全 文 ：北方园艺 2010(13):203 ～ 206 ·中 草药 ·
第一作者简介:张祖荣(1966-),男 ,重庆江津人, 副教授 ,硕士 ,长
期从事药用植物的教学与研究工作 ,现为西南大学访问学者。
基金项目:三峡库区生态环境教育部重点实验室开放科研基金资
助项目(KF200608);重庆市教委自然科学基金资助项目
(kj071204)。
收稿日期:2010-03-22
国家二级保护药用与观赏植物金毛狗的
孢子繁殖技术初探
张 祖荣1 ,2 , 张绍彬1, 3
(1.重庆文理学院生命科学系 ,重庆永川 402168;2.西南大学生命科学学院 三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆 400715;
3.重庆高校园林花卉工程研究中心,重庆 永川 402160)
摘 要:从野外采集的金毛狗孢子经过消毒处理后 ,分别播种于未经消毒和经过消毒处理的
3种培养土上 ,在保证水分条件的情况下 ,分别在自然环境和无菌的人工环境条件下进行分组繁
殖试验。结果表明:培养土以原生境土为最好 ,培养条件以人工无菌环境的白天光照和自然变温
为最好;从配子体的受精到孢子体的形成是整个孢子繁殖过程的关键。
关键词:金毛狗;孢子繁殖;培养条件;分组实验
中图分类号:S 682.35 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2010)13-0203-04
金毛狗(Cibotium barometz)为蚌壳蕨科(Dicksoni-
aceae)金毛狗属(Cibotium)的蕨类植物[ 1] ,又名金毛狗
脊。该种植物不仅是我国典型的单科种植物[ 2] ,更是历
史悠久的药用植物 ,其根状茎可长年采收入药 ,具有通
血脉 、利关节 、强腰背 、壮筋骨、治顽痒等多种功效[ 3] 。由
于其赖以生存的森林环境被严重破坏 ,再加上人们对野
生植株进行私挖乱采 ,导致其野生资源已经处于濒危状
态 ,因此被列入了国家二级保护植物和限制出口物种
名录[ 2] 。
尽管有关金毛狗的研究报道较多 ,但多集中在化学
成分分析 、遗传多样性 、配子体发育和产品开发方面[ 4-7] 。
为了进一步做好该物种的资源保护和合理利用工作 ,如
何利用人工手段来迅速增大其个体数量是当务之急。
根据前人经验[ 8] ,对蕨类植物的孢子进行人工繁殖 ,具
有繁殖系数大 、繁殖成本低 、变异性小等特点 ,是人工快
速繁殖育苗的有效途径 ,因此 ,通过对金毛狗的孢子进
行了人工繁殖试验 ,已取得了相应的研究成果 ,现报道
如下。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 孢子的采集 金毛狗的孢子采自重庆缙云山 ,采
集孢子时将背面有成熟孢子囊的羽片剪下装入干净的
白色纸袋 ,放置于室内的通风干燥处 ,以便使孢子自然
脱落。经过1周左右 ,在装有孢子囊羽片的白色纸袋外
面轻轻拍打 ,以便使已经开裂的孢子囊内的孢子充分脱
落出来 ,取出羽片后把纸袋内的孢子倒在孔径 0.2 mm
的金属筛上过筛 ,以便去除其它杂质 ,过筛后的孢子用
棕色广口瓶保存备用。
1.1.2 孢子的消毒处理 孢子在播种前最好进行消毒
处理 ,以避免有害微生物的污染。处理方法为:用滤纸
将称量好的每份为 2 mg的孢子包成一小包 ,并用细线
扎紧;将孢子小包先在70%的酒精中浸泡 30 s左右 ,此
时还要用镊子将滤纸包中的气泡赶净 ,以使孢子表面完
全被酒精浸润;然后将滤纸包放入 5%的NaClO溶液中
浸泡5 ～ 10min ,捞出后用无菌水冲洗4 ～ 5次;在无菌培
养皿中小心打开纸包 ,用 10 mL 的无菌水将滤纸上的孢
子全部冲入培养皿中形成无菌孢子悬浮液;将培养皿中
的孢子悬浮液倒入无菌三角烧瓶中 ,并用少量无菌水把
培养皿冲洗干净后全部倒入三角瓶中。
1.1.3 播种器皿 为了便于管理和降低成本 ,播种器皿
为具有良好排水性能 、口径12 cm的白色塑料花盆 ,播种
前清洗干净 ,并用沸水浸煮5 min左右进行消毒处理。
1.1.4 培养土 据前人经验[ 8] ,试验选用腐叶土 、混合
土(腐叶土 、田园土和河沙以体积比为 1∶1∶1均匀混
合)以及从金毛狗原生境地采来的表层土(以下简称原
生境土)等3种培养土。把这 3种培养土晾干后用较细
的土壤筛过筛 ,为了进行对比 ,过筛后的每种播种基质
平均分为二部分 ,其中一部分不作消毒处理 ,另一部分
放入干燥箱中 ,在 120℃高温下干燥 6 h进行消毒处理。
