CN105210876A - 一种茅苍术优质株系的规模化栽培方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种茅苍术优质株系的规模化栽培方法，主要包括筛选茅苍术优质株系，利用植物组织培养技术组培茅苍术优质株系，快速获取大量茅苍术优质株系的组培苗，确定茅苍术优质株系组培苗移栽时间及其生长周期，确定茅苍术优质株系组培移栽苗的分株时间及分株系数，确定茅苍术优质株系分株苗的收获期。其规模化栽培生产技术可以在组织培养无性繁殖技术下获得优质高产的道地中药材茅苍术原料，摆脱茅苍术生产过程中单用组培苗生产成本高、实生苗难以越夏、药材品种参差不齐的困境，降低了成本，提高经济效益；也为其它中药材或经济植物的生产提供了技术支撑。

Description

一种茅苍术优质株系的规模化栽培方法

技术领域

本发明属于生物技术与农业工程领域，涉及一种重要中药材规模化栽培生产技术，具体为一种茅苍术优质株系的规模化栽培技术。

背景技术

茅苍术，亦称南苍术，是菊科苍术属多年生宿根草本，喜温凉耐寒抗旱，多生长在丘陵、山坡疏松透气性较好的砂、壤质土壤中，主要分布在长江流域的华东、中南地区，安徽、江苏、四川、湖北较为常见，其中江苏镇江茅山是公认的道地茅苍术药材中心产区，故称之为“茅苍术”。道地茅苍术是名贵的中药材，其可以起到促进肝蛋白合成、抗病毒作用，具有预防胃溃疡、改善脾虚、降糖、利尿的功效，在医学临床方面还多用于健胃消食、治疗风寒感冒以及风湿关节炎等诸多病症的治疗。其所提取的水溶性多糖、粗蛋白及挥发油除了药用外也同时具有保健食品的潜在开发应用价值。

江苏镇江地区作为道地茅苍术主要产区，其周边的金坛、句容、溧水、溧阳、高淳等地从上世纪50年代起也同样作为茅苍术的原材料供应地，但经过几十年的采挖，从80年代其产量就已经开始一直下降，而在最近几年，野生的茅苍术种质资源几乎消耗殆尽，虽然为满足日益增长的市场需求，相关部门已经开始引导开展茅苍术的人工种植工作，但由于受到茅苍术生长的诸多要求和各方面技术条件的限制远未满足市场的需求，所以通过可行的技术手段实现茅苍术的增产增值也是经济发展要求的当地农业生产和种质资源保存的重要且长远的任务之一。

目前茅苍术的繁殖方式主要是人工播种、切块繁殖和组织培养。组织培养具有繁殖速度快，效率高的特点，利用组织培养技术可以迅速增加茅苍术种群数量，还可以保存优质的茅苍术种质资源。在组织培养技术的基础上，筛选优质株系加以组织培养，获得大量试管苗进行大田栽培后，再进行分根繁殖，迅速扩大种植面积，摆脱茅苍术生产过程中单用组培苗生产成本高、实生苗难以越夏、药材品种参差不齐的困境，降低了成本，提高经济效益；也为其它中药材或经济植物的生产提供了技术支撑。

发明内容

本发明目的在于提供一种茅苍术优质株系的规模化栽培方法，可克服茅苍术生产过程中单用组培苗生产成本高、实生苗药材品种参差不齐且难以越夏的困境，解决传统播种出苗率低、成活率不足等缺陷，实现大规模高效生产和不同时间季节条件下种植生产，为茅苍术生产提供重要的技术支撑。

