野生鐵皮石斛優(yōu)良品種選育與設(shè)施高效栽培技術(shù)研究

1、野生鐵皮石斛優(yōu)良品種選育與設(shè)施高效栽培技術(shù)研究一、項目概況，國內(nèi)外同類研究情況（包括技術(shù)水平）；鐵皮石斛（Dendrobium officinale）是中國傳統(tǒng)名貴珍稀中藥材。隨著國內(nèi)外對其需求量的不斷攀升，野生種質(zhì)資源的瀕臨枯竭，人工栽植方興未艾。截至目前，浙江省鐵皮石斛種植面積已經(jīng)超過500公頃，產(chǎn)值過7億元。然而，鐵皮石斛的人工栽植以商品種為主，野生鐵皮石斛作為中藥材，其有效成分含量（多糖、生物堿）顯著高于商品種，所以開發(fā)野生鐵皮石斛新類型、研究其設(shè)施高效栽培技術(shù)對于擴大鐵皮石斛種植面積，提升鐵皮石斛藥材“道地性”，提高鐵皮石斛產(chǎn)量都具有十分重要的意義。鐵皮石斛在我國有著廣泛的分布，具體

2、見表1（馮杰 等，2011）。但是不同地區(qū)的鐵皮石斛由于長期環(huán)境適應(yīng)的關(guān)系，其藥用成分含量存在較大的差異，通過物理、化學(xué)手段分析其有效成分含量，評價其藥用價值，是對野生鐵皮石斛資源保護性開發(fā)、推廣應(yīng)用的前提。然而目前這方面的工作剛剛展開，野生鐵皮石斛的資源利用還未走入正軌。據(jù)統(tǒng)計，目前國內(nèi)種植的鐵皮石斛多為人工選育種，栽培技術(shù)已經(jīng)比較成熟。通過設(shè)施栽培，在市場上占據(jù)了重要的份額。但是野生鐵皮石斛的資源搜集、開發(fā)仍然較少，只有極少數(shù)企業(yè)愿意投入人力財力進行該領(lǐng)域的研究。斯金平（2009）等研究指出，野生鐵皮石斛雖然藥用價值更高，但是在種子繁殖、質(zhì)量控制等方面尚有諸多問題亟待解決，野生種高效設(shè)施栽

3、培技術(shù)方面也有改進的地方，否則野生鐵皮石斛難以迅速推廣應(yīng)用。表1 鐵皮石斛在我國的主要分布地區(qū)。省份地名云南廣南、文山、麻栗坡、西疇、石屏、屏邊、臨滄、普洱、勐海等廣西西林、宜山、隆林、天峨、永福、東蘭、鐘山、平樂、南丹等浙江臨安、天臺、仙居、富陽、江山、金華、鄞縣貴州三都、獨山、興義、梵凈山、荔波等四川漢源、甘洛、金陽江西井岡山、廬山廣東乳源、平遠河南信陽、商城福建寧化安徽大別山目前我國鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)存在的主要問題1.1 原料市場參差不齊由于有著巨大的利益空間，鐵皮石斛在我國廣大南方山區(qū)有大面積的種植，然而生產(chǎn)主體以小農(nóng)戶居多，種源混亂、管理粗放等原因?qū)е铝水a(chǎn)品質(zhì)量良莠難辨，甚至出現(xiàn)以次充好、

4、以假亂真等現(xiàn)象，嚴(yán)重?fù)p害了該產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。1.2 種植技術(shù)無章可循鐵皮石斛作為名貴中藥材，其“道地性”與栽培環(huán)境、栽培手段、采后加工等各環(huán)節(jié)密切相關(guān)，然而在利潤的驅(qū)使下，眾多鐵皮石斛生產(chǎn)單位盲目擴大種植規(guī)模，以量取勝，忽視產(chǎn)品種植養(yǎng)護規(guī)范，導(dǎo)致藥材品質(zhì)低下、藥效減小，失去了鐵皮石斛的藥用價值，直接損害了消費者的利益，這對整個鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展極為不利。1.3種苗生產(chǎn)能力亟待提高今年上半年，杭州地區(qū)鐵皮石斛種苗曾出現(xiàn)一苗難求的窘境，該產(chǎn)業(yè)市場發(fā)展規(guī)?？梢娨话?。之所以種苗價格高、供不應(yīng)求，根本原因在于鐵皮石斛快繁技術(shù)尚不能滿足市場需求，種苗繁殖系數(shù)有待提高。本項目實施的意義隨著人們生活水平的

