《熱帶作物學(xué)報(bào)》第一屆青年編委會(huì)名單

為了更好地吸納優(yōu)秀青年學(xué)者，進(jìn)一步提升《熱帶作物學(xué)報(bào)》的辦刊水平和學(xué)術(shù)影響力，通過(guò)編委推薦、

個(gè)人自薦、定向邀請(qǐng)等方式，最終遴選出 80 位青年學(xué)者組建成第一屆青年編委會(huì)。名單如下：

巴良杰 貴陽(yáng)學(xué)院 曹 森 貴陽(yáng)學(xué)院

陳 勛 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)茶葉研究所 陳梅春 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物資源研究所

鄧小敏 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所 董廷發(fā) 西華師范大學(xué)

董文江 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所 范春節(jié) 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所

龔 亮 中國(guó)科學(xué)院華南植物園 龔 霄 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所

郭 磊 西南林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 韓丙軍 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測(cè)試中心

何 璐 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所 何芳練 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所

胡 偉 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所 黃亞成 六盤(pán)水師范學(xué)院

江錫兵 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所 姜建福 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所

蔣凌雁 海南大學(xué)熱帶作物學(xué)院 糾松濤 上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院

蘭孟焦 江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所 雷金睿 海南省林業(yè)科學(xué)研究院

李 麗 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院亞熱帶作物研究所 李春牛 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所

李其利 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所 李婷玉 海南大學(xué)熱帶作物學(xué)院

廖永林 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所 林耀盛 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所

林玉玲 福建農(nóng)林大學(xué) 劉 輝 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所

劉 姣 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所 劉龍祥 濱州學(xué)院

劉攀道 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院品資所 劉小金 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所

陸小靜 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院品資所 齊國(guó)君 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所

司成成 海南大學(xué) 宋 榮 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)研究所

孫少龍 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 王 術(shù) 暨南大學(xué)

王 卓 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所 王飛權(quán) 武夷學(xué)院茶與食品學(xué)院

王甲水 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院?？趯?shí)驗(yàn)站 王芹芹 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)

王慶蓮 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所 王釋婕 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所

王守創(chuàng) 海南大學(xué)熱帶作物學(xué)院 王順利 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所

王小玲 江西省科學(xué)院 王中堂 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所

吳 恒 國(guó)家林業(yè)和草原局西南調(diào)查規(guī)劃院 吳紅淼 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院

伍艷芳 江西省林業(yè)科學(xué)院 謝春平 瓊臺(tái)師范學(xué)院理學(xué)院

謝國(guó)芳 貴州大學(xué) 謝普軍 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所

徐勝濤 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所 嚴(yán)華兵 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所

楊春霞 云南省熱帶作物科學(xué)研究所 楊虎彪 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院品資所

楊建波 右江民族學(xué)院 楊臘英 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所

楊運(yùn)良 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所 葉 康 上海辰山植物園

尹 玲 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院 俞振明 浙江中醫(yī)藥大學(xué)

曾蘭亭 中國(guó)科學(xué)院華南植物園 張 飛 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院

張 靜 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 張江周 福建農(nóng)林大學(xué)

張明潔 海南省氣候中心 張文宇 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院

張雪春 西南林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 張雪芹 福建省亞熱帶植物研究所

張彥軍 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所 張玉苗 濱州學(xué)院

張正科 海南大學(xué) 趙 明 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所

趙孟良 青海大學(xué) 鄭 華 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院亞熱帶作物研究所

熱帶作物學(xué)報(bào)

2023 年 11 月 第 44 卷 第 11 期

（月刊 1980 年創(chuàng)刊）

主管單位

中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)

主辦單位

中國(guó)熱帶作物學(xué)會(huì)

中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院

中國(guó)科技出版?zhèn)髅焦煞萦邢薰?/p>

承辦單位

中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技

信息研究所

《熱帶作物學(xué)報(bào)》編委會(huì)

主 編 鄒學(xué)校 郭安平

副主編 蔣躍明 繆衛(wèi)國(guó)

彭 政 徐明崗

楊禮富 鐘廣炎

編 委（按姓名拼音排序）

蔡昆爭(zhēng) 陳東奎 陳厚彬

陳昆松 陳松筆 陳業(yè)光

陳業(yè)淵 戴好富 戴雄澤

范源洪 郭建春 郝朝運(yùn)

何朝族 何龍飛 何新華

黃華孫 黃毅斌 金志強(qiáng)

孔垂華 賴鐘雄 雷朝云

李從發(fā) 李富生 李洪雯

李積華 李開(kāi)綿 劉 波

劉國(guó)道 彭 明 盛 軍

湯 浩 唐朝榮 田維敏

王建武 王 瑛 王振中

翁啟勇 易克賢 尹俊梅

余傳源 曾宋君 詹儒林

張述寬 張躍彬 張治禮

周而勛

編委會(huì)主任 楊禮富

編輯部主任 黃東杰

責(zé)任編輯 黃東杰 孫海燕

英文審校 張運(yùn)雄

編 務(wù) 董定超

出版單位 《熱帶作物學(xué)報(bào)》

編輯部

電子信箱 rdzx136@163.com

聯(lián)系電話 0898-66989102

0898-66890382

地 址 海南省?？谑?/p>

龍華區(qū)學(xué)院路

4 號(hào)（571101）

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)連

續(xù)出版物號(hào)

出版日期 每月 25 日

印刷單位 ?？谛旅饔∷⒂邢?/p>

公司

發(fā)行范圍 國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行

國(guó)內(nèi)發(fā)行 中國(guó)郵政集團(tuán)有限

公司海南省報(bào)刊

發(fā)行局

海外發(fā)行 中國(guó)國(guó)際圖書(shū)貿(mào)易

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聲 明：

1. 本刊來(lái)稿采用中國(guó)知網(wǎng)學(xué)術(shù)不端文獻(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)，且文稿均

經(jīng)同行專家匿名評(píng)審，請(qǐng)作者周知。

2. 本刊已入編中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方等系列數(shù)據(jù)庫(kù)，其收錄論文作者著

作權(quán)使用費(fèi)與本刊稿酬一次給付。凡不同意編入該系列數(shù)據(jù)庫(kù)的

稿件，請(qǐng)?jiān)趤?lái)稿時(shí)聲明。本刊所載文章版權(quán)歸本編輯部所有。

CHINESE JOURNAL OF

TROPICAL CROPS

(Monthly, established in 1980)

Nov. 2023, Vol. 44, No. 11

Supervised by

China Association for Science

and Technology

Sponsored by

China Society of Tropical

Crops

Chinese Academy of Tropical

Agricultural Sciences

China Science Publishing &

Media Ltd.

Editor-in-Chief

ZOU Xuexiao

GUO Anping

Vice Editor-in-Chief

JIANG Yueming

MIAO Weiguo

PENG Zheng

XU Minggang

YANG Lifu

ZHONG Guangyan

Website www.rdzwxb.com

E-mail rdzx136@163.com

Tel 0898-66989102

熱帶作物學(xué)報(bào)

REDAI ZUOWU XUEBAO

2023 年 11 月 第 44 卷 第 11 期 （月刊 1980 年創(chuàng)刊）

目 次

蘭花科學(xué)專題

蘭花誘變育種研究進(jìn)展 ............................................................. 羅維宇，宿慶連，曾瑞珍，袁 赟 ，魏 倩，張志勝（2135）

蝴蝶蘭抽梗影響因素及調(diào)控方法研究進(jìn)展 ............賀雅萍，肖文芳，陳和明，呂復(fù)兵， 石娟，艾 妟 葉，李 佐（2149）

兜蘭屬植物菌根真菌研究進(jìn)展................................................. 黎藝璇，房 林，陳 紅，李 琳，吳坤林，曾宋君（2157）

基于廣泛靶向代謝組學(xué)技術(shù)的不同花色秋石斛中花青素差異分析

.......................................................................................................武美卿，廖 易，陸順教，殷涵泰，余文剛，李崇暉（2167）

mRNAs/microRNAs 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)探索石斛花型差異分子機(jī)理研究

.....................................................臧 睿，陳 宇，趙 美，郝玉恒，敖 疊，李凱莉，方詩(shī)迪，趙奇明，和鳳美（2179）

一心維納斯蝴蝶蘭花香物質(zhì)合成相關(guān)基因 RT-qPCR 內(nèi)參基因篩選

......................................................................................章楊婷，張燕萍，黃靜妍，王文君，童 妍，趙 凱，周育真（2188）

藏南蝴蝶蘭——中國(guó)蝴蝶蘭屬一未詳知種

.................... 董 旭，徐世松，楊虎彪，王清隆，袁浪興，劉 震，王祝年，楊光穗，尹俊梅，王家保，黃明忠（2196）

四川格西溝國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)蘭科植物多樣性與分布格局研究

.................................... 鄭 煒，晏 啟，施要強(qiáng)，伍小剛，李 剛，劉勝祥，李八斤，張 惠，謝貴模，楊紹平（2199）

基于 SSR 標(biāo)記的西南地區(qū)野生帶葉兜蘭資源遺傳多樣性分析

.....................................................徐 言，陳之光，徐玉鳳，葛 紅，楊樹(shù)華，趙 鑫，寇亞平，于曉南，賈瑞冬（2208）

基于流式細(xì)胞術(shù)的蘭屬雜交后代倍性鑒定 ............ 冷青云，陸錦萍，黃少華，徐世松，李海燕，牛俊海，尹俊梅（2219）

基于表型的蝴蝶蘭花色數(shù)量分類............................................. 王世堯，張 果，楊書(shū)才，蔣拴麗，王瑞華，王 俊（2227）

蘭科蒙自蘭快速繁殖和試管開(kāi)花的研究 ..................................................................................邵 麗，曾歆花，黃衛(wèi)昌（2236）

組學(xué)與生物技術(shù)

巴西橡膠樹(shù) ACA/ECA 基因家族鑒定及分析......... 楊晶晶，方永軍，張鴻韜，龍翔宇，秦云霞，陽(yáng)江華，肖小虎（2244）

芒果 MiNAC7 基因的表達(dá)模式及在開(kāi)花和非生物逆境脅迫應(yīng)答中的功能分析

......................................................................黃 星，徐歡歡，黎開(kāi)獎(jiǎng)，何新華，夏黎明，陸婷婷，梁容真，羅 聰（2256）

流式細(xì)胞術(shù)估測(cè)胡椒屬植物基因組大小方法的建立及應(yīng)用

..................................................................... 伍寶朵，胡麗松，馮楗雄，范 睿，郭 芬，吉訓(xùn)志，郝朝運(yùn)，閆 林（2265）

基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的斑地錦內(nèi)參基因篩選及驗(yàn)證.....................許建豐，桂明明，張永康，堯子釗，黃勝和，饒澤昌（2273）

種質(zhì)資源與遺傳育種

橡膠樹(shù)雜交 F1 代抗病種質(zhì)鑒選及其抗病性分析........... 李博勛，黃貴修，和麗崗，蔡吉苗，馮艷麗，余文才，劉忠亮（2281）

基于 SSR 熒光標(biāo)記的杧果種質(zhì)資源遺傳多樣性分析及分子身份證構(gòu)建

................................................................ 唐玉娟，羅世杏，黃國(guó)弟，宋恩亮，李日旺，趙 英，張 宇，莫永龍，唐瑩瑩（2292）

以外種皮珠孔組織為外植體的胡椒體細(xì)胞胚再生研究

......................................................................................丁雅雯，代金福，岑 怡，范 睿，伍寶朵，郝朝運(yùn)，胡麗松（2305）

13 份金花茶種質(zhì)資源的葉片性狀分析 ....................................................張紅勐，高 園，楊自云，陳龍清，吳 田（2312）

作物栽培與生理生化

膜下滴灌減量施肥對(duì)甘蔗農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和養(yǎng)分利用率的影響 ............ 彭李順，曹崢英，蔡文偉，甘儀梅，楊本鵬（2322）

臺(tái)灣獨(dú)蒜蘭生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中源庫(kù)關(guān)系轉(zhuǎn)換研究....韓 茹，游 樂(lè)，江鳴濤，汪得凱，陳 妮，翟俊文，吳沙沙（2330）

間歇淹水和氨氮脅迫對(duì) 3 種園林植物形態(tài)與生理的影響特征

...................................................................................................... 藍(lán)蘋(píng)予，榮 航，姚作芳，楊鈣仁，劉 蓮，何鐵光（2343）

CHINESE JOURNAL OF TROPICAL CROPS

Nov. 2023 Vol. 44 No. 11 (Monthly, established in 1980)

CONTENTS

Special Topic of Orchid Science

Advances in Mutagenesis Breeding Research of Orchids

..............................................................LUO Weiyu, SU Qinglian, ZENG Ruizhen, YUAN Yun, WEI Qian, ZHANG Zhisheng（2135）

Research Progress on Influencing Factors and Regulatory Methods of Phalaenopsis Spiking

............................................................HE Yaping, XIAO Wenfang, CHEN Heming, LYU Fubing, YAN Shijuan, AI Ye, LI Zuo（2149）

Research Advance in Mycorrhiza of Paphiopedilum

...................................................................................LI Yixuan, FANG Lin, CHEN Hong, LI Lin, WU Kunlin, ZENG Songjun（2157）

Metabolomics Analysis of Anthocyanin in Different Flower Colors of Phalaenopsis-Type Dendrobium

.......................................................................... WU Meiqing, LIAO Yi, LU Shunjiao, YIN Hantai, YU Wengang, LI Chonghui（2167）

Differential Molecular Mechanism of Dendrobium Flower Pattern Using mRNAs/microRNAs Regulatory Network

......................ZANG Rui, CHEN Yu, ZHAO Mei, HAO Yuheng, AO Die, LI Kaili, FANG Shidi, ZHAO Qiming, HE Fengmei（2179）

Selection of Suitable RT-qPCR Reference Genes for Floral Scent Biosynthesis in Phalaenopsis I-Hsin Venus

................... ZHANG Yangting, ZHANG Yanping, HUANG Jingyan, WANG Wenjun, TONG Yan, ZHAO Kai, ZHOU Yuzhen（2188）

Phalaenopsis arunachalensis, a Little Known Species of Phalaenopsis in China

............................. DONG Xu, XU Shisong, YANG Hubiao, WANG Qinglong, YUAN Langxing, LIU Zhen, WANG Zhunian,

YANG Guangsui, YIN Junmei, WANG Jiabao, HUANG Mingzhong（2196）

Diversity and Distribution Pattern of Orchids in Gexigou National Nature Reserve, Sichuan, China

................................ZHENG Wei, YAN Qi, SHI Yaoqiang, WU Xiaogang, LI Gang, LIU Shengxiang, LI Bajin, ZHANG Hui,

XIE Guimo, YANG Shaoping（2199）

Genetic Diversity of Wild Paphiopedilum hirsutissimum Populations in Southwest China with SSR Markers

.........XU Yan, CHEN Zhiguang, XU Yufeng, GE Hong, YANG Shuhua, ZHAO Xin, KOU Yaping, YU Xiaonan, JIA Ruidong（2208）

Ploidy Identification of Cymbidium Hybrid Seedlings by Flow Cytometry

.......................................... LENG Qingyun, LU Jinping, HUANG Shaohua, XU Shisong, LI Haiyan, NIU Junhai, YIN Junmei（2219）

Numerical Classification of Phalaenopsis Flower Colour Based on Phenotype

.......................................................WANG Shiyao, ZHANG Guo, YANG Shucai, JIANG Shuanli, WANG Ruihua, WANG Jun（2227）

Rapid Multiplication and in vitro Flowering of Mengzia foliosa (King & Pantl.) W.C. Huang, Z.J. Liu & C. Hu (Orchidaceae)

.............................................................................................................................. SHAO Li, ZENG Xinhua, HUANG Weichang（2236）

Omics & Biotechnology

Identification and Analysis of ACA/ECA Gene Family in Hevea brasiliensis

........ YANG Jingjing, FANG Yongjun, ZHANG Hongtao, LONG Xiangyu, QIN Yunxia, YANG Jianghua, XIAO Xiaohu（2244）

CHINESE JOURNAL OF TROPICAL CROPS

Nov. 2023 Vol. 44 No. 11 (Monthly, established in 1980)

Expression and Function Analysis of a MiNAC7 Gene in Response to Flowering and Abiotic Stress in Mango

........ HUANG Xing, XU Huanhuan, LI Kaijiang, HE Xinhua, XIA Liming, LU Tingting, LIANG Rongzhen, LUO Cong（2256）

Establishment and Application of a Method for Genome Size Estimation of Piper L. Using Flow Cytometry

............................WU Baoduo, HU Lisong, FENG Jianxiong, FAN Rui, GUO Fen, JI Xunzhi, HAO Chaoyun, YAN Lin（2265）

Selection and Verification of the Reference Genes of Euphorbia maculata Based on Transcriptome Sequencing

................................. XU Jianfeng, GUI Mingming, ZHANG Yongkang, YAO Zizhao, HUANG Shenghe, RAO Zechang（2273）

Germplasm Resources, Genetics & Breeding

Selection and Analysis of Disease-Resistant Germplasms in Hybrid F1 Generations of Rubber Tree

...............................................LI Boxun, HUANG Guixiu, HE Ligang, CAI Jimiao, FENG Yanli, YU Wencai, LIU Zhongliang（2281）

Genetic Diversity Analysis and Molecular ID Construction of Mango Germplasm Based on SSR Fluorescence Markers

.................................................TANG Yujuan, LUO Shixing, HUANG Guodi, SONG Enliang, LI Riwang, ZHAO Ying,

ZHANG Yu, MO Yonglong, TANG Yingying（2292）

Somatic Cmbryogenesis of Piper nigrum L. Through Micropylar Tissues of Episperm

................................................... DING Yawen, DAI Jinfu, CEN Yi, FAN Rui, WU Baoduo, HAO Chaoyun, HU Lisong（2305）

Analysis of Leaf Character of Thirteen Germplasm Resources of Camellia sect. Chrysantha

.................................................................... ZHANG Hongmeng, GAO Yuan, YANG Ziyun, CHEN Longqing, WU Tian（2312）

Plant Cultivation, Physiology & Biochemistry

Effects of Reduced Fertilization on Main Agronomic Traits, Yield and Fertilizer Utilization Rate of Sugarcane under Mulched

Drip Fertigation System

...................................................................PENG Lishun, CAO Zhengying, CAI Wenwei, GAN Yimei, YANG Benpeng（2322）

Source-sink Exchange During the Growth and Development of Pleione formosana

............................................. HAN Ru, YOU Le, JIANG Mingtao, WANG Dekai, CHEN Ni, ZHAI Junwen, WU Shasha（2330）

Effects of Intermittent Flooding and Ammonia Nitrogen Stress on Morphology and Physiology of Excoecaria cochinchinensis,

Nerium oleander, Fagraea ceilanica

......................................................... LAN Pingyu, RONG Hang, YAO Zuofang, YANG Gairen, LIU Lian, HE Tieguang（2343）

CN 46-1019/S*1980*m*A4*220*zh*P*￥50.00*300*23*2023-11

熱帶作物學(xué)報(bào) 2023, 44(11): 2135?2148

Chinese Journal of Tropical Crops

收稿日期 2023-08-15；修回日期 2023-10-07

基金項(xiàng)目 廣州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局項(xiàng)目（No. 23105372）；廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（No. 2023B03J1376，No. 2023B03J1309）。

作者簡(jiǎn)介 羅維宇（1998—），男，碩士研究生，研究方向：蘭花育種。*通信作者（Corresponding author）：張志勝（ZHANG

Zhisheng），E-mail：zszhang@scau.edu.cn。

蘭花誘變育種研究進(jìn)展

羅維宇1

，宿慶連2

，曾瑞珍1

，袁 赟2

，魏 倩1

，張志勝1,3*

1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東廣州 510642；2. 廣州花卉研究中心，廣東廣州 510360；3. 國(guó)家植物

航天育種工程技術(shù)研究中心，廣東廣州 510642

摘 要：誘變育種是一種快速有效的育種方法，對(duì)觀賞植物品種改良具有特別重要的意義。蘭花具有很高的觀賞價(jià)值、

藥用價(jià)值、食用價(jià)值和/或文化價(jià)值，市場(chǎng)前景廣闊。已有研究表明，誘變可以引起蘭花株型、葉部性狀、花朵數(shù)、花

朵大小、花型、花色、開(kāi)花期、觀賞期、抗蟲(chóng)性、抗病性、抗逆性等性狀的改變，迄今至少已獲得 930 個(gè)突變體和 16

個(gè)新品種。本文對(duì)蘭花誘變育種研究進(jìn)行綜述，旨在明確蘭花誘變育種現(xiàn)狀和影響蘭花誘變育種效果的因素，總結(jié)蘭

花誘變機(jī)理，找出進(jìn)一步提高蘭花誘變育種效率和效果的方法，為更好地利用誘變育種技術(shù)培育蘭花新品種，深入闡

明蘭花誘變機(jī)理提供參考。

關(guān)鍵詞：蘭花；誘變育種；突變體；品種；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)：S682.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Advances in Mutagenesis Breeding Research of Orchids

LUO Weiyu1

, SU Qinglian2

, ZENG Ruizhen1

, YUAN Yun2

, WEI Qian1

, ZHANG Zhisheng1,3*

1. College of Forestry and Landscape Architecture, South China Agricultural University, Guangzhou, Guangdong 510642, China; 2.

Guangzhou Flower Research Center, Guangzhou, Guangdong 510360, China; 3. National Engineering Research Center of Plant

Space Breeding, Guangzhou, Guangdong 510642, China

Abstract: Mutagenesis breeding is a fast and effective breeding method, which has special important significance for the

improvement of ornamental plant varieties. Orchids have important ornamental, medicinal, edible and?or cultural value,

and broad market prospects. Studies have shown that mutagenesis causes the character changes including plant type, leaf

character, flower number, flower size, flower type, flower color, flowering time, ornamental period, insect resistance, disease resistance, stress resistance in orchids, and to date, at least 930 mutants and 16 new orchid cultivars have been generated. This paper reviews the achievements of mutagenesis breeding research in orchids, clarifies current situation and factors affecting the effect of orchid mutation breeding, summaries mutation mechanism of orchids, and finds the methods to

further improve the efficiency and effect of orchid mutation breeding. It would provide references for creating new varieties of orchids by better utilizing mutation breeding technology and further clarifying the mutation mechanism of orchids.