本发明的技术方案为：一种茅苍术优质株系的规模化栽培方法，包括以下步骤：

步骤1，筛选茅苍术优质株系；根据叶形将茅苍术分为短披针形、长披针形、卵圆形和缺刻形，通过对短披针形、长披针形、卵圆形和缺刻形四种类型茅苍术地上部分与地下部分的相关性的探索以及地上部分和地下部分的生长信息监测，联合筛选茅苍术优质株系；所述短披针形、长披针形、卵圆形和缺刻形四种类型茅苍术地上部分与地下部分的相关性是通过考察地上部分的指标与地下部分指标进行相关性分析来确定的；所述短披针形、长披针形、卵圆形和缺刻形四种类型茅苍术地上部分的生长信息监测是通过测定地上部分的指标随时间的变化情况，利用四参数Logistic方程对监测的生长信息进行拟合，通过比较这四种类型茅苍术的Logistic方程参数来确定优良株系类型；所述短披针形、长披针形、卵圆形和缺刻形四种类型茅苍术地下部分的生长信息监测是利用Minirhizotrons技术对茅苍术根系的动态生长进行监测，同时利用显微制片技术测量根茎细胞增长速率，通过比较根长生长和根粗增长来选择优良株系；综合监测到的地上部和地下部生长信息选择优良株系。

步骤2，利用植物组织培养技术组培扩繁茅苍术优质株系的组培苗；将步骤1选择出的茅苍术优质株系经过芽的诱导、芽增殖扩繁、生根壮苗以及炼苗完成规模化组培苗的快速生产过程；茅苍术优质株系的芽的诱导过程为：取茅苍术优质株系的芽作为外植体置于超净工作台内进行消毒处理后接种在芽诱导培养基上；所述芽的诱导最适培养基为：MS+3.0mg·L^-16-BA+0.4mg·L^-1NAA+2.0％蔗糖+0.7％琼脂，芽的诱导培养基的pH值为5.8，芽的诱导培养条件为室温25±2℃，光照12h·d^-1，光照强度为30-40μmol·m^-2·s^-1；所述茅苍术优质株系的芽增殖扩繁过程为：待芽诱导培养基上诱导出1-2cm丛生芽，将其切分成单芽转入到增殖培养基中进行继代增殖培养，每隔一月继代一次，所述芽增殖最适培养基为：MS+2.0-3.0mg·L^-16-BA+0.4mgL^-1IBA+2.0％蔗糖+0.7％琼脂或MS+2.0-3.0mg·L^-16-BA+/0.1-0.2mgL^-1NAA+2.0％蔗糖+0.7％琼脂，芽增殖培养基的pH值为5.8，芽增殖培养条件为室温25±2℃，光照12h·d^-1，光照强度为250-300μmol·m^-2·s^-1；所述茅苍术优质株系的组培苗生根壮苗过程为：待芽增殖培养基上丛生芽生长到4-5cm时，将其切分成单芽转入到生根壮苗培养基中进行生根培养，所述的生根壮苗最适培养基为：1/2MS+0.5mg·L^-1NAA+2.0％蔗糖+0.7％琼脂或1/2MS+0.5mg·L^-1IBA+0.05mg·L^-1NAA+2.0％蔗糖+0.7％琼脂，生根壮苗培养基的pH值为5.8，生根培养条件为室温25±2℃，光照12h·d^-1，光照强度为30-40μmol·m^-2·s^-1；所述茅苍术优质株系的组培苗立炼苗过程为：已生根的所述茅苍术优质株系组培苗的炼苗需经过三个阶段：第一阶段3天，打开培养瓶瓶盖，放到炼苗室中，炼苗室温度为25±2℃，光照12h·d^-1，光照强度为30-40μmol·m^-2·s^-1，湿度90％以上；第二阶段7-10天，将所述组培苗从培养瓶中取出，洗尽根部培养基，定植在营养钵中，于温度为25±2℃、光照12h·d^-1、光照强度为200-250μmol·m^-2·s^-1、湿度85％的炼苗室中继续炼苗；第三阶段3-5天，将所述营养钵中的组培苗搬出炼苗室，增湿，遮阴50％，每天浇水2-3次，完成组培苗炼苗过程。

步骤3，茅苍术优质株系组培苗的移栽；已经炼苗生长一月后的组培苗，于次年三月上旬至四月中旬移植到大田中，定期进行田间栽培管理，施肥灌溉，中耕除草和病虫害的防治。

步骤4，茅苍术优质株系的分株栽培；对在大田生长超过1年的组培苗进行分根繁殖；于次年四月上旬至中旬茅苍术优质株系长出新芽后，将长出新芽的茅苍术植株挖出，根据植株大小及根状茎出芽情况确定分株系数；切分带芽的根状茎，使每个根状茎切块含有2个芽；将每个切块浸蘸于1000mg/L的生根粉溶液中30秒，取出后重新移栽到大田中，每天浇水2-3次；待成活后，按常规茅苍术栽培管理方式进行田间管理，中耕除草以及病虫害防治。

