全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 17 期 2015 年 9 月

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不同株系一年生石斛苗长势及有效成分比较
王 辉 1，田 娜 1, 2，肖小君 1，齐泽民 1*，黄作喜 1，张志勇 1
1. 内江师范学院生命科学学院，四川 内江 641100
2. 重庆医科大学，重庆 400010
摘 要：目的 通过比较 9 个不同株系一年生石斛苗（T5、T3、T2、YD-1、W-3、GDYS、TN、W-1 和 T4）的生长势及有
效成分量，筛选具有较高开发利用价值的石斛株系。方法 采用生理学及生药学常规方法测定石斛苗生长情况和有效成分量，
并用 SPSS 11.5 统计分析软件对有效成分的测定值进行系统聚类分析。结果 T4 长势最好，T2 长势最差，其余株系介于其
间；聚类分析将 9 个株系分为 3 类：第 1 类包括 GDYS、TN、T5、T4，该类石斛的多数有效成分的量相近且高于其他株系；
第 2 类包括 W-3、YD-1、T3，这类石斛的有效成分平均量位于第 2 位；第 3 类包括 W-1 和 T2，这 2 个株系的多数有效成分
的量较低。结论 GDYS、TN、T5 和 T4 可作为优良株系进行规模化生产；W-3、YD-1、T3 和 T2 可作为种质资源保存，不
宜大规模种植；W-1 的生物碱和灰分量较高，可作为专门的提取原料，也可作为回交亲本用于改良优良株系的个别不良性状。
关键词：石斛；有效成分；石斛多糖；生物碱；聚类分析
中图分类号：R282.4 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2015)17 - 2618 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.17.019
Comparison on growth and active ingredients in different strains of annual
Dendrobii Herba seedlings
WANG Hui1, TIAN Na1, 2, XIAO Xiao-jun1, QI Ze-min1, HUANG Zuo-xi1, ZHANG Zhi-yong1
1. College of Life Science, Neijiang Normal University, Neijiang 641100, China
2. Chongqing Medical University, Chongqing 410010, China
Abstract: Objective To screen higher value Dendrobii strains for development and utilization, the growth vigor and active ingredient
contents of nine annual Herba Dendrobii seedlings (T5, T3, T2, YD-1, W-3, GDYS, TN, W-1, and T4) were studied. Methods The
growth and active ingredient contents were measured by the physiological and pharmacognosical methods. Cluster analysis was carried
out by SPSS11.5 statistical analysis software. Results The most desirable growth was T4 while that of T2 was the worst, and the other
strains were between them. The nine different strains could be divided into three groups by cluster analysis: The first group included
GDYS, TN, T5, and T4, in which the most of the active ingredient indicators were similar and higher than other strains. The second
group included W-3, YD-1, and T3, in which there were the second average contents. The third group included W-1 and T2, in which
there were lower contents in most active ingredients. Conclusion GDYS, TN, T5, and T4 could be produced in large scale as good
strains, while W-3, YD-1, T3, and T2 could be conserved as germplasm resources, but unfavorable to grow in large scale. The strain of
W-1 has a higher content of alkaloids and ash, which could be used as the special extracting materials or the backcrossed parents to
improve the individual unfavorable traits of good strains.
Key words: Dendrobii Herba; active ingredients; polysaccharide of Dendrobii Herba; alkaloids; cluster analysis

石斛为兰科石斛属 Dendrobium Sw 多年生草本
植物，是我国传统的名贵中药材。随着人们保健意
识的逐渐增强，目前市场需求量不断扩大。野生石
斛多生长在山区高温高湿环境，生长缓慢、自身繁
殖能力极低，加上人为采摘破坏严重，使得野生石
斛资源濒临枯竭。随着生物技术的发展，人工栽培
的石斛逐渐占据市场，已有文献报道对药用石斛的
人工栽培技术[1-3]、药理作用及化学成分[4-5]等方面

收稿日期：2015-02-01
基金项目：四川省教育厅重点项目（13ZA-0007，14ZA0250）；四川省教育厅高校科研创新团队项目（14TD0025）
作者简介：王 辉（1982—），男，助理研究员，硕士，研究方向为药用植物栽培及育种。E-mail: whscnj@126.com
*通信作者 齐泽民，男，教授，主要从事珍稀植物资源保护与利用研究。E-mail: zmin918@sina.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 17 期 2015 年 9 月