Keywords: Orchidaceae; mutagenesis breeding; mutant; cultivar; research progress

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2023.11.001

蘭花是蘭科（Orchidaceae）的總稱，具有很

高的觀賞價(jià)值、藥用價(jià)值、食用價(jià)值和?或文化價(jià)

值，深受世界各國(guó)人們的喜愛(ài)。迄今，已鑒定出

蘭科植物 27 801 種，899 屬[1]，在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)

登錄的集體雜種超過(guò) 15 萬(wàn)個(gè)。在我國(guó)，傳統(tǒng)意義

上的蘭花是指蘭科蘭屬（Cymbidium）植物，特別

是其中的地生種類，也就是今天的國(guó)蘭。蘭花是

中國(guó)傳統(tǒng)十大名花之一，是世界著名的觀賞植物，

也是當(dāng)今生物學(xué)領(lǐng)域研究生命和進(jìn)化的理想模式

植物。

2136 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

新品種選育是蘭花產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)。

蘭花新品種選育的主要方法有引種馴化、選擇育

種、雜交育種、誘變育種和倍性育種等。誘變育

種是指通過(guò)人為控制化學(xué)、物理因素誘導(dǎo)植物，

使其發(fā)生遺傳變異，從可遺傳變異性狀中挑選出

有利目標(biāo)性狀，最終培育出新品種或種質(zhì)資源的

方法[2]，具有育種年限短、突變方向不確定、突

變范圍廣、可以產(chǎn)生特殊變異等特點(diǎn)。自 1979 年

KOZLOWSKA-KALISZ[3]使用 γ 射線輻照蘭花以

來(lái)，蘭花誘變育種取得了巨大進(jìn)步，獲得了一批

葉色葉型、花色花型改變以及抗性提升等特性的

突變體。本文對(duì)蘭花誘變育種研究進(jìn)行綜述，旨

在明確蘭花誘變育種現(xiàn)狀和影響蘭花誘變育種效

果的因素，總結(jié)蘭花誘變機(jī)理，找出進(jìn)一步提高

蘭花誘變育種效率和效果的方法，為更好地利用

誘變育種技術(shù)培育蘭花新品種，深入闡明蘭花誘

變和進(jìn)化機(jī)理提供參考。

1 蘭花誘變方法

蘭花誘變方法主要包括物理誘變、化學(xué)誘變、

空間誘變，這 3 類誘變方法在蘭花育種中均有研究

報(bào)道，其中物理誘變的研究報(bào)道最多，成效最大。

1.1 物理誘變

物理誘變育種是指利用物理因素誘導(dǎo)動(dòng)植物

的遺傳特性發(fā)生變異，再?gòu)淖儺惾后w中選擇符合

人們某種要求的單株或個(gè)體，進(jìn)而培育成新的品

種或種質(zhì)的育種方法[4]。迄今，至少已在蘭屬、

蝴蝶蘭屬、石斛蘭屬等 13 個(gè)屬 44 種蘭花中開(kāi)展

了物理誘變育種研究，獲得突變體 716 個(gè)，培育

出小蘭嶼蝴蝶蘭飛蘭等蘭花新品種 12 個(gè)（表 1），

其中 5 個(gè)來(lái)自突變體庫(kù)（The Mutant Varieties

Database of the International Atomic Energy Agency, IAEA）。

用于蘭花輻照的輻照源有 γ 射線[3, 5-66]、重離

子束[55, 67-74]、快中子[75-76]和紫外線[77]等。60Co-γ

射線是最常用的輻照源，近年來(lái)，采用重離子束

輻照逐漸增多，與 γ 射線輻射相比，碳重離子輻

照的植株突變頻率更高，突變譜更寬[78]。LUAN

等[55]分別使用 60Co-γ 射線和 12C6+重離子輻照 2

種蝴蝶蘭，在 60Co-γ 射線輻照的 2 種蝴蝶蘭中均

未發(fā)現(xiàn)變異系，而在 12C6+重離子（3 Gy）輻照的

2 種樣本中篩選出 24 個(gè)變異系。

除了輻照源外，輻照材料、劑量和劑量率也

是影響蘭花輻照效果的重要因素。在蘭花誘變育

種中，多數(shù)研究人員將半致死劑量（LD50）作為

最佳誘變劑量，采用的誘變材料多為原球莖、類

原球莖和根狀莖。不同種、品種、輻照材料的 LD50

不同，因此在蘭花誘變育種中，確定輻照材料的

LD50 值十分重要。蘭花根狀莖輻照后，有時(shí)不同

劑量處理后的材料均能存活，但生長(zhǎng)停滯。因此，

當(dāng)無(wú)法用半致死量對(duì)輻射誘變效果進(jìn)行評(píng)估時(shí)，

有使用半減少劑量（the 50% reduction dose, RD50）

作為最佳誘變劑量的報(bào)道[21, 23]。

物理誘變引起蘭花株型、株高、分蘗性，葉

數(shù)、葉形、葉色、花序、花數(shù)、花型、花色、花

期，抗病性、抗蟲(chóng)性、組培快繁特性等性狀的變化

（表 1）。其中葉色突變出現(xiàn)的頻率最高，表明通

過(guò)物理誘變選育蘭花葉色變異新品種的成功率高。

表 1 物理誘變?cè)谔m花育種中的應(yīng)用

Tab. 1 Application of physical mutagenesis in orchid breeding

輻照源

Radiation

source

種類

Species

輻射材料

Irradiated

material

輻射結(jié)果

Radiation result

參考文獻(xiàn)

Reference

γ 射線 春劍 Cym. longibracteatum 根狀莖 RD50為 20 Gy；再生植株主要表現(xiàn)為葉色失綠變淡，獲得 1 個(gè)葉藝突變體 [5-6]

γ 射線 寒蘭 Cym. kanran 根狀莖 LD50為 80.30 Gy；再生植株葉片數(shù)減少、植株瘦弱低矮黃化、葉片黃化等 [7]

γ 射線 墨蘭 Cym. sinense 根狀莖 RD50為 10 Gy；低劑量（5 Gy）增加可溶性蛋白質(zhì)含量和 POD 活性、促

進(jìn)根狀莖的生長(zhǎng)，高劑量（10 Gy 以上）則抑制其生長(zhǎng)甚至導(dǎo)致死亡

[8]

γ 射線 春蘭 Cym. goeringii 根狀莖 LD50為 20 Gy；高劑量（30 Gy 以上）抑制增殖與分化，獲得 4 株葉片邊

緣白化苗

[9]

γ 射線 建蘭 Cym. ensifolium

墨蘭 Cym. sinense

幼芽 LD50為 16~18 Gy；再生植株矮化變粗，葉片短小、扭曲等，獲得矮小和

葉片嵌有金色線條的變異單株

[10]

γ 射線 春蘭 Cym. goeringii 成熟植株 產(chǎn)生斑縞藝、片縞藝、中斑藝、粉斑藝等葉藝突變體 [11]

γ 射線 建蘭 Cym. ensifolium

墨蘭 Cym. sinense

蕙蘭 Cym. faberi

成熟植株 新葉生長(zhǎng)趨緩，出現(xiàn)扭曲、旋轉(zhuǎn)，葉色變濃；花葶縮短或加長(zhǎng)、顏色變深；

花朵出現(xiàn)并蒂花、多花等性狀

[12]

第 11 期 羅維宇等：蘭花誘變育種研究進(jìn)展 2137

續(xù)表 1 物理誘變?cè)谔m花育種中的應(yīng)用

Tab. 1 Application of physical mutagenesis in orchid breeding (continued)

輻照源

Radiation

source

種類

Species

輻射材料

Irradiated

material

輻射結(jié)果

Radiation result

參考文獻(xiàn)

Reference

γ 射線 墨蘭 Cym. sinense

建蘭 Cym. ensifolium

雜交蘭 Cym. hybird

成熟植株 LD50為 10~20 Gy；出現(xiàn)葉片短小、葉片旋轉(zhuǎn)、線藝、并蒂花、多花、葡

匐莖等不同的變異類型

[13]

γ 射線 春蘭 Cym. goeringii

蕙蘭 Cym. faberi

建蘭 Cym. ensifolium

寒蘭 Cym. kanran

成熟植株 LD50為 5~20 Gy；輻照后導(dǎo)致葉片枯黃、死亡和抑制花芽分化 [14]

γ 射線 冬鳳蘭 Cym. dayanum

竹葉蘭 Arundina graminifolia

碧玉蘭 Cym. lowianum

西藏虎頭蘭 Cym. tracyanum

組培苗 冬鳳蘭、竹葉蘭、碧玉蘭和西藏虎頭蘭的 LD50分別為 20.72、26.31、29.88、

41.04 Gy；出現(xiàn)植株矮化、變粗，葉變寬、葉尖分叉、葉上有淡綠斑、葉

扭曲等變化

[15]

γ 射線 蘭屬 Cymbidium － 得到 1 個(gè)葉藝矮化新品種 Dong-i [16]

γ 射線 蘭屬 Cymbidium 類原球莖/

芽/植株

類原球莖、芽和植株的 LD50分別為 35.0、41.0、83.1 Gy；出現(xiàn)葉藝、矮

化、葉片變大等變異

[17]

γ 射線 玉女蘭 Cym. Yunv 類原球莖 LD50為 60 Gy [18]

γ 射線 蘭屬 Cymbidium 分生組織 8 Gy 促進(jìn)原球莖形成和生長(zhǎng)，200 Gy 完全抑制生長(zhǎng)，700 Gy 致死 [3]

γ 射線 雜交蘭 Cym. tracyanum × Cym.

iridioides

組培苗 得到 2 個(gè)葉藝突變體，其植株矮化，但根數(shù)不減，葉片數(shù)增多，氣孔特

征和染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化

[19-20]

γ 射線 雜交蘭(Cym. sinense × Cym.

goeringii) × Cym. spp.

類原球莖 RD50為 40 Gy [21]

γ 射線 雜交蘭 Cym. sinense × Cym.

goeringii

根狀莖 基于植株高度的 RD50為 51.2 Gy，基于植株鮮重的 RD50為 48.0 Gy [22]

γ 射線 雜交蘭 Cym. sinense × Cym.

goeringii

根狀莖 再生植株出現(xiàn)多種黃色線藝、黃色斑藝、葉色變淡、矮化、葉卷曲等變異 [23-24]

γ 射線 雜交蘭(Cym. sinense × Cym.

goeringii) × Cym. spp.

類原球莖 LD50分別為 1 h 輻照 16.1 Gy，4 h 輻照 23.6 Gy，8 h 輻照 37.9 Gy，16 h

輻照 37.9 Gy，24 h 輻照 40.0 Gy

[25]

γ 射線 蝴蝶蘭 Phalaenopsis aphrodite 盆栽組培苗 出現(xiàn)花瓣缺失、重瓣花等花型變異 [26]

γ 射線 蝴蝶蘭 Phal. aphrodite － 輻照處理后植株葉長(zhǎng)、葉寬改變，有 2 株提前開(kāi)花 [27]

γ 射線 蝴蝶蘭 Phal. aphrodite 原球莖 LD50為 50~68 Gy；低劑量輻射對(duì)原球莖生長(zhǎng)影響不明顯，高劑量輻照后

其存活率、增殖系數(shù)和分化率均明顯下降

[28, 34]

γ 射線 蝴蝶蘭 Phal. amabilis 盆栽苗 出現(xiàn)花型變異 [29]

γ 射線 蝴蝶蘭 Phal. amabilis 盆栽組培苗 最佳輻射誘變劑量為 15 Gy；植株和花梗明顯矮化，葉片增厚，花期推遲

且花量減少

[30]

γ 射線 蝴蝶蘭 Phal. equestris 盆栽實(shí)生苗 產(chǎn)生花瓣表型突變體，得到蝴蝶蘭迅蘭、飛蘭、繁蘭 3 個(gè)新品種 [31]

γ 射線 蝴蝶蘭 Phal. violacea 植株 出現(xiàn)葉片變異，葉片顏色較深且狹長(zhǎng)，厚度增加，莖基部出現(xiàn)側(cè)枝 [32]

γ 射線 蝴蝶蘭屬 Phalaenopsis 花粉 LD50為 60~80 Gy；選育出 1 個(gè)株形、葉形、花形和花色變異優(yōu)良株系 [33]

γ 射線 蝴蝶蘭屬 Phalaenopsis 原球莖 出現(xiàn)生長(zhǎng)量減小、葉片增厚、葉近圓形的變異苗和金色葉緣的變異苗 [35]

γ 射線 蝴蝶蘭屬 Phalaenopsis 原球莖/小苗 出現(xiàn)較多的株型變異 [36]

γ 射線 蝴蝶蘭屬 Phalaenopsis 盆栽組培苗 輻照植株花期提前或延遲、花梗分枝增多、矮化、花型變異等 [37]

γ 射線 石斛 Dendrobium Sonia 離體再生芽 LD50為 15~30 Gy；單色光顯著影響輻照后苗的成活率和生長(zhǎng)；黃光和紅

光處理顯著增加輻照后芽的鮮重、芽長(zhǎng)度和葉綠素含量

[38]

γ 射線 石斛 Den. Sonia 類原球莖 出現(xiàn)花型、花色突變體，得到 6 個(gè)石斛新品種 KeenaOval、KeenaRadiant、

KeenaHiengDing、KeenaAhmadSobri、KeenaPearl、KeenaPastel

[39-43]

γ 射線 石斛 Den. Sonia 類原球莖 LD50為 43 Gy；低劑量輻照促進(jìn)再生植株根、莖、葉的發(fā)育；高劑量輻照

后，再生植株氣孔顯著變小

[44]

γ 射線 石斛 Den. Sonia 幼苗 LD50 為 30~60 Gy；不同品種間 LD50 存在差異；輻照劑量對(duì)葉片寬度

影響不明顯，對(duì)株高、假鱗莖長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)均有抑制作用，品種間有一

定的差異

[45]

γ 射線 石斛 Den. Sonia Kai 類原球莖 再生植株花變大或變小，花色出現(xiàn)純白色，出現(xiàn)畸形花等 [46]

γ 射線 石斛 Den. candidum 種子 種子 LD50 為 62 Gy，與不同膠膜菌屬菌株共生萌發(fā)的 LD50 為 69 Gy 和

63 Gy；低劑量促進(jìn)萌發(fā)、高劑量抑制萌發(fā)

[47]

2138 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

續(xù)表 1 物理誘變?cè)谔m花育種中的應(yīng)用

Tab. 1 Application of physical mutagenesis in orchid breeding (continued)

輻照源

Radiation

source

種類

Species

輻射材料

Irradiated

material

輻射結(jié)果

Radiation result

參考文獻(xiàn)

Reference

γ 射線 石斛 Den. Emma White 類原球莖 GR50為 25.52 Gy；突變體植株出現(xiàn)花期提前、葉色變黃、葉片形態(tài)不對(duì)稱

和卵圓形到心形的變異

[48]

γ 射線 石斛 Den. lasianthera 類原球莖 LD30為 19.7697 Gy，LD50為 67.3504 Gy；再生植株出現(xiàn)葉寬增加、葉片卷

曲等變異

[49]

γ 射線 石斛 Den. bigibbum 芽 出現(xiàn)紫色葉片突變 [50]

γ 射線 石斛 Den. lodoardi － 得到 1 個(gè)葉藝新品種 Hwancho [51]

γ 射線 石斛 Den. lodoardi 植株 突變植株株高增加，葉增寬，根數(shù)和根長(zhǎng)減少，葉形改變，葉色改變等 [52]

γ 射線 石斛 Den. officinale 原球莖 LD50為 86. 4 Gy [53]

γ 射線 石斛 Den. officinale 原球莖 LD50為 67.23 Gy；變異苗出現(xiàn)莖分叉、葉片缺綠或白綠相間等現(xiàn)象，其倍

性發(fā)生改變，出現(xiàn)非整倍體

[54]

γ 射線 雜交石斛 Den. hybrid － 得到 1 個(gè)葉藝新品種 Seolhwa [51]

γ 射線 兜蘭 Paphiopedilum delenatii

兜蘭 Paph. callosum

類原球莖/

芽/植株

Paph. delenatii 類原球莖、芽、植株的 LD50分別為 20.0、23.7、38.0 Gy；

Paph. callosum 類原球莖、芽、植株的 LD50分別為 23.0、27.1、40.4 Gy

[55]

γ 射線 兜蘭屬 Paphiopedilum 種子/不定芽

/幼苗/小苗

種子 LD50為 6.92 Gy；種子萌發(fā)、芽苗階段的最佳輻照劑量分別為 5 Gy 和

20 Gy；再生苗矮化、花葉、卷曲或裂葉等

[56]

γ 射線 樹(shù)蘭 Epidendrum secundum 蒴果 種子 LD50為 78.08 Gy；20 Gy 促進(jìn)種子萌發(fā)；增加輻照劑量對(duì)株高、葉長(zhǎng)

有顯著抑制作用，葉片數(shù)次之

[57]

γ 射線 蕾麗蘭 Laelia autumnalis 原球莖 LD50為 53 Gy，RD50為 28 Gy；5 Gy 促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)，20~30 Gy 促進(jìn)葉綠素

形成，高劑量抑制原球莖存活

[58]

γ 射線 雜交卡特蘭 Cattleya hybrid 類原球莖 LD50為 20~60 Gy [59]

γ 射線 紫花苞舌蘭 Spathoglottis

plicata

苞舌蘭 Spath. kimballiana

苞舌蘭 Spath. tomentosa

原球莖 突變植株白化、葉色加深、葉分叉、分枝增多等 [60]

γ 射線 紫花苞舌蘭 Spath. plicata 幼苗 LD50為 14.3 Gy；突變植株矮化、分蘗少、花序變短、花形改變、花香變濃等 [61]

γ 射線 短足蘭 Brachypeza indusiata 類原球莖 20 Gy 可提高移栽成活率，降低株高；劑量越高，植株越小 [62]

γ 射線 文心蘭 Oncidium lanceanum 類原球莖 再生植株花出現(xiàn)突變 [63]

γ 射線 指甲蘭 Aerides crispa 原球莖 LD50為 2 Gy；再生植株出現(xiàn)葉斑、葉尖變圓、株高增加、根變粗變長(zhǎng)等變異 [64]

γ 射線 白及 Bletilla striata 種子 LD50為 150 Gy；葉綠素含量降低，植株矮化，出現(xiàn)葉藝 [65]

γ 射線 香莢蘭 Vanilla planifolia 離體再生芽 LD50為 60 Gy；低劑量（20 Gy）促進(jìn)新芽形成，高劑量（60~100 Gy）造

成死亡；用 ISSR 評(píng)估γ射線輻照劑量方面未觀察到聚類趨勢(shì)

[66]

重離子束 春蘭 Cym. goeringii

寒蘭 Cym. kanran

根狀莖 根狀莖白化，再生植株出現(xiàn)葉藝 [67]

重離子束 文心蘭 Oncidium lanceanum 類原球莖 再生植株出現(xiàn)葉片變窄、葉片分布不均勻等變異 [68]

重離子束 君豪蘭 Cym. Junhao 根狀莖 植株粗壯，矮小瘦弱或徒長(zhǎng)，顏色變淺或加深，葉片挺立、葉數(shù)增多、葉

寬增加、葉線藝、畸形等

[69]

重離子束 小鳳蘭 Cym. Xiaofeng 根狀莖 LD50為 60 Gy；當(dāng)輻照劑量超過(guò) 60 Gy 時(shí)，根狀莖失去芽分化能力 [70]

重離子束 玉女蘭 Cym. Yunv 類原球莖 LD50為 49 Gy；獲得抗莖腐病突變體 3 個(gè)抗性系 [71]

重離子束 石斛 Den. mirbellianum

石斛 Den. crumenatum

類原球莖 Den. mirbelianum 的 LD50為 2.55 Gy；再生植株出現(xiàn)葉形變異、抗螨突變體；

Den. crumenatum 的再生植株中出現(xiàn)葉藝、花朵寬度增加、花梗變長(zhǎng)等變異

[72-74]

重離子束 兜蘭 Paph. delenatii

兜蘭 Paph. callosum

類原球莖 再生植株出現(xiàn)葉藝、葉片變大、葉片變窄、芽變大等變異 [55]

質(zhì)子束 雜交蘭 Cym. hybrid 根狀莖 基于植株鮮重的 RD50為 35 Gy [22]

快中子 蝴蝶蘭火鳥(niǎo) Doritaenopsis

Taisuco Firebird

原球莖 LD50 為 2.5×1011~3.5×1011·cm-2；過(guò)高注量（>3.5×1012·cm-2）的輻照使原球

莖生長(zhǎng)完全受到抑制甚至大量死亡

[75]

快中子 蝴蝶蘭火鳥(niǎo) Dorit. Taisuco

Firebird

蝴蝶蘭內(nèi)山姑娘 Dorit. Neyshanguniang

原球莖／

幼苗莖段

火鳥(niǎo)品種原球莖和莖段的 LD50分別為 3.3×1011·cm-2和 2.2×1011·cm-2；內(nèi)山

姑娘品種原球莖和莖段的 LD50分別為 4.1×1011·cm-2 和 2.3×1011·cm-2

[76]

紫外線 春蘭 Cym. goeringii 原球莖 再生植株出現(xiàn)部分植株變矮，葉片增寬增厚，少數(shù)葉片出現(xiàn)藝蘭的形狀 [77]

注：–表示不詳。

Note：– indicates unknown.

第 11 期 羅維宇等：蘭花誘變育種研究進(jìn)展 2139

一般認(rèn)為誘變育種對(duì)改變植物個(gè)別性狀是有

效的，但越來(lái)越多的研究結(jié)果表明，輻照能改變

蘭花的多個(gè)性狀。主要原因是輻照能夠引起染色體

數(shù)目和結(jié)構(gòu)變異，導(dǎo)致多個(gè)基因的改變，此外一

因多效等也會(huì)導(dǎo)致多個(gè)性狀發(fā)生改變。耿慶芝[69]

采用重離子輻照君豪蘭根狀莖，獲得了株型、葉

數(shù)、葉色變異等多個(gè)突變體，其中葉藝突變體植

株生長(zhǎng)緩慢、植株矮小、適應(yīng)性差（圖 1）。

A：君豪蘭（左）及其重離子輻照處理葉藝突變體（右）葉片；

B：君豪蘭（左）及其重離子輻照處理葉藝突變體（右）植株。

標(biāo)尺=10 cm。

A: Cym. Junhao (left) and it’s mutant with leaf color and pattern

from heavy ion irradiation (right) leaves; B: Cym. Junhao (left) and

it’s mutant with leaf color and pattern from heavy ion irradiation

(right) plants. Scale bar=10 cm.

