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天麻种质资源箭麻越冬贮藏条件探究

2020-09-15陆春云黄明进邵先强田德连文玉朝陈建军

中成药 2020年8期
关键词:顶芽杂菌天麻

陆春云 黄明进* 邵先强 田德连 文玉朝 陈建军

(1.贵州大学农学院, 贵州省药用植物繁育与种植工程实验室, 贵州贵阳550000; 2.德江县中药材产业发展办公室, 贵州德江565200; 3.贵州闲草堂医药科技有限公司, 贵州镇远557700; 4.德江县绿通天麻发展有限公司, 贵州德江565200; 5.贵州省油菜研究所, 贵州贵阳550000)

天麻为兰科植物天麻Gastrodia elataBl.的干燥块茎,性平,味甘,归肝经,具有息风止痉、平抑肝阳、祛风通络的功效[1]。现代研究表明,天麻含有天麻素、天麻多糖等有效成分,具有抗惊厥、神经保护、心血管保护、改善记忆等作用[2]。天麻亦为兰科真菌营养型多年生草本植物,需要与蜜环菌和萌发菌共生[3]。根据其发育阶段的不同,将天麻地下块茎分为米麻、小白麻、大白麻、箭麻。目前,随着野生天麻资源的减少,人工栽培是获得优质天麻的有效途径。天麻的繁殖分为无性繁殖和有性繁殖。无性繁殖是以天麻小球茎作种麻的一种栽培繁殖法,操作简单,米麻或白麻当年即可长成箭麻,因此大部分地区均采用该方法栽培。但是,所用种麻长期多代繁殖,带病毒植株逐年增多,引起品种退化和产量下降[4]。有性繁殖采用箭麻开花授粉后所结的种子来繁殖栽培,能有效防止天麻种质退化[5]。在有性繁殖过程中,箭麻越冬贮藏是天麻种质资源保存的一个重要环节,如越冬管理不善,常发生烂种,造成很大的经济损失。早期学者研究发现采用室外畦栽和室内箱贮的办法贮存,可以使麻种完好无损,安全越冬[6]。张子丽[7]在对天麻粉贮藏性能的探究实验中发现,贮藏时间对天麻粉的色差,水分量、浸出物、粗多糖、天麻素、对羟基苯甲醇的含有量有极显著影响。天麻种质资源箭麻在越冬过程中,对贮藏条件要求较为严格,需要有合适的水分、温度和洁净度,贮藏条件不合适,往往会造成箭麻腐烂、顶芽(鹦哥嘴) 受损、感染病菌,严重影响翌年开春天麻有性繁殖的花茎生长和蒴果种子产量与质量。课题组对生产实践中的天麻种质资源箭麻越冬贮藏的方法进行走访调查,发现绝大多数天麻生产单位或药农采用河沙或锯末为介质进行越冬贮藏,越冬后箭麻的顶芽受损率、感菌率超过20%,造成种质资源的极大浪费。而研究发现用人工调配的复盖物贮藏天麻种麻,取得了安全贮藏的试验效果[8]。对此,课题组以箭麻越冬后的抽苔率、顶芽受损率、感染杂菌率等性状特征为指标,探讨5 种贮藏介质(土壤、干燥水苔、锯木屑、细砂和树叶)、低温及真空条件对箭麻越冬贮藏的影响,以期为天麻种质资源越冬贮藏条件提供参考。

1 材料

鲜天麻于2012 年11 月采自贵州大方县天麻试验场,经贵州大学农学院赵致教授鉴定为兰科植物天麻Gastrodia elataBl.的块茎,标本存于贵州大学中草药栽培与鉴定教研室。采集样品时均选取无损伤,顶芽完好,质量150 g左右的新鲜箭麻。

贮藏介质: 土壤(黑土壤,采集自贵州贵阳花溪高坡乡灌木林下表层下2~3 cm)、干燥水苔(购自贵州独山)、锯木屑(马尾松、杉木等加工后的粗末)、细砂(以松散石灰岩机械破碎而成,俗称刀口砂,其粒径级配区处于粗砂级配区Ⅰ与中砂级配区Ⅱ之间)、树叶(二球悬铃木黄叶片,秋天掉落水泥地上后收集),5 种介质均未作灭菌处理;101⁃4 型电热鼓风干燥箱(北京科伟永兴仪器有限公司);冰箱(普通家用);真空收纳袋(20 cm×25 cm)。