步骤5，确定茅苍术优质株系的收获期；利用Minirhizotrons技术对上述分根繁殖的茅苍术根系的动态生长进行监测，获取单位时间根长度的增长量，依据单位时间根长度的增长量与生长时间的关系图，选择根生长第二高峰的起点前15天为次年茅苍术的最佳收获季节，最终完成茅苍术优质株系的规模化生产过程。

本发明的有益效果是在充分利用野生茅苍术优质种植资源的同时，打破常规茅苍术传统栽培方式，利用组织培养与分根繁殖相结合的无性系繁殖技术可实现优质株系茅苍术的大规模高批量高效生产和不同时间季节条件下种植，为茅苍术播种生产及种质资源保存提供重要的技术支撑。本发明先获得优质株系茅苍术组培苗后进行分根繁殖的技术解决了优质茅苍术种苗供应不足，实生苗难以越夏、存活率不高，药材品种参差不齐土地利用率低，亩产效益低的问题，能够实现优质茅苍术高产出、高收益、高品质的三高效益。也可为其它中药材或经济植物的生产提供了借鉴。

附图说明

图1为茅苍术地上部分与地下部分生物量拟合；

图2为不同类型茅苍术的观测值和拟合值随时间的变化，

附图标记说明如下：●-缺刻形，○-卵形，-短披针形，Δ-长披针形；

图3为四参数Logistic逻辑方程预测的生长指标值和测定值的线性回归，

附图标记说明如下：▲-实测值的线性回归，·-四参数Logistic逻辑方程预测的生长指标值的线性回归；

图4为缺刻形茅苍术3、4、5月份的根的图片；

图5为缺刻形优质茅苍术测产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。

实施例

(1)筛选茅苍术优质株系

具有多种药用功效的道地药材茅苍术的药用部位为其根茎，茅苍术优质株系的根茎生长速度快，挥发油含量高。

筛选茅苍术优质株系的方法如下：根据叶形将茅苍术分为短披针形、长披针形、卵圆形和缺刻形，通过对短披针形、长披针形、卵圆形和缺刻形四种类型茅苍术地上部分与地下部分的相关性的探索以及地上部分和地下部分的生长信息监测，联合选择茅苍术优质株系。

短披针形、长披针形、卵圆形和缺刻形四种类型茅苍术地上部分与地下部分的相关性是通过考察地上部分的指标与地下部分指标进行相关性分析来考察的，确定具有良好相关性的地上部分和地下部分指标。短披针形、长披针形、卵圆形和缺刻形四种类型茅苍术地上部分的生长信息的监测是通过测定地上部分的指标随时间的变化，用四参数Logistic方程进行拟合来考察的，通过比较这四种类型茅苍术的Logistic方程参数来确定优良株系类型。短披针形、长披针形、卵圆形和缺刻型四种类型茅苍术地下部分的生长信息的监测是利用Minirhizotrons技术进行茅苍术根系的动态生长监测，同时利用显微制片技术测量根茎细胞增长速率，通过比较根长生长和根粗增长来选择优良株系。综合监测到的地上部分和地下部分生长信息选择优良株系。结果显示缺刻形茅苍术地上部分和地下部分生长都快于其他三种类型的茅苍术，因此缺刻形茅苍术是一种优质株系的种源。

植物地上部分与地下部分具有相关性，因此可以通过研究茅苍术地上部分的动态生长情况了解地下部分的生长信息；随机选取不同类型的茅苍术各22株，设置冠鲜重、株高、叶片数、地下总生物量鲜重、根状茎鲜重、须根鲜重、须根数、茎粗、叶面积、地上总生物量鲜重10个参数作为考察指标，将茅苍术地上总生物量鲜重作为X，地下总生物量鲜重作为Y进行线性拟合，结果如图1，该拟合方程为Y＝2.564+1.375(R²＝0.908，n＝22，P＜0.01)，统计学相关性分析结果显示茅苍术地上总生物量鲜重与地下总生物量鲜重的Pearson相关系数达0.908，P＜0.01，表明茅苍术地上总生物量鲜重与地下总生物量鲜重存在极显著相关，可以根据茅苍术地上总生物量鲜重预测地下总生物量鲜重；

