广西产铁皮石斛生长途径调控与药材品质相关性的研究

Dendroii Caulis is one of famous and precious Traditional Chinese Medicinal herbs, while Dendrobium officinale Kimura et Migo is the rare breed in the various Dendroii Caulis. Due to the slow growth and low production of its artificial planting, the contradiction between supply and demand of Dendrobium officinale has not been resolved. Therefore, the project team intends to compare the normal growth group, chemical treatment groups (with 6-BA,GA3),physical treatment group of Dendrobium officinale in Guangxi in different growth period, different growth years.①Identifition the division rhythm, the dynamic of structure and function differentiation, the dynamic of vessel, fiber differentiation and the nature of programmed cell death. Try to looking for the reason of its slow growth by the index of changes of endogenous auxin as the auxin (IAA), gibberellin (GA3), abscisic acid (ABA) of Dendrobium officinale.②At th sametime, determining the fresh weight and dry weight of each experimental group of Dendrobium officinale. ③Comparing the accumulation of polysaccharide and the dynamic changes of sucrose synthase activity under the polysaccharide as the internal quality index of Dendrobium officinale. Then, to analysis the correlation of medicinal materials quality of Dendrobium officinale in Guangxi with its growth pathway regulation from the changes of herbal weight, sucrose synthase activity, content of polysaccharide accumulation.

石斛是我国的传统名贵中药材，而铁皮石斛则是石斛中的名贵品种。但铁皮石斛生长缓慢，药源供不应求。因此，本项目组拟对不同生长期、不同生长年份的广西产铁皮石斛的正常生长组、化学处理组(喷施6-BA、GA3)、物理处理组进行比较，①对铁皮石斛茎尖细胞分裂节律、茎尖结构和功能分化、导管和纤维分化、逆境下茎尖细胞死亡的发生和性质的鉴定，以茎内生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、脱落酸(ABA)等内源性植物生长素的变化为指标，分析其生长缓慢的原因；②同时对各实验组的铁皮石斛鲜重、干重的测定；③以多糖作为铁皮石斛的内在质量指标，比较各实验组铁皮石斛的叶片蔗糖合成酶活性动态、石斛多糖含量的累积动态。从铁皮石斛药材产量变化、蔗糖合成酶活性、多糖含量积累变化等分析广西产铁皮石斛药材品质与其生长途径调控的相关性。

以广西产铁皮石斛为研究对象，1.考证与资源调查；2.茎尖细胞分裂节律研究；3.茎尖生长区域的形态和功能分区研究；4.茎尖细胞死亡性质研究；5.茎尖细胞ATP酶显微定位；6.茎显微特征数量化研究；7.生物量研究；8.植物激素对其生长分析；9.碳氮代谢相关酶活性研究；10.抗逆性相关酶活性研究；11.质量研究；12.其品质形成相关性分析。结果：1．发现广西玉林、博白、容县等部分地区有散在野生铁皮石斛，并调查明确其适生条件。2．发现其细胞分裂规律，其茎尖细胞分裂指数较低，是导致其生长缓慢原因之一。3．发现其茎尖分生组织细胞分层分区情况；探讨了人工干预对其影响，通过调控调节其伸长或增粗生长、调控产量和质量。4．显微、超微细胞形态观察，发现其茎尖细胞死亡性质属于细胞坏死而非程序死亡，调节促进其生长。5．发现不同阶段、不同实验处理茎尖细胞ATP酶的活性差异，人工干预组ATP酶活性大于对照组。6.植物激素增长可使茎横切面维管束及坚硬结构含量减少，而光照增强则反之；人工干预（化学）组二年生样品横切面维管束占切面积百分比、坚硬结构占切面积百分比最低。7. 人工干预（物理）组50%遮蔽度能增加其茎数、鲜重、株高、节数、直径、促进新芽萌发，以上指标均高于对照组。8.GA3组能增加其新生茎叶数，50%遮蔽度其ABA相对含量提高增加其抗逆性。 9. SS、SPS含量的增加减少其多糖合成，SS、SPS含量低反而有利甘露糖参与铁皮石斛多糖合成。10. 人工干预（物理）组样品POD、CAT等抗氧化酶含量及MDA高于对照组。 11. 其多糖含量及总产量最高的是二年生茎，其甘露糖与多糖的含量成正比关系。12.节数与其茎数、鲜重、折干率、株高、直径等生物量特征及多糖、甘露糖含量等有显著相关性，调节节数可提高产量。综上，提出了促进其生长与质量的“光照为要”理论观点和“三元叠加”（50%遮蔽度、GA3处理、节数控制）生长途径调节关键技术与方法，为广西产铁皮石斛生长及品质提升提供了研究思路、方法和范例，具有重要理论与实践价值及科学意义。