圖 1 君豪蘭及其重離子輻照處理葉藝突變體

Fig. 1 Cym. Junhao and it’s mutant with leaf color

and pattern from heavy ion irradiation

1.2 化學(xué)誘變

化學(xué)誘變是指利用化學(xué)藥劑與遺傳物質(zhì)發(fā)生

生物化學(xué)反應(yīng)，引起基因發(fā)生點(diǎn)突變[2]，具有容

易操作、劑量易控制、對(duì)基因組損傷小、突變率

高等特點(diǎn)[79]。迄今，至少已在蘭屬、石斛蘭屬、

蝴蝶蘭屬等 6 個(gè)屬 13 個(gè)蘭花種中開(kāi)展了化學(xué)誘變

育種研究。已有結(jié)果表明，化學(xué)誘變可導(dǎo)致蘭花

株高、葉數(shù)、葉色、葉寬、抗病性、抗逆性等性

狀的改變，至少已獲得葉色改變、矮化、抗病、

抗寒等突變體 206 個(gè)，其中葉色改變和矮化突變

體是常見(jiàn)的變異類型（表 2）。

在蘭花上使用的化學(xué)誘變劑有烷化劑[甲基

磺酸乙酯（EMS），硫酸二乙脂（DES）]、呼吸

抑制劑[疊氮化鈉（NaN3）]、堿基類似物[5-溴尿

嘧啶（5-BU），馬來(lái)酰肼（MH）]以及其他誘變

劑如亞硫酸鈉（Na2SO3）和咖啡堿等。其中烷化

劑是最常用的化學(xué)誘變劑，占 65.4%；其次是疊

氮化鈉，占 19.2%（表 2）。不同誘變劑對(duì)蘭花的

誘變效率不同。李夏[80]使用多種化學(xué)誘變劑對(duì)寒

蘭原球莖進(jìn)行誘變處理，結(jié)果表明，誘變效率從

高到低的排序?yàn)?EMS>DES>MH>Na2SO3>咖啡

堿>5-BU。陳超等[81]用 EMS 和 NaN3 對(duì)蝴蝶蘭類

原球莖（PLB）進(jìn)行處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn) EMS 的誘變

效果比 NaN3 好。

表 2 化學(xué)誘變?cè)谔m花育種中的應(yīng)用

Tab. 2 Application of chemical mutagenesis in orchid breeding

誘變劑

Mutagen

種類

Species

誘變材料

Mutagenicmaterial

誘變結(jié)果

Mutagenic result

參考文獻(xiàn)

Reference

EMS 春蘭 Cym. goeringii 根狀莖 再生植株出現(xiàn)矮化、白化、網(wǎng)紋斑藝和線藝突變體 [82]

EMS 寒蘭 Cym. kanran 根狀莖 再生植株產(chǎn)生黃色線藝和白化植株等變異 [83]

EMS 寒蘭 Cym. kanran 根狀莖 LD50為 0.607% EMS 處理 1 d，0.237% EMS 處理 2 d，0.145% EMS 處理 3 d，

0.119% EMS 處理 4 d

[84]

EMS 寒蘭 Cym. kanran 原球莖 LD50為 0.038% EMS 處理 6 d，0.018% EMS 處理 11 d，0.012% EMS 處理 16 d；

再生植株葉色變淡，瘦弱低矮，白化

[80]

EMS 君豪蘭 Cym. Junhao 根狀莖 LD50為 0.2% EMS 處理 4 d；再生植株出現(xiàn)顏色變淺、瘦弱、矮壯，葉寬增加、

畸形、葉色加深等

[69]

EMS 玉女蘭 Cym. Yunv 類原球莖 LD50為 0.3% EMS 處理 4 d [18]

EMS 蝴蝶蘭屬 Phalaenopsis 花梗 再生苗葉尖部出現(xiàn)鋸齒，對(duì)持續(xù)低溫抵抗能力高 [85]

EMS 蝴蝶蘭屬 Phalaenopsis 類原球莖 LD50為 0.4% EMS 處理 6~8 h；細(xì)胞體積增大，形狀改變；較高濃度 EMS 處

理后的細(xì)胞中出現(xiàn)微核等異?，F(xiàn)象

[81]

EMS 石斛 Den. friedericksianum 類原球莖 LD50為 0.8% EMS 處理 90 min；再生植株白化，具白綠或黃綠嵌合葉片 [86]

EMS 石斛 Den. officinale 原球莖 LD50為 1.0% EMS 處理 6 h；獲得抗炭疽病植株 [87]

EMS 石斛 Den. Earsakul 類原球莖 LD50為 1.8% EMS 處理 4 h；獲得抗炭疽病植株 [88]

EMS 石斛 Den. Sonia 類原球莖 再生植株生長(zhǎng)快，葉片增大，根系增粗，氣孔密度降低 [89]

EMS 文心蘭金西 Onc. Kinsei 類原球莖 LD50為 0.8% EMS 處理 4 d；類原球莖生長(zhǎng)受到抑制，再生苗數(shù)量減少，出現(xiàn)

多葉叢生變異植株

[90]

2140 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

續(xù)表 2 化學(xué)誘變?cè)谔m花育種中的應(yīng)用

Tab. 2 Application of chemical mutagenesis in orchid breeding (continued)

誘變劑

Mutagen

種類

Species

誘變材料

Mutagenicmaterial

誘變結(jié)果

Mutagenic result

參考文獻(xiàn)

Reference

EMS 白及 Ble. striata 愈傷組織 LD50為 0.6% EMS 處理 6 h [91]

EMS 指甲蘭 Aerides crispa 原球莖 LD50為 0.05% EMS 處理 5 d [64]

NaN3 蝴蝶蘭霍婭淑女

Phal. Tsuei Foa Lady

類原球莖 LD50為 4~8 mmol/L NaN3處理 6 h；出現(xiàn)白化苗 [92]

NaN3 蝴蝶蘭屬 Phalaenopsis 類原球莖 LD50大約為 5 mmol/L NaN3處理 8 h。NaN3處理可使細(xì)胞體積增大、形狀改變。

高濃度 NaN3處理細(xì)胞中出現(xiàn)雙核等現(xiàn)象

[81]

NaN3 石斛 Den. Earsakul 類原球莖 LD30和 LD50分別為 0.1、0.5 mmol/L NaN3處理 1 h；得到抗黑腐病的再生植株，

均為混倍體

[93-95]

NaN3 文心蘭金西 Onc. Kinsei 類原球莖 LD50為 3 mmol/L NaN3處理 4 d，6 mmol/L NaN3處理 2 d，12 mmol/L NaN3處

理 1 d；再生試管苗普遍矮小

[96]

NaN3 白及 Ble. striata 愈傷組織 LD50為 6 mmoL/L NaN3處理 6 h [91]

DES 寒蘭 Cym. kanran 原球莖 LD50為 0.040% DES 處理 6 d，0.026% DES 處理 11 d，0.014% DES 處理 16 d；

再生植株葉片黃化或細(xì)長(zhǎng)

[80]

DES 鐵皮石斛 Den. officinale 原球莖 LD50為 0.3%~0.4% DES 處理 2 h；得到抗寒突變體 [97]

咖啡堿 寒蘭 Cym. kanran 原球莖 LD50為 0.135%咖啡堿處理 6 d，0.094%咖啡堿處理 11 d，0.078%咖啡堿處理

16 d

[80]

5-BU 寒蘭 Cym. kanran 原球莖 LD50為 0.083% 5-BU 處理 6 d，0.068% 5-BU 處理 11 d，0.037% 5-BU 處理 16 d [80]

MH 寒蘭 Cym. kanran 原球莖 LD50為 0.075% MH 處理 6 d，0.048% MH 處理 11 d，0.036% MH 處理 16 d [80]

Na2SO3 寒蘭 Cym. kanran 原球莖 LD50為 10.46% Na2SO3處理 6 d，9.41% Na2SO3處理 11 d，7.58% Na2SO3處理

16 d

[80]

誘變劑濃度、誘變方法和材料選擇是影響蘭

花化學(xué)誘變效率的主要因素。根狀莖、原球莖和

類原球莖等中間繁殖體是常用的誘變材料，浸泡

法是最常用的處理方法。不同材料和不同誘變劑，

其誘變劑量和處理時(shí)間不同，誘變效率也不同。

對(duì)蘭花中間繁殖體，EMS 的常用濃度為 0.05%~

1.00%，NaN3 濃度為 2.0~8.0 mmol/L。EMS 能在

溶液中和細(xì)胞內(nèi)部水解產(chǎn)生強(qiáng)酸，不僅使溶液中

的 EMS 濃度降低，而且酸性水解產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞有毒

害作用，對(duì)處理材料造成生理?yè)p傷，降低存活率，

從而降低了誘變效率[98]，因此 EMS 溶液一般用

濃度不超過(guò) 0.1 mol/L 的磷酸緩沖液（pH 7.0）配

制，但也有將 EMS 直接加入液體培養(yǎng)基進(jìn)行誘變

處理，并得到較多突變體的報(bào)道[82-83]。

1.3 空間誘變

空間誘變育種是指利用返回式衛(wèi)星、宇宙飛

船或高空氣球?qū)⑥r(nóng)作物種子帶到太空，利用太空

特殊的環(huán)境（空間宇宙射線、微重力、高真空、

弱磁場(chǎng)等因素）誘發(fā)植物產(chǎn)生變異，再返回地面

選育新品種的技術(shù)[99]，該技術(shù)具有突變譜廣、誘

變頻率高和對(duì)植株損傷小等特點(diǎn)[100]。空間誘變至

少已應(yīng)用于石斛蘭屬和蝴蝶蘭屬 2 個(gè)屬 4 個(gè)種中，

已獲得 8 個(gè)突變體、選育出 4 個(gè)新品種。空間誘

變導(dǎo)致金釵石斛矮化、莖變粗、分蘗多；能促進(jìn)

鐵皮石斛生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量；使蝴蝶蘭花變大、花

朵數(shù)變多、觀賞期延長(zhǎng)、抗病性抗逆性增強(qiáng)（表

3）。石斛種子經(jīng)過(guò)空間誘變選出了矮化新品種

Uju[51]。陳肖英等[101]利用空間誘變技術(shù)，培育出

花大色艷、抗性強(qiáng)和適應(yīng)性好的優(yōu)良蝴蝶蘭新品

種航蝴 1 號(hào)。

2 蘭花突變體的篩選鑒定

表型鑒定是蘭科植株突變體鑒定中簡(jiǎn)單、經(jīng)

濟(jì)、實(shí)用的方法。在組培過(guò)程中或田間觀察到有

植株與對(duì)照植株在株型、葉色、葉型、花色、花

形、花期、抗性等方面存在明顯差異時(shí)，該植株

會(huì)被單獨(dú)選出，通過(guò)分株繁殖、扦插繁殖或組培

快繁生產(chǎn)株系，如果變異性狀在株系內(nèi)一致且穩(wěn)

定，一般就認(rèn)為該變異植株是突變體。采用分子

標(biāo)記對(duì)變異植株和對(duì)照植株進(jìn)行分析，如果變異

植株和對(duì)照植株在 DNA 水平上存在差異，則進(jìn)

一步證明變異植株是突變體[105]，但是分子鑒定結(jié)

果與植株表型性狀的變化之間可能并不存在一一

對(duì)應(yīng)關(guān)系[6]。

第 11 期 羅維宇等：蘭花誘變育種研究進(jìn)展 2141

表 3 空間誘變?cè)谔m花育種中的應(yīng)用

Tab. 3 Application of space mutagenesis in orchid breeding

種類

Species

誘變材料

Mutagenic material

誘變結(jié)果

Mutagenic result

參考文獻(xiàn)

Reference

蝴蝶蘭 Phal. amabilis 叢生芽塊組織 獲得花變大，花朵數(shù)量增加，花期延長(zhǎng)，耐熱性和耐寒性增強(qiáng)以及抗病蟲(chóng)能力

提升的蝴蝶蘭新品種航蝴 1 號(hào)

[101]

蝴蝶蘭 Phal. amabilis – 獲得花變大，花朵數(shù)增加，花色加深，花期延長(zhǎng)，抗病蟲(chóng)性和抗逆性提升的蝴

蝶蘭新品種航蝴 2 號(hào)

[102]

石斛 Den. moniliforme – 獲得矮化葉藝新品種 Uju [51]

石斛 Den. officinale 種子 獲得生長(zhǎng)加快，產(chǎn)量提高的鐵皮石斛新品種仙斛 3 號(hào) [103]

石斛 Den. nobile 種子 大部分太空誘變的金釵石斛幼苗呈現(xiàn)矮化，莖加粗，分蘗多，葉片變短的趨勢(shì) [104]

注：–表示不詳。

Note：– indicates unknown.

蘭花的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期一般為 3~5 a。為了提早進(jìn)

行突變體篩選和鑒定，對(duì)于肉眼不可見(jiàn)、不穩(wěn)定

或不容易鑒定的性狀，開(kāi)發(fā)出新的育種目標(biāo)性狀

突變體篩選和鑒定技術(shù)是十分重要的。在一些蘭花

上已建立分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)[106]、試管花誘導(dǎo)

技術(shù)體系[107]、莖腐病抗性品種篩選和鑒定技術(shù)[70]

等，有的已應(yīng)用于突變體篩選。

3 蘭花誘變機(jī)理

誘變可以引起蘭花染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)、基因

結(jié)構(gòu)和表達(dá)的變異，從而導(dǎo)致性狀改變。γ 射線

輻照能引起染色體數(shù)目改變，形成非整倍體[54]，

也能引起核型改變[19]。對(duì)葉藝隆昌素葉藝形成的

分子機(jī)理研究結(jié)果表明，編碼尿卟啉原脫羧酶基

因 HEME 在葉藝隆昌素中表達(dá)下調(diào)，而葉綠素生

物合成中編碼鎂原卟啉Ⅸ甲基轉(zhuǎn)移酶基因

CHLM、谷氨酸-tRNA 還原酶基因 HEMA 和葉綠

素降解相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)，說(shuō)明色素合成、葉綠

體發(fā)育相關(guān)基因的差異表達(dá)可能是導(dǎo)致隆昌素葉

藝形成的原因[5, 108-109]。KIM 等[24]對(duì)蘭花黃葉突

變體進(jìn)行 RNA 測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)葉綠素代謝或離子

運(yùn)輸?shù)母淖冇锌赡軐?dǎo)致蘭花葉色變黃。LIM 等[50]

對(duì)石斛紫葉突變體進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，發(fā)現(xiàn)突變體

葉片變紫色與花青素生物合成途徑中生物合成酶

基因和 MYB2 等幾個(gè)轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)增加有關(guān)。卓

志勇[110]用 Illumina HiseqX 技術(shù)對(duì)君豪蘭和重離

子輻照誘變形成的線藝君豪蘭葉片、根和莖混樣

進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和基因表達(dá)分析，篩選出 2 個(gè)與

蘭花線藝性狀突變有關(guān)的候選基因，分別為

CYP76B10 和 PSBO。

4 展望

蘭花是中國(guó)的傳統(tǒng)十大名花之一，中國(guó)人賞

蘭不僅賞花，而且賞葉。誘變處理可以誘導(dǎo)蘭花

產(chǎn)生豐富的遺傳變異，特別是誘導(dǎo)蘭花產(chǎn)生豐富

的株型和葉部性狀變異，因此誘變育種非常適合

我國(guó)蘭花育種工作。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)

步，可以進(jìn)一步提高誘變當(dāng)代突變效率和突變譜

的誘變新技術(shù)（重離子輻照、空間誘變等）的不

斷出現(xiàn)，蘭花誘變育種技術(shù)有望成為進(jìn)一步加快

我國(guó)蘭花育種進(jìn)程，盡快縮小與國(guó)外在蘭花育種

上差距的關(guān)鍵技術(shù)之一。

進(jìn)一步提高誘變育種效率和效果是今后蘭花

誘變育種研究的主要任務(wù)，可以主要從以下幾個(gè)

方面深入系統(tǒng)地開(kāi)展研究工作。首先是進(jìn)一步提

高誘變效率。篩選高效誘變劑、適宜的誘變材料

和方法依然是建立高效誘變育種技術(shù)體系的基礎(chǔ)

性工作，在此基礎(chǔ)上，可通過(guò)多種誘變技術(shù)的結(jié)

合進(jìn)一步提高誘變效率[64]。其次是建立高效突變

體篩選和鑒定技術(shù)體系。隨著基因組測(cè)序和功能

基因組學(xué)研究的不斷深入，蘭花高密度分子遺傳

圖譜的建立和主要育種目標(biāo)性狀關(guān)鍵基因的挖掘

不斷取得新進(jìn)展[111]，在此基礎(chǔ)上，建立高效分子

標(biāo)記輔助選擇體系和定向誘導(dǎo)基因組局部突變

（Targeting Induced Local Lesions IN Genomes,

TILLING）等技術(shù)成為可能，這些技術(shù)在蘭花誘

變育種上的應(yīng)用將進(jìn)一步提高突變體篩選和鑒定

效率。再次是建立蘭花快速高效育種技術(shù)。將雜

交、誘變和細(xì)胞工程技術(shù)相結(jié)合，建立多種育種

技術(shù)相融合的蘭花快速高效育種技術(shù)不僅可以提

高蘭花育種效率，而且可以縮短蘭花育種周期，

快速培育優(yōu)良蘭花新品種。最后是進(jìn)一步明確蘭

花誘變育種的倍性效應(yīng)。多數(shù)蘭花商業(yè)化品種是

多倍體[112-113]，不同倍性蘭花品種誘變效果可能

有差異，因此系統(tǒng)開(kāi)展倍性對(duì)蘭花誘變育種效果

2142 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

的影響是非常有必要的。

誘變機(jī)理研究對(duì)進(jìn)一步提高蘭花誘變育種效

率具有重要的促進(jìn)作用。大量研究表明，誘變通

過(guò)引起染色體數(shù)目改變[54]、染色體結(jié)構(gòu)變異[19]、

基因結(jié)構(gòu)變異和表達(dá)水平變化[108-109]等改變植物

性狀。不同誘變劑誘導(dǎo)遺傳物質(zhì)改變的類型、頻

率和誘發(fā)植物變異的性狀不完全相同，不同類型

遺傳物質(zhì)的改變導(dǎo)致蘭花性狀改變的機(jī)理也不

同。誘變劑是如何引起遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，從而

進(jìn)一步導(dǎo)致性狀改變的，目前這些機(jī)理尚不十分

清楚，今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)這方面的研究。

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Chinese Journal of Tropical Crops

收稿日期 2023-07-25；修回日期 2023-08-30

基金項(xiàng)目 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院協(xié)同創(chuàng)新中心項(xiàng)目（No. XTXM202203）；廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院學(xué)科團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（No. 202127TD）；

以農(nóng)產(chǎn)品為單元的廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（花卉）（No. 2023KJ121）。

作者簡(jiǎn)介 賀雅萍（1998—），女，碩士研究生，研究方向：園林植物與應(yīng)用。*通信作者（Corresponding author）：艾 葉（AI

Ye），E-mail：aiyefafu@163.com；李 佐（LI Zuo），E-mail：lizuo8375@126.com。

蝴蝶蘭抽梗影響因素及調(diào)控方法研究進(jìn)展

賀雅萍1,2，肖文芳2

，陳和明2

，呂復(fù)兵2

，妟石娟3

，艾 葉1*，李 佐2*

1. 福建農(nóng)林大學(xué)風(fēng)景園林與藝術(shù)學(xué)院，福建福州 350002；2. 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境園藝研究所/廣東省花卉種質(zhì)創(chuàng)

新綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510640；3. 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物基因研究中心，廣東廣州 510640

摘 要：蝴蝶蘭（Phalaenopsis）花色豐富，花期持久，花型獨(dú)特，具有很高的觀賞價(jià)值，是市場(chǎng)上最受歡迎和最具商

業(yè)價(jià)值的蘭花。蝴蝶蘭花梗是由每片葉子基部的腋芽發(fā)育而來(lái)，但在開(kāi)花期多數(shù)腋芽處于休眠狀態(tài)，研究其潛伏腋芽

萌發(fā)規(guī)律有助于通過(guò)促成栽培提高蝴蝶蘭多花梗比率，具有良好的應(yīng)用前景。本文對(duì)影響蝴蝶蘭花芽萌發(fā)的主要環(huán)境

因素（溫度、植物激素、光環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累等）及促進(jìn)花芽萌發(fā)的調(diào)控方法進(jìn)行綜述，以期為今后多花梗蝴蝶蘭

產(chǎn)品的生產(chǎn)調(diào)控提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：蝴蝶蘭；抽梗；調(diào)控方法

中圖分類號(hào)：S682.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Research Progress on Influencing Factors and Regulatory Methods of

Phalaenopsis Spiking

HE Yaping1,2, XIAO Wenfang2

, CHEN Heming2

, LYU Fubing2

, YAN Shijuan3

, AI Ye1*, LI Zuo2*

1. College of Landscape Architecture and Art, Fujian University of Agriculture & Forestry, Fuzhou, Fujian 350002, China; 2. Environmental Horticulture Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences / Guangdong Key Laboratory of Ornamental Plant Germplasm Innovation and Utilization, Guangzhou, Guangdong 510640, China; 3. Agro-biological Gene Research Center,

Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou, Guangdong 510640, China

Abstract: Phalaenopsis has a rich variety of flower colors, a long-lasting flowering period, a unique flower type, and

high ornamental value. It is considered the most popular and commercially valuable orchid in the market. The axillary

buds at the base of each leaf of Phalaenopsis orchid can form pedicels, but most of the axillary buds are in a dormant

state during the flowering period. Studying the germination law of latent axillary buds can help improving the proportion of multiple flower stalks in Phalaenopsis, and has good application prospects. The main environmental factors

(temperature, plant hormones, light environment, nutrient accumulation, etc) affecting the germination of Phalaenopsis

bud and the regulatory methods to promote flower bud germination will be reviewed, in order to provide a reference for

the application of regulating more flower bud germination in Phalaenopsis industry in the future.

Keywords: Phalaenopsis; spike; regulatory method

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2023.11.002

植物的生命周期中會(huì)經(jīng)歷 2 個(gè)重要的階段，

分別是營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)階段。在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階

段積累了足夠多的營(yíng)養(yǎng)后，會(huì)在內(nèi)源信號(hào)和外部

環(huán)境因子的共同調(diào)控下形成花器官，從而進(jìn)入生

殖生長(zhǎng)階段，這一轉(zhuǎn)換過(guò)程叫做成花誘導(dǎo)，又稱

為開(kāi)花轉(zhuǎn)換。

蝴蝶蘭為蘭科（ Orchidaceae ）蝴蝶蘭屬

（Phalaenopsis Blume）植物，素有“洋蘭王后”

2150 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

的美稱。為單軸型附生蘭，頂端分生組織能夠持

續(xù)分化出葉片，每片葉子基部的葉腋處都具有腋

芽。在生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)蝴蝶蘭品種在開(kāi)

花時(shí)期，每株僅有 1 個(gè)腋芽萌發(fā)形成花序（花梗），

而其他腋芽均處于休眠狀態(tài)（圖 1）。迄今為止，

關(guān)于蝴蝶蘭花芽分化和發(fā)育規(guī)律等方面的研究取

得了重要進(jìn)展[1-3]。然而，關(guān)于蝴蝶蘭多個(gè)潛伏腋

芽打破休眠同時(shí)抽梗的相關(guān)研究報(bào)道較少，對(duì)潛

伏腋芽萌發(fā)調(diào)控機(jī)理認(rèn)知的缺乏制約了多花梗蝴

蝶蘭的產(chǎn)率。因此，本文將著重綜述溫度、植物

激素、光環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累對(duì)蝴蝶蘭花芽萌發(fā)

的影響，以期為多花梗蝴蝶蘭的培育提供參考。

A：4 個(gè)潛伏腋芽在莖上的著生位置及休眠狀態(tài)；

B：萌發(fā)狀態(tài)的腋芽。黑色三角指示腋芽。

A: The position of the four latent axillary buds on the stem and the

dormant state; B: Developing axillary buds. Black triangles

indicate axillary buds.