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的一些探讨和研究。但这些研究多集中于金钗石斛、
铁皮石斛和齿瓣石斛[1-2,5]等个别品种上，对人工选
育的株系报道较少，特别是人工栽培的株系早期石
斛茎中有效成分量的综合研究目前尚未见报道。本
实验以 9 个石斛组培快繁的一年生株系作为实验材
料，从多指标角度检测及评价其生物学性状与品质
状态，对于一年生组培快繁石斛优良株系的选育及
规范化生产具有指导意义。
1 材料与方法
1.1 实验材料
选取 9 个不同生态型的石斛材料，由内江师范
学院生命科学学院组培室生产及驯化栽培，分别编
号为 T5、T3、T2、YD-1、W-3、GDYS、TN、W-1
和 T4。
1.2 方法
于 6 月份每个株系选取茎高为 1.5 cm 的一年
生石斛苗 10 株为观察目标，进行标记，3 个月后
用直尺测量茎高。采用剪纸称量法测定叶面积和
比叶重（单位叶面积的叶片鲜质量）[6]；叶绿素
相对量用 SPAD-502 叶绿素仪测定，根据孙小霞
等[7]方法测定叶绿素的量。采用氯化三苯基四氮
唑（TTC）法测定根系活力[7]。蛋白质量用考马斯
亮蓝法[7]测定；灰分量参照《中国药典》2010 年
版一部附录 IX K 灰分测定法[8]；粗纤维量的测定
参照张志良的方法[6]；石斛多糖量测定参照吴刚
等的方法[9]，并在此基础上稍加修改，用 722 型
紫外-可见分光光度计在 625 nm 处测定吸光度
（A）值[10-11]。以溴甲酚绿酸性染料于 620 nm 处比
色法测定总生物碱量。
1.3 数据分析
采用Excel和SPSS 11.5对实验数据进行处理聚
类分析利用组间平均连锁法以欧式距离为测度对样
本进行分析。
2 结果与分析
2.1 不同石斛株系生长情况比较
表 1 结果表明，T4 茎高值最大，达到 3.07 cm，
T2 生长最慢、仅为 1.87 cm，两者之间差异显著
（P＜0.05）；其他株系茎高介于 2.40～2.96 cm，差
异不显著（P＞0.05）。从叶面积的比较可见，TN、
T4、GDYS 的叶面积较大，分别为 3.42、3.02、2.89
cm2，三者差异不显著，但较其他株系差异显著；
T2 和 YD-1 的叶面积较小，分别为 1.82 和 2.00 cm2。
叶绿素量显示，T4 的叶绿素量最高（4.14 mg/dm2），
T2 的叶绿素量最低（3.21 mg/dm2），两者之间差异
显著；根系活力显示，T4 根系活力最高，T2 根系
活力最低。因此，综合茎高、叶面积、比叶重、叶
绿素量以及根系活力 5 个指标的结果认为，T4 的光
合作用较强，生长势强，T2 长势较差。
表 1 不同株系的一年生石斛苗生长情况比较
Table 1 Comparison on growth of different annual Dendrobii Herba seedlings
株系名 茎高/cm 叶面积/cm2 比叶重/(mg·cm−2) 叶绿素量/(mg·dm−2) 根系活力/(μg·g−1·h−1)
T5 2.96±0.61 a 1.91±0.31 d 20.74±1.89 bc 3.61±0.26 bcde 151.87
T3 2.50±0.56 ab 2.66±0.23 b 22.05±1.10 abc 3.49±0.12 cde 163.92
T2 1.87±0.21 b 1.82±0.15 d 19.97±1.56 bc 3.21±0.16 e 121.10
YD-1 2.53±0.59 ab 2.00±0.23 d 20.03±1.50 b 3.92±0.25 ab 136.74
W-3 2.40±0.62 ab 2.05±0.60 cd 21.94±2.72 abc 3.84±0.31 abc 140.59
GDYS 2.67±0.38 ab 2.89±0.20 ab 25.60±2.70 a 3.75±0.04 abcd 141.87
TN 2.60±0.53 ab 3.42±0.33 a 19.56±2.75 c 3.39±0.32 de 147.77
W-1 2.63±0.35 ab 2.58±0.31 bc 21.80±2.51 abc 4.01±0.18 ab 157.51
T4 3.07±0.21 a 3.02±0.33 ab 24.13±4.27 ab 4.14±0.17 a 168.03
不同小写字母表示差异显著（P＜0.05），下同
Different lowercase letters indicate significant difference at 0.05 levels respectively, the same as below
2.2 不同株系石斛可溶性蛋白质量的比较
蛋白质是构成植物细胞的基本物质之一，也是
人体必需的重要营养成分之一。在植物生长过程中，
植物的茎叶部分在不断的合成蛋白质，供构建新的
组织和器官需要。从图 1 可知，9 个石斛株系的蛋
白质量依次为 T4＞T5＝TN＝GDYS＞T3＞W-3＞
YD-1＞W-1＞T2。T4 的蛋白质量最高，达 564 μg/g；
其次分别是TN、GDYS、T5，蛋白质量均为 480 μg/g，
与 T4 的蛋白质量差异不显著（P＞0.05），但与 T2 的
蛋白质量差异显著，T2 蛋白质量最低，为 100.8 μg/g，
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图 1 不同石斛株系可溶性蛋白质量的比较
Fig. 1 Comparison on soluble protein contents of different
strains in annual Dendrobii Herba seedlings
仅为 T4 的 17.7%。
2.3 不同株系石斛苗灰分量的比较
由图2 可知，9 个株系的灰分量依次为T4＞W-1＞
GDYS＞TN＞T5＞YD-1＞T3＞W-3＞T2，T4和W-1
的灰分量最高，分别为 3.102%、3.089%，较其余株
系差异显著（P＜0.05）；其次为 GDYS 和 TN，量
分别为 2.503%和 2.361%；T5、T3、YD-1 和 W-3 4
个株系之间灰分量差异较小；T2 的灰分量最低
（1.903%），且较其他株系差异显著（P＜0.05）。因
此认为，T4 和 W-1 中无机盐量较高，植株营养价
值较佳，T2 株系营养价值最差。

