由中科院西雙版納熱帶植物園瀕危植物遷地保護與再引種研究組科研人員盛春玲、高江雲、範旭麗、林華完成的兩項發明專利,「一種獲得兜唇石斛種子萌發有效共生真菌的方法」和「一種獲得硬葉蘭種子萌發有效共生真菌的方法」近日獲得國家發明專利授權(專利號:ZL 201210097505.5和ZL 201210097484.7)。
蘭科植物種子非常細小,沒有胚乳或子葉,僅有未分化的胚,在自然條件下需要依靠特定共生真菌提供營養來促進其萌發和發育。獲得對種子萌發有效的共生真菌,利用真菌共生來促進種子萌發和獲得幼苗,不僅能簡化幼苗生產過程,大大降低生產成本,更重要的是能顯著提高幼苗回歸到自然環境中後的存活率和幼苗生長速度。蘭科植物種子共生萌發技術的應用,在珍稀瀕危蘭科植物的回歸、藥用蘭科植物的仿生態栽培等方面都具有巨大的潛在價值。
此兩項發明分別通過原地和遷地共生萌發技術(In situ & ex situ seed baiting technique)成功分離得到了兜唇石斛Dendrobium cucullatum和硬葉蘭Cymbidium bicolor種子萌發的有效共生真菌。以往真菌的獲得主要是從野生蘭科植物成年植株的根中分離,但由於成年植株菌根中可能同時存在大量作用不明的內生真菌,這就使得種子萌發有效真菌的篩選和分離工作變得異常複雜而繁瑣,分離得到的大部分真菌往往並不能夠促進種子萌發,同時,成年植株菌根中的真菌與種子萌發階段的有效共生真菌是否相同目前仍不清楚。通過將種子放置在原生地或用原生地基質培養,誘導產生原球莖,從原球莖中直接分離真菌,具有操作簡單,獲得的真菌種類單一,不需要大量繁瑣的篩選過程等優點,為開展蘭科植物種子共生萌發有效真菌研究提供了有效的新方法。
藥用石斛的仿生態栽培,相對於目前開展的人工集約化栽培,省去了昂貴的棚架、苗床、噴灌系統等基礎設施的投入和昂貴的日常管理成本,從而可以滿足貧困地區當地居民由於經濟條件的限制無法承受的高成本和投入。更重要的是,仿生態栽培的產品具有成本低、品質高的特點,市場營銷的潛力大,可以幫助貧困地區的當地居民抗禦產品市場價格波動。具體到西雙版納的石斛來說,選擇藥用價值較高的原生石斛種類,利用西雙版納得天獨厚的氣候優勢,開展古茶園、果園等的石斛仿生態栽培,進行粗放管理,降低栽培管理難度和投入,在增加居民收入、減貧致富的同時,減少對野生資源的採集強度,以達到保護的目的,這也是石斛產業長期可持續發展的新途徑。
正是看到了藥用石斛仿生態栽培各方面的優勢和潛在的巨大經濟價值以及美好的發展前景,從上世紀90年代末開始,就不斷有人在不同地區嘗試開展石斛仿生態栽培。人們開展了各種栽培模式的嘗試,有在天然林下鋪上石塊栽培石斛、撘簡易苗床栽培、直接在樹幹或林下巖石上栽培等。石斛種苗大多是採集野生植株進行移栽,也有通過扦插繁殖種苗進行栽培,近年來還嘗試了利用種子無菌苗進行栽培。然而,這些栽培模式無一例外並沒有得到持續發展和大面積的推廣應用,更談不上取得良好的經濟或生態效益。通過我們的實際調查發現,種苗來源是決定石斛仿生態栽培成敗的最關鍵因素,採集野生植株進行移栽,本身就是非法和不可持續的,不可能得到規模發展;通過野生植株扦插繁殖種苗,繁殖係數極低,不具實際應用價值;而利用種子無菌播種苗進行栽培,存在著無菌苗在自然條件下成活率非常低、後期生長緩慢的致命缺陷,無菌苗本身就需要較高的成本,成活率低意味著苗的成本大大提高,生長緩慢則生長周期加大,這些都是仿生態栽培無法承受的,也不具實際應用價值。
目前,該課題組採用本發明專利技術,已成功分離得到了齒瓣石斛D.devonianum和兜唇石斛D.cucullatum種子萌發有效的共生真菌,菌種已保存於中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心,(保存編號:CGMCC No.7552),將開展這2種藥用石斛共生種苗的規模生產,實際應用於仿生態栽培中。
齒瓣石斛
兜唇石斛
(來源:西雙版納熱帶植物園)