圖 1 蝴蝶蘭莖部腋芽著生位置及 2 種發(fā)育狀態(tài)的形態(tài)特征

Fig. 1 Morphological characteristics of the emergence

sites of axillary buds on the stem and the two developmental

states of Phalaenopsis

1 溫度對(duì)花芽萌發(fā)影響

蝴蝶蘭（Phalaenopsis）的成花過(guò)程受溫度影

響，生產(chǎn)中主要通過(guò)改變環(huán)境溫度來(lái)誘導(dǎo)其花芽

萌發(fā)[4]。在夏季，國(guó)內(nèi)普遍利用高山上的涼爽氣

候或通過(guò)配套設(shè)施降低溫室溫度至抽梗所需低溫

范圍來(lái)促進(jìn)蝴蝶蘭抽梗[5]。研究表明，蝴蝶蘭從

營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)到生殖生長(zhǎng)的過(guò)渡需要低溫積累，最適

低溫為 15~25 ℃。持續(xù)高于 28 ℃的溫度雖然有助

于促進(jìn)蝴蝶蘭葉片發(fā)育，但會(huì)抑制花芽抽梗；而

低于 14 ℃則會(huì)引起寒害[1, 6]，具體不同溫度條件

的處理效果有所差異（表 1）。KATAOKA 等[7]的

研究指出，在日平均溫度為 23 ℃處理的蝴蝶蘭植

株，相較于 27 ℃處理的植株可提早 9 d 抽梗。

BLANCHARD 等[4]的研究表明，相比于高溫

（29 ℃），低溫（17、20、23 ℃）顯著提高了蝴

蝶蘭的抽梗率，并且高溫會(huì)嚴(yán)重阻礙花梗的生成。

此外，NEWTON 等[8]補(bǔ)充指出，隨著高溫持續(xù)時(shí)

間的延長(zhǎng)，花芽萌發(fā)的比例降低，萌發(fā)時(shí)間會(huì)延

遲，而營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)會(huì)增加。為了獲取高品質(zhì)的蝴蝶

蘭，大多數(shù)種植者將溫室的溫度全天保持在 28 ℃

以上，以促進(jìn)幼苗營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，抑制植株過(guò)早產(chǎn)生

花序[9]。同時(shí)，為采取更節(jié)能的溫室供暖策略，

NEWTON 等[8]的最佳高溫時(shí)間試驗(yàn)表明，在白天

加熱至 29 ℃，持續(xù) 12 h，并在其余時(shí)間恢復(fù)至

20 ℃的條件下，可以完全抑制花芽分化。因此，

過(guò)高或過(guò)低的溫度均不利于蝴蝶蘭的花芽分化。

綜上，在蝴蝶蘭的栽培過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)植株的成

熟度變換溫度條件，建議在白天加熱至 29 ℃持續(xù)

12 h，促進(jìn)蝴蝶蘭幼苗的快速成熟，當(dāng)植株進(jìn)入

生殖生長(zhǎng)階段后，給予適當(dāng)?shù)牡蜏匾源龠M(jìn)抽梗。

蝴蝶蘭生長(zhǎng)發(fā)育的溫度需求不僅局限于高溫

和低溫值，適當(dāng)?shù)臅円箿夭钜材軌蚱鸬秸{(diào)控植株

生殖轉(zhuǎn)變的作用。日溫為 20~26 ℃，夜溫為 14~

19 ℃的晝夜波動(dòng)條件，能夠誘導(dǎo)蝴蝶蘭花梗出

現(xiàn)。在 50 d 內(nèi)，26/20、26/18 ℃的晝夜溫度處理

能夠誘導(dǎo)蝴蝶蘭 Big Chili 和 Sogo Yukidian 2 個(gè)品

種的花序分生組織分化，而 29/21 ℃晝夜溫度下

的蝴蝶蘭則無(wú)法抽梗[10]。這與 BLANCHARD 等[4]

的研究結(jié)果一致，即使夜間氣候涼爽，當(dāng)白天溫

度過(guò)暖（高于 28 ℃），也會(huì)導(dǎo)致蝴蝶蘭抽梗失敗。

適宜的晝夜溫差不僅促進(jìn)抽梗進(jìn)程，同時(shí)能夠增

加每株植株的花梗數(shù)量。如蝴蝶蘭在 21/19 ℃晝

夜溫度下雙梗率達(dá)到 25%[11]。與傳統(tǒng)的晝暖夜涼

模式顛倒的情況也曾在蝴蝶蘭研究中出現(xiàn)過(guò)。如

蝴蝶蘭雜交品種 Lava Glow 在 20/25 ℃處理下的

抽梗率遠(yuǎn)高于 25/20 ℃，且 25/20 ℃處理組的抽梗

率極低。綜上，不同品種的蝴蝶蘭對(duì)誘導(dǎo)溫度和

反應(yīng)時(shí)間的敏感性存在差異[12]。

第 11 期 賀雅萍等：蝴蝶蘭抽梗影響因素及調(diào)控方法研究進(jìn)展 2151

表 1 溫度對(duì)蝴蝶蘭抽梗的影響

Tab. 1 Effects of temperature on Phalaenopsis spiking

溫度條件

Temperature condition

表型變化

Phenotypic change

參考文獻(xiàn)

Reference

低溫：26/18 ℃（晝夜） 植株抽梗 [1]

高溫：30/25、25/30 ℃（晝夜）；低溫：25/20、20/25 ℃（晝夜） 高溫下均未抽梗；低溫下，夜溫高的抽梗率高于夜溫

低的抽梗率

[13]

高溫：29/21 ℃（晝夜）；低溫：26/20、26/18 ℃（晝夜） 高溫下均未抽梗；低溫下均抽梗 [10]

高溫: 32~35/26~28 ℃（晝夜）；低溫: 27/17 ℃（晝夜） 低溫處理抽梗率達(dá) 96.7%，高溫處理抽梗率為 0 [14]

高溫：30/25 ℃（晝夜）；低溫：25/20 ℃（晝夜） 高溫組不抽梗，低溫組抽梗 [15]

實(shí)驗(yàn) 1：分別在 20 ℃下處理 0、2、4、6、8 周，之后轉(zhuǎn)入 28 ℃；

實(shí)驗(yàn) 2：4 個(gè)不同的溫度體系，25/20、28/28 ℃，每隔 1 周高

溫，每隔 2 周低溫

實(shí)驗(yàn) 1：低溫持續(xù)越久，抽梗率越高；實(shí)驗(yàn) 2：高溫下

抽梗率降低，抽梗延遲

[16]

恒低溫：20、25 ℃；恒高溫：28 ℃ 20、25 ℃抽梗率為 100%；28 ℃均未抽梗 [3]

恒溫：27、23 ℃ 27 ℃下抽梗時(shí)間晚于 23 ℃ [7]

恒溫：14、17、20、23、26、29 ℃；晝夜溫度：20/14、23/17、

26/14、26/20、29/17、29/23 ℃

14、17 ℃的抽梗率最大；白天高溫抑制抽梗 [4]

恒溫：28 ℃；晝夜溫度：28/20 ℃ 恒溫 28 ℃下不抽梗，晝暖夜涼誘導(dǎo)抽梗 [17]

31、34 ℃下處理 15、30 d，28 ℃下處理 30 d，之后轉(zhuǎn)入 20 ℃ 溫度越高，持續(xù)時(shí)間越久，抽梗越延遲，抽梗率越低 [18]

變溫處理：植株在 25/20、20/15 ℃下持續(xù) 1、2 或 3 周后，轉(zhuǎn)

入 30 ℃持續(xù) 1 周，最后轉(zhuǎn)入初始溫度下；恒溫處理：植株置

于 30 ℃

植株初始溫度為 25/20 ℃下的抽梗所需時(shí)間早于初始

溫度為 20/15 ℃；30 ℃下抑制抽梗

[19]

高溫 29 ℃，分別持續(xù) 0、4、8、12、24 h，其余時(shí)間為 20 ℃ 隨著高溫持續(xù)時(shí)間的增加，植株抽梗率減少 [8]

高溫：30/25 ℃（晝夜）；低溫：22/18 ℃（晝夜） 高溫下植株保持營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，低溫下抽梗 [20]

高溫：32/27 ℃（晝夜）；低溫：14/18 ℃（晝夜） 高溫下植株保持營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，低溫下抽梗 [21]

2 植物激素影響花芽萌發(fā)

在蝴蝶蘭的生長(zhǎng)發(fā)育中，低溫是促進(jìn)花芽萌

發(fā)形成花梗的關(guān)鍵因素，但植物激素也能在低溫

環(huán)境下發(fā)揮作用。噴施細(xì)胞分裂素（6-BA）能促

進(jìn)抽梗，適宜濃度為 100~400 mg/L，而赤霉素

（GA3）的效果微小，與 6-BA 混合使用時(shí)甚至?xí)?/p>

降低其促進(jìn)作用[22]。BLANCHARD 等[23]的研究

表明，經(jīng)過(guò)高溫（29 ℃）和低溫（23 ℃）處理的

蝴蝶蘭，分別噴施 6-BA 以及 6-BA 與 GA3 混合溶

液，結(jié)果表明，花梗的萌發(fā)僅出現(xiàn)在誘導(dǎo)溫度條

件下；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在噴施 400 mg/L 6-BA

后，植株提前 3~9 d 抽梗，且花梗數(shù)量增加，其

促進(jìn)效果隨著 6-BA 濃度的增高而增強(qiáng)；混合溶

液對(duì)誘導(dǎo)花序萌發(fā)的時(shí)間以及數(shù)量均無(wú)顯著影

響。隨后，LEE 等[22]進(jìn)一步證實(shí)了 6-BA 對(duì)蝴蝶

蘭抽梗的促進(jìn)作用，并發(fā)現(xiàn)，在低溫誘導(dǎo)下，單

獨(dú)使用 GA3以及與 6-BA 的混合溶液均抑制抽梗。

在適宜溫度下（25/20 ℃），應(yīng)用外源脫落酸

（ABA）會(huì)延遲甚至抑制蝴蝶蘭花梗生成，濃度

越高，其抑制作用越顯著。WANG 等[24]研究發(fā)現(xiàn)，

休眠腋芽中的內(nèi)源 ABA 含量遠(yuǎn)高于發(fā)育花芽中

的含量。綜上，6-BA 對(duì)花芽形成的促進(jìn)作用表明，

6-BA 至少在一定程度上調(diào)控了蝴蝶蘭的花序生

成。但其促進(jìn)作用是有條件的，因此 6-BA 的應(yīng)

用不能完全替代采用低溫進(jìn)行的誘導(dǎo)條件。在實(shí)

際生產(chǎn)中，由于蝴蝶蘭較長(zhǎng)的栽培周期及對(duì)低溫

的需求，造成了高成本、高消耗的問(wèn)題。植物激

素作為影響植物發(fā)育過(guò)程中，如種子萌發(fā)、植物

器官發(fā)育的重要因素[25]，外源噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)

劑可部分取代溫度環(huán)境因子的催梗效果（表 2）。

此外，外源噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑具有易操作、成

本低等特點(diǎn)，因此在蝴蝶蘭的生長(zhǎng)發(fā)育中得到廣

泛應(yīng)用。

2152 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

表 2 植物激素對(duì)蝴蝶蘭抽梗的影響

Tab. 2 Effects of exogenous hormones on Phalaenopsis spiking

處理?xiàng)l件

Treatment condition

表型變化

Phenotypic change

參考文獻(xiàn)

Reference

實(shí)驗(yàn) 1：6-BA 濃度分別為 100、200、400 mg/L；

GA3、6-BA 不同濃度配比：GA（3 25、50、100 mg/L）

+6-BA（25、50、100 mg/L）；實(shí)驗(yàn) 2：6-BA 200 mg/L

實(shí)驗(yàn) 1：?jiǎn)为?dú)使用 6-BA 提早 3~9 d 抽梗，且提高花梗數(shù)量，而 GA3+

6-BA 對(duì)抽梗率和抽梗數(shù)無(wú)任何效果；實(shí)驗(yàn) 2：29 ℃下，外源激素

處理無(wú)花梗生成；轉(zhuǎn)入 23 ℃后，外源激素處理提早 10 d 抽梗且增

加了花梗數(shù)

[23]

6-BA 濃度分別為 0、100、200、300、400 mg/L 6-BA 顯著增加了抽梗數(shù) [26]

6-BA 濃度為 100 mg/L，GA3 別為 100、200 mg/L；

激素配比：100 mg/L GA3+100 mg/L 6-BA

28 ℃下，所有處理均未能誘導(dǎo)花梗形成；20 ℃下，6-BA 加速了

抽梗且顯著增加了花梗數(shù)，而 GA3 和 GA3+6-BA 則略有延遲花梗

的生成

[22]

3 光環(huán)境影響花芽萌發(fā)

光照不僅是植物進(jìn)行光合作用的能量來(lái)源，

同時(shí)也是植物感知外界環(huán)境的信號(hào)之一。通過(guò)光

感受器，植物能夠感知環(huán)境中的光信號(hào)，并調(diào)節(jié)

生理反應(yīng)以適應(yīng)環(huán)境的變化。光環(huán)境信號(hào)主要包

括光周期、光強(qiáng)度和光質(zhì)量，而不同的光環(huán)境會(huì)

影響蝴蝶蘭的生長(zhǎng)和發(fā)育，具體不同光環(huán)境條件

的處理效果有所差異（表 3）。

在誘導(dǎo)低溫環(huán)境下，花梗形成前的光照強(qiáng)度

顯著影響抽梗速率和花梗數(shù)量。蝴蝶蘭成花誘導(dǎo)

的適宜光照強(qiáng)度為 60~500 μmol/(m2

·s)，低光照或

黑暗處理均會(huì)抑制蝴蝶蘭花芽發(fā)育[27]，而高光照

會(huì)導(dǎo)致光抑制，嚴(yán)重阻礙光合作用的進(jìn)行，影響蝴

蝶蘭的生長(zhǎng)發(fā)育[28-29]。WANG[30]通過(guò)研究證實(shí)，

處理蝴蝶蘭時(shí)，低光照強(qiáng)度[8 μmol/(m2

·s)]或黑暗

條件下，植株無(wú)法完成花芽分化。隨著光照環(huán)境的

變化，蝴蝶蘭植株恢復(fù)抽梗。在 60、160 μmol/(m2

·s)

光強(qiáng)下，蝴蝶蘭在 30 d 內(nèi)成功抽梗，且光照強(qiáng)度

的增加使植株抽梗時(shí)間提前。研究表明，在持續(xù)

高溫環(huán)境中，即使給予植株適宜的光強(qiáng)度

[270 μmol/(m2

·s)]，仍無(wú)法完成抽梗。因此，溫度

和光照之間的相互作用可用于控制蝴蝶蘭花序發(fā)

育的時(shí)間。低溫是花芽分化所必需的，同時(shí)植株

也需要足夠的光強(qiáng)來(lái)快速響應(yīng)低溫以誘導(dǎo)抽梗。

對(duì)蝴蝶蘭進(jìn)行遮蔭處理會(huì)導(dǎo)致花芽分化推遲，而

推遲天數(shù)則隨著遮蔭程度的提高而增加。每株的花

梗數(shù)量以及后續(xù)的花豐度指標(biāo)則與之相反[31-32]。

適宜的光照強(qiáng)度有利于增強(qiáng)蝴蝶蘭的光合性能，

促進(jìn)形成花梗所需的碳水化合物，如淀粉、葡萄

糖、蘋(píng)果酸等的合成，并加快花梗的誘導(dǎo)[31, 33]。

黃麗娜[34]以 3 個(gè)黃花品種的蝴蝶蘭（小天鵝、皇

后、KV642）為試驗(yàn)材料，研究不同光照強(qiáng)度對(duì)植

株開(kāi)花指標(biāo)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，在 300 μmol/(m2

·s)光照

強(qiáng)度下，小天鵝和 KV642 品種的抽梗率和抽梗數(shù)

達(dá)到最大值，完成抽梗所需時(shí)間也最短。而皇后品

種則需要更強(qiáng)的光照，需達(dá)到 500 μmol/(m2

·s)。研

究結(jié)果說(shuō)明不同品種蝴蝶蘭所適應(yīng)的光照強(qiáng)度存

在差異。為更精確地獲得植株所需的光照量，植

物生長(zhǎng)發(fā)育模型常使用日累計(jì)光照量（DLI）代替

光強(qiáng)作為光參數(shù)[35]。適宜的 DLI 值能夠改善蝴蝶

蘭植株的生長(zhǎng)和發(fā)育，縮短抽梗時(shí)間。KATAOKA

等[7]分別給予蝴蝶蘭 DLI 為 0.6、4.3 mol/(m2

·d)

的光照，當(dāng) DLI 為 0.6 mol/(m2

·d)時(shí)，由于蝴蝶蘭

的光能供給不足，與 4.3 mol/(m2

·d)的高光照水平

相比，植株抽梗延遲 47 d。這與 LEE 等[36]的研究

結(jié)果一致，蝴蝶蘭的生長(zhǎng)和成花均受 DLI 水平的

影響，提高 DLI 水平有助于蝴蝶蘭營(yíng)養(yǎng)期生物量

的積累，從而加速打破腋芽休眠，提高抽梗率和

花梗數(shù)量。綜上，誘導(dǎo)低溫和適宜的光照強(qiáng)度可

以使蝴蝶蘭的光合性能增加，有利于花梗生成。

CHORY[37]通過(guò)研究表明，藍(lán)光和紅光被認(rèn)為

是促進(jìn)大多數(shù)植物生長(zhǎng)的最佳光源，并且是光合

碳同化的基本能量來(lái)源。在蝴蝶蘭的生產(chǎn)中，為

了促進(jìn)植株的生長(zhǎng)發(fā)育，人們通常使用不同的光

源進(jìn)行補(bǔ)充。研究表明，紅光有利于蝴蝶蘭花梗

的形成，而藍(lán)光則促進(jìn)葉片發(fā)育（表 3）。MAGAR

等[38]研究發(fā)現(xiàn)，暖光 LED 燈具中含有較多的紅

光，對(duì)蝴蝶蘭的成花轉(zhuǎn)換起到積極的作用，花梗

的形成時(shí)間顯著早于冷光 LED 燈具以及自然光

下的處理組。LEITE 等[39]測(cè)試了 3 種可以改變太

陽(yáng)輻射光譜的遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)蝴蝶蘭生長(zhǎng)發(fā)育的影響，

在紅色遮陽(yáng)網(wǎng)下，花梗已經(jīng)形成并開(kāi)花，而在藍(lán)

色和黑色遮陽(yáng)網(wǎng)下，花梗仍在形成中；此外，在

紅色遮陽(yáng)網(wǎng)下，每株花梗數(shù)量普遍高于其他遮陽(yáng)

網(wǎng)下的植株。這表明，紅色遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)紅光的吸收

第 11 期 賀雅萍等：蝴蝶蘭抽梗影響因素及調(diào)控方法研究進(jìn)展 2153

表 3 光環(huán)境對(duì)蝴蝶蘭抽梗的影響

Tab. 3 Effects of light-environment on Phalaenopsis spiking

影響因素

Influence factor

處理?xiàng)l件

Treatment condition

表型變化

Phenotypic change

參考文獻(xiàn)

Reference

光強(qiáng)度 強(qiáng)光組：150 μmol/(m2

·s)；弱光組：置于尼龍布下，

光照強(qiáng)度約為強(qiáng)光組的 15%

強(qiáng)光組抽梗，而弱光組不抽梗 [32]

20、150 μmol/(m2

·s) 低光照下的植株的抽梗率、花梗數(shù)均低于高光照強(qiáng)度 [33]

100、40、15 μmol/(m2

·s) 光照強(qiáng)度越高，越早抽梗 [7]

光照條件分別為強(qiáng)光照、中度光照、弱光照 低溫下（23/18、28/23 ℃），強(qiáng)光區(qū)植株提早抽梗且

抽梗率增加

[27]

光照條件分別為強(qiáng)光照、中度光照、弱光照，強(qiáng)、

中、弱光照強(qiáng)度分別為全日光的 12.0%、5.4%、2.6%

相比于中、低光照強(qiáng)度，高強(qiáng)度光照提高了花梗數(shù) [31]

實(shí)驗(yàn) 1：0、8、60、160 μmol/(m2

·s)；實(shí)驗(yàn) 2：先在

0 μmol/(m2

·s)條件下分別持續(xù) 2、4、6 周，之后轉(zhuǎn)入

160 μmol/(m2

·s)光照條件

實(shí)驗(yàn) 1：植株僅在光照強(qiáng)度為 160、60 μmol/(m2

·s)

下抽梗，且光照越強(qiáng)，抽梗越早；實(shí)驗(yàn) 2：黑暗條

件下持續(xù)越久，抽梗越延遲

[30]

光質(zhì) 分別置于藍(lán)色、黑色、紅色遮光網(wǎng)下 紅色遮光網(wǎng)下植株的花梗生成時(shí)間早于其他遮光網(wǎng)

條件下的植株

[39]

分別置于暖白 LED 燈、冷白 LED 燈條件下 LED 條件下的植株花梗數(shù)量均高于無(wú) LED 燈條件；

暖白 LED 燈比冷白 LED 燈更有利于花梗的生成

[38]

光周期 晝夜光照時(shí)間：8/16、12/12 h 23 ℃下，8 h 光照比自然晝長(zhǎng)提早開(kāi)花 5~7 d [43]

晝夜光照時(shí)間：9/15、12/12、16/8 h 短日照更有利于抽梗 [44]

晝夜光照時(shí)間：9/15、16/8 h 短日照更有利于抽梗 [42]

能夠加速植株抽梗進(jìn)程以及增加植株的花梗數(shù)。

在藍(lán)色或黑色遮蔭網(wǎng)下的植株葉片生長(zhǎng)情況最

佳。因此，對(duì)蝴蝶蘭進(jìn)行光譜管理可以改善其商

業(yè)性狀。在實(shí)際生產(chǎn)中，可以使用紅色光源作為

補(bǔ)充光來(lái)促進(jìn)蝴蝶蘭的抽梗。

由于大多數(shù)蝴蝶蘭品種原產(chǎn)于赤道附近的地

區(qū)，光周期變化不明顯，被認(rèn)為是一種日中性植

物，因此它們不需要特定的光周期來(lái)誘導(dǎo)成花轉(zhuǎn)

換[40]。僅有少數(shù)的蝴蝶蘭品種的成花轉(zhuǎn)換受光周

期調(diào)控[41]。如在朵麗蝶蘭（P. pulcherrima）催花

調(diào)控研究中發(fā)現(xiàn)，其抽梗時(shí)間明顯受到光照時(shí)間的

影響，且短日照條件更有利于其抽梗以及生長(zhǎng)[42]。

4 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累影響花芽萌發(fā)

雖然低溫能夠誘導(dǎo)未成熟的植株抽梗，但是

相比成熟植株，蝴蝶蘭幼苗需要更長(zhǎng)的持續(xù)低溫

時(shí)間才能誘導(dǎo)花芽分化[45]；此外，未成熟植株進(jìn)

行催花調(diào)控，容易出現(xiàn)花梗數(shù)量減少、長(zhǎng)度不一

等不良現(xiàn)象的發(fā)生，從而直接導(dǎo)致整體花豐度降

低[9, 46]。因此，蝴蝶蘭植株必須在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期達(dá)到

成熟狀態(tài)，才能保證抽梗達(dá)到正常水平。成熟程

度可以根據(jù)葉片指標(biāo)來(lái)判斷。一般而言，當(dāng)蝴蝶

蘭幼苗移出培養(yǎng)瓶生長(zhǎng)培養(yǎng) 13~15 個(gè)月，在 4~5

片發(fā)育完全的葉子、雙葉展開(kāi)達(dá) 30~40 cm、葉面

積達(dá) 500~800 cm2 時(shí)即為成熟狀態(tài)[47-48]。在商業(yè)

蝴蝶蘭栽培中，提高溫度對(duì)于防止幼苗花芽提前

分化是必不可少的。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)高溫處理后，

蝴蝶蘭植株在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期間的生物量累積量的增

加有助于提高單株的花梗數(shù)量[44, 49]。

肥料的應(yīng)用可以調(diào)控蝴蝶蘭的生長(zhǎng)和發(fā)育。

通常氮（N）肥有利于蝴蝶蘭的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，但濃

度過(guò)高則會(huì)抑制抽梗，而磷（P）肥和鉀（K）肥

則有助于花梗生成和發(fā)育。N 濃度高于 200 mg/L

時(shí)，處理時(shí)間越長(zhǎng)，植株葉片狀態(tài)越旺盛，如葉

片數(shù)量和葉面積顯著上升[50]。研究還發(fā)現(xiàn)，即使

在冷誘導(dǎo)環(huán)境下，持續(xù)施用高濃度 N 肥也會(huì)推遲

蝴蝶蘭花梗的生成時(shí)間，同時(shí)抽梗率降低[51]。但

隨著 N 水平的降低，蝴蝶蘭花芽分化時(shí)間提前，

且植株雙梗率顯著提高[52-53]。在 N 的應(yīng)用研究中，

WANG[54]研究發(fā)現(xiàn)蝴蝶蘭對(duì) N 源的反應(yīng)和 N 濃度

同樣敏感。蝴蝶蘭根系可以直接吸收硝酸鹽

（NO3-N）、銨（NH4-N）和尿素這 3 種形式中的

N。因此，提高 NO3-N 和 NH4-N 比值有利于提高

抽梗率以及縮短抽梗時(shí)間。不同肥料的配比調(diào)和

施用也對(duì)蝴蝶蘭花梗的生成產(chǎn)生影響。在探討不

同的 N、P、K 配比對(duì)蝴蝶蘭抽梗的促進(jìn)效果時(shí)，

研究發(fā)現(xiàn)，噴施含 P、K 水平較高，N 水平較低

的 NPK 配比肥更有利于花芽分化[13, 55]。綜上，

2154 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

通過(guò)調(diào)節(jié)肥料配比和施肥時(shí)間，可以綜合改善蝴

蝶蘭的生長(zhǎng)和開(kāi)花品質(zhì)，如在植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)階段，