2 方法与结果

2.1 不同介质对天麻箭麻越冬贮藏的影响

2.1.1 样品处理 105 个新鲜箭麻样品随机分成5 组,每组21 个,分别贮藏于5 种介质中,并放置于贵州大学农学院试验大棚内,定期进行箭麻性状观察。贮藏时先将各种贮藏介质铺撒在地面上,以10 cm 厚为宜,然后小心将箭麻单层摆上,再撒5 cm 厚介质。

2.1.2 5 种贮藏介质特征观察 介质含水量、介质温度以及透气性是影响箭麻越冬贮藏的重要因素,观察其特征,对选取合适的越冬贮藏介质有重要意义。

2.1.2.1 介质含水量及饱和含水量测定 介质含水量指贮藏介质烘干至恒定质量后的失水量。采集介质后及时称定质量m1,然后在鼓风干燥箱中干燥至恒定质量(土壤、细砂干燥温度105 ℃;地衣、锯木、树叶干燥温度55 ℃),取出冷却30 min 后称定质量m2,将失去的水分量与取样量之比,即介质含水量= (m1-m2) /m1×100%。饱和含水量指将介质烘干至恒定质量后的最大吸水量,以介质达到饱和后的吸水量m1与最大吸水后介质质量m2的比值表示,即饱和含水量=m1/m2×100%。结果见表1。

表1 介质含水量及饱和含水量测定结果

2.1.2.2 贮藏过程中介质温度动态变化 将温度计放置于介质中部(5~6 cm 处),定期记录各介质的温度及外环境温度。箭麻越冬贮藏期为2012 年12 月1 日至2013 年3 月15 日,介质和大棚内的温度变化见图1。天麻抽苔开花期为2013 年3 月16 日至2013 年4 月28 日,介质和大棚内的温度变化见图2。

图1 箭麻越冬贮藏期间温度变化

图2 天麻抽苔开花期间温度变化

图1~2 表明,天麻箭麻越冬贮藏期间,外环境的气温变化较大,不同介质之间的温度变化较为缓和,表明介质能够缓解外环境气温的较大变化,有效保护天麻箭麻不受极端天气的影响。其中,以锯木屑和水苔(或地衣类) 对天麻箭麻越冬期间外气温变化的调节作用要优于其他介质,1 月25 日后气温升高到25 ℃时,介质温度不高于18 ℃;12 月3 日气温接近0 ℃时,锯木屑、水苔、土壤温度不低于5 ℃,有效防止了天麻箭麻越冬过程中遭受冻害。天麻箭麻抽苔开花期间,土壤、木屑、水苔温度提升又明显优于细砂和树叶,保持到抽苔期间贮藏温度到15~20 ℃,能有效促进箭麻抽苔。

2.1.3 越冬后箭麻抽苔率 箭麻越冬后,于翌年春天统计5 种介质中箭麻的抽苔率、感染杂菌率、顶芽受损率,分析箭麻未抽苔的原因。感染杂菌率=感染杂菌麻数/总麻数×100%;抽苔率=抽苔麻数/总麻数×100%;顶芽受损率=顶芽受损麻数/总麻数×100%。结果见表2。

表2 箭麻在不同介质中越冬后的抽苔率、感染杂菌率和顶芽受损率统计(n=21)

2.2 箭麻低温与真空贮藏研究 分别将均匀一致、无损伤的200 个新鲜箭麻随机分成2 组,一组放置于4 ℃的冰箱保鲜层;另一组装入收纳并抽真空,放置于贵州大学农学院试验大棚内常温保存。翌年3 月中下旬,解除贮藏,检查箭麻外观形态特征,统计顶芽损坏程度,计算感染杂菌率,并将箭麻置于花盆泥土中,观察抽苔时间、抽苔率、蒴果数量及种子质量。结果见表3。

3 讨论与结论

3.1 贮藏介质对天麻种质越冬贮藏的影响 表1 可知,各贮藏介质对水的吸收能力差别很大,干燥水苔吸水能力最强(93.1%),其次是锯木屑,细砂的吸水能力最差(17.8%)。另外,5 种介质中,透气性较好的是树叶,其次是干燥水苔、锯木屑、土壤,透气性最差是细砂。图1~2 表明,越冬贮藏期间,贮藏介质温度在10 ℃左右,最高不高于20 ℃;抽苔期间温度在15~20 ℃之间,可见气温变化是促进天麻箭麻抽苔开花结果的重要因素。从不同介质温度变化看,各介质温度变化趋势一致,均随外环境温度的变化而变化,但介质温度变化幅度比外环境温度变化幅度要小,且低于外环境温度,尤其是外环境温度处于较高状态下,表现更为明显。表明贮藏介质除了可以保湿外,还可以抵抗外环境温度剧烈变化。