图 2 不同株系石斛苗总灰分量的比较
Fig. 2 Comparison on total ash contents of different strains
in annual Dendrobii Herba seedlings
2.4 不同株系石斛苗粗纤维量的比较
粗纤维是膳食纤维的一部分，具有重要的保健
功能，能延缓碳水化合物的吸收，有利于防治肥胖、
便秘、心血管疾病、结肠癌和保健[12-13]。图 3 结果
表明，9 个石斛株系的粗纤维量依次为 GDYS＞
YD-1＞T4＞T5＞TN＞T3＞W-1＞W-3＞T2。GDYS
的粗纤维量最高，达到 10.50%，其次为 YD-1 和 T4，
量分别为 9.70%、9.65%；T2 粗纤维量最低，为
6.35%；其他株系的石斛苗粗纤维量均在 6.50%～
9.00%。
2.5 不同株系石斛苗多糖量的比较
石斛茎中多糖量被认为是评价石斛品质的重要

图 3 不同株系粗纤维量的比较
Fig. 3 Comparison on the crude fiber contents of different
Dendrobii Herba seedlings
指标之一，石斛药用价值的高低，在很大程度上取
决于石斛多糖量的高低。由图 4 可知，9 个石斛株系
的多糖量依次为 GDYS＞TN＞W-1＞T3＞YD-1＞
T2＞T5＞T4＞W-3，GDYS 的石斛多糖量最高，达
到 29.24%，且较其他株系差异显著（P＜0.05）；其
次为TN、W-1和T3，多糖量分别为 26.92%、26.86%、
26.70%，三者差异不显著；W-3 多糖量最低，仅为
13.35%，并且较其他株系差异显著（P＜0.05）。由
此认为，9 个株系的石斛苗中，以石斛多糖量为指
标评价指标时，GDYS 的药用价值较好，W-3 的药
用价值较差。

图 4 不同株系石斛多糖量的比较
Fig. 4 Comparison on polysaccharide contents of different
strains in annual Dendrobii Herba seedlings
2.6 不同株系石斛总生物碱量的比较
据报道，石斛属植物的生物碱相对于多糖而言
量较低，但生物碱具有抗肿瘤、抗氧化[14]、退烧止
痛、抑制血管和胃肠道疾病[15-16]等重要的生理功能。
由图 5 可知，9 个株系的石斛总生物碱量依次为
W-1＞YD-1＞GDYS＞TN＞T4＞T5＞T3＞T2＞
W-3。W-1 总生物碱量最高，达 0.348%，显著高于
其他株系的石斛，YD-1、GDYS、TN 量分别为
0.32%、0.291%、0.283%，三者之间差异显著（P＜
0.05）；T4 量略高于 T5，但无显著差异（P＞0.05）；
T3、T2 茎总生物碱量较低，分别为 0.151%、0.147%；

600


400


200

0 可
溶
性
蛋
白
质
量
/(μ
g·
g−
1 )