可以增加 N 肥比例以加速植株成熟，從而縮短幼

年期，以降低生產(chǎn)時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本；而在生殖生

長(zhǎng)階段，則應(yīng)降低 N 肥比例，同時(shí)增加 P 和 K 的

比例以促進(jìn)花芽發(fā)育，縮短花梗形成時(shí)間。

5 展望

5.1 探索有效調(diào)控蝴蝶蘭多花梗形成的方法

蝴蝶蘭屬于腋生多花序原基類蘭科植物[56]，

頂端分生組織能夠持續(xù)分化出葉片，每片葉子基

部的葉腋處均具有腋芽。然而在開(kāi)花期，大多品

種每株僅有一個(gè)腋芽萌發(fā)形成花梗，其他腋芽均

處于休眠狀態(tài)[41]，這嚴(yán)重降低了花的豐度。此外，

在當(dāng)前市場(chǎng)上，多花梗發(fā)育通常只出現(xiàn)于蝴蝶蘭

的小花品種中，而在蝴蝶蘭大花品種中較少見(jiàn)。

因此，需要研究者持續(xù)探索有效提高蝴蝶蘭雙花

梗率甚至多花梗率的調(diào)控方法。

5.2 開(kāi)展多組學(xué)聯(lián)合解析蝴蝶蘭花梗形成的

分子機(jī)制

多組學(xué)方法的聯(lián)合可以揭示生理和環(huán)境壓力

條件下的基因功能和網(wǎng)絡(luò)[57]。在過(guò)去的幾十年

里，多組學(xué)技術(shù)已廣泛用于研究植物的生長(zhǎng)發(fā)育。

通過(guò)多組學(xué)技術(shù)篩選出導(dǎo)致多花梗形成的關(guān)鍵基

因，這也是蝴蝶蘭產(chǎn)值提升方面的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題，

如降低催梗過(guò)程的能耗。蝴蝶蘭腋芽從萌發(fā)、伸

長(zhǎng)到形成花梗是一個(gè)精細(xì)調(diào)控的過(guò)程。與擬南芥

等模式植物已經(jīng)呈現(xiàn)出深入全面的開(kāi)花調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

途徑不同，目前蝴蝶蘭只能通過(guò)過(guò)表達(dá)或基因沉

默等技術(shù)研究與成花轉(zhuǎn)換相關(guān)的基因及其內(nèi)在調(diào)

控通路，迄今僅通過(guò)基因沉默鑒定出調(diào)控抽梗相

關(guān)的關(guān)鍵基因，如 SVP、SPIK1、FTs 等，而缺乏

采用多組學(xué)技術(shù)策略進(jìn)行蝴蝶蘭抽梗的分子遺傳

機(jī)制分析。

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熱帶作物學(xué)報(bào) 2023, 44(11): 2157?2166

Chinese Journal of Tropical Crops

收稿日期 2023-04-10；修回日期 2023-04-23

基金項(xiàng)目 廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（No. 2022B1111040003，No. 2022B1111230001）；廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系花卉

創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（No. 2022KJ121）。

作者簡(jiǎn)介 黎藝璇（1998—），女，碩士研究生，研究方向：蘭花共生菌。*通信作者（Corresponding author）：曾宋君（ZENG Songjun），

E-mail：zengsongjun@scib.ac.cn。

兜蘭屬植物菌根真菌研究進(jìn)展

黎藝璇1,2，房 林1

，陳 紅1

，李 琳1

，吳坤林1

，曾宋君1,3*

1. 中國(guó)科學(xué)院華南植物園華南農(nóng)業(yè)植物分子分析和遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510650；2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京

100049；3. 中國(guó)科學(xué)院華南植物園廣東省應(yīng)用植物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510650

摘 要：蘭科兜蘭屬植物因其奇特的外觀，觀賞價(jià)值極高，具有良好的市場(chǎng)前景。但兜蘭生長(zhǎng)慢，生長(zhǎng)環(huán)境要求高，

又遭到人們持續(xù)采集，野生兜蘭數(shù)量稀少，現(xiàn)已成為世界上最瀕危的物種之一。通過(guò)人工繁殖出的大量種苗能應(yīng)用于

遷地保護(hù)、自然回歸和商品化生產(chǎn)。但兜蘭的人工繁殖難度大，存在種子萌發(fā)率低、生長(zhǎng)速度慢、回歸自然的種苗適

應(yīng)性差等問(wèn)題。菌根是植物長(zhǎng)期在自然界生存中與真菌形成的一種共生關(guān)系。內(nèi)生真菌在兜蘭的生活史中扮演著重要

的角色，對(duì)種子萌發(fā)、植株生長(zhǎng)和環(huán)境適應(yīng)性均有極大幫助。研究?jī)?nèi)生真菌有助于兜蘭的人工繁殖、商品化育苗及產(chǎn)

業(yè)化推廣，也有利于兜蘭屬植物的自然回歸和保護(hù)。本文對(duì)兜蘭內(nèi)生真菌特點(diǎn)、分離鑒定方法、內(nèi)生真菌種類和作用

等研究進(jìn)行綜述，提出了內(nèi)生真菌在兜蘭屬中的應(yīng)用前景和未來(lái)研究方向等，以期為兜蘭屬植物內(nèi)生真菌的研究、兜

蘭種子共生萌發(fā)和商品化育苗及野生兜蘭的保護(hù)提供參考。

關(guān)鍵詞：兜蘭；內(nèi)生真菌；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)：S682.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

Research Advance in Mycorrhiza of Paphiopedilum

LI Yixuan1,2, FANG Lin1

, CHEN Hong1

, LI Lin1

, WU Kunlin1

, ZENG Songjun1,3*

1. Key Laboratory of South China Agricultural Plant Molecular Analysis and Gene Improvement, South China Botanical Garden,

Chinese Academy of Sciences, Guangzhou, Guangdong 510650, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing

100049, China; 3. Guangdong Provincial Key Laboratory of Applied Botany, South China Botanical Garden, Chinese Academy of

Sciences, Guangzhou, Guangdong 510650, China

Abstract: In the Orchidaceae family, Paphiopedilum exhibits extraordinary ornamental value and promising market

prospects due to its unique appearance. However, Paphiopedilum is at risk of extinction worldwide due to slow growth

rate, high environmental demands, and continuous collection by humans. Artificial seedlings can serve as a potential

solution for ex situ conservation, reintroduction and commercial production. Unfortunately, artificial propagation is

challenged due to low seed germination rate, slow growth rate, and limited resistance to ecological environments. Mycorrhizal symbiosis between plants and fungi has played a crucial role in the natural development of Paphiopedilum,

particularly endophytic fungi, which significantly contribute to seed germination and plant growth. This article presents

an analysis of features of endophytic fungi of Paphiopedilum, methods of endophytic fungi separation, types and functions of research, and the application prospects, while also outlining future research direction for the conservation of

wild Paphiopedilum, seed germination and commercialization. This study aims to provide a comprehensive reference for

future research on Paphiopedilum conservation, seed germination and commercialization.

Keywords: Paphiopedilum; endophytic fungi; research advance

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2023.11.003

2158 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

兜蘭屬（Paphiopedilum）屬于蘭科，全球共

有 109 種，主要分布在亞洲熱帶至太平洋島嶼[1]。

我國(guó)約有 34 種，主要分布在西南和華南地區(qū)的云

南、貴州、廣西、廣東和海南等地。兜蘭的唇瓣

特化成兜狀，頗似拖鞋，故又稱為“拖鞋蘭”或

者“仙履蘭”等，其花型奇特，觀賞價(jià)值極高，

是蘭科植物中的珍品，具有良好的市場(chǎng)前景。隨

著花卉市場(chǎng)對(duì)兜蘭的需求量不斷增加，近十幾年

人們對(duì)野生兜蘭持續(xù)采集，加上生境破壞，導(dǎo)致

野生兜蘭數(shù)量急劇減少，兜蘭屬植物均被列入《瀕

危野生動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約》（CITES）附錄Ⅰ

而被禁止交易[2]，在中國(guó)除帶葉兜蘭和硬葉兜蘭

為國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物外，其他種類均為一級(jí)保護(hù)

植物（2021）。而兜蘭的繁殖難度大，傳統(tǒng)繁殖主

要依靠分株來(lái)進(jìn)行，繁殖系數(shù)低；目前兜蘭的組

培快繁技術(shù)尚未完全成熟，大部分種類與品種均

不能利用其進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)；種子的無(wú)菌播種和

共生萌發(fā)是目前兜蘭規(guī)?；敝车闹饕侄巍Ｌm

科植物種子細(xì)小且無(wú)胚乳，儲(chǔ)藏的養(yǎng)分很少，自

然條件下不能自主萌發(fā)，只有通過(guò)與真菌共生獲

得養(yǎng)分才能萌發(fā)[3]。真菌還有促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育

的作用，在兜蘭植物整個(gè)生活史中，共生真菌均

扮演著重要的角色。對(duì)兜蘭共生菌的了解，可以

應(yīng)用于種子萌發(fā)并促進(jìn)植株生長(zhǎng)發(fā)育，有助于解

決兜蘭人工有性繁殖的難題，并改善根際環(huán)境而

促進(jìn)其健康生長(zhǎng)，對(duì)兜蘭的保護(hù)和利用均具有重

要的意義。因此，越來(lái)越多專家學(xué)者開(kāi)始著手于

兜蘭內(nèi)生真菌的研究，但由于兜蘭材料珍稀，總

體研究報(bào)道還較少[2]。本文從兜蘭內(nèi)生真菌的特

點(diǎn)、分離鑒定方法、菌根真菌種類、兜蘭與真菌

互作方式及應(yīng)用前景等方面進(jìn)行綜述，對(duì)兜蘭內(nèi)

生真菌未來(lái)的研究方向提出建議，以期為兜蘭屬

植物的就地和遷地保護(hù)、種子共生萌發(fā)和商品化

生產(chǎn)提供參考。

1 兜蘭菌根的特點(diǎn)

在自然界，共生菌廣泛存在于動(dòng)植物中，幾

乎所有的蘭科植物均與真菌共生形成菌根。植物

的菌根分為外生菌根和內(nèi)生菌根。外生菌根一般

是指真菌在蘭科植物體外生存，不侵害植物體組

織，菌絲體緊密包裹著幼嫩的根，代替根毛的作

用，擴(kuò)大根系吸收面積。而內(nèi)生菌根的菌絲體侵

入細(xì)胞內(nèi)部，主要存在于根的皮層區(qū)域。內(nèi)生菌

根又可以分為菌絲圈型和叢枝泡囊型。研究發(fā)現(xiàn)，

蘭科菌根通常是內(nèi)生菌根菌絲圈型，在植株根內(nèi)

形成共生結(jié)構(gòu)即菌絲團(tuán)，這使蘭科菌根比其他類

型的菌根有更高的菌根專一性[4]。蘭科菌根形成

的標(biāo)志就是皮層薄壁細(xì)胞中胞內(nèi)菌絲團(tuán)的出現(xiàn)。

菌絲團(tuán)是共生結(jié)構(gòu)，用于儲(chǔ)存菌根真菌的菌絲卷，

在代謝和營(yíng)養(yǎng)化合物的交換中起著至關(guān)重要的作

用[5]。菌絲團(tuán)可以在共生體之間交換營(yíng)養(yǎng)，通常

被植物細(xì)胞消化和吸收，提供碳、礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和

水。因此，菌絲團(tuán)是菌根異養(yǎng)器官，對(duì)蘭科植物

生長(zhǎng)中的營(yíng)養(yǎng)供給起著關(guān)鍵作用[6]。

雖然蘭科菌根比其他類型的菌根有更高的菌

根專一性，但其專一性也并不絕對(duì)[7]，很多因素

均會(huì)影響其專一性。蘭科與菌根真菌的專一性廣

義上指宿主植物可以與多種特定真菌類群共生，

宿主植物對(duì)共生真菌具有一定偏好性；狹義上指

植物具有排他性，只與一種真菌共生[8]。蘭科植

物的營(yíng)養(yǎng)類型、生態(tài)類型和地理環(huán)境分布等因素

均會(huì)影響其與共生真菌的專一性。蘭科植物營(yíng)養(yǎng)

類型分為光合自養(yǎng)型、完全真菌異養(yǎng)型和部分真

菌異養(yǎng)型。光合自養(yǎng)型往往專一性較低。菌根異

養(yǎng)型蘭比光合自養(yǎng)型蘭對(duì)菌根真菌專一性更高，

具有更少種類的共生菌[4, 8]。地理分布上，大陸菌

根真菌專一性較低。熱帶地區(qū)由于真菌種類豐富，

該地區(qū)蘭科植物菌根真菌專一性也較低。而島嶼

的菌根菌專一性較高[9]。兜蘭屬植物生長(zhǎng)在大陸

偏熱帶的地方，因此推測(cè)，兜蘭屬的菌根真菌專

一性較低，可以與多種真菌共生。兜蘭在其原球

莖階段專一性程度最高，在植物成年階段時(shí)，營(yíng)

養(yǎng)需求增加，共生真菌種類也有所增加。這與紅

門(mén)蘭屬植物相同[10]，與羊耳蒜屬植物 Liparis

loeselii 情況相反[11]。

蘭科的生態(tài)類型分為地生、附生和腐生三大

類。有研究表明大部分地生蘭根被較薄，外皮層

無(wú)通道細(xì)胞，蘭科菌根真菌菌絲通過(guò)破壞根被或

外皮層進(jìn)入蘭科植物皮層細(xì)胞，如建蘭、墨蘭和

虎頭蘭；而附生蘭根被較厚，外皮層具有通道細(xì)

胞，蘭科菌根真菌菌絲通過(guò)通道細(xì)胞進(jìn)入蘭科植

物皮層細(xì)胞，如卡特蘭、長(zhǎng)蓮羊耳、蒜萬(wàn)代蘭以

及石斛等[12-13]。兜蘭屬植物有地生型和附生型，

屬于地生蘭的紫紋兜蘭、硬葉兜蘭和麻栗坡兜蘭

3 種兜蘭的外皮層均不具通道細(xì)胞，屬于石上附

生型的長(zhǎng)瓣兜蘭具有通道細(xì)胞。半附生型的帶葉

兜蘭也不具有通道細(xì)胞[14]。

對(duì)于兜蘭菌根真菌的空間分布特征研究發(fā)

第 11 期 黎藝璇等：兜蘭屬植物菌根真菌研究進(jìn)展 2159

現(xiàn)，在多種兜蘭的根部，共生菌菌絲團(tuán)通常在靠

近外皮層 3~5 層的皮層細(xì)胞中，而紅旗兜蘭中菌

絲團(tuán)在 6~7 層細(xì)胞中[4]。菌絲在菌根中的分布不

是平均分布于整個(gè)根的橫截面，而是集中在某一

區(qū)域。菌絲團(tuán)有多種不同形態(tài)，新生菌絲較為疏

松，成熟的菌絲團(tuán)緊密至不能辨別出菌絲，相鄰

皮層細(xì)胞中的菌絲團(tuán)通過(guò)菌絲相連進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)與信

息交流。當(dāng)菌絲團(tuán)衰老消解時(shí)，會(huì)在皮層細(xì)胞觀察

到大量淀粉粒，這些淀粉粒為植株提供養(yǎng)分[15-16]。

衰老的菌絲會(huì)被植物的根細(xì)胞慢慢消化和吸收，

在衰老菌絲被吸收后又會(huì)形成新的菌絲團(tuán)。在植

株整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，菌絲不斷被消化吸收又

重新形成，這也是蘭科植物和內(nèi)生真菌相互作用

的證據(jù)之一。

通過(guò)對(duì)硬葉兜蘭菌根切片進(jìn)行觀察分析，發(fā)

現(xiàn)菌絲隨著根毛進(jìn)入根被。橫向上，菌絲團(tuán)數(shù)量

在皮層細(xì)胞中最多，逐漸向外皮層和內(nèi)皮層減少，

內(nèi)皮層和中柱無(wú)菌絲。菌絲團(tuán)在細(xì)胞中多存在于

細(xì)胞核附近[14]。外皮層細(xì)胞中的菌絲團(tuán)活力最

高，向內(nèi)逐漸降低?？v向上，硬葉兜蘭根的上中

下部分均有分布真菌，真菌從根中部入侵向兩頭

蔓延，根尖和根中部共生菌種類最多，根中部的

共生菌數(shù)量最多。菌根真菌的種類和數(shù)量也會(huì)隨

著根齡變化，在 1~3 年的根中，真菌數(shù)量和種類

在 2 年生根中最多，1 年生根中最少。菌絲團(tuán)的

活力隨著根齡的增加反而降低[17]。

2 兜蘭共生真菌分離鑒定

2.1 共生菌分離技術(shù)

進(jìn)行內(nèi)生菌分離培養(yǎng)時(shí)，選擇的消毒試劑和

消毒時(shí)間應(yīng)根據(jù)具體的種、生長(zhǎng)環(huán)境和材料的幼

嫩等情況而定。消毒時(shí)間太短不能將表面污染雜

菌消滅干凈，消毒時(shí)間太長(zhǎng)可能對(duì)根組織及內(nèi)生

真菌產(chǎn)生傷害。田凡等[18]通過(guò)單菌絲團(tuán)分離法對(duì)

硬葉兜蘭菌根真菌進(jìn)行分離，發(fā)現(xiàn)菌絲團(tuán)恒溫培

養(yǎng) 12 h 后萌發(fā)率高且污染少，此時(shí)是進(jìn)行鏡檢的

最佳時(shí)間；經(jīng)升汞處理 2~3 min 后根段的污染最

小，但還是存在 26.7%的污染率。王曉國(guó)等[19]通

過(guò) 75%酒精和 10%次氯酸鈉設(shè)定不同的消毒時(shí)

間，發(fā)現(xiàn)分離出的真菌數(shù)量和種類也不完全相同，

75%酒精消毒 4 min，10%次氯酸鈉消毒 2 min 時(shí)

分離得到的菌株數(shù)目最多，但只有 1 個(gè)屬；當(dāng) 75%

酒精消毒 8 min，10%次氯酸鈉消毒 8 min 后可分

離得到 3 個(gè)屬的真菌，比較適合帶葉兜蘭的真菌

分離。

菌根真菌的分離方法主要有原生地共生萌發(fā)

法、組織切片分離法、菌絲團(tuán)分離法、傾注混勻

法和單菌絲團(tuán)分離法等[20]。蘭科植物的菌根真菌

與其他植物菌根真菌最大不同在于除了與成年植

株根共生外，蘭科植物種子萌發(fā)必須依靠相關(guān)共

生真菌才能完成。對(duì)蘭科植物種子萌發(fā)階段的共

生真菌分離多采用原地共生萌發(fā)技術(shù)，即原生境

種子誘捕法（ex situ seed baiting technique）。該方

法將蘭科植物的種子套袋后埋在其原來(lái)生境中進(jìn)

行萌發(fā)試驗(yàn)，待其萌發(fā)后從原球莖中定向分離菌

根真菌[21]，利用此方法分離到的真菌一般只對(duì)種

子萌發(fā)起作用且專一性強(qiáng)。在此基礎(chǔ)上改造而來(lái)

的實(shí)驗(yàn)室種子誘捕法是指將原生境的枯枝落葉、

土壤等基質(zhì)取回實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行種子播種

誘捕[22]，此方法比原生境種子誘捕法更為方便。

對(duì)蘭科植物菌根真菌的分離，傳統(tǒng)的組織切

片分離法是最早使用的方法，即將洗凈消毒后的

根段切成薄片置于培養(yǎng)基上，用菌絲尖端挑取法

將根皮層細(xì)胞中長(zhǎng)出的菌株分離，不斷純化。利

用這種方法常因分離到的真菌不能確定是否為

菌根真菌，需通過(guò)回接實(shí)驗(yàn)或共生萌發(fā)實(shí)驗(yàn)才能

驗(yàn)證。另外，在真菌分離過(guò)程中常由于表面消毒

不徹底、易污染而混入表面微生物，分離效率也

較低[7]。

目前，蘭科菌根的分離大多依靠單菌絲團(tuán)分

離法，該方法是根據(jù)蘭科菌根真菌在原球莖細(xì)胞

內(nèi)或根部皮層細(xì)胞中形成的特殊菌絲團(tuán)結(jié)構(gòu)而設(shè)

計(jì)出的方法，通過(guò)該方法能夠得到真正的菌根真

菌。首先將根段進(jìn)行表面消毒，刮取細(xì)胞內(nèi)部菌

絲團(tuán)，配制成菌絲團(tuán)懸液，將懸液轉(zhuǎn)入離心管孵

育 4~24 h，然后在顯微鏡下用移液槍吸取 50 μL

包含萌發(fā)的菌絲團(tuán)懸液至培養(yǎng)皿。這種方法可以

盡量避免根部表面真菌以及根內(nèi)真菌的污染，但

需要嚴(yán)格的無(wú)菌條件和熟練的挑取菌絲的技術(shù)和

合適的工具，孵育時(shí)菌絲團(tuán)容易結(jié)合到一起而很

難分開(kāi)。針對(duì)這些缺點(diǎn)，孫曉穎[14]利用帶葉兜蘭

對(duì)該方法進(jìn)行了改良，無(wú)需菌絲團(tuán)孵育和顯微鏡

下操作，同時(shí)減少了菌絲團(tuán)懸液滴加量，控制了

細(xì)菌生長(zhǎng)。研究結(jié)果顯示用菌絲團(tuán)分離法比單菌

絲團(tuán)分離法簡(jiǎn)單，無(wú)需恒溫培養(yǎng)并減少了污染，

效果較好，分離得到較多的純菌株數(shù)和較少的伴

有細(xì)菌的菌株數(shù)。孫曉穎[14]用 1/5 PDA 培養(yǎng)基、

FIM 培養(yǎng)基、POA 培養(yǎng)基培養(yǎng)帶葉兜蘭菌根真菌

2160 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

時(shí)，發(fā)現(xiàn)在相對(duì)貧瘠的 1/5 PDA 培養(yǎng)基上菌根真

菌分離效果最好。

由于單菌絲團(tuán)分離法操作復(fù)雜，目前兜蘭屬

植物菌根真菌的分離多使用組織切片法。另外，

并非所有菌根真菌均能在體外條件下生長(zhǎng)[23]，在

無(wú)菌條件下鑒定兜蘭菌根真菌菌根生態(tài)具有限制

性。因此，兜蘭菌根相互作用的研究還需要通過(guò)

非培養(yǎng)依賴性方法鑒定菌根真菌[7]。

2.2 共生真菌鑒定技術(shù)

共生真菌鑒定的傳統(tǒng)方法是形態(tài)學(xué)方法，根

據(jù)培養(yǎng)出來(lái)的菌落特征和顯微形態(tài)，結(jié)合文獻(xiàn)資

料，綜合對(duì)比真菌特征，進(jìn)行初步地分析、分類

和鑒定，但此方法大多只能鑒定到屬，而不能鑒

定到種，雖已被普遍認(rèn)同但存在較大局限性。另

外，兜蘭菌根真菌多數(shù)是膠膜菌科，人工培養(yǎng)下

難以生長(zhǎng)出孢子，使鑒定更加困難。目前，共生

真菌的鑒定除形態(tài)學(xué)方法外，分子生物學(xué)技術(shù)的

應(yīng)用也成為真菌分類鑒定的主要發(fā)展方向。目前

r DNA-ITS 序列分析與傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)相結(jié)合的方法

已成為主流，并成功鑒定出多種兜蘭的菌根真菌。

即通過(guò)提取菌根真菌的 DNA，采用 ITS 引物，PCR

擴(kuò)增后測(cè)序，測(cè)序結(jié)果在 GenBank 中利用 BLAST

與已知序列比對(duì)，從而鑒定出真菌[14, 24-25]。但

r DNA-ITS 序列分析方法也存在一定局限性，其

結(jié)果只能將大部分的菌株鑒定到屬也不能鑒定出

種，其原因是因?yàn)?GenBank 中蘭科菌根真菌的已

知序列少，比對(duì)時(shí)相似序列較多。但隨著數(shù)據(jù)庫(kù)

的不斷豐富，將來(lái)相似的序列會(huì)越來(lái)越多，結(jié)合

其他序列進(jìn)行比對(duì)鑒定是將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)[26]。另

