我國櫸樹組培快繁研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

艾 丹,殷兆晴,王 建,王 鑫

(河南林業(yè)職業(yè)學(xué)院,河南 洛陽 471000)

1 引言

櫸樹，又叫大葉櫸，屬于榆科櫸屬，是珍貴的硬闊葉樹種，被列為我國國家二級重點(diǎn)保護(hù)的野生植物，主要分布在我國遼東半島至西南以東的廣泛地區(qū)[1]。櫸樹在經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、景觀等方面都具有較高的利用價(jià)值，其木材材質(zhì)優(yōu)良，為珍貴用材，市場需求量極大，同時(shí)又因?yàn)槠渚哂袕V闊的樹冠，優(yōu)美的樹形，葉色季相變化豐富，并且病蟲害少，成為了重要的園林風(fēng)景樹種。但近年來因?yàn)榄h(huán)境不斷被破壞以及櫸樹林木資源被過度采伐，櫸樹的野生資源已日趨枯竭，所以對于櫸樹的保護(hù)、開發(fā)、利用顯得尤為重要[2]。但因?yàn)榉N子的萌發(fā)率和結(jié)實(shí)率都很低、實(shí)生苗生長量個(gè)體差異大等原因，櫸樹并不適合利用其實(shí)生苗進(jìn)行規(guī)模化造林[3]。因此，為滿足市場需求，需要通過櫸樹的無性繁殖技術(shù)來培育性狀相近的櫸樹苗木。目前，扦插、嫁接和組織培養(yǎng)是我國櫸樹進(jìn)行無性繁殖的三種主要方式[4]。這些方法中，組織培養(yǎng)因?yàn)榫哂蟹敝乘俣茸羁?、繁殖系?shù)最高的特點(diǎn)，更適用于工廠化育苗及珍稀瀕危樹種的繁殖。尤其櫸樹的扦插不容易生根，組織培養(yǎng)不失為其快繁的一條可行途徑 。因此，對櫸樹的組培快繁研究具有重要的意義。本文綜述了我國櫸樹組培快繁研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。

2 我國櫸樹組培快繁技術(shù)研究現(xiàn)狀

2.1 外植體的選擇和消毒時(shí)間對組培快繁影響的研究

如何選擇外植體以及外植體的消毒方式對櫸樹的組培快繁來說非常重要。不同的外植體類型、采樣時(shí)間和消毒方式都會影響櫸樹組織培養(yǎng)的結(jié)果。 金曉玲等[5，6]曾用大葉櫸未成熟胚以及種子的子葉、胚軸、頂芽、嫩枝葉片和莖段等不同外植體，對影響愈傷組織誘導(dǎo)及繼代培養(yǎng)的因素進(jìn)行了探討，結(jié)果表明：不同外植體的愈傷組織誘導(dǎo)能力存在一定差異，其誘導(dǎo)率按由低到高的順序排列依次為子葉、胚軸、葉片、莖段和頂芽。羅雪梅[7]選擇初春已展葉的新芽、秋季抽梢萌發(fā)的秋芽、當(dāng)年生幼嫩帶芽莖段，對黃色品系櫸樹不同外植體誘導(dǎo)不定芽發(fā)生進(jìn)行了研究，結(jié)果表明進(jìn)行其芽誘導(dǎo)培養(yǎng)最適合的外植體是當(dāng)年生枝條的帶芽莖段。汪靈丹[8]通過選擇成年大葉櫸的腋芽、莖段和葉片以及實(shí)生幼苗大葉櫸的頂芽、莖段、葉片，研究了不同外植體對其組織培養(yǎng)的影響，結(jié)果表明，成年型外植體的愈傷組織誘導(dǎo)率明顯低于幼年型外植體；不同類型的幼年型外植體誘導(dǎo)率也不同,按大小排序依次為:頂芽>莖段>葉片。

羅雪梅[7]以當(dāng)年生帶芽莖段為外植體材料，分別于4月中旬、8月中旬和12月中旬進(jìn)行取材，進(jìn)行不同取材時(shí)間對芽誘導(dǎo)的影響實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：4月是櫸樹較適宜的外植體采集時(shí)間，76.67%的外植體材料萌芽，組織培養(yǎng)成功率較高。汪靈丹等[8]分別于3月、5月、8月、11月進(jìn)行取材,在相同培養(yǎng)基、培養(yǎng)時(shí)間和培養(yǎng)條件下進(jìn)行愈傷組織誘導(dǎo)，研究了不同采樣時(shí)間對愈傷組織誘導(dǎo)的影響。結(jié)果表明：3月是大葉櫸最好的采樣時(shí)期,愈傷組織誘導(dǎo)率最高,為95.8%,污染率最低,為3%,且生長良好。