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·中 草药· 北方园艺 2010(13):203～ 206
1.2 方法
1.2.1 播种 把干燥的播种基质装入花盆并平整表面
后 ,用盆浸法[ 9] 对其进行充分湿润 ,然后用经过灭菌处
理的胶头滴管将三角瓶中的孢子悬浮液均匀地喷洒到
培养土表面。为了保证每份孢子悬浮液都能全部彻底
地播种到相应的一盆培养土中 ,三角瓶中的孢子悬浮液
被播种完后 ,还要用无菌水冲洗 3遍 ,每次冲洗下来的
无菌水和原来的孢子悬浮液一样 ,仍用原来的滴管把它
们均匀地喷洒到培养土表面 ,最后 ,所用滴管也要用无
菌水清洗 3遍 ,清洗下来的无菌水也要均匀地喷洒到培
养土表面。
1.2.2 培养条件 从已有的研究成果来看[ 8] ,蕨类植物
在进行孢子繁殖时 ,对水分条件的要求是十分一致的 ,
但在土壤 、温度和光照方面 ,因不同的种类而差异较大。
因此 ,该试验在保证水分条件的基础上 ,先把培养条件
分为自然培养环境和人工无菌环境(以下分别简称自然
环境和人工环境)2组 ,又把这 2组分别分为自然变温 、
昼夜变温和昼夜恒温3组 ,具体分组如图 1所示。图中
的A 、B 、C分别代表3种培养土 ,数字代表盆数。该试验
的自然环境是指从当地自然环境中选择出来的 、与其原
生境的光照和温度条件差别不大的培养环境;昼夜变温
白天 25℃、夜间 15℃,恒温为 25℃,温度误差为±1.5℃;
人工光源为日光灯 ,光照强度为 4 000 lx 左右。
图1 2种黑桫椤孢子繁殖试验的分组示意
1.2.3 播种后的管理 培养土播种后立即按试验分组
放入相应的培养条件里进行培养和观察 ,对萌发的苔藓
和杂草要及时除去 ,出现霉菌时也要尽量清除 ,严格保
持培养室的无菌环境。
1.2.4 幼苗移栽 当孢子体幼苗长出3 ～ 4片真叶时即
可进行移栽 ,为了保险起见 ,移栽基质全部采用原生境
土。幼苗移栽后要经常检查培养土的含水量和近地面
的空气湿度 ,尽量使其保持在 60%～ 85%之间。移栽
30 d 后平均成活率可达 82.2%。
1.2.5 数据处理 对可以进行量化统计的数据采用
SAS 9.0进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同培养土的繁殖效果
根据试验结果的观察记录 ,不同培养土的繁殖效果
如表 1所示。
表 1 不同培养土的繁殖效果
培养土 配子体数量 孢子体数量 转化率/ %
腐叶土 22.2 9.4 42.3
混合土 10.8 2.6 24.1
原生境土 36.4 19.6 53.8
注:表中数据为每盆培养土的平均值;转化率是指从配子体到孢子体的转化率 ,
转化率=(孢子体数量/配子体数量)×100%;下同。
从表 1结果来看 ,金毛狗在 3种培养土上都有一定
的繁殖效果 ,但它们之间又存在明显差异。多重比较
(LSD法 ,下同)结果表明 , 3种培养土之间的配子体数
量 、孢子体数量和配子体到孢子体的转化率都存在极显
著差异(均值差>LSD0.01 ,下同),其中又以原生境土最
好 ,腐叶土次之 ,混合土最差。说明金毛狗的孢子繁殖
对其原生境土具有较强的依赖性 ,而且对土壤条件的要
求比较严格 ,这也可能是导致其自然种群难以扩大的因
素之一。这3种培养土从配子体到孢子体的转化率都
较低 ,最高也只有 53.8%,说明在金毛狗的孢子繁殖过
程中 ,从配子体到孢子体的转化是一个非常重要的关键
环节。
2.2 自然环境的繁殖效果
金毛狗孢子在自然环境条件下的繁殖效果如表 2
所示。表 2结果显示 ,在自然环境条件下 ,对同一培养
土而言 ,经过消毒处理和未经消毒处理之间的繁殖效果
也存在明显差异。 t检验结果表明 ,二者之间的配子体
数量 、孢子体数量和配子体到孢子体的转化率都存在极
显著差异( t >t0.01(2),下同),未消毒的培养土明显好于
经过消毒处理的培养土。这一结果和有些观点[ 10] 存在
矛盾 ,但也和有些研究者[ 11]的试验结果相吻合。出现这
一结果的主要原因应该是:尽管土壤消毒杀灭了所有菌
类 ,但在温暖潮湿而又不是无菌环境的自然培养条件
下 ,各种霉菌的出现在所难免 ,而霉菌的出现势必会严
重影响孢子繁殖的整个过程 ,与之相反的是 ,在未消毒
的培养土内 ,由于长时间的相互适应 ,土壤内的各种微
生物之间已经处于相对平衡的状态 ,从而避免了霉菌的
出现 ,因此反而比经过消毒处理的培养土更有利于孢子
的繁殖。
表 2 金毛狗孢子在自然环境条件下的繁殖效果
培养土 配子体数量 孢子体数量 转化率/ %