外，其他一些分子生物學(xué)技術(shù)也應(yīng)用于蘭科植物

共生菌的分類鑒定上，如 DNA 分析、同工酶圖

譜分析、核酸雜交和雜交瘤等技術(shù)[27]，未來(lái)也可

以應(yīng)用于兜蘭植物菌根鑒定分類研究上。另外，

宏基因組學(xué)已成為目前國(guó)際上微生物研究的前沿

和熱點(diǎn)領(lǐng)域[28]，但這項(xiàng)技術(shù)在蘭科植物菌根真菌

的研究上尚未報(bào)道。

3 兜蘭共生真菌的主要類群

已報(bào)道與蘭科植物形成菌根的共生真菌有 50

多個(gè)屬，絕大多數(shù)已報(bào)道的蘭科菌根真菌屬于半

知菌亞門(mén)、絲核菌類（Rhizoctonia）和擔(dān)子菌類

（ Basidiomycetes ）， 包 括 膠 膜 菌 科

（Tulasnellaceae）、角擔(dān)菌科（Ceratobasidiaceae）、

臘殼耳科（Sebacinaceae）、紅菇科（Russulaceae）

等[8]，主要的屬有伏革菌屬（Corticium）、干菌屬

（ Xerotus ）、杯菌屬（ Clitocybe ）、亡革菌屬

（Thanatephorus）、膠膜菌屬（Tulasnella）、皮傘

菌屬（Marasmius）、角擔(dān)菌屬（Ceratobasidium）、

密環(huán)菌屬（ Armillaria ）、 假 密 環(huán) 菌 屬

（Armillariella）、層孔菌屬（Fomes）、蠟殼菌屬

（Sebacina）和絲核菌屬（Rhizoctonia）等[1, 29-31]。

根據(jù)生態(tài)類型，不同種類其優(yōu)勢(shì)共生菌群也不完

全相同，地生蘭主要以膠膜菌科和角擔(dān)菌科真菌

占優(yōu)勢(shì)。大多數(shù)的附生綠色蘭科植物的共生真菌

屬于角擔(dān)菌科、膠膜菌科和蠟殼耳目。腐生蘭共

生菌類群具有高度專一性，且與地生蘭和附生蘭

共生菌種類不同，其中珊瑚蘭屬植物僅與革菌屬

真菌共生[4]。

目前，已從兜蘭屬植物中分離出 20 多個(gè)屬的

共生真菌。菌根組合的特異性受環(huán)境條件、相鄰

植物物種以及土壤中菌根真菌的豐度和分布的影

響[32]，所以同種兜蘭在不同地區(qū)的菌根真菌組成

也可能不完全一致。其中 YUAN 等[33]等利用分子

系統(tǒng)學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)兜蘭屬菌根真菌均屬于膠膜菌

科真菌，該研究得出，膠膜菌科菌種為硬葉兜蘭

的優(yōu)勢(shì)菌種。孫曉穎等[34]為了獲得種子萌發(fā)階段

的共生真菌，利用原地共生萌發(fā)技術(shù)從帶葉兜蘭

中分離出瘤菌根菌（Epulorhiza sp.），并且驗(yàn)證了

分離得到的瘤菌根菌能促進(jìn)帶葉兜蘭的種子萌

發(fā)；還從 5 種野生成年兜蘭根部分離得到 16 株類

絲核菌，均屬于膠膜菌屬[14]。田凡等[35]利用形態(tài)

學(xué)特征從硬葉兜蘭分離出 6 株菌根真菌，已鑒定

出的 5 株屬于膠膜菌屬、瘤菌根菌屬和鐮刀菌屬

（Fusariu），1 種未鑒定。田凡等[17]利用傳統(tǒng)形態(tài)

學(xué)結(jié)合 rDNA-ITS 序列分析從硬葉兜蘭中分離出

29 株菌根真菌，共鑒定出 23 株，屬于 15 個(gè)屬，

有 6 株未鑒定出屬，鑒定出的 14 個(gè)屬為膠膜菌屬、

瘤菌根菌屬、鐮刀菌屬、絲核菌屬、栓菌屬

（Trametes）、附毛菌屬（Trichaptum）、擬迷孔菌

屬（Daedaleopsis）、小脆柄菇屬（Psathyrella）、

擬層孔菌屬（Fomitopsis）、毛殼屬（Chaetomium）、

側(cè)耳屬（Pleurotus）、輪枝菌屬（Lecanicillium）、

彎孢聚殼屬（Eutypella）和 Peniophorella；分離

到的優(yōu)勢(shì)菌株中，有 1 1 株是膠膜菌科

（Tulasnellaceae）的瘤菌根菌屬和膠膜菌屬，1

株為無(wú)孢科（Agonomycetaceae）的絲核菌屬。李

明等[36]從杏黃兜蘭根內(nèi)分離到 13 株真菌，經(jīng)鑒

第 11 期 黎藝璇等：兜蘭屬植物菌根真菌研究進(jìn)展 2161

定為鐮刀菌屬、組絲核菌屬（Phacodium）、青霉

屬（Penicillium）、木霉屬（Thrichoderma）和接

臺(tái)菌綱毛霉屬（Mucor），其中鐮刀菌和組絲核菌

為優(yōu)勢(shì)菌。ATHIPUNYAKOM 等[37]從同色兜蘭、

邊遠(yuǎn)兜蘭、古德兜蘭和紫毛兜蘭中分離得到 6 株

瘤菌根菌，包括瘤菌根菌屬中的 E. repens 和 E.

calendulina，絲核菌屬中的 Rhizoctonia sp.和角菌

根菌屬中的 Ceratorhiza ramicola，以及從白花兜

蘭中還分離到 Trichosporiella sp.和 Waitea circinata，其中同色兜蘭、邊遠(yuǎn)兜蘭和紫毛兜蘭中均

分離到瘤菌根菌屬中的 E. repens 。

NONTACHAIYAPOOM 等[38]從兜蘭屬中的邊遠(yuǎn)

兜蘭、紫毛兜蘭、胼胝兜蘭、紅旗兜蘭和蘇氏兜蘭

中分離得到 14 株類絲核菌屬（Rhizoctonia-like）菌

株；在 3 個(gè)種中均分離到瘤菌根菌屬的 E. repens，

E. calendulina 只在兜蘭中分離到；膠膜菌屬的

Tulasnella irregularis 和另外 4 個(gè)菌種也在兜蘭中分

離到。YUAN 等[33]證明硬葉兜蘭、杏黃兜蘭和長(zhǎng)瓣

兜蘭的菌根真菌為膠膜菌科。王曉國(guó)等[19]從廣西樂(lè)

業(yè)縣的野生從帶葉兜蘭中分離到 63 株真菌，未鑒

定出種類的有 8 株，其余屬于鐮刀菌屬、膠膜菌屬、

輪層菌屬（Daldinia）、碳團(tuán)菌屬（Hypoxylon）、毛

殼菌屬，得到的優(yōu)勢(shì)菌群為鐮刀菌屬和輪層菌屬，

其中分離到的輪層菌是在兜蘭中首次報(bào)道，可能是

共生菌，也有可能是潛伏的致病菌。

從上述研究中可以看出，在多種兜蘭中經(jīng)常

分離到膠膜菌屬、鐮刀菌屬、瘤菌根菌屬和絲核

菌屬，常見(jiàn)優(yōu)勢(shì)菌種有膠膜菌屬和鐮刀菌屬，部

分兜蘭的優(yōu)勢(shì)菌種還有瘤菌根菌屬、絲核菌屬、

組絲核菌屬、輪層菌屬，這說(shuō)明膠膜菌屬和其對(duì)

應(yīng)的無(wú)性態(tài)瘤菌根菌屬、鐮刀菌屬、絲核菌屬很

可能都是兜蘭植物的共生菌根真菌，有些已接回

兜蘭中試驗(yàn)證明了其與兜蘭的共生互作關(guān)系。其

中鐮刀菌在多種兜蘭屬植物中分離到，甚至成為

優(yōu)勢(shì)菌株，說(shuō)明鐮刀菌與兜蘭植物的生長(zhǎng)有著密

切關(guān)系。鐮刀菌在大多植物中是致病菌，但有研

究表明，從蘭科分離到的鐮刀菌可以促進(jìn)鐵皮石

斛種子的萌發(fā)和生長(zhǎng)，RASMUSSEN[39]也認(rèn)為鐮

刀菌是蘭科的菌根真菌。從表 1 可以看出，同種

兜蘭在不同生長(zhǎng)時(shí)期（種子萌發(fā)階段和成年階段）

和不同地區(qū)的菌根真菌不一定相同，杏黃兜蘭在

種子萌發(fā)階段只分離到瘤菌根菌屬真菌，一般認(rèn)

為，促進(jìn)蘭花種子早期萌發(fā)的共生真菌只有一種，

具有嚴(yán)格的專一性[34]；成年階段時(shí)，采自廣西樂(lè)

業(yè)縣的蘭花可以分離出膠膜菌屬、鐮刀菌屬、輪

層菌屬、碳團(tuán)菌屬、毛殼菌屬[19]，但采自貴州省

興義市的蘭花只分離出膠膜菌屬真菌[14]。

真菌的分類鑒定困難，還存在很多問(wèn)題有待

解決。有些子囊菌門(mén)和擔(dān)子菌門(mén)真菌在人工培養(yǎng)

下難以形成孢子，選擇合適的誘導(dǎo)孢子形成的培

養(yǎng)基是菌種鑒定的一個(gè)難點(diǎn)。還有許多無(wú)性型絲

核菌屬真菌的有性種未被鑒定。

表 1 兜蘭菌根真菌種類

Tab. 1 Mycorrhizal fungi of Paphiopedilum

兜蘭種類

Species of Paphiopedilum

菌根真菌屬

Mycorrhizal fungi

優(yōu)勢(shì)菌群

Preponderant fungus

參考文獻(xiàn)

Reference

硬葉兜蘭 膠膜菌屬、瘤菌根菌屬、鐮刀菌屬、絲核菌屬、栓菌屬、附毛

菌屬、擬迷孔菌屬、小脆柄菇屬、擬層孔菌屬、毛殼屬、側(cè)耳

屬、輪枝菌屬、彎孢聚殼屬、Peniophorella

瘤菌根菌屬、膠膜菌

屬、絲核菌屬

[17]

杏黃兜蘭 鐮刀菌屬、組絲核菌屬、青霉屬、木霉屬、接臺(tái)菌綱毛霉屬 鐮刀菌、組絲核菌屬 [36]

帶葉兜蘭 膠膜菌屬、鐮刀菌屬、輪層菌屬、碳團(tuán)菌屬、毛殼菌屬 鐮刀菌屬、輪層菌屬

帶葉兜蘭（種子萌發(fā)階段） 瘤菌根菌屬 專一種

[25]

紫紋兜蘭、帶葉兜蘭、硬葉兜蘭、

長(zhǎng)瓣兜蘭、麻栗兜蘭（野生成年）

膠膜菌屬 膠膜菌屬 [34]

同色兜蘭、邊遠(yuǎn)兜蘭、古德兜蘭、

紫毛兜蘭

瘤菌根菌屬、絲核菌屬、角菌根菌屬 [37]

邊遠(yuǎn)兜蘭、紫毛兜蘭、胼胝兜蘭、

紅旗兜蘭、蘇氏兜蘭

類絲核菌屬、瘤菌根菌屬、膠膜菌屬 [38]

硬葉兜蘭、杏黃兜蘭、長(zhǎng)瓣兜蘭 膠膜菌科 膠膜菌科 [33]

白旗兜蘭（種子萌發(fā)階段） 膠膜菌科 專一種 [40]

2162 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

4 兜蘭和共生真菌互作

菌根共生關(guān)系幾乎伴隨著兜蘭屬植物的整個(gè)

生活史。蘭科植物的種子是所有開(kāi)花植物中最小

的種子之一，其特征是一個(gè)小而未發(fā)育的胚胎，

未被胚乳包圍。兜蘭種子在野外生境下萌發(fā)率極

低，紫紋兜蘭在自然條件下的萌發(fā)率為

1.06×10?4

，帶葉兜蘭的自然萌發(fā)率為 3.8×10?5[15]，

紅旗兜蘭萌發(fā)率為 0.139%[15]。在自然條件下，蘭

花種子需要被兼容的菌根真菌定殖才能使其種子

發(fā)芽[41]。在這個(gè)發(fā)育階段屬于完全真菌異養(yǎng)，蘭

花直接從定殖菌絲獲得水分和礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)來(lái)促進(jìn)

胚胎發(fā)育和植物形態(tài)建成[40]，因此，菌根真菌對(duì)

蘭花至關(guān)重要，尤其是在實(shí)驗(yàn)室和田間條件下實(shí)

現(xiàn)種子萌發(fā)時(shí)。一般認(rèn)為，蘭花種子萌發(fā)時(shí)，前

期的共生菌是專一的，即在早期的蘭花原球莖中

只能分離到一種共生菌，盡管同一種類在不同環(huán)

境下所獲得的促進(jìn)萌發(fā)的共生真菌可能不同。但

是隨著原球莖的發(fā)育，共生的真菌會(huì)越來(lái)越多，

有關(guān)蘭花種子萌發(fā)共生菌專一性的機(jī)制尚不清

楚，需進(jìn)一步研究。孫曉穎等[34]在帶葉兜蘭幼苗

中分離篩選出共生菌瘤菌根菌，利用該菌與帶葉

兜蘭種子在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行共生萌發(fā)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，接

菌的種子胚明顯膨大，平均萌發(fā)率近 60%，而對(duì)

照組無(wú)種子萌發(fā)。YANG 等[40]利用原生地的土壤

作萌發(fā)基質(zhì)，在實(shí)驗(yàn)室利用非原地共生萌發(fā)技術(shù)，

從白旗兜蘭中分離到能促進(jìn)種子萌發(fā)的 2 株膠膜

菌科（ Tulasnellaceae）共生真菌 GYBQ01 和

GYBQ02，利用這 2 株真菌和白旗兜蘭進(jìn)行共生

培養(yǎng)時(shí)，萌發(fā)率分別為 34.9%和 50.8%，而對(duì)照

及采用從竹葉蘭中分離的共生菌則不能促進(jìn)白旗

兜蘭的種子萌發(fā)。一些蘭花物種中能夠促進(jìn)種子

萌發(fā)的菌根真菌可能在進(jìn)一步的發(fā)育階段中不

起作用，這表明蘭科植物生命周期中存在真菌轉(zhuǎn)

變 [42-43]。在室內(nèi)共生萌發(fā)試驗(yàn)中，登錄號(hào)為

FJ7866676 的膠膜菌科真菌能促進(jìn)紅旗兜蘭和同

色兜蘭萌發(fā)至第 2 階段，接下來(lái)可能還需要其他

真菌參與[15]。

共生菌也促進(jìn)蘭科植物的生長(zhǎng)，菌根中菌絲

團(tuán)用于儲(chǔ)存蘭科菌根真菌的菌絲，在代謝和營(yíng)養(yǎng)

化合物的交換中起著至關(guān)重要的作用。菌絲團(tuán)可

以在共生體之間交換營(yíng)養(yǎng)，通常被植物細(xì)胞消化

和吸收，提供碳、礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和水。完整和降解

的菌絲團(tuán)都是蘭科植物的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。YODER 等[44]

認(rèn)為植物鮮重的增加是因?yàn)楦缓值木z團(tuán)被

消化，即直接利用水分，或者是菌絲與土壤接觸

起水分運(yùn)輸管道的作用而增加植物對(duì)水分的吸

收。CAMERON 等[45-46]利用同位素證實(shí)蘭菌能分

解植物體外碳、氮、磷源，并由菌絲運(yùn)輸至小葉

斑蘭（Goodyera repens）根部及植株。絲核菌（R.

solani）能將色氨酸（tryptophan）分解形成大量

的 IAA 及 IAA 前驅(qū)物 tryptophol[47]，有報(bào)道指出

與絲核菌（Rhizoctonia）共同培養(yǎng)的原球體內(nèi)具

有較高濃度的 IAA[48]。吳靜萍等[49-50]從采自福建

的密花石斛（Dendrobium densiflorum）根中的鐮

孢菌內(nèi)發(fā)現(xiàn)含有赤霉素，赤霉素能促進(jìn)根的生長(zhǎng)；

還發(fā)現(xiàn)菌絲內(nèi)含有 B2、B6，分泌物中含有 B2、

B6 和 Bc（葉酸），這些 B 族維生素有利于蘭花種

子的發(fā)芽和苗的正常生長(zhǎng)。

兜蘭生長(zhǎng)速度緩慢，成苗慢，嚴(yán)重限制了兜

蘭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。利用菌根真菌與兜蘭共生，促進(jìn)

兜蘭生長(zhǎng)具有重要意義。朱鑫敏等[16]用菌株 PM-1

對(duì) 2 種兜蘭進(jìn)行共同培養(yǎng)，接菌苗的生物量以及

Ca、Mn 元素含量比對(duì)照組顯著增加；菌株 PA-1

也對(duì)杏黃兜蘭干物重增長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用；培

養(yǎng)基養(yǎng)分水平能顯著影響內(nèi)生真菌與兜蘭的共生

關(guān)系，在營(yíng)養(yǎng)貧瘠的培養(yǎng)基上真菌能促進(jìn)杏黃兜

蘭生長(zhǎng)，而在營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基上，兜蘭生長(zhǎng)緩

慢，菌絲生長(zhǎng)速度快至纏繞植物，導(dǎo)致真菌對(duì)兜

蘭有毒害作用，保持真菌和兜蘭適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)平衡

對(duì)于二者的共生十分重要。王才義等[51]從 7 種兜

蘭根部分離出 8 株菌，侵染 2 種兜蘭幼苗，觀察

到 8 株菌中 Pwar-1 和 Ppri-1 對(duì)德氏兜蘭白花變種

（Paph. delenatii fma. Album）的根數(shù)與鮮重均有

促進(jìn)效果；Ppri-1 對(duì)兜蘭雜交種[Paph. In-Charm

Rainbow × Paph. (Green Heron × Makuli)]的葉寬、

根數(shù)、鮮重與干重有促進(jìn)效果，且葉色較濃綠，

可能是由于共生菌促進(jìn)葉綠素含量提高導(dǎo)致葉色

較深，其余菌株對(duì) 2 種兜蘭的生長(zhǎng)無(wú)顯著影響。陳

寶玲等[52]用從野生兜蘭根中分離出的 4 種真菌與

帶葉兜蘭共生，篩選出 Cladosporium perangustum

和 Phialophora sp.對(duì)帶葉兜蘭的促進(jìn)生長(zhǎng)作用和

生理效應(yīng)最佳，鮮重增量、過(guò)氧化物酶（POD）、

過(guò)氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）3

種保護(hù)酶活性及葉綠素總量增長(zhǎng)顯著。

共生菌還能降低蘭科發(fā)病率，增強(qiáng)對(duì)其他病

菌和不利生存環(huán)境的抵抗能力，間接提高幼苗的

成活率。菌根形成后，菌根真菌會(huì)釋放拮抗物質(zhì)，

能夠有效阻止其他病原菌侵入蘭根。菌根相互作

第 11 期 黎藝璇等：兜蘭屬植物菌根真菌研究進(jìn)展 2163

用是動(dòng)態(tài)的，所有變化均指向基因組和共生水平

的復(fù)雜代謝調(diào)節(jié)[53]。目前在蘭科與菌根真菌互作

的內(nèi)在機(jī)制方面的研究還較少。FAVRE-GODAL

等[54]推測(cè)它們互作的可能機(jī)制是：真菌通過(guò)分泌

效應(yīng)物（如小抑制蛋白）來(lái)克服植物的防御機(jī)制，

真菌還分泌多種細(xì)胞壁降解酶，有助于其在蘭科

植物皮層細(xì)胞內(nèi)定殖[55]。蘭科植物通過(guò)分泌多種

植物激素，幫助真菌定殖。蘭科植物還會(huì)分泌植

物信號(hào)分子，如獨(dú)腳金內(nèi)酯和類黃酮等；作為回

應(yīng)菌根真菌會(huì)分泌菌根因子（mycorrhizal factors），來(lái)激活植物的共同共生基因（common

symbiosis genes）。以上推測(cè)內(nèi)容為在分子水平研

究共生機(jī)制提供了思路。

5 兜蘭共生真菌的應(yīng)用前景

在自然條件下蘭科植物種子只有通過(guò)與相應(yīng)

真菌共生，從真菌中獲取營(yíng)養(yǎng)才可使種子萌發(fā)；

而菌根化育苗有利于改善根際環(huán)境，加快蘭科植

物生長(zhǎng)速度，增加植株的抗病能力，對(duì)野生兜蘭

種群保護(hù)與恢復(fù)也具有重要意義。

蘭花菌劑是利用蘭科植物菌根的真菌孢子、

菌絲等經(jīng)過(guò)人工繁殖，加工配制而成，可以直接

用于植株接種。李明等[36]初步探究了兜蘭菌根真

菌菌劑的應(yīng)用，將 3 種組絲核菌制成菌劑，施入

杏黃兜蘭根部，對(duì)杏黃兜蘭產(chǎn)生了一定的促生長(zhǎng)

效果，植株的重量得到了提高；特別是從萌發(fā)的

原球莖中分離出共生萌發(fā)真菌制成真菌菌劑直

接拌種，能加快兜蘭繁殖速度并降低無(wú)菌播種的

成本。

另外，在其他蘭科植物種子萌發(fā)和幼苗發(fā)育

的原位調(diào)查中，通過(guò)將種子“包”埋在離成體植

物相鄰或不同距離的地方，對(duì)研究蘭科植物菌根

真菌接種量和微生境特異性非常有效[56]。WANG

等[57]建立了一種對(duì)鐵皮石斛（Dendrobium officinale）和金釵石斛（D. nobile）進(jìn)行原位種子誘

捕的新方法，利用種子包來(lái)評(píng)估蘭花種子在土壤

中的發(fā)芽情況，可定位、收集，并確定在野生環(huán)

境中與蘭花生命周期有關(guān)的特定真菌，研究它們

在自然野外條件下與蘭花的關(guān)系。這些信息將對(duì)

未來(lái)蘭科植物生產(chǎn)和重新引入至關(guān)重要，應(yīng)用此

類技術(shù)對(duì)兜蘭野生種群的保護(hù)與恢復(fù)具有重要

意義。

目前關(guān)于兜蘭菌根真菌的研究還處于初級(jí)階

段，對(duì)兜蘭的共生真菌研究主要集中在分離與鑒

定，而對(duì)共生萌發(fā)體系的建立研究與菌根育苗研

究還較少，還有很多問(wèn)題有待解決，如兜蘭菌根

真菌多為人工培養(yǎng)下難以生長(zhǎng)出孢子的膠膜菌

屬，對(duì)于菌根真菌有效的分離方法、分離出的真

菌的準(zhǔn)確鑒定方法還需進(jìn)一步優(yōu)化。另外，真菌

入侵機(jī)制、真菌種子共生萌發(fā)真菌的高度專一性

機(jī)制、兜蘭共生菌的特異性以及兜蘭的共生萌發(fā)

比大部分蘭科植物難度更大的原因等，這些均還

需專家學(xué)者不斷地深入研究。

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COUTINHO P M, DE VRIES R P, FERREIRA P,

FINDLEY K, FOSTER B, GASKELL J, GLOTZER D,

GóRECKI P, HEITMAN J, HESSE C, HORI C, IGARASHI

K, JURGENS J A, KALLEN N, KERSTEN P, KOHLER A,

KüES U, KUMAR T K A, KUO A, LABUTTI K,

LARRONDO L F, LINDQUIST E, LING A, LOMBARD V,

LUCAS S, LUNDELL T, MARTIN R, MCLAUGHLIN D J,

MORGENSTERN I, MORIN E, MURAT C, NAGY L G,

NOLAN M, OHM R A, PATYSHAKULIYEVA A, ROKAS

A, RUIZ-DUE?AS F J, SABAT G, SALAMOV A,

SAMEJIMA M, SCHMUTZ J, SLOT J C, ST JOHN F,

STENLID J, SUN H, SUN S, SYED K, TSANG A,

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熱帶作物學(xué)報(bào) 2023, 44(11): 2167?2178