5、不斷提高，藥用保健品的需求日益旺盛，鐵皮石斛作為純天然名貴中藥材，在食品、保健品行業(yè)有著巨大的商業(yè)前景。野生鐵皮石斛具有更優(yōu)質(zhì)的保健成分，對其資源保存、合理利用既是科學(xué)發(fā)展觀的要求，也是市場成長的需要。本項目旨在廣泛搜集野生鐵皮石斛資源，分析其有效成分含量，對其進行藥用成分評價，進而篩選出適合推廣利用的野生類型，研究其快繁技術(shù)，提高其增殖速率，然后制定適合其生長發(fā)育的高效設(shè)施栽培技術(shù)體系，形成一套完整的“資源搜集品種選育高效快繁規(guī)范種植”產(chǎn)業(yè)鏈條，同時制定野生鐵皮石斛優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程，為行業(yè)發(fā)展探索標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化路子。二、技術(shù)（產(chǎn)品）市場需求、經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益分析；（一）市場需求分析

6、我國是應(yīng)用石斛最多的國家，也是栽培石斛最多的國家，以石斛為原材料的中成藥或保健食品約有20多種。從發(fā)展歷史看，石斛的消費量在解放前和解放初是比較大的，但是后來隨著資源的短缺，市場上已基本沒有了鐵皮石斛，故連不少現(xiàn)代的中醫(yī)都不知道這個藥材了。近年來，浙江省是國內(nèi)率先實現(xiàn)鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)化的省份，鐵皮石斛產(chǎn)品的年銷售額已達5億以上，而目前由于一些地區(qū)在報道中和統(tǒng)計中的偏向性，據(jù)初步的調(diào)查估計，我國目前各品種大小石斛的實際栽培面積仍然未突破1萬畝，主要分布浙江、云南、廣東、貴州等地。由于鐵皮石斛栽培相對投資比較大，技術(shù)要求嚴(yán)、目前市場尚未打開等原因，發(fā)展速度不是很快。從各地的情況看，鐵皮石斛生產(chǎn)總體還處

7、于起步階段，總的規(guī)模也不是很大，鐵皮石斛相關(guān)保健品開發(fā)也很不是很理想，產(chǎn)品單一，價格偏高。全國涉及用到石斛類的制藥廠和保健品加工企業(yè)有100多家。我國每年用石斛為原料的藥品、保健品產(chǎn)值超過幾百億元，市場需求的數(shù)量每年均在幾百萬公斤以上，而且逐年呈上升趨勢。僅石斛飲片用到鮮品量每年在100萬公斤以上，按10公斤生鮮的石斛加工成1公斤楓斗折合干品大約用量為10萬公斤；而作為中成藥的原料，僅南京金陵制藥集團需鮮品達1000萬公斤以上，折合干品約100萬公斤，且不計其它新藥開發(fā)的需求量。從目前的市場看，特級純正鐵皮楓斗價格在每公斤十萬元左右。一級楓斗價格在每公斤二到三萬元，且有價無貨，其產(chǎn)量只有需求量

8、的0.004%，可謂一克難求。預(yù)計在10年內(nèi)鐵皮石斛的產(chǎn)量仍難以滿足市場的需求。如此巨大的市場需求和原材料缺口，加之野生鐵皮石斛獨特而神奇的藥效、藥用價值奇高，顯示出良好的市場前景。所以應(yīng)加大產(chǎn)品研發(fā)力度，針對目前野生鐵皮石斛資源短缺、繁殖率低等問題，加大投資力度，力求研發(fā)水平的提高，適應(yīng)市場對鐵皮石斛產(chǎn)品的需求，順應(yīng)市場機制的發(fā)展。（二）經(jīng)濟效益分析石斛在中藥史上已有2000年以上的應(yīng)用歷史，已成為十大類別的藥材，通稱為：“石斛類藥材”。石斛既可單獨入藥，又能與其它藥物配伍復(fù)方，石斛單獨入藥及與其配伍復(fù)方已達100多種。石斛是在中華人民共和國藥典中記載中藥材涉及植物來源最為眾多的、應(yīng)用最廣泛

