木本植物的無性繁殖方法

高燕 張婷 奉樹成

摘要 無性生殖是木本植物繁殖必不可少的一種方法。本文介紹了扦插繁殖、分株繁殖、嫁接繁殖和組織培養等木本植物無性繁殖技術，分別闡述了其特點和方法，并總結了木本植物無性繁殖的重要性和發展趨勢，以期為木本植物的無性繁殖提供參考。

關鍵詞 木本植物；無性繁殖；方法；進展

中圖分類號 S723.132 文獻標識碼 B 文章編號 1007-5739（2018）04-0129-02

木本植物繁殖包括有性生殖和無性生殖2種方式。有性生殖是經過兩性生殖細胞融合，由合子發育成為新個體。通過種子繁衍后代是最經典的有性生殖方法，因而有性生殖又被稱為種子繁殖。無性生殖是由母體直接產生新個體，包括壓條、扦插、嫁接、分株和組織培養5種方法，其中后4種方法是常用的木本植物無性生殖方法。有性生殖和無性生殖最大的區別在于是否經過兩性生殖細胞的融合。不同生殖方式產生的后代具有一定差異。種子發芽形成的木本植株具有優良的根系，后代遺傳物質來自于2個親本，具有更大的生活力和變異性。有性生殖基因組合的廣泛變異能增加子代適應自然選擇的能力，而且有性生殖的物種在生命周期內都存在二倍體階段，這個階段讓每個基因都有了備份。在此過程中存在的基因突變產生了能夠具有新功能的基因，正是這樣才能保證物種基因組的不斷豐富。當然，有性生殖也存在很多缺陷，例如種子繁殖周期長，因而需要考慮季節因素，否則不容易保持原品種的優良特征。

當優良木本植物不結實，或種子萌發率低，但希望保留母本的優良性狀時，可以采用無性繁殖的方法。美國惠好公司利用扦插技術進行火炬松無性系繁殖造林，我國從20世紀70年代開始就開展了對楊樹、白榆、桉樹、刺槐、杉木、木麻黃、楸樹、池杉、水杉、濕地松、油桐、油茶、泡桐和柳樹等樹種的無性系選育研究[1]。

1 扦插繁殖

扦插，又稱插條，是無性繁殖中非常重要的一種方法。顧名思義，扦插就是利用植物各個生長部位作為插穗插在基質中，經過一段時間長出新根、新葉和新芽，形成獨立個體。目前用得較多的植物生長部位包括莖、葉、芽等。

1.1 扦插方法

1.1.1 枝插。以枝條為起始材料的扦插方法即為枝插。這是最常用的一種扦插方法，包括嫩枝扦插和硬枝扦插[2]。嫩枝扦插是利用未形成木質化或木質化程度不高的部分作為插穗進行扦插。嫩枝部分的細胞分化和分生能力旺盛，因而植株成活率較高。木本植物中很多植物都采用這種無性繁殖的方法。桉樹是我國南方應用得很多的速生樹種，20世紀80—90年代桉樹組培苗嫩枝扦插技術已發展成熟并得到推廣[3]。衛矛科衛矛屬的常綠闊葉樹種“北海道”黃楊采用一年生枝條進行扦插，發現4個芽的扦插苗明顯優于1個或者2個芽[4]。硬枝扦插是用完全木質化的枝條扦插。一般硬枝扦插的成活率不如嫩枝扦插，因為硬枝細胞分化和分裂能力不如嫩枝。硬枝扦插需要利用生長素打破抑制，促進生根，提高成活率。

1.1.2 葉插。一些木本植物葉片上可以形成不定芽及不定根，可以以葉片為起始材料進行葉插。山茶的葉插法有較多文獻報道，本實驗室用葉插法獲得了大量山茶苗。杉木葉插法的應用較多，春季、夏季、秋季均可實施葉插，但春插出芽率高，夏插需要精細管理。

1.1.3 芽插。1983年田學良[5]在對金桂樹單芽扦插的試驗中獲得良好效果。茶花芽插常采用1葉1芽的方法，可以在春季2—3月和夏季5—6月進行。另外，月季、石楠、杉木、白貝殼杉等均可通過芽插方法實現繁殖。

1.1.4 根插。木本植物根部有形成不定根的能力時可以實現根插繁殖。臘梅、泡桐、獼猴桃、速生楊、棗樹等可用此方法[6]。根插一般在冬季或初春進行，此時根部經過一個冬季營養物質的積累，有利于根插繁殖。楸樹在收集根穗后進行沙藏催芽，可比傳統方式埋根育苗提早出苗[7]。