Chinese Journal of Tropical Crops

收稿日期 2023-07-26；修回日期 2023-09-12

基金項(xiàng)目 中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（No. 1630032022002）；海南省自然科學(xué)基金高層次人才項(xiàng)目（No. 321RC

648）。

作者簡(jiǎn)介 武美卿（1999—），女，碩士研究生，研究方向：觀賞園藝學(xué)。*通信作者（Corresponding author）：李崇暉（LI Chonghui），

E-mail：blchh@sina.com；余文剛（YU Wengang），E-mail：yuwg2008@hainanu.edu.cn。

基于廣泛靶向代謝組學(xué)技術(shù)的不同花色秋石斛中花青素

差異分析

武美卿1,2，廖 易2,3，陸順教2,3，殷涵泰1,2，余文剛1*，李崇暉2,3*

1. 海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院，海南海口 570228；2. 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華南作

物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/海南省熱帶作物資源遺傳改良與創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南?？?571101；3. 海南省熱

帶觀賞植物種質(zhì)創(chuàng)新利用工程技術(shù)研究中心，海南儋州 571737

摘 要：為了深入研究不同花色秋石斛品種花青素合成途徑的差異性，本研究利用廣泛靶向代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)藍(lán)紫色、

淺桃紅色、紅色、紫紅色和深紫紅色 5 個(gè)不同花色秋石斛品種的花青素苷組成和含量進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：從供試

秋石斛中共鑒定出 38 個(gè)代謝產(chǎn)物，主要為矢車菊素（Cy）、芍藥花素（Pn）、天竺葵素（Pg）、飛燕草素（Dp）和矮牽

牛素（Pt）的糖苷及其?；苌铩? 個(gè)秋石斛品種中花青素苷組成和含量存在顯著差異。代謝物差異分析表明，紫

紅色花中 Cy 和 Dp 型糖苷顯著高于淺桃紅色花（P<0.05）；藍(lán)紫色花的差異花青素中 3 種 Dp 型糖苷含量均顯著高于其

他顏色；僅篩選出 1 種 Cy 型糖苷在淺桃紅色花中富集。絕大多數(shù)樣品的 Cy 型糖苷含量最高，隨著 Cy 和 Dp 及其衍生

物含量增加，花色會(huì)加深并轉(zhuǎn)向紅紫色，推測(cè) Cy 型糖苷使秋石斛偏向紫紅色，而 Dp 糖苷賦予秋石斛藍(lán)紫色調(diào)。基于

以上結(jié)果推測(cè)秋石斛存在上述 5 種花青素苷的?；揎椡緩剑芯拷Y(jié)果可為秋石斛花色形成機(jī)制和花色改良提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：秋石斛；花色；代謝組；花青素

中圖分類號(hào)：S682.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Metabolomics Analysis of Anthocyanin in Different Flower Colors of

Phalaenopsis-Type Dendrobium

WU Meiqing1,2, LIAO Yi2,3, LU Shunjiao2,3, YIN Hantai1,2, YU Wengang1*, LI Chonghui2,3*

1. College of Tropical Agriculture and Forestry, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China; 2. Tropical Crop Germplasm

Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm

Enhancement in Southern China, Ministry of Agriculture and Rural Affairs / Key Laboratory of Tropical Crops Germplasm Resources Genetic Improvement and Innovation of Hainan Province, Haikou, Hainan 571101, China; 3. Hainan Provincial Engineering

Technology Research Center of Tropical Ornamental Plant Germplasm Innovation and Utilization, Danzhou, Hainan 571737, China

Abstract: In order to further investigate the anthocyanin biosynthetic pathway in Phalaenopsis-type Dendrobium (Den-Phals)

varieties with different flower color, this study used widely targeted metabolomics technology to analyze the anthocyanin

composition and content of five Den-Phals varieties with blue-purple, light peach-red, red, purple-red and deep purple-red

floral color, respectively. The results showed that a total of 38 metabolites were identified from the tested Den-Phals, most of

which were glycosides and acylated derivatives of cyanidin (Cy), peonidin (Pn), pelargonidin (Pg), delphinidin (Dp) and petunidin (Pt). There were significant differences in the composition and content of anthocyanin in five Den-Phals varieties.

Metabolite difference analysis showed that Cy and Dp glycosides in purple flowers were significantly higher than those in

light peach red flowers. The contents of three Dp-type glycosides in blue-purple flowers were significantly higher than those in

other colored varieties. Only one Cy-type glycoside was screened out, and the content of which in light pink flowers was high.

2168 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

The content of Cy-type glycosides was the highest in most samples. With the increase of cyanidin and delphinidin and the

derivatives, the color of flowers deepened and turned to red-purple. It was speculated that Cy-type glycosides made Den-Phals

tend to purple while Dp glycosides gave Den-Phals a blue-purple tone. Based on the above results, it is speculated that there

are acylation synthesis pathways of the above five anthocyanins in Den-Phals, which can provide a basis for flower color formation mechanism and flower color improvement of Den-Phals.

Keywords: Phalaenopsis-type Dendrobium; flower color; metabolome; anthocyanins

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2023.11.004

花色是觀賞植物極為重要的觀賞性狀之一。

植物花色的呈現(xiàn)受花色素種類和含量、色素在花

部組織中的分布、液泡 pH、輔助色素、金屬離子

絡(luò)合、表皮細(xì)胞形狀等的影響，其中色素的種類

和含量是首要因素[1]?；ㄇ嗨剀眨╝nthocyanin）

賦予觀賞植物從粉紅、紅、紫紅到藍(lán)顏色變化，

其基本結(jié)構(gòu)是 2-苯基苯并吡喃的糖基化多羥基或

聚甲氧基衍生物。常見(jiàn)的花青素苷為以天竺葵素

（pelargonidin, Pg）、矢車菊素（cyanidin, Cy）、

飛燕草素（delphinidin, Dp）、芍藥花素（peonidin,

Pn）、矮牽牛素（petunidin, Pt）和錦葵素（malvidin,

Mv）6 種花青素苷元糖苷化修飾后產(chǎn)生，進(jìn)而可

以發(fā)生?；揎梉2]。Pg 類色素為橙紅色調(diào)，Cy

類色素為深紅色調(diào)和 Dp 類色素為藍(lán)色調(diào)提供了

基礎(chǔ)[3]。研究花色素組成和含量是解析花色形成

和變異機(jī)理，定向改良花色的前提。

石斛蘭為蘭科（Orchidaceae）石斛屬（Dendrobium）植物，廣泛分布于熱帶及亞熱帶地區(qū)，擁

有大量原生種和人工雜交種，極具觀賞價(jià)值[4]。秋

石斛是以蝴蝶石斛（Den. phalaenopsis Fitzg.）為主

要親本雜交而成的蝴蝶石斛系（Phalaenopsistype）[5]。因其花形俏麗、花色鮮艷和瓶插期長(zhǎng)等

優(yōu)良特性，成為熱帶蘭中極為重要的盆花和切花

產(chǎn)品[6]。商品化秋石斛花色單一，以紫紅色系為主，

缺少亮橙、火紅、天藍(lán)等花色[5, 7]。其色素組成主

要有兩大類：花青素苷使花色呈現(xiàn)紫紅、藍(lán)紫、

粉紅等顏色[7-8]；類胡蘿卜素使花色呈黃綠色、金

黃色等[9]；二者共同作用產(chǎn)生棕色[5, 7]。長(zhǎng)期以來(lái)，

對(duì)秋石斛花青素苷組成了解極少，僅從其花中分

離并鑒定到 4 種 Cy 型?；幕ㄇ嗨剀誟10-12]，

在苷元水平，秋石斛的近緣種和部分雜交種中僅

檢測(cè)到 Cy、Pn 和 Pg 共 3 種類型的花青素，且以

Cy 為絕對(duì)主要色素，Pn 含量很低，而 Pg 僅存在

于極少數(shù)桃紅色種質(zhì)中 [7]。課題組前期利用

HPLC-MS 技術(shù)推定了幾種秋石斛的花青素苷均

為 Cy 型?；擒誟8]，近年研究人員利用 UPLCQTOF-MS 從紫紅色的三亞陽(yáng)光品種中鑒定出

Cy、Pn、Dp、Pt、Mv 的 8 種 3-糖苷[13]。然而，

目前不同花色秋石斛中花青素苷的組成和含量差

異仍缺乏系統(tǒng)認(rèn)知。

代謝組學(xué)技術(shù)在植物及其次生代謝物研究領(lǐng)

域中具有舉足輕重的作用。對(duì)植物代謝組的研究

包括代謝物積累模式、代謝物積累的遺傳基礎(chǔ)、

功能基因鑒定、代謝途徑解析及自然變異的遺傳

分析等方面的研究[14]。利用代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)植物

體內(nèi)的次生代謝物進(jìn)行定性定量，同時(shí)結(jié)合數(shù)據(jù)

處理軟件對(duì)植物整體進(jìn)行相關(guān)分析，從生物樣本

中檢測(cè)并篩選出具有重要生物學(xué)意義和統(tǒng)計(jì)學(xué)顯

著差異的代謝物，從而揭示和闡明植物次生代謝

物的合成途徑和代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制[15]。通過(guò)代謝

組技術(shù)可以鑒定觀賞植物中的差異代謝物，解析花

色差異形成的機(jī)理。如 Mv 型糖苷使鴛鴦茉莉花

瓣呈藍(lán)紫色[16]，也是紫色鹿角杜鵑花瓣的關(guān)鍵花

青苷[17]。Pn 型糖苷是紅色系長(zhǎng)春花的呈色物質(zhì)，

Dp 型糖苷的增加促使紅紫色系長(zhǎng)春花花色向紫

色轉(zhuǎn)變[18]。

本研究通過(guò)花青素苷廣泛靶向代謝組學(xué)研究

4 個(gè)色系 5 個(gè)秋石斛品種的差異代謝物，探究不

同花色秋石斛花青素合成的差異，旨在為秋石斛

花色形成機(jī)制和花色改良及新品種培育提供理論

依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試材料 于 2022 年 11 月采自中國(guó)熱帶

農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所熱帶花卉研

究中心的熱帶蘭品種資源圃，收集 5 個(gè)代表性秋

石斛品種水蜜桃（Den. Airey Peach，SMT，淺桃

紅色）、紅珍珠（Den. Udomsri Beauty，HZZ，紫

紅色）、迷你（Den. Yaya Victoria，MN，紫紅色）、

黑貓（Den. Black Cat，HM，深紅色）、藍(lán)天使（Den.

Blue Sapphire，T114，藍(lán)紫色）。進(jìn)行廣泛靶向代

第 11 期 武美卿等：基于廣泛靶向代謝組學(xué)技術(shù)的不同花色秋石斛中花青素差異分析 2169

謝組分析，挑選植株健壯且無(wú)病蟲(chóng)害的具有典型

特征的新鮮花朵，摘下花瓣、萼片及唇瓣放入 50 mL

離心管中，置于液氮干燥冷凍后，放入–80 ℃冰箱

保存。

1.1.2 代謝物提取 將新鮮樣品置于液氮中研

磨，將研磨后的樣品置于冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥，

取干燥后的樣品精確稱量適量樣本于 2 mL 離心

管中，加入 1000 μL 60%甲醇溶液（含 0.1 mol/L

鹽酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.1%乙二胺四乙酸二鈉鹽），渦

旋振蕩 60 s；加入 2 顆鋼珠，放入組織研磨器（美

壁 MB-96）中，50 Hz 研磨 120 s；60%超聲功率在

40 ℃下超聲 10 min；12 000 r/min 4 ℃離心 10 min，

取上清液 100 μL，加入 400 μL 60%甲醇溶液（含

0.1 mol/L 鹽酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.1%乙二胺四乙酸二

鈉鹽），混勻，過(guò) 0.22 μm 膜過(guò)濾，濾液加至棕色

進(jìn)樣瓶中，用于 UPLC-MS/MS 檢測(cè)。

1.2 方法

1.2.1 色譜質(zhì)譜采集條件 色譜條件：Thermo

Vanquish（Thermo Fisher Scientific, USA）超高效液

相系統(tǒng)，使用 ACQUITY UPLC? BEH C18（2.1 mm×

100 mm, 1.7 μm, Waters, Milford, MA, USA）色譜

柱，流速為 0.25 mL/min，柱溫為 50 ℃，進(jìn)樣量

為 2 μL。正離子模式，流動(dòng)相為 1%甲酸水（A）

和 1%甲酸甲醇（B），梯度洗脫程序?yàn)椋?.0~

2.0 min，5% B；2.0~15.0 min，5%~70% B；15.0~

15.1 min，70%~95% B；15.1~18.0 min，95% B；

18.0~20.0 min，95%~5% B；20.0~25.0 min，5% B。

質(zhì)譜條件：Thermo Q Exactive 質(zhì)譜檢測(cè)器

（Thermo Fisher Scientific, USA），電噴霧離子源

（ESI）。正離子噴霧電壓為 3.50 kV，鞘氣流速為

47 arb，輔助氣流速為 15 arb。毛細(xì)管溫度為

320 ℃，以分辨率 70 000 進(jìn)行一級(jí)全掃描，一級(jí)

離子掃描范圍 150~1300 m/z，并采用 HCD 進(jìn)行二

級(jí)裂解，碰撞能量為 10、50、60 eV，二級(jí)分辨

率為 17 500，采集信號(hào)前 4 離子進(jìn)行碎裂，同時(shí)

采用動(dòng)態(tài)排除去除無(wú)必要的 MS/MS 信息。

1.2.2 花色表型的測(cè)定 利用分光色差儀（NF555

型，日本電色工業(yè)株式會(huì)社）以光源 C/2°為條件

測(cè)量秋石斛花朵的顏色[8]。每個(gè)品種選取具典型

顏色特征的花朵 3~4 朵，拆分出花瓣和唇瓣平置

于白紙上，將集光孔對(duì)準(zhǔn)花瓣的主要顯色位置進(jìn)

行測(cè)量，按 CIE Lab 表色系統(tǒng)測(cè)定花瓣的明度

（L*

），色相 a*

、b*

值。每朵花測(cè)定 3 次，取平均

值。唇瓣同上操作。根據(jù)所測(cè)計(jì)算彩度（C）和

色相角（h），根據(jù)公式計(jì)算：C=(a*2

+b*2

)

1/2，

h=arctan(b*

/a*

)。并將其換算為紅葡萄顏色指數(shù)

CIRG=(180-h)/ (L*

+C)，此參數(shù)與花青素苷呈指數(shù)

關(guān)系，能很好地應(yīng)用于對(duì)紫色的顏色描述[19]。

1.2.3 總花青素的提取 將收集好的秋石斛花朵

拆解出花瓣和唇瓣，用剪刀剪碎后放于培養(yǎng)皿中，

避光，在冷凍干燥機(jī)（Labconco Freezone Plus,

USA）中干燥 12 h 以上，取出干樣，用電子天平

準(zhǔn)確稱取 0.1 g 或 0.08 g，分裝至 2 mL 離心管，

每管放 2 顆鋼珠，提前用液氮遇冷離心管和托盤(pán)，

放于組織研磨機(jī)（Tissuelyser-96，上海凈信實(shí)業(yè)）

中 60 Hz 功率研磨約 90 s 至粉末狀，取出鋼珠，

將干樣置于–80 ℃保存?；ò旰痛桨旮髦貜?fù) 3 次。

每個(gè)離心管中分裝約 0.1 g 秋石斛凍干樣品，再加

入 1 mL 甲醇∶鹽酸∶水=70∶0.1∶29.9（V/V/V）

的提取液，渦旋 10 s 并攪拌均勻后再加入 1 mL

提取液放入超聲清洗器中避光放入 4 ℃提取

24 h，取出后離心 5 min（6000 r/min），轉(zhuǎn)移 300 μL

上清液至新的離心管中。加入 50 μL 氯仿以及

300 μL HCl 溶液（0.1%），劇烈震蕩。再次離心

5 min（12 000 r/min），取 200 μL 上清液至酶標(biāo)板

中，利用酶標(biāo)儀（TECAN Spark 10 mol/L, CH）測(cè)

量在 525 nm 處供試花瓣中的總花青素苷含量（total

anthocyanins content, TA）。稱取 1 mg 矢車菊素3-O-葡萄糖苷（購(gòu)自北京索萊寶科技有限公司）溶

于 1 mL 上述提取液中，制備成 1 mL 的母液。將矢

車菊素-3-O-葡萄糖苷稀釋成 200、100、50、25、

12.5、6.25、3.125、1.5625、0.7812 μg/mL 9 個(gè)濃度

梯度，根據(jù)吸光值繪制成標(biāo)準(zhǔn)曲線，采用半定量法

計(jì)算每 1 mg 干重花瓣或唇瓣中未經(jīng)過(guò)水解處理的

花青素苷的相對(duì)含量，以總花青素苷含量表示。

1.3 數(shù)據(jù)處理

依據(jù)公共數(shù)據(jù)庫(kù) KNApSAcK 、 HMDB 、

LipidMaps、PubChem、KEGG 及諾米代謝自建物

質(zhì)庫(kù)（蘇州帕諾米克生物醫(yī)藥科技有限公司）進(jìn)

行物質(zhì)鑒定，對(duì)樣本的代謝物進(jìn)行質(zhì)譜定性分析，

采用 R XCMS 軟件包進(jìn)行峰檢測(cè)、峰過(guò)濾、峰對(duì)

齊處理，得到物質(zhì)峰面積列表以及對(duì)應(yīng)物質(zhì)的相

對(duì)含量。數(shù)據(jù)質(zhì)控中過(guò)濾掉 QC 樣本中 RSD>30%

的物質(zhì)。采用 R 語(yǔ)言分別對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分

分析（principal component analysis, PCA）。根據(jù)

統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)計(jì)算 P 值，OPLS-DA 降維方法計(jì)算變量

2170 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

投影重要度（variable importance in projection,

VIP），結(jié)合差異倍數(shù)（fold change, FC）值，衡量

各花青素組分含量對(duì)樣本分類判別的影響強(qiáng)度和

解釋能力，輔助標(biāo)志花青素的篩選。采用 SAS

Studio 軟件 Duncan’s 法評(píng)估主要花青素代謝物含

量的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種的花色和總花青素苷含量

5 個(gè)秋石斛品種間的花色呈顯著差異，通過(guò)

對(duì) 5 個(gè)品種花瓣和唇瓣的 L*

、C 和 CIRG 顏色參

數(shù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，淺桃紅色品種水蜜桃的花瓣和

唇瓣的 L*

值顯著大于其他品種（圖 1A），而其花

瓣 C 值顯著小于其他品種（圖 1B）；紫紅色品種

迷你的 C 值顯著高于其他品種；深紅色品種黑貓

的花瓣和唇瓣的 CIRG 指數(shù)最高（圖 1C），而 C

值顯著低于其他品種。

測(cè)定其盛開(kāi)期花朵的總花青素苷含量結(jié)果表

明，黑貓品種的總花青素苷的含量顯著高于其他

品種，其含量為其他品種的 3~10 倍；水蜜桃、迷

你和藍(lán)天使的唇瓣的總花青素苷含量高于花瓣，

而紅珍珠和黑貓品種則相反；水蜜桃品種的總花

青素苷含量最低，其花瓣和唇瓣的總花青素苷含

量分別為黑貓品種的 9.2 %和 13.8 %（圖 1D）。

不同小寫(xiě)字母表示品種間差異顯著（P<0.05）。

Different lowercase letters indicate significant difference among varieties (P<0.05).

圖 1 不同品種秋石斛花瓣和唇瓣的花色和總花青素苷含量

Fig. 1 Flower color and total anthocyanin content of petals and labellums of different varieties

of Phalaenopsis-type Dendrobium

2.2 廣泛靶向花青素代謝組分析

2.2.1 數(shù)據(jù)結(jié)果評(píng)估 對(duì) 5 種秋石斛盛花期花進(jìn)

行靶向代謝譜分析。經(jīng)色譜分離流出的組分不斷

進(jìn)入質(zhì)譜，質(zhì)譜連續(xù)掃描進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。每一次

掃描得到一張質(zhì)譜圖，將每個(gè)時(shí)間點(diǎn)質(zhì)譜圖中所

有離子的強(qiáng)度加和后連續(xù)描繪，得到總離子流色

譜圖（圖 2），結(jié)果顯示總離子流的曲線重疊性高，

表明質(zhì)譜信號(hào)穩(wěn)定性較好。

2.2.2 花青素定性和定量分析 花青素鑒定首先

根據(jù)精確分子量進(jìn)行確認(rèn)，后續(xù)根據(jù) MS/MS 碎片

模式對(duì) KNApSAcK（http://metabolomics.jp）、HMDB

（https://hmdb.ca）、LipidMaps（https://lipidmaps.

org）、PubChem（https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov）、

KEGG（https://www.genome.jp）以及諾米代謝自

建標(biāo)準(zhǔn)品數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行算法注釋獲得花青素成分結(jié)

果。對(duì) 5 個(gè)秋石斛品種的花青素成分進(jìn)行分析，

共鑒定出 38 種代謝物，包括 31 種花青素苷、4

種花青素元和 3 種其他花青素（表 1）。對(duì)花青素

種類與含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，14 種矢車菊素和 13 種飛燕

草素是構(gòu)成這 5 個(gè)品種花青素的主要成分，可達(dá)全

部代謝物種類的 70%，其余為 2 種天竺葵素、3 種

芍藥花素、3 種矮牽牛素及 3 種其他花青素（圖 3A）。

第 11 期 武美卿等：基于廣泛靶向代謝組學(xué)技術(shù)的不同花色秋石斛中花青素差異分析 2171

圖 2 正離子檢測(cè)模式的 TIC 重疊圖

Fig. 2 Total ions chromatograms (TIC) of positive ion detection mode

表 1 供試秋石斛中的花青素成分

Tab. 1 The anthocyanin components in Phalaenopsis-type Dendrobium

序號(hào)

Code

代謝物

Metabolite

質(zhì)荷比

m/z

保留時(shí)間

Retention

time/min

分子質(zhì)量

Molecular

weight

分子式

Formula

花青素分類

Chemotaxonomic

電離模式

Precursor

type

1 矢車菊素 3-O-半乳糖苷 449.109 8.3 449.108 C21H21O11 cyanidin [M]+

2 芍藥花素 3-蕓香糖苷 609.178 9.3 609.182 C28H33O15 peonidin [M]+

3 矢車菊素 287.055 9.8 287.056 C15H11O6 cyanidin [M]+

4 矢車菊素 4?-葡萄糖苷 449.107 5.3 449.108 C21H21O11 cyanidin [M]+

5 飛燕草素 3-半乳糖苷 465.101 8.0 465.103 C21H21O12 delphinidin [M]+

6 矢車菊素 3-蕓香糖苷 595.164 8.3 595.166 C27H31O15 cyanidin [M]+

7 矢車菊素 3,5-二葡萄糖苷 611.160 7.3 611.161 C27H31O16 cyanidin [M]+

8 飛燕草素 3-槐糖苷 627.154 7.8 627.156 C27H31O17 delphinidin [M]+

9 飛燕草素 3-蕓香糖苷-5-葡萄糖苷 773.205 8.0 773.214 C33H41O21 delphinidin [M]+

10 飛燕草素 303.050 8.3 303.050 C15H11O7 delphinidin [M]+

11 飛燕草素 3-(6-鼠李糖基半乳糖苷) 611.160 7.7 611.161 C27H31O16 delphinidin [M]+

12 天竺葵素 271.060 10.5 271.061 C15H11O5 pelargonidin [M]+

13 天竺葵素 3-(6?-丙二酰糖苷) 519.112 10.2 519.114 C24H23O13 pelargonidin [M]+

14 矢車菊素 3-半乳糖苷-5-葡萄糖苷 611.160 8.3 611.161 C27H31O16 cyanidin [M]+

15 飛燕草素 3-槐糖苷-5-葡萄糖苷 789.219 7.6 789.209 C33H41O22 delphinidin [M]+

16 矮牽牛素 3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷 479.116 9.2 479.119 C22H23O12 petunidin [M]+