T5 T3 T2 YD-1 W-3 GDYS TN W-1 T4
a
ab
b
ab
ab
a a
ab
a
3
2
1
0
灰
分
/%

T5 T3 T2 YD-1 W-3 GDYS TN W-1 T4
d d
e
d d
b c
a
a
12
8
4
0
粗
纤
维
/%

T5 T3 T2 YD-1 W-3 GDYS TN W-1 T4
bc bcd
d
ab
cd
a
bc cd
ab
35
25
15
5
多
糖
/%
e
b
d c
f
a
b b
e
T5 T3 T2 YD-1 W-3 GDYS TN W-1 T4
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图 5 不同石斛株系生物碱量的比较
Fig. 5 Comparison on total alkaloids contents of different
strains in annual Dendrobii Herba seedlings
W-3 茎总生物碱量最低为 0.119%，与其他株系差异
显著，仅为 W-1 生物碱量的 34.2%。
2.7 不同株系石斛苗的聚类分析
为了更全面地比较 9 个株系营养成分的差异，
筛选出较好的石斛种质资源，掌握各株系之间的亲
缘关系。对石斛的可溶性蛋白质量、粗纤维量、石
斛多糖量、石斛碱量和灰分量进行聚类分析，结果
表明（图 6），9 个株系石斛可分为 3 类，第 1 类包
括 GDYS、TN、T5 和 T4，该类株系的典型特征是
可溶性蛋白质、灰分、粗纤维量较高，石斛碱量也
相对较高，另外，GDYS、TN 和 T5 之间的亲缘关
系较近；第 2 类包括 YD-1、W-3 和 T3，该类群的
多数营养指标均低于第 1 类，YD-1 和 W-3 的亲缘
关系较近；第 3 类包括 T2 和 W-1，其多数性状均
表现为最差，但 W-1 石斛碱、灰分和石斛多糖量较
高，对于改良优良株系的个别不良性状时（针对石
斛碱、灰分和石斛多糖量较低的株系），是优良的回
交亲本；T2 株系综合量均较差，可作为种质资源保
存，不宜直接开发利用。

图 6 不同株系石斛的聚类分析
Fig. 6 Cluster analysis on different strains in annual
Dendrobii Herba seedlings
3 讨论
石斛茎被认为是药用价值最高的部位，而石
斛多糖和石斛生物碱是石斛最重要的药用成分，
是评价石斛品质的主要指标，两者的评价角度不
同，其药用价值也不同。研究证明，石斛多糖具
有增强免疫 [17]、抗衰老和抗氧化 [18]、抗肿瘤 [19]
以及祛痰镇咳、降血压[20]清除氧自由基等[21-22]作
用。生物碱则具有兴奋肠管、促进胃液分泌[23]等
功能。此外，可溶性蛋白、粗纤维和灰分量也是
植物体中具有品质判定意义和卫生检验意义的重
要化学指标[24]。陆礼和等[25]研究测定了金钗石斛
的灰分量，并且从金钗石斛的灰分中鉴定出 Ca、
Mg、P、S、Fe 等 8 种重要的无机元素，证明了
石斛灰分量与营养价值密切相关。
本研究通过比较 9 个石斛株系一年生幼苗
的长势及有效成分，并且对 5 种主要有效成分
的量进行了 SPSS 聚类分析，结果表明，9 种石
斛可分为 3 类：第一类包括 GDYS、TN、T5 和
T4，结合有效成分量的柱状图可知，该类 4 个
株系的多数有效成分指标相近且较其他株系
高，其中 T4 的长势、蛋白质量及矿物质等方面
较佳，具有栽培优势和一定营养价值；而从石
斛粗纤维量和多糖量这一角度比较，GDYS 显著
高于其他石斛，从亲缘关系来看，GDYS、TN
和 T5 之间的亲缘关系较近；第 2 类包括 W-3、
YD-1 和 T3，这类石斛的有效成分平均量位于第
2 位，可作为种质资源保存，不利于大规模开发，
YD-1 和 W-3 的亲缘关系较近；第 3 类包括 W-1
和 T2，这 2 个株系的多数有效成分水平表现较
低，但 W-1 的石斛碱和灰分量较高，具有良好
的药用价值，可进行选择性的开发利用，也可
作为回交亲本用于改良优良株系的个别不良性
状时；T2 长势较差，可作为种质资源保存，不
宜直接开发利用。
前人研究以及本实验得出的结论都表明，对于
有效成分而言，各有侧重点，不是每个株系都同时
含有较高的多糖和生物碱，在进行石斛药用价值评
价以及开发利用前景判断时，应从不同的角度评价
和选择。因此，本实验研究结果为指导石斛杂交和
扩大优良石斛株系的市场开发提供了理论参考依
据，也对种质资源的保护起到积极作用。对 2～4
年生石斛苗的生长和药用成分的动态变化情况，研
究将持续进行。

0.35

0.25

0.15

0.05
生
物
碱
/%

T5 T3 T2 YD-1 W-3 GDYS TN W-1 T4
e
f f
b
g
c
d
a
e
GDYS
TN
T5
T4
YD-1
W-3
T3
T2
W-1
0 5 10 15 20 25
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