消毒 17.1 4.2 24.6
未消毒 29.8 12.2 40.9
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北方园艺 2010(13):203 ～ 206 ·中 草药 ·
2.3 人工环境的繁殖效果
人工环境的繁殖效果如表 3所示。从表 3结果来
看 ,3种温度条件下的繁殖效果明显不同 ,多重比较结果
表明 ,它们在配子体数量 、孢子体数量和配子体到孢子
体的转化率三个方面都存在极显著差异 ,其中又以自然
温度的繁殖效果最好 ,昼夜变温次之 ,昼夜恒温最差。
这一结果说明 ,作为古老的野生蕨类植物 ,金毛狗已经
对有规律变化的自然温度形成了一定的依赖性 ,反而对
没有变化的恒温适应起来比较困难。同时 ,对表 3中不
同光照条件下繁殖效果的 t检验结果表明 ,金毛狗在白
天光照和昼夜光照 2种光照条件下的配子体数量差异
不显著( t
程中 ,并不要求光照条件的昼夜变化 ,但光照条件的昼
夜变化对孢子体的形成却是非常重要的环境条件之一。
这也体现出了它们在孢子繁殖过程中对原生境昼夜光
照变化的适应性和依赖性。
表 3 人工环境条件下的繁殖效果
光温条件 温度条件自然变温 昼夜变温 昼夜恒温
光照条件
白天光照 昼夜光照
配子体数量 32.7 22.8 9.9 23.5 21.9
孢子体数量 20.4 10.1 2.4 14.9 6.1
转化率/ % 62.4 44.3 24.2 63.4 27.9
图 1 金毛狗配子体(原叶体)和孢子体幼苗
图 2 移栽成活的金毛狗小苗
3 讨论
3.1 金毛狗孢子自然繁殖的主要限制因素应该是土壤
和水分条件
该试验结果说明 ,金毛狗的孢子繁殖在土壤 、温度
和光照 3个方面都对原生境的自然条件产生了较强的
依赖性。因此 , 可以据此推测 ,金毛狗的孢子繁殖在自
然状态下非常困难的主要原因应该是以下二方面:一是
孢子太轻太小 ,被风吹散后不易落到条件适宜的土壤
上;二是随着全球的气候变暖和森林植被的破坏 ,孢子
繁殖所要求的水分条件很难得到满足。这样的发现也
给探索金毛狗的濒危机制提供了一条重要的信息。
3.2 为了方便管理和提高繁殖率 ,有条件时最好在无
菌条件下进行蕨类植物的孢子繁殖
从该试验结果可以看出 ,尽管在自然培养环境中未
消毒培养土的繁殖效果好于消毒培养土 ,但和无菌条件
下的人工光温优化培养环境相比 ,繁殖效果明显较差。
这是由于采用消毒培养土在无菌条件下进行孢子繁殖 ,
不仅可以避免霉菌的危害 ,同时还能消除其它植物孢子
或种子萌发的不利影响。这样既方便管理 ,又能在一定程
度上提高孢子的繁殖率 ,所以是一个更为理想的繁殖途径。
3.3 金毛狗从配子体到孢子体的转化率都很低 ,说明
受精作用很关键
该试验结果表明 ,金毛狗从配子体到孢子体的转化
率都很低 ,最高也只有 63.4%,这样的结果说明从配子
体的受精到孢子体的形成是整个孢子繁殖的关键 ,也给
研究其配子体的受精机制提出了新的要求。
参考文献
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·中 草药· 北方园艺 2010(13):206～ 208
Exploring on Spore Breeding Techniques of National Secondary Protected and
Medicine Used Ornamental Named Cibotiumbarometz
ZHANG Zu-rong1 ,2 ,ZHANG Shao-bin1 ,3
(1.Department of Life Science , Chongqing University of A rts and Sciences , Yongchuan ,Chongqing 402168;2.Key Labo ratory of Eco-environ-
ments in Three Gorges Reservoir Region(Ministry of Education), School of Life Sciences , Southwest University , Chongqing 400715;
3.Chongqing College Garden and F lower Engineering Research Center , Yongchuan , Chongqing 402168)
Abstract:We collected the spores of Cibotiumbaromezt from fields.After having been disfected , we planted the spores in