表1是利用了统计学相关性分析得出的结果，从表1可以看出冠鲜重与须根数、须根数与根状茎鲜重呈中度相关，须根总长度与叶片数、冠鲜重及须根数之间的相关系数为0.675，0.743，0.908，在0.01水平达到显著相关，地下总生物量鲜重与叶片数、冠鲜重及须根数之间的相关系数为0.674，0.751，0.921，在0.01水平上达到显著，株高与叶片数之间的相关系数为0.827，在0.01水平上达到显著，而地下总生物量鲜重与根状茎鲜重之间的相关系数达到0.999，在0.01水平上达到显著，依据相关性分析结果可判断根系是否发达的地上部位主要指标依次为冠鲜重、叶片数、株高，这种研究手段对筛选优质株系茅苍术具有一定指导作用。

表1茅苍术地下部性状与地上部性状的相关性

注：*表示相关性的显著水平P＜0.05；**表示相关性的显著水平P＜0.01

取每种类型每个微环境的茅苍术各5株，从出苗后即开始测定茅苍术株高、茎粗、均株叶面积，每隔一周测定一次，连续测定14周后以观测天数为自变量，分别以茅苍术的均株叶面积、茎粗、株高为因变量，用四参数Logistic方程进行拟合来考察茅苍术地上部的动态生长信息，所述的四参数Logistic方程为：

$Y=Y_0+\frac{a}{1+{(X/X_0)}^b};---\left(1\right)$

式中，Y为实测生物量，Y₀为对数生长期的起始生物量，a定义整个生长过程生长指标生长量的上限，X为实测生长时间(天数)，X₀为达到对数生长期最大增长的50％所需的时间(天数)，b为系数；

以江苏省镇江市农业科技园内野生茅苍术为对象，分别取3种微环境(山下，有坡度的山上，无坡度的山上)下四种叶形(缺刻形、卵圆形、长披针形和短披针形)进行各指标(株高、茎粗、叶片的最大宽度和最大长度)的测定，用四参数Logistic方程表征的茅苍术地上部分生长量，研究不同环境下不同类型茅苍术地上部分的生长情况。

从图2和图3中可以看出，四参数的Logistic方程能够很好地表达植物生长指标随时间变化的关系，将预测值与实测值进行方程Y＝aX的拟合，拟合结果如图3所示，其中茎粗的拟合方程为：y＝0.949x，R²＝0.972(▲)，y＝1.044x，R²＝0.985(·)；株高的拟合方程为：y＝1.024x，R²＝0.979(▲)，y＝1.005x，R²＝0.962(·)；叶面积的拟合方程为：y＝0.928x，R²＝0.967(▲)，y＝0.893x，R²＝0.968(·)。拟合的方程斜率a接近1，在0.89和1.03之间，拟合优度R²都较好(R²＞0.96，P＜0.001)，从这里可以看出，四参数的Logistic方程可以很好地拟合茅苍术的生长，不同类型的茅苍术的生长速率是不同的，缺刻形和短披针形的茎粗明显地快于长披针形和卵圆形的，缺刻形叶的茅苍术的植株高度增加明显地快于其他类型，叶面积的扩展速率的大小顺序为缺刻形＞卵圆形＞长披针形或短披针形，并且四参数Logistic方程更好地表达植株生长指标随时间变化关系，适合预测茅苍术地上部动态生长，可以作为筛选优质株系茅苍术的方法之一。