1.2 扦插影響因素

1.2.1 環境條件。扦插的外界影響因素包括光照、水、溫度、氣候、基質等。糙葉杜鵑扦插過程中采用全光間歇噴霧插床進行扦插，以半木質化5～10 cm的莖段保留2～3片葉為插穗，每片葉僅保留1/3葉片以減少葉面蒸騰。基質采用泥炭、珍珠巖，兩者比例為1∶3（體積比）。溫度保持（25±2）℃，濕度保持在90%以上[8]。全光間歇噴霧插床可以控制插條水分的吸收和蒸騰，葉面溫度和生根溫度較好地解決了扦插難題[3]。扦插初期的光照情況根據植物種類的不同而有差異。扦插初期一般會進行遮蔭處理，但炮仗花在全光照下扦插與其他遮蔭情況相比更有利于生根[9]。

對于同一個物種，春季扦插成活率一般比冬季扦插高，這是因為冬季溫度偏低，部分樹種進入休眠，細胞難以分裂，故難生根。適宜的溫度可以影響插穗酶活性，進而影響插穗呼吸和代謝。北海道黃楊春季扦插與冬季扦插相比，生根率變化不大，但春季扦插生根數量和生根長度明顯優于冬季，冬季不利于插穗愈傷組織形成和根的發育[4]。但也有少數樹種具有特殊性，例如樂昌含笑和深山含笑夏季和秋季扦插生根率高于春季[10]。

土壤質地影響扦插基質的水分、溫度、pH值和通氣情況。土壤質地疏松、透氣好、氧氣供應充足，插穗傷口容易愈合。扦插的基質要求通風、透氣又保濕。常用基質包括珍珠巖、蛭石、石英砂、泥炭、河沙等。茶花扦插的基質采用黃心土和細沙的混合物，一般用90%黃心土和10%細沙混合，生根率可達96%，略高于純黃心土基質；但再加大細沙的比例生根率會大幅度下降[11]。因此，添加適量的細沙可以增加孔隙度，達到通氣透水的目的；而過量的細沙會導致保濕能力下降，生根率降低。

1.2.2 插穗生理狀態。扦插內部影響因素包括木本植物自身、接穗年齡、母株年齡、采穗位置等。木本植物自身的遺傳差異對無性繁殖的影響也很大。不同植物種類即使采用相同的扦插方法，效果也千差萬別，即使是同一種植物不同種源也存在很大差異。季孔庶等[12]認為，不同種源、家系或無性系的馬尾松之間扦插生根率存在明顯差異。楸樹扦插研究中有類似結論[13]。

扦插存在年齡效應，包括母株年齡和插穗年齡。隨著年齡的增長，細胞再生能力下降，扦插生根能力減弱，苗木存活率下降。插穗規格也對扦插效果有較大的影響。在胡頹子扦插試驗中發現，粗度5 mm和6 mm的長葉胡頹子插穗具有最高的成活率，比其粗或者細的成活率均不如5 mm和6 mm的成活率，考慮原因可能與木質化程度、內源激素分泌、細胞分生能力有關[14]。在對水曲柳的研究中發現，選用一年生實生苗插穗的平均生根率為83.0%，二年生的降為10.5%，三年生及以上的則完全不能生根[15]。

接穗位置的差異對扦插生根也有影響。沈海龍等[15]研究水曲柳采條部位的差異對扦插的影響，以二年生實生苗梢部、中部和基部3個不同部位做插穗進行比較，發現梢部平均生根率僅為4.8%，而中部和根部可分別達到15.2%和14.0%。

1.3 激素處理

NAA、IBA、IAA、ABT生根粉是應用較多的幾種激素。適當濃度激素對接穗生根有促進作用，過高和過低都會有不良影響。本實驗室在進行山茶的單芽扦插中用NAA 100 mg/L速蘸處理下切口，成活率超過90%。張穎[16]對秤錘樹的硬枝及嫩枝扦插中發現，IBA與NAA對插穗不定根誘導及生長發育有正交互疊加作用，NAA∶IBA=1∶1等量混合使用的效果明顯優于NAA或IBA單獨使用的效果。

2 分株繁殖

分株繁殖一般適宜在春季植株尚未萌動或者秋季落葉后進行。牡丹的分株繁殖一般在秋季9月至11月初植株根系養分充足的情況下進行，選擇生長健壯的母株（4～6年）去除地上部分的枯枝、病枝，連根挖起，盡量減少翻挖過程中對植株的傷害。抖落根系覆土后，用工具掰開根系，要求每個分株都有根和帶芽枝條。分株后回種入土，注意根系舒展，壓實土壤，并在回種完成后澆水。牡丹肉質根喜肥，注意要向土壤中施加肥料。分株在木本植物少量繁殖時常有應用，但由于木本母株數量限制，大量繁殖需求時應用較少。

3 嫁接繁殖

嫁接是將木本植物的一部分（例如芽或者枝）接到另一個木本植物的根或者莖上，形成獨立成活的新植株的一種繁殖方法。嫁接方法在很多木本植物中都有應用，例如五針松、龍柏、杜鵑、臘梅、丁香、櫻花等。嫁接包括根接、枝接和芽接。其中，應用最多的是枝接和芽接。