three kinds of cultivating soil which had been disfected or not.Under the condition that there had been enough water ,
we did grouping propagating experiments under the natural entironment or germfree man-controlled condition.The
results showed that the original surrounding soil was the best cultivating soil.The day light and natural changing tem-
prature under man-controlled germfree environment was the best for cultivating the two.The whole spore breeding
process from the impregnation of the gametophytes to the birth of the sporophytes were the key.
Keywords:Cibotium barometz ;spore breeding;cultivating condition;grouping experiments
第一作者简介:孟祥才(1968-),男 ,博士 ,教授 ,现主要从事药用植
物生物学栽培及质量评价研究工作。 E-mail:mengxiangcai000@
163.com。
通讯作者:王喜军(1961-),男 ,博士 ,教授, 博士生导师 ,现主要从
事生药学及中药血清药物化学研究工作。 E-mail:wxj@
hljucm.net。
基金项目:国家科技部“十一五” 科技支撑计划资助项目
(2006BAI06A05-7);黑龙江省科技攻关资助项目(GB07C322)。
收稿日期:2010-03-31
五味子不同采光结构光照强度及利用率的研究
孟祥才 , 杨 国辉 , 孙 晖 , 王 喜军
(黑龙江中医药大学,黑龙江哈尔滨 150040)
摘 要:通过测定五味子各种采光结构表面的光照强度和单位土地面积光利用率的日变化
和月变化 ,以确定五味子生产的合理采光结构 ,提高产量。结果表明:不同采光结构平均光照强
度顺序为:30°斜架(64.2 klx)>45°斜架(53.8 klx)>南北架(49.5 klx)>东西架(38.8 klx),30°斜
架的光照强度分别比南北架高 29.7%,比东西架高65.5%;光利用率的顺序为:斜架(100%)>南
北架(39.3%)>东西架(24.3%),斜架的光利用率分别是南北架的 2.5倍 ,东西架的 4.0倍。栽
培五味子宜采用斜架。
关键词:五味子;光照强度;光利用率
中图分类号:S 567.1+9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2010)13-0206-03
北五味子(Schisandra chinensis Baill.)是天然分布
于我国东北广大山区的木质藤本植物 ,果实既可入药又
可加工果酒和果汁饮料。自 20世纪70年代以来 ,由于
清林抚育和掠夺式采摘等人为因素的破坏 ,野生资源不
断减少。目前野生资源年产干品为 500 ～ 700 t ,而国内
外中药材市场 、制药企业和酿酒加工企业的年需求量
8 000 t以上[ 1] 。为解决原料短缺 ,在加大资源保护力度
的同时 ,现已进行大面积人工栽培 ,东北三省种植面积
达 1万 m2 以上。目前 ,五味子栽培采用的立架方式多
为单立架或双立架[ 2] ,行距通常 2 m 左右 ,立架朝向多
样 ,光的利用率各异。从生物量考虑 ,植物有机体干物
质的 90%～ 95%来自于光合作用 ,5%～ 10%是从土壤
中吸收而来 ,其中也有主次之分 ,光是积极的 、主动的 ,
而肥料是被动的 ,也就是说 ,只有在一定强度的光照条
件下才能按一定比例吸收土壤中的养分;从五味子生物
特性考虑 ,强光照可提高雌花的比例 ,从而提高结果数
量[ 3-4] ,因此光是决定药材产量的重要因素。现对各种
架式的采光强度和效率进行了研究 ,以期为五味子高产
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