利用Minirhizotrons技术进行茅苍术根系的动态生长监测，选取四种类型的茅苍术各5株与CI-600根系生长监测系统配套的并做好标记的有机树脂管埋入茅苍术根部，每一树脂管与地面倾斜角为45°，管外壁与茅苍术根系部位紧贴以确保扫描装置能够捕获图像，埋入半月后用CI-600根系生长监测系统捕获根系图像(图4，其中A为3月10日、B为4月10日、C为5月10日)作为背景，每间隔一月监测一次直至收获前，收获前再捕获一次根系图像，运行预装的SigmaScanPro5通用图像分析软件分析每幅图像根长，得到根的生长量，以所述的标记为参照，根据SigmaScanPro5图像分析软件中的相应公式计算出实际根长，根茎细胞增长量的测定(表2、表3)是通过固定、脱水、透明、浸蜡、包埋、切片、粘片、脱蜡、染色9步制片后经OlympusBH-2型显微镜观察并获取细胞结构图像，利用SigmaScanPro5图像分析软件按照上述方法获得细胞直径，统计结果显示四种叶形茅苍术地下部分生物量的月变化和年变化具有一致性，缺刻形茅苍术的增长百分比显著高于其他三种叶形的茅苍术，根系细胞的显微图像分析结果表明缺刻形茅苍术地下部分生长最快并以细胞增长为主，因此这种非破坏性根系研究方法可以用来预测茅苍术地下部动态生长，并作为筛选优质株系茅苍术的方法之一。

表2四种类型茅苍术3-5月根的增长情况(根的长度，厘米)

四种类型茅苍术3-5月根的增长情况如表2所示，根的生长量百分比株系间存在着明显差异，3-4月份缺刻形茅苍术根的生长量相对4-5月份较小。3-4月份卵圆形、长披针形以及短披针形茅苍术根系增长量相对4-5月份较大。3-5月份，缺刻形茅苍术根增长量可达51.2％，卵圆形茅苍术根增长量为15.5％，长披针形茅苍术根增长量为11.9％，而短披针形茅苍术根的增长仅有5.9％。

表3四种类型茅苍术6-10月根的增长情况(根的长度，厘米)

从表3中可以看出，卵圆形和长披针形的茅苍术根在6-7月份生长速度最快，月增长分别达20％和29％之多，而短披针形的茅苍术根在8-9月份生长速度最快，月增长14％。

表4不同类型茅苍术根状茎和须根切片细胞的伸长量的多重比较

注：各类型茅苍术块状茎和须根切片细胞的增长量作邓肯氏新复极差检验多重比较，相同字母表示在0.01水平上差异不显著，不同字母表示差异显著(P＜0.01)

从表4中可以看出，不同类型茅苍术地下部分的细胞伸长生长有显著的差异。缺刻形的茅苍术的根状茎和须根细胞伸长量最大，卵圆形、长披针形以及短披针形的茅苍术的块状茎和须根细胞伸长量没有显著的差异。缺刻形茅苍术的须根伸长量达到57.2％。

从以上结果可以看出，四种类型茅苍术地下部生长的时间序列明显不同，缺刻形茅苍术地下部生长最快，并以细胞伸长生长为主，其中3-5月份生长占全年的的2/3，卵圆形茅苍术地下部生长速度低于缺刻形茅苍术，但高于其他类型，它的生长是以细胞增多为主，其中6-7月份生长速度最快，短披针形茅苍术地下部生长速度在四种类型中是最慢的，它的生长也是以细胞伸长生长为主，生长速度最快的月份是8-9月份，长披针形苍术地下部生长速度介于卵圆形茅苍术与短披针形茅苍术之间，它的细胞伸长增长占最个根的增长的一半，6-7月份也是其生长速度最快的月份，这个结果不仅为茅苍术的优良品种的筛选提供依据，也为不同茅苍术的收获时间的选择提供参考。

植物的地上部分和地下部分生长具有相关性，可以通过植物的地上部生长来考察地下部生长。茅苍术的地上部分与地下部分具有极显著的相关性，不同类型的茅苍术的生长速率是不同的，缺刻形茅苍术的生长速度明显地快于卵圆形、长披针形以及短披针形；同时，缺刻形茅苍术根系生长最快，短披针形茅苍术根系生长最慢。缺刻形茅苍术根系在3-5月时生长最快，且生长方式以细胞伸长生长为主。综上可知，缺刻形茅苍术地上部和地下部生长都快于其他三种类型的茅苍术，缺刻形茅苍术是一种优良茅苍术种源。

