霉、枯草芽孢杆菌和石斛小菇这3种菌株以及4种添加剂配制有益铁皮石斛的液体处理剂，对铁皮石斛组培苗促生作用方面进行研究，拟解决铁皮石斛因缺少菌根真菌导致生长慢、资源不足的难题，对有效提高出瓶组培苗的成活率和生长质量具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试菌株：本试验的菌株石斛小菇（Mycena）来自铁皮石斛的根部，于中国林业微生物菌种保藏中心管理购买；玉蜀黍赤霉（ Gibberella）于中国普通微生物菌种保藏管理中心购买；枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）于中国农业微生物菌种保藏管理中心购买，购买后保存于实验室。

供试植株：铁皮石斛组培苗来自福建省厦门市集美区塔斯曼生物工程有限公司，试验在该公司种植大棚内的苗床上进行，组培苗移栽至苗床后按照该公司大棚种植的常规方法进行管理（移栽后浇定根水，以基质浇透为准，养护时每天定时喷雾4～5次，湿度保持在80%左右，待新根长出后逐步减少喷雾次数）。种苗统一选择株高（3.0±0.2）cm、有2～3条根的小苗进行小区试验，在消过毒的松树皮基质上移栽驯化好的铁皮石斛幼苗。采用苗床栽培，苗床离地70 cm左右，共设4个区域，每个区域约150丛苗，种植密度为3 株1 丛，丛行距3 cm×3 cm。

菌剂的制备：先将实验室保存的供试菌株在马铃薯葡糖糖琼脂固体培养基（PDA）上活化2 d， 再将活性较好的菌株用PDA液体培养基扩大培养2 d，将菌丝团取出沥干后称重， 计算出每种菌株的总重量， 用无菌水配置成4 g·L-1的菌株；石斛小菇菌株在PDA固体培养基上活化2 d后用PDA液体培养基扩大培养至2周， 将菌丝团取出沥干后称重， 计算出每种菌株的总重量， 用无菌水配置成4 g·L-1的菌株；枯草芽孢杆菌在胰蛋白胨大豆琼脂液体培养24 h后，有效活菌数的测定采用平板计数稀释法，取10倍系列稀释在胰蛋白胨大豆琼脂固体培养基上培养计数，配制浓度为8.0×107 CFU·mL-1左右。

1.2 试验方法

选取健壮、株高高度一致的铁皮石斛组培苗用于接种，试验按单因素和多因素随机区组设计，设置多组处理组见表1，以灌根无菌水为对照（CK），每个处理10 株，重复3 次。

1.3 生长指标测定

统一条件管理，移栽70 d后从各组中随机挑选10丛苗， 取丛中长势最好的10株用流水冲洗干净并晾干。分别测量不同处理幼苗的株高、茎粗等生长指标，每组重复3次测量求其平均值。

计算各处理组平均株高增量 （H）、平均茎粗增量 （S） ，根据幼苗生长指标来衡量液体处理剂的促生长效果。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2016统计软件进行不同处理间的记录、统计、制表绘图，采用SPSS22.0进行方差分析（LSD法）。

2 结果与分析

2.1 不同液体处理剂处理对铁皮石斛株高增量的影响

由图1可知，对照组平均株高增量为0.39 cm，除1、2、11、15号处理组以外，其余各处理平均株产量均高于对照组，其中3号（1.18 cm）、4号（1.24 cm）、12（1.25 cm）和13号（1.00 cm）处理的平均株高增量显著高于对照组，分别为对照组的3、3.2、2.5和2.5倍。结果表明液体处理剂的施用能够有效促进铁皮石斛组培苗的株高生长。

2.2 不同液体处理剂处理对铁皮石斛茎粗的影响

由图2可知，对照组平均茎粗增量为0.51 mm， 除1、2、8、9、10、11、14、15号处理组以外，其余各处理平均茎粗增量均高于对照组，其中3号（1.11 mm）、4號（0.89 mm）、5号（1.36 mm）、12号（0.92 mm）、13号（1.04 mm）处理的平均茎粗增量显著高于对照组，分别为对照组的2.2、1.7、2.7、1.8和2倍。结果表明液体处理剂的施用能够有效促进铁皮石斛组培苗的茎粗生长。

3 讨论与结论

铁皮石斛生长状况与自身激素水平以及外界的营养供给有关[10]。本试验所选赤霉素、水杨酸植物生长调节剂均不同程度的对铁皮石斛组培苗株高和茎粗有促进作用，这一研究结果与前人研究结果一致[11]。植物促生菌剂已成为当前研究的热点，具有促生作用的植物菌根真菌以及内生细菌由于有足够的碳源、氮源等营养物质，且受到植物组织或根的保护，更易于发挥作用[12]。菌根真菌对宿主植物的促进作用主要体现在能更好地吸收营养物质、有利于次生代谢产物的积累等方面[13]，同时可以促进宿主植物对氮、磷等矿质元素的吸收，从而促进宿主植物的生长[14]。IAA是以色氨酸为前体物质，吲哚丙酮酸代谢途径为其主要合成途径[15]。但本试验所用色氨酸的处理组并未能对铁皮石斛产生促生作用，可能原因是色氨酸浓度问题，以及外界因素的影响导致。在以往接种添加剂多采用浸种、表面喷洒、涂抹的方式，由于本试验添加剂的灌根处理方式导致其4种添加剂未能表现出良好的促生效果。吴静萍等[16]在密花石斛菌根真菌中发现赤霉素，且能向外分泌，并认为适当浓度的赤霉素能促进石斛生根和茎的伸长，此研究结果与上述研究结果基本一致。添加剂物质可能在不同程度对菌根真菌侵染存在差异[17]，因此还需后续探究验证。

石斛小菇菌根真菌能提高组培苗的株高和茎粗，在制成液体处理剂后避免了由真菌接种时含菌量过高而使共生关系失去平衡的问题，也不会因为培养基的残留而污染组培苗。液体处理剂能够促进铁皮石斛组培苗的生长，其原因可能与真菌能产生某些植物激素刺激组培苗的生长，以及提高植物抗病抗逆机制或拮抗作用导致病原菌生长受到抑制有关。由于植物菌根真菌生境具有特殊性，本试验中促生效果较好的液体处理剂能否适用于其他石斛植物，还有待进一步研究。

目前，微生物菌剂多为单一菌，混合菌剂的报道不多。单一纯培养接种物缺少铁皮石斛生长所需要的营养元素，育苗初期效果不佳，难以推广。菌根真菌种类丰富多样，其资源有待开发与利用，筛选新型高产高效的菌根真菌及复合菌剂是目前研究的热点，今后将会有更广阔的发展前景。本试验研制含有菌根真菌与色氨酸、赤霉素、硝酸镧、水杨酸的复合处理剂与传统方式不同，菌剂的配方组合打破以往单一固体接种物的模式，避免了长期使用植物激素、单一菌剂、化肥、农药所带来的弊端，为我国菌根菌剂商品化生产提供新思路。

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（责任编辑：柯文辉）