9、的一種藥材。由于自古以來諸多的中醫(yī)藥方需用到石斛，加上近些年來越來越多的藥品、保健品也使用石斛為原料，但野生石斛的繁殖率極低，然而人們只采集野生的石斛確不發(fā)展人工種植，因此導(dǎo)致石斛中的上品-鐵皮石斛瀕危滅絕，引發(fā)其價格一漲再漲，如今已發(fā)展到了普通石斛都難以尋覓的地步，所以石斛的市場售價非常昂貴，鐵皮石斛的價格更是奇高，在美國、日本、韓國和東南亞等地區(qū)其價格昂貴到每公斤干品1000-3000美元，鐵皮楓斗在國內(nèi)的銷售價格每公斤已超過每公斤8000元，鐵皮楓斗在2005年廣交會上與外商成交價為每公斤干品3600美元，目前鐵皮石斛的鮮品收購價每公斤仍在2000元以上。顯而易見，開發(fā)野生鐵皮石斛資源，

10、經(jīng)濟效益也是十分顯著的。（三）社會和生態(tài)效益分析用高新技術(shù)開發(fā)鐵皮石斛資源，采用人工栽培技術(shù)來拯救野生鐵皮石斛瀕?？萁叩内厔菀殉蔀楸厝?。根據(jù)野生鐵皮石斛附生喜陰的生長習(xí)性，將野生鐵皮石斛種植于所造林間的樹上或林下1年左右即可產(chǎn)生經(jīng)濟效益，填補了單純?yōu)樯鷳B(tài)而造林須10-20年才能產(chǎn)生經(jīng)濟效益的困境，又優(yōu)化了各地造林技術(shù)模式和創(chuàng)新造林經(jīng)營機制，使退耕還林工程既發(fā)揮了生態(tài)效益，又調(diào)整了農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，培植了后續(xù)產(chǎn)業(yè)，同時執(zhí)行了國家大力扶持的“退耕還林”發(fā)展“林下經(jīng)濟”的政策，社會效益也十分顯著。我國已經(jīng)出臺了對野生鐵皮石斛進行重點保護和嚴(yán)禁采摘的法律法規(guī)，為滿足我國藥品和保健品市場對鐵皮石斛的需求，對個人

11、和企業(yè)人工栽培和研究鐵皮石斛的，國家科委已予以立項并由政府撥款扶持。各種情況表明，開發(fā)野生鐵皮石斛資源，并對其進行保存、繁殖及育種研究，來解決鐵皮石斛中藥材來源匱乏、繁殖率低等問題，滿足人民藥用和保健的需要，已成為必然，既是保護瀕危植物的需要，也有效地保護了野生資源。三、項目主要研究開發(fā)內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵；1主要研究開發(fā)內(nèi)容（1）野生鐵皮石斛種質(zhì)資源收集和保存：采集野生鐵皮石斛種苗和種子，采用組培苗和種子儲藏的方式保存種質(zhì)資源。（2）野生鐵皮石斛生物學(xué)特征及有效成分分析：對不同地域野生鐵皮石斛的株高、莖粗、葉長、葉寬、葉面積等生物學(xué)特征進行比較，同事測定含水量、總多糖、可溶性多糖和纖維素含量。（3

12、）野生鐵皮石斛DNA分子標(biāo)記：用來進行種質(zhì)資源保護、遺傳多樣性、種群結(jié)構(gòu)及個體鑒定等研究。（4）組織培養(yǎng)和誘變結(jié)合培育野生鐵皮石斛新優(yōu)品種：組織培養(yǎng)結(jié)合化學(xué)誘變和輻射誘變，提高變異率，獲得優(yōu)良的變異植株。（5）野生鐵皮石斛組織培養(yǎng)工藝優(yōu)化：通過培養(yǎng)容器創(chuàng)新，引入流水線工藝，采用不同的培養(yǎng)光源，提高生產(chǎn)效率，降低能耗。（6）野生鐵皮石斛穴盤育苗基質(zhì)優(yōu)化篩選：鐵皮石斛生長習(xí)性特殊，組培苗成活率較低，生長緩慢，使得育苗環(huán)節(jié)成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸?；|(zhì)的選擇是穴盤育苗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，進行栽培試驗，篩選出適宜的基質(zhì)配方。（7）野生鐵皮石斛專用肥開發(fā)應(yīng)用：根據(jù)鐵皮石斛的需肥特點進行不同的肥料配方試驗，開發(fā)