结合上述3种方法作为综合评定和筛选茅苍术优质株系的方法，也可被用作其它药用部分为根茎类的中药材优质株系的筛选方法。结果显示缺刻形茅苍术为所要筛选出的优质株系。

(2)利用植物组织培养技术组培扩繁优质株系缺刻形茅苍术的组培苗

所述缺刻形茅苍术优质株系芽的诱导过程为：所述筛选方法确定的缺刻形茅苍术为优质种源，取优质株系的缺刻形茅苍术的芽作为外植体置于超净工作台内进行消毒处理后接种在芽的诱导培养基上，所述芽的诱导最适培养基为：MS+3.0mg·L^-16-BA+0·4mg·L^-1NAA+2.0％蔗糖+0.7％琼脂，芽的诱导培养基的pH值为5.8，芽的诱导培养条件为室温25±2℃，光照12h·d^-1，光照强度为30-40μmol·m^-2·s^-1。

所述缺刻形茅苍术优质株系芽增殖扩繁过程为：待所述芽的诱导培养基上诱导出1-2cm丛生芽，将其切分成单芽转入到增殖培养基中进行继代增殖培养，每隔一月继代一次，所述芽的增殖最适培养基为：MS+2.0-3.0mg·L^-16-BA+0.4mg·L^-1IBA(或0.1-0.2mg·L^-1NAA)+2.0％蔗糖+0.7％琼脂，芽的增殖培养基的pH值为5.8，芽的增殖培养条件为室温25±2℃，光照12h·d^-1，光照强度为250-300μmol·m^-2·s^-1。

所述缺刻形茅苍术优质株系的组培苗生根壮苗过程为：待所述芽增殖的培养基上丛生芽生长到4-5cm时，将其切分成单芽转入到生根壮苗培养基中进行生根培养，所述生根壮苗的茅苍术最适培养基为：1/2MS+0.5mg·L^-1NAA+2.0％蔗糖+0.7％琼脂或1/2MS+0.5mg·L^-1IBA+0.05mg·L^-1NAA+2.0％蔗糖+0.7％琼脂，生根壮苗培养基的pH值为5.8，生根培养条件为室温25±2℃，光照12h.d^-1，光照强度为30-40μmol.m^-2.s^-1。

所述缺刻形茅苍术优质株系的组培苗立炼苗过程为：所述生根的茅苍术组培苗需要适应自然环境条件，能够在自然条件下进行生长，对所述缺刻形茅苍术的组培苗进行炼苗移栽以改变组培苗的生长环境，逐渐接近自然生长条件，所述的组培苗的炼苗需经过三个阶段：第一阶段3天，打开培养瓶盖，放到炼苗室中，炼苗室温度为25±2℃，光照12h.d^-1，光照强度为30-40μmol.m^-2.s^-1，湿度90％以上；第二阶段7-10天，将所述组培苗从培养瓶中取出，洗尽根部培养基，定植在营养钵中于温度为25±2℃，光照12h.d^-1，光照强度为200-250μmol.m^-2.s^-1，湿度85％的炼苗室中继续炼苗；第三阶段3-5天，将所述营养钵中的组培苗搬出炼苗室，增湿，遮阴50％，每天浇水2-3次，成活率达95％以上。

(3)缺刻形茅苍术优质株系组培苗的移栽

所述营养钵中的组培苗炼苗一月后筛选出根系粗壮、须根数目多的无病虫害的幼苗按照行距18～20cm，株距15～18cm的种植密度移植到土壤肥厚且易于排灌的砂质土壤中，移栽前对移栽地进行整地，施足基肥，所述的基肥为有机肥50kg/亩，饼肥50kg/亩，氮磷钾缓释肥50kg/亩，反复旋耕使肥料与土壤搅拌均匀，作畦待植。

选取大小一致，根系发达的健壮组培苗按上述方法作畦栽植，栽植后浇水。定期进行田间栽培管理，追肥灌溉，中耕除草和病虫害的防治，待次年四月上旬至中旬缺刻形茅苍术植株长出新芽即可进行分根繁殖。