羅雪梅[7]和汪靈丹[8]還分別研究了不同消毒時(shí)間對櫸樹組織培養(yǎng)的影響。羅雪梅認(rèn)為，帶芽莖段進(jìn)行芽誘導(dǎo)試驗(yàn)中，消毒效果最好的方法是70%酒精30 s與0.1%升汞消毒3 min。汪靈丹認(rèn)為，70%酒精30 s與0.1%升汞8～10 min左右,基本上能達(dá)到較好的消毒效果。

2.2 培養(yǎng)基和激素種類對組培快繁影響的研究

適宜的基本培養(yǎng)基和植物激素是櫸樹組培技術(shù)能否成功的關(guān)鍵,基本培養(yǎng)基和植物激素不同,組培快繁的結(jié)果也不盡相同。金曉玲等[9]用經(jīng)常規(guī)消毒的成年櫸樹當(dāng)年生嫩枝，接種于附加不同質(zhì)量濃度的激素BA、NAA、2,4-D的MS的培養(yǎng)基上，誘導(dǎo)莖尖萌芽。其研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：MS+BA(1.0 mg/L)為誘導(dǎo)芽萌發(fā)的最適宜培養(yǎng)基, MS+BA(0.5 mg/L)+CH(500 mg/L)為最適壯苗培養(yǎng)基, 1/2MS+IBA(0.5 mg/L)為最適生根培養(yǎng)基。汪靈丹等[10]用頂芽作為外植體，就不同培養(yǎng)基和激素濃度對芽體的誘導(dǎo)、增殖系數(shù)的影響等方面進(jìn)行試驗(yàn)研究，其結(jié)果表明：頂芽萌芽和增殖培養(yǎng)均受到不同培養(yǎng)基和激素濃度的影響，其中WPM+BA(1.0 mg/L)是最佳頂芽萌芽培養(yǎng)基,萌芽率最高可達(dá)98.3%, WPM+BA(4.0 mg/L)是最佳增殖培養(yǎng)基,最大增值系數(shù)為15。羅雪梅[7]選用帶芽莖段為外植體材料進(jìn)行櫸樹組培快繁研究，其研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：誘導(dǎo)芽萌發(fā)的最適宜的培養(yǎng)基為MS+BA(0.5 mg/L)或MS+BA(1.0 mg/L),增殖培養(yǎng)基是MS+BA(0.5 mg/L)，壯苗培養(yǎng)基為MS+BA(0.5 mg/L)+0.5GA3(500 mg/L),生根培養(yǎng)基為1/2 MS+NAA(0.5 mg/L)+活性炭0.1 g/L。劉雪梅等[11]以當(dāng)年生帶芽莖段為外植體材料,進(jìn)行了櫸樹不定芽的直接誘導(dǎo)試驗(yàn).結(jié)果表明: MS+BA (2.25～4.50μmol/L)為適合的不定芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基,有效芽誘導(dǎo)率達(dá)到76.67%；MS+BA (2.25 μmol/L)為最適繼代增殖培養(yǎng)基,增殖系數(shù)為5.1；MS+BA (2.25 μmol/L)+GA3(1.45μmol/L)為最適壯苗培養(yǎng)基；1/2 MS+NAA(2.69 μmol/L)+活性炭0.1 g/L為最適生根培養(yǎng)基,生根率和生根數(shù)分別達(dá)到77.78%與4.5條.

3 櫸樹組培快繁技術(shù)的發(fā)展趨勢

雖然我國櫸樹的組織培養(yǎng)已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室取得了初步成功，但仍面臨諸多問題，如相應(yīng)投資大，成本高， 技術(shù)性強(qiáng)，需有溫室等一系列配套設(shè)施等，因此真正應(yīng)用于工廠化生產(chǎn)還有待進(jìn)一步的研究。①為適應(yīng)生產(chǎn)的需要，可以進(jìn)一步擴(kuò)大櫸樹優(yōu)良品系(種)的外植體的篩選范圍，以培育出更多優(yōu)良品種的櫸樹組培苗。②進(jìn)行櫸樹不同品系的組織培養(yǎng)，以探討不同櫸樹品系在組培快繁關(guān)鍵技術(shù)等方面的差異顯著性。③在櫸樹的生理生化和分子機(jī)制等方面加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，這些問題的突破將會有利于櫸樹樹種的改良。④為了使櫸樹組織培養(yǎng)技術(shù)盡快應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)中，要進(jìn)一步簡化、優(yōu)化培養(yǎng)程序，降低成本。盡管目前櫸樹組培快繁技術(shù)的工廠化應(yīng)用是比較困難的,但是隨著生物技術(shù)及其手段的不斷發(fā)展,櫸樹的組織培養(yǎng)工廠化快速繁殖生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)櫸樹苗木已指日可待。