17 芍藥花素 301.071 10.6 301.071 C16H13O6 peonidin [M]+

18 矢車菊素 3-半乳糖酸木糖甙 581.147 8.6 581.151 C26H29O15 cyanidin [M]+

19 飛燕草素 3-葡萄糖苷 5-咖啡酰葡萄糖苷 789.188 7.6 789.188 C36H37O20 delphinidin [M]+

20 參薯素Ⅰ 817.226 10.3 817.219 C38H41O20 other anthocyanidin [M]+

21 飛燕草素 3-(6-丙二酰葡萄糖苷)-5-葡萄糖苷 713.150 8.3 713.157 C30H33O20 delphinidin [M]+

22 矢車菊素 3-葡萄糖基蕓香糖苷 757.223 8.7 757.219 C33H41O20 cyanidin [M]+

23 矢車菊素 3-槐糖苷-5-葡萄糖苷 773.205 9.1 773.214 C33H41O21 cyanidin [M]+

24 矢車菊素 3-刺槐雙糖苷 595.164 9.3 595.166 C27H31O15 cyanidin [M]+

25 飛燕草素 3-葡萄糖苷-5-(6-乙酰葡萄糖苷) 669.173 8.7 669.167 C29H33O18 delphinidin [M]+

2172 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

續(xù)表 1 供試秋石斛中的花青素成分

Tab. 1 The anthocyanin components in Phalaenopsis-type Dendrobium (continued)

序號(hào)

Code

代謝物

Metabolite

質(zhì)荷比

m/z

保留時(shí)間

Retention

time/min

分子質(zhì)量

Molecular

weight

分子式

Formula

花青素分類

Chemotaxonomic

電離模式

Precursor

type

26 木樨黃定 5,7-二葡萄糖苷 595.165 5.9 595.166 C27H31O15 other anthocyanidin [M]+

27 飛燕草素 3-[6-(咖啡酰葡萄糖苷)]-5-[6-(丙二

酰葡萄糖苷)]

875.178 8.2 875.188 C39H39O23 delphinidin [M]+

28 龍膽花青素 A 773.184 9.1 773.193 C36H37O19 other anthocyanidin [M]+

29 牽?；ㄉ?3-槐糖苷 641.166 9.1 641.172 C28H33O17 petunidin [M]+

30 飛燕草素 3-[6-(4-(咖啡酰鼠李糖基)葡萄糖

苷]-5-葡萄糖苷

935.261 7.8 935.246 C42H47O24 delphinidin [M]+

31 矢車菊素 3-(6?-咖啡酰葡萄糖苷)-5-葡萄糖苷 773.189 8.0 773.193 C36H37O19 cyanidin [M]+

32 矮牽牛花素 3-蕓香糖苷-5-葡萄糖苷 787.236 9.0 787.230 C34H43O21 petunidin [M]+

33 矢車菊素 3-刺槐雙糖苷-5-(6-p-對(duì)香豆素葡

萄糖苷)

903.270 8.7 903.256 C42H47O22 cyanidin [M]+

34 矢車菊素 3-(6?丙二酰葡萄糖苷)-5-葡萄糖苷 697.169 8.8 697.162 C30H33O19 cyanidin [M]+

35 飛燕草素 3-(6?-丙二酰糖苷) 551.101 11.0 551.104 C24H23O15 delphinidin [M]+

36 芍藥花素 3-蕓香糖苷-5-葡萄糖苷 771.237 10.5 771.235 C34H43O20 peonidin [M]+

37 飛燕草素 3-[6?-(4?-p-對(duì)香豆酰鼠李糖基)葡

萄糖苷]5-葡萄糖苷

919.248 12.2 919.251 C42H47O23 delphinidin [M]+

38 矢車菊素 3-(6?-丙二酰糖苷) 535.106 10.0 535.109 C24H23O14 cyanidin [M]+

A：花青素種類；B：花青素含量。

A: Anthocyanins classification; B: Anthocyanins contents.

圖 3 花青素種類與含量統(tǒng)計(jì)

Fig. 3 Classification and content statistics of anthocyanins

秋石斛所含的 5 種花青素中矢車菊素含量最高，

可達(dá)所有花青素含量的一半以上，飛燕草素含量

次之，矮牽牛素、天竺葵素、芍藥花素較少，其

中芍藥花素含量最少，僅占所有花青素含量的

0.56%（圖 3B）。

鑒定出的所有代謝物均能在 5 個(gè)秋石斛品種

中發(fā)現(xiàn)，但每個(gè)品種的花青素含量不同。藍(lán)天使

品種的 Cy 型糖苷占花青素比例最高，Dp 型糖苷

則在迷你品種中相對(duì)含量最高；黑貓品種的 Cy

與 Dp 型糖苷的含量近似，而水蜜桃品種的花青

素主要由 Cy、Dp 和 Pt 型糖苷構(gòu)成；與水蜜桃品

種的糖苷組成比例類似，但紅珍珠品種的 Dp 型

糖苷含量較高。

2.2.3 各組樣品與質(zhì)控樣本的主成分分析 對(duì)各

組樣本與質(zhì)控樣品質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析（圖

4）。利用主成分分析對(duì) 15 個(gè)秋石斛樣本和 3 個(gè)

QC 樣本的代謝產(chǎn)物進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析，顯示出各

組間的分離趨勢(shì)及組內(nèi)差異，小組內(nèi) 3 個(gè)樣品被

聚集到一起，此結(jié)果表明樣品重復(fù)性較好，組內(nèi)

樣本點(diǎn)距離近，一致性高；組間樣本點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，

分離趨勢(shì)明顯，差異性好。QC 樣本密集分布，說(shuō)

明數(shù)據(jù)可靠。

2.2.4 不同品種秋石斛的共有差異代謝物分析 通

過(guò)對(duì)鑒定出的花青素進(jìn)行篩選，從鑒定列表中尋

找差異物質(zhì)。選擇的相關(guān)差異花青素篩選條件為

P<0.05 且 VIP>1，統(tǒng)計(jì) 5 個(gè)品種間的差異代謝物

數(shù)量，通過(guò)維恩圖可展示各組差異代謝物之間的

關(guān)系。

第 11 期 武美卿等：基于廣泛靶向代謝組學(xué)技術(shù)的不同花色秋石斛中花青素差異分析 2173

圖 4 各組樣品與質(zhì)控樣品質(zhì)譜數(shù)據(jù)的 PCA 得分圖

Fig. 4 PCA score of quality spectrum data of each group

and quality control samples

由共同差異韋恩圖可知，藍(lán)紫色品種藍(lán)天

使與其余 4 個(gè)品種的共同差異代謝物共有 13 種

（圖 5A）。差異代謝物整體的調(diào)控類型一致，說(shuō)

明藍(lán)紫色品種較為獨(dú)特。通過(guò)對(duì)共同差異代謝物

（表 2）分析發(fā)現(xiàn)，其中共同上調(diào)的差異代謝物

為矮牽牛素-β-D-吡喃葡萄糖苷、飛燕草素 3-槐糖

苷、飛燕草素 3-葡萄糖苷-5-(6-乙酰葡萄糖苷)、

矢車菊素 3-葡萄糖基蕓香糖苷、飛燕草苷 3-[6?-

(4?-p-對(duì)香豆酰鼠李糖基)葡萄糖苷]5-葡萄糖苷，

主要差異花青素由 Dp 型糖苷和 Pt 型糖苷組成，

且 3 種 Dp 型糖苷含量均顯著高于其他顏色。而

矢車菊素 3-刺槐雙糖苷-5-(6-p-對(duì)香豆素葡萄糖

苷)顯著下調(diào)。

深紅色品種黑貓與紅珍珠、迷你和淺桃紅色

品種水蜜桃的共同差異代謝物有 12 種（圖 5B）。

篩選其共同差異代謝物可知（表 3），3 種 Dp 型

糖苷在黑貓中代謝類型為上調(diào)，另外矢車菊素 3-

圖 5 秋石斛組間共同差異韋恩圖

Fig. 5 Common differential metabolites Wayne diagram between Phalaenopsis-type Dendrobium groups

表 2 藍(lán)紫色藍(lán)天使與其他品種的共同差異代謝物

Tab. 2 Common differential metabolites of bule-pulper cultivar Den. Blue Sapphire and other cultivars

T114 vs HM T114 vs HZZ T114 vs MN T114 vs SMT

序號(hào)

Code

代謝物

Metabolite log2FC 調(diào)控類型

Regulation type log2FC 調(diào)控類型

Regulation type log2FC 調(diào)控類型

Regulation type log2FC 調(diào)控類型

Regulation type

1 矮牽牛素-β-D-吡喃葡萄糖苷 4.10 up 1.84 up 4.01 up 5.61 up

2 飛燕草素 3-槐糖苷 5.18 up 2.64 up 4.12 up 2.98 up

3 飛燕草素 3-葡萄糖苷-5-(6-乙酰

葡萄糖苷)

0.57 up 2.67 up 1.95 up 3.09 up

4 矢車菊素 3-葡萄糖基蕓香糖苷 5.66 up 4.71 up 5.65 up 5.64 up

5 參薯素Ⅰ –1.72 down –3.08 down –3.11 down –4.58 down

6 飛燕草素 3-[6-(咖啡酰葡萄糖

苷)]-5-[6-(丙二酰葡萄糖苷)]

–5.56 down –1.72 down –5.22 down –4.46 down

7 矢車菊素 3-刺槐雙糖苷-5-(6-p對(duì)香豆素葡萄糖苷)

–6.78 down –4.86 down –11.21 down –11.48 down

8 矢車菊素 3-半乳糖酸木糖苷 –1.01 down –1.33 down 1.19 up –1.55 down

9 木樨黃定 5,7-二葡萄糖苷 –0.50 down –1.08 down –0.79 down –1.84 down

10 矢車菊素-3,5-二葡萄糖苷 –2.48 down –2.41 down 3.16 up –1.86 down

11 飛燕草素 3-[6?-(4?-p-對(duì)香豆酰

鼠李糖基)葡萄糖苷]5-葡萄

糖苷

3.12 up 2.71 up –1.26 down 1.68 up

12 天竺葵素 3-(6?-丙二酰糖苷) –0.79 down –1.15 down 1.48 up –0.79 down

13 飛燕草素 3-(6?-丙二酰糖苷) –1.23 down 0.73 up –3.78 down –3.84 down

2174 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

表 3 深紅色黑貓分別與紅珍珠、迷你和水蜜桃的共同差異代謝物

Tab. 3 Common differential metabolites of dark red cultivar Den. Black Cat vs Den. Udomsri Beauty,

Den. Yaya Victoria, Den. Airey Peach

HM vs HZZ HM vs MN HM vs SMT

序號(hào)

Code

代謝物

Metabolite log2FC 調(diào)控類型

Regulation type log2FC 調(diào)控類型

Regulation type log2FC 調(diào)控類型

Regulation type

1 矢車菊素 3-(6?-咖啡酰葡萄糖苷)-5-葡萄糖苷 3.39 up 3.38 up 8.58 up

2 龍膽花青素 A 2.68 up 2.73 up 6.36 up

3 飛燕草素 3-槐糖苷-5-葡萄糖苷 3.62 up 2.71 up 12.33 up

4 飛燕草素 3-[6-(4-(咖啡酰鼠李糖基)葡萄糖

苷]-5-葡萄糖苷

1.89 up 5.88 up 2.13 up

5 芍藥花素 –2.73 down –2.69 down –3.48 down

6 矮牽牛素 3-槐糖苷 –6.28 down –2.71 down –4.80 down

7 矢車菊素 3-刺槐雙糖苷-5-(6-p-對(duì)香豆素葡萄

糖苷)

1.92 up –4.43 down –4.70 down

8 飛燕草素 3-(6?-丙二酰糖苷) 1.96 up –2.55 down –2.61 down

9 矢車菊素 3-半乳糖酸木糖苷 –0.32 down 2.20 up –0.54 down

10 矢車菊素 3-半乳糖苷-5-葡萄糖苷 –1.25 down 5.87 up 0.39 up

11 飛燕草素 3-葡萄糖苷-5-(6-乙酰葡萄糖苷) 2.10 up 1.37 up 2.52 up

12 矢車菊素 3-(6?-丙二酰葡萄糖苷)-5-葡萄糖苷 –0.52 down 4.04 up 3.28 up

(6?-咖啡酰葡萄糖苷)-5-葡萄糖苷為構(gòu)成其上調(diào)差

異花青素的主要成分。芍藥花素和矮牽牛素 3-槐

糖苷是黑貓品種共同下調(diào)的差異花青素，說(shuō)明二

者在深紅色品種黑貓中的代謝水平低。

紫紅色品種紅珍珠、迷你與淺桃紅色品種水

蜜桃的共同差異代謝物有 11 種（圖 5C），共同差

異代謝物中上調(diào)的有 5 種（表 4），以 Cy 型糖苷

和 Dp 型糖苷為主，矢車菊素上調(diào)的種類較多，在

紫紅色品種中富集矢車菊素，其中飛燕草素 3-槐糖

苷-5-葡萄糖苷的上調(diào)倍數(shù)顯著高于其他代謝物。在

紫紅色品種中共同下調(diào)的花青素僅有矢車菊素 3-

半乳糖酸木糖苷和木樨黃定 5,7-二葡萄糖苷。

表 4 紅珍珠和迷你分別與淺桃紅色品種水蜜桃的共同差異代謝物

Tab. 4 Common differential metabolites of light peach red cultivar Den. Airey Peach vs Den.

Udomsri Beauty, Den. Yaya Victoria

MN vs SMT HZZ vs SMT

序號(hào)

Code

代謝物

Metabolite log2FC 調(diào)控類型

Regulation type log2FC 調(diào)控類型

Regulation type

1 飛燕草素 3-葡萄糖苷-5-(6-乙酰葡萄糖苷) 1.15 up 0.42 up

2 矢車菊素 3-(6?-咖啡酰葡萄糖苷)-5-葡萄糖苷 5.20 up 5.19 up

3 飛燕草素 3-槐糖苷-5-葡萄糖苷 9.62 up 8.71 up

4 矢車菊素 3-(6?-丙二酰糖苷) 1.71 up 0.62 up

5 矢車菊素 3-蕓香糖苷 1.73 up 3.29 up

6 矢車菊素 3-半乳糖酸木糖苷 –2.74 down –0.22 down

7 木樨黃定 5,7-二葡萄糖苷 –1.05 down –0.76 down

8 天竺葵素 3-(6?-丙二酰糖苷) –2.27 down 0.36 up

9 矢車菊素-3,5-二葡萄糖苷 –5.02 down 0.55 up

10 矢車菊素 3-半乳糖苷-5-葡萄糖苷 –5.48 down 1.63 up

11 矮牽牛素 3-槐糖苷 –2.09 down 1.48 up

2.3 秋石斛花青素生物合成途徑解析

基于以上結(jié)果推測(cè)出秋石斛花青素生物合成

途徑，并根據(jù) 5 個(gè)不同品種的秋石斛花青素的相

對(duì)值為代謝水平進(jìn)行聚類分析，表明不同花色秋

石斛中花青素代謝水平存在差異（圖 6）。

3 討論

本研究采用廣泛靶向代謝組學(xué)技術(shù)研究了不

第 11 期 武美卿等：基于廣泛靶向代謝組學(xué)技術(shù)的不同花色秋石斛中花青素差異分析 2175

不同顏色表示相對(duì)含量的大小。Cy：矢車菊素；Pn：芍藥花素；Pg：天竺葵素；Pt：矮牽牛素；Dp：飛燕草素；R：蕓香糖苷；G：

葡萄糖苷；Gal：半乳糖苷；S：槐糖苷；Rob：刺槐雙糖苷；Lat：半乳糖酸木糖苷；Mal：丙二酰；Rha：鼠李糖；Ace：乙酰；Caf：

咖啡酰；Coum：香豆酰；CHS：查爾酮合成酶；CHI：查爾酮異構(gòu)酶；F3′H：黃烷酮-3′-羥化酶；F3′5′H：類黃酮-3′,5′-羥基化酶；DFR：

二氫黃酮醇還原酶；ANS：花青素合成酶；GT：花青素葡萄糖轉(zhuǎn)移酶；AT：花青素苷?；D(zhuǎn)移酶；MT：花青素苷甲基轉(zhuǎn)移酶。

Different colors indicate the relative content. Cy: Cyanidin; Pn: Peonidin; Pg: Pelargonidin; Pt: Petunidin; Dp: Delphinidin; R: Rutinoside;

G: Glucoside; Gal: Galactoside; S: Sophoroside; Rob: Robinobioside; Lat: Lathyroside; Mal: Malonyl; Rha: Rhamnose; Ace: Acetyl; Caf:

Caffeoyl; Coum: Coumaroyl; CHS: Chalcone synthase; CHI: Chalcone isomerase; F3′H: Flavanone-3′-hydroxylase; F3′5′H: Flavonoid-3′,5′-hydroxylase; DFR: Dihydroflavonol reductase; ANS: Anthocyanin synthase; GT: Anthocyanin glucose transferase;

AT: Anthocyanin acyltransferase; MT: Anthocyanin methyltransferase.

圖 6 秋石斛花青素生物合成途徑

Fig. 6 Anthocyanin biosynthesis pathway (ABP) of Phalaenopsis-type Dendrobium

同品種秋石斛花中花青素代謝物的組成和差異，

從代謝產(chǎn)物水平初步揭示了不同花色秋石斛品種

間的花色形成機(jī)制。

本研究發(fā)現(xiàn)秋石斛花青素苷主要是 Cy、Pn、

Pg、Dp 和 Pt 的糖基化及?；苌铩Ｏ噍^于

KANCHIT[7]僅發(fā)現(xiàn) Cy、Pn 和 Pg 三種類型的花青

素，呂曉帆等[12-13]用 UPLC-MS 鑒定出幾種 3-糖

苷，本研究利用代謝組手段檢測(cè)到秋石斛中更多

花青素代謝物種類，發(fā)現(xiàn)不同花色各種類花青素

組成比例差異，豐富了目前對(duì)其組成及含量的認(rèn)

知。然而本研究鑒定出的花青素苷并不包括前人

從秋石斛中分離得到的 4 種主要成分——?；?/p>

矢車菊素糖苷[10-12]。而且前期研究認(rèn)為桃紅色種

質(zhì)中的主要成分為 Pg 型花青素[20]，與本研究中

淺桃紅色水蜜桃由 Cy 型花青素組成不一致。筆

者將水蜜桃花青素苷水解后，利用 HPLC 僅檢測(cè)

到 Pg 苷元，可見(jiàn)其主要花青素為 Pg 型色素。這

表明，目前流行的基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的 UPLC-MS

方法在鑒定秋石斛花青素的組成方面存在明顯不

足。其原因是數(shù)據(jù)庫(kù)中構(gòu)建的花青素標(biāo)準(zhǔn)品種類

有限。因此需要更多的花青素標(biāo)準(zhǔn)來(lái)補(bǔ)充定性分

析數(shù)據(jù)庫(kù)，才能深入和準(zhǔn)確地研究秋石斛的花青

素苷組成。

秋石斛花從小花芽到盛開(kāi)過(guò)程中，花青素苷

含量呈逐漸增加的趨勢(shì)，到盛開(kāi)期達(dá)到峰值[21]，

該時(shí)期各品種花色具有代表性，可作為花色評(píng)價(jià)

的材料。各類花青素苷含量的變化是不同花色秋

石斛品種間呈色差異的主要原因?；ㄇ嗨剀蘸?/p>

是影響花色明暗及色調(diào)的重要因素，隨著花青素

苷含量的增加，秋石斛花瓣顏色變暗，逐漸轉(zhuǎn)為

紫紅色和紫色[8]。本研究結(jié)果顯示，矢車菊素和

飛燕草素在秋石斛花青素苷中占 70%以上。隨著

供試秋石斛顏色由淺桃紅、紫紅向深紅以及藍(lán)紫

色變化，Cy 型和 Dp 型色素含量顯著增加，由于

Cy 型色素是秋石斛呈色的主要成分[7]，也是諸多

觀賞植物中紫紅色系花瓣呈色的物質(zhì)基礎(chǔ)[22]。由

此推測(cè)隨著 Cy 型色素含量的增加，花色會(huì)加深

為深紅色。

2176 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

絕大多數(shù)藍(lán)色花是以 Dp 型色素為基礎(chǔ)形成

的。如飛燕草素-3-O-葡萄糖苷是繡球花藍(lán)色形成的

決定性物質(zhì)，其含量變化與藍(lán)色花的形成一致[23]。

飛燕草素-3-O-葡萄糖苷的含量與花色的深淺呈

正相關(guān)，且隨著薰衣草的花發(fā)育成熟，飛燕草素3-O-葡萄糖苷的含量也逐漸增多[24]。藍(lán)紫色秋石

斛品種藍(lán)天使中的主要差異花青素由 Dp 型糖苷

和 Pt 型糖苷組成，且 3 種 Dp 型糖苷含量均顯著

高于其他品種，Dp 的積累使花色向藍(lán)色偏移[25]，

因而推測(cè)飛燕草素賦予秋石斛的藍(lán)紫色調(diào)。且前

人和本研究均發(fā)現(xiàn)秋石斛花青素苷存在普遍的酰

基化現(xiàn)象，酰基化也有利于花色藍(lán)化[26]。藍(lán)色秋

石斛的育種策略可以在專一積累 Dp 型色素的基

礎(chǔ)上，通過(guò)輔助著色、金屬絡(luò)合或芳香?；?/p>

飾進(jìn)一步形成較為穩(wěn)定的藍(lán)色大分子，從而培育

出藍(lán)色的秋石斛新品種[27]。

在深紅色品種黑貓中共同下調(diào)的為 Pn 型色

素。而在其他觀賞植物中，Pn 型色素的積累使花

色偏向藍(lán)紫色。Pn 型色素是紫枝玫瑰花色形成紫

色的主要因素[28]。本研究中僅發(fā)現(xiàn)在淺桃紅色品

種中下調(diào)差異花青素有 5 種，以 Cy 型糖苷和 Dp

型糖苷為主，矢車菊素下調(diào)的種類較多。秋石斛

原生種和雜交種水解后的花青素苷元中，發(fā)現(xiàn)以

Cy 為主，Pn 較少，而 Pg 僅能在桃紅色種質(zhì)中檢

測(cè)到[20]。錢大偉等[29]推測(cè)天竺葵色素是錦繡杜鵑

粉花品種粉鶴花瓣呈現(xiàn)粉紅色的主要原因。

DENG 等[30]研究發(fā)現(xiàn)紅色非洲菊的關(guān)鍵花青素是

天竺葵素。對(duì)于純紅色花的育種可以降低黃酮醇

合成酶的活性，增加花青素苷的積累，減少類黃

酮-3?-羥化酶的合成，阻斷矢車菊素的通路，大量

積累天竺葵素。如在白色的矮牽牛中成功轉(zhuǎn)化其

他觀賞植物的 DFR 基因，使轉(zhuǎn)基因植株的花瓣中

積累了天竺葵色素苷，花色變成了紅色[31]。

由于秋石斛花青素苷的復(fù)雜性以及代謝組學(xué)

現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)尚不完善，代謝通路不夠全面，尚未

能將秋石斛中花青素組成完全解析。隨著代謝組

學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鑒定與識(shí)別代謝物的能力不

斷提高，將為闡明秋石斛花色的形成機(jī)理，為花

色改良定向育種提供指導(dǎo)。

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