(4)缺刻形茅苍术优质株系的分株栽培

当组培苗在大田生长超过1年后，即可进行分根繁殖。将所述的次年四月上旬至中旬长出新芽的缺刻形茅苍术植株挖出，根据植株大小及根状茎出芽情况确定分株系数，切分带芽的根状茎，使每个根状茎切块含有2个芽，每株缺刻形茅苍术切分成10-15株为宜，植株过小或者不满10个新芽的植株应将植株均分成2-3株，所述切分的缺刻形茅苍术植株每株浸蘸于1000mg/L的生根粉溶液中30s，取出后即可重新移栽到大田中，每天浇水2-3次，成活率95％以上，加强田间管理，中耕除草，病虫害防治和水肥控制。

(5)确定缺刻形茅苍术优质株系的收获期

缺刻形茅苍术的地上部与地下部具有极显著的相关性，缺刻形茅苍术地上部和地下部生长都快于其他三种类型的茅苍术，就地上部分来看，种植缺刻形茅苍术可使平均株高增加7.7％，平均茎粗增加8.5％，就地下部分来看，缺刻形茅苍术根生长期内(3-10月份)比其他类型快30.5％、42.5％、63％；块茎细胞伸长速度比其他类型快66％、67％、57％，须根细胞伸长速度比其他类型快51％、54％、64％，平均根长增加13.5％，平均根状茎长度增加27.6％，平均须根长度增加21.1％，对于收获的根状茎来说可增产38.4％，综合来看，理论上一年生茅苍术产量增加超过20％。

利用Minirhizotrons技术对分根繁殖的缺刻形茅苍术根系的动态生长进行监测，获取单位时间根长度的增长量，依据单位时间根长度的增长量与生长时间的关系图，选择根生长第二高峰的起点前15天为来年缺刻型茅苍术的最佳收获季节。经检测缺刻形茅苍术的最佳收获期为白露前后一个星期，此时收获优质株系的缺刻形茅苍术的根茎肥大，须根数目少，道地成分累积多，商品价值高，茅苍术亩产量增加超过50％以上(图5)。

Claims (6)

1.一种茅苍术优质株系的规模化栽培方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，筛选茅苍术优质株系：测定茅苍术地上部分指标随时间的变化来监测茅苍术地上部分的生长信息，并用四参数Logistic方程进行拟合来考察，确定优良株系类型；分别利用Minirhizotrons技术和显微制片技术监测茅苍术地下部分的生长信息来选择优良株系；综合监测到的地上部分和地下部分生长信息筛选茅苍术优质株系；

步骤2，利用植物组织培养技术组培扩繁茅苍术优质株系的组培苗：将步骤1筛选出的茅苍术优质株系经过芽的诱导、芽增殖扩繁、生根壮苗以及炼苗，完成规模化组培苗的快速生产过程；

步骤3，茅苍术优质株系组培苗的移栽：将已经炼苗生长一个月后的组培苗，于三月上旬至四月中旬移植到大田中，定期进行田间管理；

步骤4，茅苍术优质株系的分株栽培：在大田生长超过1年后的组培苗，即进行分根繁殖，将次年四月上旬至中旬长出新芽的茅苍术植株挖出，根据植株大小及根状茎出芽情况确定分株系数，切分带芽的根状茎，使每个根状茎切块含有2个芽；将每个切块浸蘸于1000mg/L的生根粉溶液中30秒，取出后重新移栽到大田中，每天浇水2-3次；成活的茅苍术按常规茅苍术进行管理；

步骤5，确定茅苍术优质株系的收获期：利用Minirhizotrons技术对上述分根繁殖的茅苍术根系的动态生长进行监测，获取单位时间根长度的增长量，依据单位时间根长度的增长量与生长时间的关系图，确定茅苍术的最佳收获季节最终完成茅苍术优质株系的规模化生产过程。

