铁皮石斛为兰科石斛属植物,具有独特的药理作用和较高的药用价值,是一种极其珍贵的药用植物,近年来铁皮石斛的野生资源严重匮乏,进行人工栽培又具有产量不稳定和有效成分含量低等问题,使得石斛资源的开发和利用受到了阻碍。因此,本试验以铁皮石斛无菌播种诱导出的原球茎作为试验材料,研究生物反应器内影响原球茎生长的多种因素,优化反应器培养原球茎及活性物质积累的体系,同时也为铁皮石斛生产提供一种新的方法。通过对原球茎在反应器和固体培养条件下增殖生长的比较,发现在生物反应器内原球茎增殖生长明显好于固体培养,原球茎鲜物重和干物重为固体培养的1.48和1.75倍,增殖系数达到5.5。为了确立原球茎反应器培养的优化体系,研究了对原球茎以及活性物质积累的影响因素,结果表明,通气方式对原球茎生长和活性物质的积累有很大影响,在逐渐提高通气量的变量通气条件下不但原球茎生物量而且多糖和生物碱的含量及产量明显高于恒量通气。反应器培养过程中接种量是另一重要因素,当原球茎接种量为30g(FW)时,增殖系数最高,但接种量提高到50g时原球茎的生物量最多,但多糖和生物碱的最高积累则分别出现在接种量为50和40g时,因此针对不同的物质生产采用不同的接种量。对培养基条件进行优化的结果表明以蔗糖作为碳源,浓度为30g·L-1时有利于原球茎的增殖生长及活性物质的积累；对培养基无机盐进行了筛选,将MS培养基浓度减半,P043-浓度调节为1.8mM,并单独使用30mM的N03-时,有利于原球茎生长和多糖及生物碱的积累。另外,培养基中pH对原球茎生长和多糖及生物碱积累有很大的影响,原球茎在pH5.8生长最佳,pH4.8和7.8对原球茎生长有抑制效果,而多糖含量和生物碱含量分别在pH7.8和pH4.8达最高,分别为574.13mg·g-1和330.73gg·g-1,但两种物质最高的生产量出现pH5.8,多糖和生物碱生产量分别达到5.52g·L-1和3.11mg·L-1对铁皮石斛原球茎和栽培植株茎叶中多糖和生物碱进行组织化学定位研究,发现多糖的分布量在原球茎多于植株茎和叶中,在原球茎中多糖主要存在于薄壁细胞内,茎中在维管束周围,而叶片中主要分布于叶肉细胞内。生物碱的分布量也是原球茎中最多,其次是叶,茎中最少。生物碱主要分布在原球茎中薄壁细胞,茎的薄壁细胞内及叶片的叶肉细胞中。