13、鐵皮石斛專用肥，促進鐵皮石斛莖葉伸長生長、提高其莖葉比和產(chǎn)量、增加葉面積。2技術(shù)關(guān)鍵(1) 野生鐵皮石斛DNA分子標(biāo)記技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用；（2）野生鐵皮石斛專用肥開發(fā)應(yīng)用四、預(yù)期目標(biāo)（要達到的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)；自主知識產(chǎn)權(quán)申請擁有設(shè)想）；1. 收集和保存野生鐵皮石斛種質(zhì)資源50-60份；2選育出適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的野生鐵皮石斛新品種8-10個；3組織培養(yǎng)結(jié)合化學(xué)誘變和輻射誘變，獲得優(yōu)良的變異植株1-2個4野生鐵皮石斛組織培養(yǎng)工藝優(yōu)化生產(chǎn)示范，并設(shè)立示范點各1個。5申請國家發(fā)明專利1-2項6項目實施后預(yù)計工廠化生產(chǎn)鐵皮石斛種苗500萬株，新增產(chǎn)值1000萬元。五、項目現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)和條件（包括原有基礎(chǔ)、知

14、識產(chǎn)權(quán)情況、技術(shù)力量的投入、科研手段等）；1、資源基礎(chǔ)課題承擔(dān)單位早在2005年就開始從事各類石斛品種的搶救性保護栽培、種苗組培等研究工作，主要負(fù)責(zé)人及技術(shù)人員走遍我國南方石斛主要分布區(qū)，現(xiàn)有霍山石斛、鐵皮石斛、銅皮石斛、細莖石斛、紫皮石斛、金釵石斛、觀賞石斛等二十多種，尤其是鐵皮石斛的種源來自浙江雁蕩山、江西、福建武夷山、安徽大別山、廣東瑤山、云南、貴州、廣西鐘山及緬甸等野生原產(chǎn)地，目前已經(jīng)收集到不同種源的野生鐵皮石斛50余種，尤其是浙江雁蕩山的原生玉蘭（鐵皮）石斛已屬珍稀品種。這些資源在近幾年不同方式的種苗擴繁及細心栽培下，數(shù)量及栽培品質(zhì)有了很大的提高，已經(jīng)得到了充分的保存。2、技術(shù)條件

15、近年來在各級政府、科技部門和專家的幫助指導(dǎo)下，承擔(dān)單位在種源的保存、各種野生石斛的栽培技術(shù)、種苗的繁殖包括組培技術(shù)上，形成了一套完整的技術(shù)。已經(jīng)獲得國家授權(quán)技術(shù)發(fā)明專利1項，正在申請發(fā)明專利1項。課題承擔(dān)單位先后承擔(dān)省農(nóng)技推廣基金“鐵皮石斛設(shè)施栽培技術(shù)示范”，杭州市種子種苗項目“鐵皮石斛優(yōu)質(zhì)種苗快繁技術(shù)研究”及杭州市農(nóng)業(yè)公關(guān)項目、蕭山區(qū)重點項目、蕭山區(qū)種子種苗項目等十余項。在課題的創(chuàng)新提升、研究設(shè)計、技術(shù)路線和課題實施有了足夠的基礎(chǔ)和實際操作經(jīng)驗。課題合作單位是我省較早開展園林花卉研究的專業(yè)研究所，先后承擔(dān)國家及省市區(qū)各級園林花卉課題，尤其在園林植物栽培及組培技術(shù)上有較高的技術(shù)水平，多項成果獲

16、獎。目前在鐵皮石斛的組織培養(yǎng)上，已經(jīng)建立了一整套完整的技術(shù)體系。3、設(shè)施條件及科研手段 課題承擔(dān)單位建有資源保存玻璃溫室3000平方米，建有種苗繁殖及規(guī)?；a(chǎn)溫室20000平方米，內(nèi)部加溫、降溫、增濕、通風(fēng)、床架等配套設(shè)施完整，可保證石斛種質(zhì)資源的種植及其后代有較好的生長環(huán)境，不至于丟失資源和影響后代選擇。建有300平方米的組培室，只做鐵皮石斛組培苗的生產(chǎn)。合作單位建有完備的植物栽培和育種設(shè)施，有標(biāo)準(zhǔn)溫室60000平方米，組培室600平方米，超凈臺12臺，可年生產(chǎn)組培苗100萬株。建有植物綜合實驗室1000平方米，可開展基因克隆、轉(zhuǎn)基因、植物生理生化等分子生物學(xué)、遺傳育種等方面的實驗，對本課

