三十年探索：铁皮石斛从珍稀濒危到百亿级产业（四）

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    三十年探索：铁皮石斛从珍稀濒危到百亿级产业（四）


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   前 言


    铁皮石斛在自然环境中属于极危物种，其生长发育与内生真菌存在着密切且复杂的互作关系，这种关系对铁皮石斛的保护、可持续利用以及产业的发展都具有深远影响。森山大健康研究院通过对铁皮石斛优良内生真菌的挖掘以及对其互作机制的深入研究，不仅能够为铁皮石斛的人工栽培提供更加精准的指导，提高其产量与质量，还能为铁皮石斛产业的可持续发展奠定坚实基础。同时，这一研究也为其他珍稀濒危植物的保护与利用提供了有益的参考，有助于推动整个相关产业的健康、持续发展，实现生态效益与经济效益的双赢。


铁皮石斛与内生真菌互作机制研究

   兰科植物的生长发育与共生真菌存在着密不可分的关系，在自然生境中，部分或全部依靠真菌为其提供营养才能促使种子萌发及后继的生长发育。铁皮石斛作为重要的兰科药用植物，其生长发育与内生真菌更是休戚与共。研究表明，铁皮石斛的种子微小且无胚乳，自然条件下只有与真菌共生，获得碳源、氮源、激素类、维生素类等多种生长所需物质才能顺利萌发，这一特性使得铁皮石斛的生长高度依赖于内生真菌。


   显微镜下的铁皮石斛种子（图源：央视纪录片本草流芳-兰生幽谷 石斛）

铁皮石斛优良内生真菌挖掘

   内生真菌资源库
   建设研究发现，不同种质的铁皮石斛具有极其丰富的内生真菌资源。为进一步挖掘铁皮石斛优良内生真菌，森山大健康研究院的科研人员从铁皮石斛根、茎和叶中分离得到内生真菌6435株，归到103个属，鉴定为259个分类单元，成功建成了最完整的铁皮石斛内生真菌资源库。




铁皮石斛内生真菌（图源：央视纪录片本草流芳-兰生幽谷 石斛）

    在铁皮石斛内生真菌资源库的基础上，研究人员筛选出了一些优良的内生真菌菌株。这些优良菌株能够明显促进铁皮石斛的生长，显著提高铁皮石斛多糖含量，并同时提高浸出物含量。

优良内生真菌筛选
  在功能筛选方面，研究发现17株真菌能产生与宿主相似或相近的功效成分。其中，10个菌株产与铁皮石斛相近的糖类成分，10株产黄酮类成分。6株内生真菌可抑制铁皮石斛白绢病致病菌。这些优良内生真菌的发现，为铁皮石斛品质提升和病害防治提供了新的思路和方法。

内生/菌根真菌与铁皮石斛的互作机制
    铁皮石斛的生长发育与其共生的内生/菌根真菌之间存在着复杂而精密的互作关系，这种关系通过促生提质和抗逆增效两方面机制，对铁皮石斛的生长、代谢、环境适应及高效栽培起着关键作用。
   在促生提质机制中，内生真菌 DO14 Pestalotiopsis sp.通过侵染铁皮石斛根被细胞发挥作用，在栖居的细胞内形成菌丝团，通过诱导铁皮石斛改善光合效率来增强光合作用，上调糖代谢途径和黄酮代谢通路关键基因，使茎中生物量提高，多糖和黄酮含量积累。DO14还能产生抗肿瘤和抗真菌活性物质。铁皮石斛内菌促生提质机制。



   在抗逆与菌根形成方面，Mycena sp. M2真菌与铁皮石斛根系形成共生菌根，以菌丝或菌丝团形式在铁皮石斛根被、外皮层和皮层细胞中定殖，但不侵染内皮层和中柱细胞，使铁皮石斛根系保持生活力。分子机制上，钙依赖蛋白激酶CDPKs家族中DoCPK1参与小菇属Mycena真菌与铁皮石斛菌根早期互作，这种互作显著增强了铁皮石斛的抗逆能力。例如在M2菌根栽培条件下，铁皮石斛茎中联苄化合物总含量及主要联苄化合物含量显著提高，且多糖含量和化学性质均符合国家药典标准，充分验证了真菌在缓冲环境胁迫和维持药材质量中的作用。




    菌种专用化应用，菌种与铁皮石斛品种的精准匹配是产业化应用的成功实践，体现了内生真菌互作机制的可操作化。研究通过实证筛选，发现Leptosphaeria microscopica真菌对“晶品1号”品种具有显著促生提质效果，接种后茎鲜重提高53.0%，多糖质量分数提升113.6%。类似地，Tulasnella sp.能分别提高“晶品黑节”“晶品鲜食”茎鲜重和多糖质量分数性。
    而在栽培技术创新上，利用M2创建的铁皮石斛菌根栽培法，通过每丛施用1.0g菌剂，在16个月内实现药材产量增加39.2%和萌芽数提升38.7%。这些应用成果不仅降低了种植成本，还通过菌剂标准化推动了规模化生产，为铁皮石斛从濒危物种向百亿产业转型提供了技术支撑。

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铁皮石斛从珍稀濒危到百亿级产业

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通过菌剂标准化推动了规模化生产

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通过菌剂标准化推动了规模化生产

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有助于推动整个相关产业的健康、持续发展，实现生态效益与经济效益的双赢。

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有助于推动整个相关产业的健康、持续发展，实现生态效益与经济效益的双赢。

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现生态效益与经济效益的双赢。

小小富

自然条件下只有与真菌共生，获得碳源、氮源、激素类、维生素类等多种生长所需物质才能顺利萌发，这一特性使得铁皮石斛的生长高度依赖于内生真菌。

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获得碳源、氮源、激素类、维生素类等多种生长所需物质才能顺利萌发，这一特性使得铁皮石斛的生长高度依赖于内生真菌。