3.1 枝接

以枝條作為接穗連接到砧木上的一種繁殖方法。枝接方法有很多，例如皮接、靠接、舌接、切接等，影響嫁接成活的因素也有很多，例如嫁接親和力、砧木選擇、嫁接時間、嫁接方法等。為了保證母本的優良性狀，木瓜海棠常常采用枝接的方法。木瓜海棠經常用木瓜（Chaenomeles sinensis）作砧木，劈接是常用的一種方法，在接穗下端削成兩側光滑的鍥型面，同時在砧木中間切出略長于接穗切口的垂直切面，整理砧木與接穗位置，保證接穗與砧木形成層對接，用薄膜從下而上綁緊切面保證砧木與接穗在形成層對接。經過10 d以上的觀察發現芽飽滿，說明嫁接成功。嫁接成活后可解除薄膜，但要對新芽做支撐。

3.2 芽接

以芽作為接穗，接到砧木上的繁殖方法即為芽接。木本植物中常用“T”型芽接和嵌芽接2種方法。“T”型芽接是在接穗和砧木上都深切切口至木質部，砧木上的切口為“T”型，將接穗直接插入砧木切口中，保證砧木和接穗木質部對接后，再用薄膜自下而上包裹切口部位。本實驗室對山茶芽接的繁殖方法的成活率超過90%。木瓜海棠也常常用此方法。

嫁接方法、嫁接季節、嫁接工具對嫁接成功率都有很大的影響。在實際操作過程中，需要針對不同的木本植物進行適當的比較和試驗，以尋找最適合的嫁接方法。

4 組織培養

木本植物組織培養的依據為細胞全能性理論，即植物的每個細胞都有發育成為完整植株的潛能。20世紀90年代應用組織培養實現離體快速繁殖的木本觀賞植物主要分布在薔薇科、豆科、木犀科、松科、杉科、大戟科、桑科、牡丹科、紫茉莉科、棕櫚科、鼠李科等，約有100種，其中薔薇科包括山楂屬、枇杷屬、蘋果屬、梨屬、薔薇屬、李屬等共約20種，占組培木本觀賞植物總數的20%左右。常見的木本觀賞植物大約有1 000種，能通過組培快繁的種類約占總數的10%。可見，能通過組培快繁的樹木種類僅占很少一部分[17]。

用于離體快繁的外植體材料包括根段、莖段（腋芽）、頂芽（莖尖）、葉片、花藥、胚珠、胚（胚軸）、子葉、種子、果實等[19]。因為組織培養是在完全無菌的環境下操作的，所以做好植物起始材料的脫菌工作非常重要。要獲得完全無菌的接種材料，一方面可選取植物組織內部無菌的材料，另一方面可通過消毒處理殺死植物材料表面存在的微生物，根據不同材料選用不同消毒劑及適合的濃度和處理時間，運用不同消毒方法[18]。植物脫菌采用乙醇、升汞、次氯酸鈉等滅菌液，滅菌液中有時適量添加吐溫，以增加滲透性、提高滅菌效率。滅菌液一方面可對植物進行脫菌，另一方面也可對植物造成一定毒害，因而滅菌過程后需多次用無菌水沖洗。

培養基模擬自然環境下各類營養物質對植物提供養分。培養基由大量元素、微量元素、有機物、鐵鹽、各類激

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素等組成，現開發的通用培養基如MS培養基、DCR培養基、B5培養基、N6培養基等，都是研究者在不斷嘗試的基礎上總結出來的。但不同的木本植物對各種元素的需求大大不同，在實際操作中需要根據培養過程中表現出的差異進行變化。例如苗在組培過程中失綠，可能是無機鹽含量不足、光照和溫度不足或者pH值不適宜，可以在培養中進行適當調整。激素的添加種類也有很多，例如生長素IAA、IBA、NAA，細胞分裂素6-BA、KT、ZT，促進成熟的GA3等。生長素可以促進有絲分裂，細胞分裂素可以促進細胞分裂擴大，誘導芽分化和側芽生長。組培過程應該根據植物不同的發育狀態選取適宜的養分才能獲得成功。

木本植物種子繁殖的方法生長周期長，部分優良植株不結實或者結實率低，利用無性繁殖的手段不僅可以克服這些缺點，還可滿足市場需求。常規無性繁殖是植株原基因型的復制，因而無性繁殖技術可用于收集和保存遺傳資源，防止基因變化和損失，但也因基因組單純，易遭受毀滅性病害。因此，無性繁殖應當與有性繁殖同步發展。無性繁殖可以縮短生長周期，保留母株優良性狀，提高遺傳品質，特別是對珍稀瀕危樹種的異地保護有重要意義[19]。無性繁殖是人類研究、掌握、利用和改造自然的重要手段[2]，利用有性繁殖手段可以豐富木本植物基因型，利用無性繁殖手段可以豐富木本植物品種數量并對其推廣應用，這是未來木本植物繁殖的發展方向。

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