2.根据权利要求1所述的一种茅苍术优质株系的规模化栽培方法，其特征在于，步骤1中所述四参数Logistic方程拟合考察短披针形、长披针形、卵圆形和缺刻形四种类型茅苍术；所述Minirhizotrons技术和显微制片技术监测茅苍术地下部分的生长信息来选择优良株系的具体步骤为：选取四种类型的茅苍术，与CI-600根系生长监测系统配套的并做好标记的有机树脂管埋入茅苍术根部，

埋入半月后用CI-600根系生长监测系统捕获根系图像作为背景，每间隔一月监测一次直至收获前，收获前再捕获一次根系图像，运行预装的SigmaScanPro5通用图像分析软件分析每幅图像根长，得到根的生长量，以所述的标记为参照，根据SigmaScanPro5图像分析软件中的相应公式计算出实际根长，根茎细胞增长量的测定是通过固定、脱水、透明、浸蜡、包埋、切片、粘片、脱蜡、染色9步制片后经OlympusBH-2型显微镜观察并获取细胞结构图像，利用SigmaScanPro5图像分析软件按照上述方法获得细胞直径，以此筛选优质株系茅苍术。

3.根据权利要求1所述的一种茅苍术优质株系的规模化栽培方法，其特征在于，步骤2中所述茅苍术优质株系芽的诱导过程为：取茅苍术优质株系的芽作为外植体于超净工作台内进行消毒处理后接种在芽诱导培养基上，所述的芽诱导最适培养基为：MS+3.0mg·L^-16-BA+0.4mg·L^-1NAA+2.0％蔗糖+0.7％琼脂，芽的诱导培养基的pH值为5.8，芽的诱导培养条件为室温25±2℃，光照12h·d^-1，光照强度为30-40μmol·m^-2·s^-1。

4.根据权利要求1所述的一种茅苍术优质株系的规模化栽培方法，其特征在于，步骤2中所述茅苍术优质株系芽增殖扩繁过程为：待芽诱导培养基上诱导出1-2cm丛生芽，将其切分成单芽转入到增殖培养基中进行继代增殖培养，每隔一月继代一次，所述的芽增殖最适培养基为：MS+2.0-3.0mg·L^-16-BA+0.4mg·L^-1IBA+2.0％蔗糖+0.7％琼脂或MS+2.0-3.0mg·L^-16-BA+/0.1-0.2mg·L^-1NAA+2.0％蔗糖+0.7％琼脂，芽增殖培养基的pH值为5.8，芽增殖培养条件为室温25±2℃，光照12h·d^-1，光照强度为250-300μmol·m^-2·s^-1。

5.根据权利要求1所述的一种茅苍术优质株系的规模化栽培方法，其特征在于，步骤2中所述茅苍术优质株系的组培苗生根壮苗过程为：待芽增殖培养基上丛生芽生长到4-5cm时，将其切分成单芽转入到生根壮苗培养基中进行生根培养，所述的茅苍术生根壮苗最适培养基为：1/2MS+0.5mg·L^-1NAA+2.0％蔗糖+0.7％琼脂或1/2MS+0.5mg·L^-1IBA+0.05mgL^-1NAA+2.0％蔗糖+0.7％琼脂，生根壮苗培养基的pH值为5.8，生根培养条件为室温25±2℃，光照12h·d^-1，光照强度为30-40μmol·m^-2·s^-1。

6.根据权利要求1所述的一种茅苍术优质株系的规模化栽培方法，其特征在于，步骤2中所述茅苍术优质株系的组培苗立炼苗过程为：已生根的茅苍术优质株系组培苗的炼苗需经过三个阶段，第一阶段3天，打开培养瓶盖，放到炼苗室中，炼苗室温度为25±2℃，光照12h·d^-1，光照强度为30-40μmol·m^-2·s^-1，湿度90％以上，第二阶段7-10天，将所述组培苗从培养瓶中取出，洗尽根部培养基，定植在营养钵中于温度为25±2℃，光照12h·d^-1，光照强度为200-250μmol·m^-2·s^-1，湿度85％的炼苗室中继续炼苗，第三阶段3-5天，将所述营养钵中的组培苗搬出炼苗室，增湿，遮阴50％，每天浇水2-3次，完成组培苗炼苗过程。