17、題優(yōu)良品種選育的實施提供科研手段的保證。4、人員組織基礎(chǔ)本課題的參加人員經(jīng)承擔(dān)單位和合作單位的綜合協(xié)調(diào)，相互取長補短，形成有7名技術(shù)人員組成的課題組，其中承擔(dān)單位3人，合作單位4人。其中有博士2名、碩士3名，具有高級職稱的2名，中級職稱技術(shù)人員5名。參加人員分別在種植資源的收集、保存、栽培、組培技術(shù)、生理生化實驗、基因技術(shù)等領(lǐng)域各有所長，并且具有豐富的實踐經(jīng)驗和熟練的操作技能，較高的科研素質(zhì)和優(yōu)良的學(xué)風(fēng)，在課題組長的協(xié)調(diào)下，分工合作，為圓滿完成課題任務(wù)提供了堅實的組織保證。六、實施方案（包括技術(shù)路線、進度安排）；1 項目實施方案、技術(shù)路線新優(yōu)品種選育野生鐵皮石斛種質(zhì)資源收集和保存組培結(jié)合化學(xué)誘

18、變輻射誘變DNA分子標(biāo)記野生鐵皮石斛生物學(xué)特征及有效成分分析野生鐵皮石斛組織培養(yǎng)研究雜交育種組織培養(yǎng)工藝優(yōu)化新優(yōu)品種培育穴盤育苗基質(zhì)優(yōu)化篩選野生鐵皮石斛專用肥開發(fā)應(yīng)用新品種審定擴繁試種高效設(shè)施栽培技術(shù)體系建立野生鐵皮石斛工廠化生產(chǎn)2 計劃進度安排2011.072011.09野生鐵皮石斛種質(zhì)資源收集和保存，生物學(xué)特征及有效成分分析2011.102011.12野生鐵皮石斛組織培養(yǎng)工藝優(yōu)化2012.012012.03野生鐵皮石斛DNA分子標(biāo)記2012.042012.06組織培養(yǎng)和誘變結(jié)合培育野生鐵皮石斛新優(yōu)品種2012.072012.09野生鐵皮石斛穴盤育苗基質(zhì)優(yōu)化篩選，專用肥開發(fā)應(yīng)用2012.10

19、2012.12 新優(yōu)品種擴繁試種2013.012013.06高效設(shè)施栽培技術(shù)體系建立，野生鐵皮石斛工廠化生產(chǎn)七、項目預(yù)算（包括經(jīng)費來源及用途)；本項目需經(jīng)費500萬元，其中自籌350萬元，向科技局申報撥款150萬元，項目經(jīng)費開支預(yù)算見下表：經(jīng)費開支預(yù)算預(yù)算經(jīng)費總額（萬元）其中科技局預(yù)算（萬元）其中自籌經(jīng)費（萬元）總經(jīng)費5001503501.設(shè)備費25252.能源材料費155501053.試驗外協(xié)費 10050504.資料印刷費10105.會議調(diào)研費10106.租賃費45457.鑒定驗收費10108.人員經(jīng)費12550509.管理費151510.其它費用55八、申請單位概況（包括企業(yè)規(guī)模、技術(shù)力

20、量、設(shè)備和配套情況、企業(yè)資產(chǎn)及負(fù)債情況）；擔(dān)單位杭州九云科技有限公司，位于蕭山區(qū)戴村鎮(zhèn)，在云石原生鐵皮石斛園多年研究基礎(chǔ)上，于2009年1月正式成立了杭州九云科技有限公司，公司目前主要從事鐵皮石斛資源的收集、保存、育種和鐵皮石斛種苗、成品的規(guī)模化生產(chǎn)，有技術(shù)人員8名，高級職稱的2名，7名技術(shù)人員具本科以上學(xué)歷，其中1名遺傳育種博士。建有資源保存玻璃溫室3000平方米，建有種苗繁殖及規(guī)?；a(chǎn)溫室20000平方米，內(nèi)部加溫、降溫、增濕、通風(fēng)、床架等配套設(shè)施完整。建有300平方米的組培室，只做鐵皮石斛組培苗的生產(chǎn)。公司建有光、溫、濕自動調(diào)節(jié)控制的種子催芽室；對栽培基質(zhì)和植物生理性營養(yǎng)失調(diào)進行檢測的理化實驗室；對園林植物種子、種苗繁育及成品全過程中發(fā)生主要病蟲害的鑒定、防治實驗室；有工廠化普樂格無土基質(zhì)栽培育苗室等。另外，還建有新優(yōu)品種精品展示區(qū)及栽培、種苗繁育科研示范區(qū)，供學(xué)術(shù)交流、培訓(xùn)學(xué)習(xí)的電化演示室。公司還建有科研生產(chǎn)管理用房1200平方米，農(nóng)藥、肥料資材倉庫500平方米等合作單位浙江省農(nóng)科院花卉中心是浙江省較早從事花卉研究開發(fā)