表3 箭麻低温、真空贮藏越冬后各指标测定结果(n=100)

从表2 统计数据可初步判断木屑和树叶对天麻越冬后感染杂菌率较高,可能原因是木屑和树叶带菌率较高,且利于菌落的生长;树叶和干燥水苔对顶芽的影响相对较小,以细砂为介质,箭麻顶芽受损最多,可能是细砂通透性较差,不利于顶芽的生长。综合各种影响因素,水苔、树叶、土壤作为介质越冬贮藏箭麻比使用木屑和细砂的效果好。箭麻越冬贮藏应该选择通透性强、保湿性好、不利于菌落生长的介质,若贮藏前将介质做灭菌处理,将会大大减小介质中菌落对天麻的影响。

3.2 低温与真空贮藏对天麻种质越冬贮藏的影响 表3 显示,冰箱保鲜层贮藏的箭麻抽苔率52%,而真空贮藏的抽苔率仅为7%,顶芽受损率高达80%以上,严重影响箭麻顶芽生长,给翌年天麻抽苔开花结实带来损失。另外,从箭麻花茎抽苔观察发现部分箭麻抽苔后的花茎非常短,大约在25 cm 左右,仅是正常花茎长的四分之一,而且蒴果也只有十几粒左右,但部分蒴果较其他硕大,形态与正常花茎的蒴果有差异。因此,冰箱低温和真空贮藏均不适宜用于天麻箭麻的越冬保存,但是通过相应的贮藏处理,有可能筛选出新的天麻种质资源用于天麻新品种的选育创新。真空贮藏且添加保鲜剂对天麻的保鲜效果最好,保鲜时间最长[9]。另外采用组织培养法保存的天麻,能够长时间的保持一定的生长状态,且可防止杂菌的感染[10]。采用PE20保鲜袋对天麻进行贮藏的保鲜效果最佳,有效地防止了天麻的失水萎蔫和腐烂[11]。

3.3 天麻越冬贮藏条件探讨 要提高箭麻越冬后的质量,减小腐烂率,增加抽苔率,保证花茎正常健康生长,开花结果多,种子饱满,应主要考虑以下几个方面的因素: (1)选种麻时候应注意挑选个大(每个150 g 左右或以上),肥大饱满,麻身表面均匀光滑,顶芽完好粗壮无任何损伤,无病菌感染者。(2) 运输过程中尽量减少剧烈震荡,以避免箭麻顶芽和麻身受损,装载时放置无菌的软体介质中。(3) 采挖后摊开1~2 d,待地表无明显的水汽后,及时贮藏。冬季,在地面上保存麻种优于在地道中[12]。通过1.5%壳寡糖浸泡可提高果实抗氧化防御系统的能力来延缓天麻衰老,保持其品质良好[13]。(4) 贮藏介质的选择与处理,选择无营养来源(避免滋生杂菌)、无污染、疏松透气、不长时间积水的介质,测定湿度(介质含水量),保存介质湿度在65%左右。(5) 贮藏室应选择通风透气,不潮湿,保温,具有一定洁净度的场所。(6) 贮藏介质温度一般控制在10~15 ℃,低于10 ℃或高于15 ℃均不利于箭麻的越冬贮藏,高于15 ℃,贮藏期间天麻顶芽会萌动。(7)从11 月下旬到翌年3 月中下旬,大约贮藏4~5个月时间,待3 月天气回暖后,及时从介质中移出,放置于育种室,等待抽苔开花结果。(8) 育种室应选择通风透气效果好,湿度相对稳定,且控制一定的温度,一般室内温度20 ℃左右,有利于花茎生长。育种室湿度最好控制在60%~70%,采用4 ℃冷藏的种子及新鲜种子进行播种有利于种子萌发[14⁃15]。降低天麻种子的含水量比降低贮藏温度对天麻种子活力的保持更有效,且利用非穿透防冻保护剂进行天麻种子的低温、超低温长期有效保存是可行的。综上所述,天麻箭麻越冬应选择合适的贮藏条件。

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