椴樹屬植物無性繁殖技術研究

張新權，張慶瑞，梁毅莉

(河南林業職業學院，河南 洛陽 471002)

1 引言

椴樹屬植物栽培歷史悠久，用途廣泛。椴樹被譽為世界四大行道樹之一[1]，世界著名的德國柏林菩提樹大街(UnterdenLinden) 兩側種植的就是歐洲椴(T.europaea)。紫椴(T.amurensisRupr).木材質地細密、潔白無瑕，享有“象牙板”之稱[2]。南京椴(T.miquelianaMaxim)．樹皮纖維出麻率高達39.6%[3]。光葉糯米椴(T.henryanavarsubglabraV. Engl).莖皮纖維可制作麻袋、人造棉[4]。椴樹蜜是我國四大名蜜之一[5]，我國東北紫椴、糠椴(T.mandshurica)分布地區年產椴花蜜達2萬t以上[6]。除此之外，椴樹嫩葉和花可制作茶等飲料，且具有止痙攣、促發汗及止痛等藥效。椴樹與佛教文化亦有淵源,現在有些地方仍稱南京椴為“菩提樹”[3]。

椴樹大面積更新造林較困難，主要是因為苗木繁育不易，來源有限。近年來，國內外學者針對椴樹屬植物的無性繁殖方法進行了研究，雖然取得了一定的進展，但尚未大規模應用到生產中。因此，本文對椴樹屬植物的繁殖方法進行了綜述，以期為椴樹屬植物的開發、利用及保護提供參考。

2 扦插繁殖

2.1 生根類型

扦插繁殖時，依據根原基形成的部位和機制不同，扦插生根的類型可分為皮部生根型、愈傷組織生根型和混合生根型。糠椴和蒙椴(T.mongolicaMaxim).嫩枝扦插生根過程中插條內未見潛伏根原基，屬誘生根原基生根型，愈傷生根為兩種椴樹的主要生根形式[7]。泰山椴(T.taishanensisS. B. Ling)亦屬于愈傷組織生根型，為難生根樹種[8]。但史鋒厚等認為南京椴屬于非愈傷組織生根型，理由是其嫩枝扦插初始生根部位為插穗下切口，繼而由上部皮部發出不定根，經愈傷組織生出的新根較少[9]。

劉云強等認為糠椴、蒙椴兩種椴樹愈傷生根的數量和質量都明顯優于其它生根類型，可以通過促進愈傷形成的方法提高椴樹嫩枝扦插生根率[7]。但史鋒厚等認為愈傷組織過于發達，除了阻礙根原基的發育外，還會消耗營養物質致使插穗老化，影響生根[9]。

劉云強等研究發現糠椴為較難生根樹種，蒙椴為較易生根樹種，因為前者的誘生根原基產生于維管形成層、愈傷組織，后者的誘生根原基產生于髓射線與皮層交界處、維管形成層、愈傷組織[7]。史鋒厚等從插穗生根部位和扦插生根率的結果判定南京椴屬難生根樹種[9]。

2.2 插條制備

2.2.1 母株樹齡

喬靜等通過正交試驗得出，影響紫椴硬枝扦插和嫩枝扦插生根的主要因素均是插條母株年齡，其次是激素的濃度[10]。母株樹齡越大越難生根[11]。1年生紫椴嫩枝的生根質量比 2年生效果好，其生根率、生根量和平均根長均明顯優于后者[12，13]。

2.2.2 插條木質化程度和粗度

不同采條時期植物生長發育狀況不同，根據其木質化程度不同可分為半木質化枝條(嫩枝)和木質化枝條(硬枝)。椴樹扦插繁殖普遍認為嫩枝扦插優于硬枝扦插，其原因是半木質化的枝條較木質化的枝條含有更多的內源激素，較少的抑制物，能夠促進其生根[8,11，14，15]。插穗粗度對插穗生根效果存在影響，插穗粗度應不低于0.55 cm[9]。

至于最佳扦插時間，泰山椴在8月上旬嫩枝扦插生根率最高，為52.3%[8]。紫椴、心葉椴在7月中旬嫩枝扦插效果最好[11，13]。心葉椴硬枝扦插以3月份為最好[13]。各地氣候不同，最佳扦插時間會有差異，總之，春天扦插時必須選用粗壯、腋芽飽滿的枝條，夏天扦插要選枝稍頂芽已封項的當年半木質化枝條[13]。

2.2.3 插條部位與保留葉片數量

從枝條不同部位截取的插穗，由于其發育程度、著生位置、內含物質含量不同，扦插生根效果存在一定差異[16]。紫椴硬枝扦插時枝條中部生根率最高[17]。心葉椴硬枝扦插時枝條基部、中部插穗成活率均高于梢部，而嫩枝扦插卻相反，梢部生根率遠高于中部穗和基部穗[13]。泰山椴枝條中段的插穗生根效果最好，其次是上段[8]。但謝遵國[11]等認為對紫椴來說，插穗的部位對嫩枝扦插生根率無明顯影響。適度保留葉片有助于嫩枝插穗生根，史鋒厚等認為南京椴保留一片完整葉片效果最佳[9]。

2.3 植物生長調節劑處理

植物生長調節劑可以促進插穗生根，尤其對于扦插較難生根的樹種促進效果明顯[26]。生長調節劑種類不同，對椴樹扦插生根效果不同，對泰山椴、紫椴扦插生根影響程度最大的是IBA，其次是 ABT，最后是NAA[15，18]。王海南等認為IAA的效果亦介于IBA和NAA之間[19]。這些都與多數學者認為的IBA是促進椴樹插條生根的最適宜生長調節劑一致。IBA能加強插穗生根進程，是因為其影響了多糖的水解，使得生理活性糖分增加，從而能為植物分生組織與根的原基及其后根的生成提供更多的能量[15,19]。但亦有學者認為ABT、NK或NAA是較理想的生長調節劑[9,17,20，21]。

生長調節劑濃度和插穗浸泡時間對扦插生根質量影響較大。較低濃度和較長時間的浸泡比高濃度的浸泡效果好，可能是高濃度的生長調節劑傷害了插穗組織，從而抑制其生根[11，19]。

2.4 扦插基質類型

扦插基質是影響扦插生根的重要因素之一。無機基質中，河沙的生根效果最好[18，19]，但史鋒厚等認為透水效果較好的珍珠巖有利于插穗生根[9]。有機基質方面，姚穎等研究發現采用樹皮+針葉對紫椴進行嫩枝扦插，生根率達到60%，并對基質理化性質和生根率對比分析發現生根較好的幾種有機基質的pH值在6～7之間，呈微酸性，生根率為0的幾種基質的pH均在 8 以上，因此推測，紫椴嫩枝扦插生根可能受基質pH 值影響[18]。

2.5 生根內含物

插條在生根過程中，內源激素和營養物質含量的變化可以一定程度的反映生根的機理過程。插條經處理后，大葉金葉椴、蒙椴和糠椴生根期內GA3含量、IAA含量、IAA/ABA比值均比對照顯著增加；蒙椴、糠椴生根過程中可溶性糖含量也比對照顯著增加，但大葉金葉椴的可溶性糖和全氮含量變化一致，呈先上升后下降趨勢，且與對照無顯著差異[22～24]。

3 嫁接繁殖

椴樹的嫁接繁殖研究的相對較少。以糠椴、蒙椴、紫椴為砧木嫁接大葉美洲椴(T.Americana‘Nova’)、錐形銀椴(T.Platyphyllos‘Brabant’)平均成活率均在85%以上[25]，說明椴樹種間親和力較強。嫁接方法方面，插皮接、切接、帶木質部芽接、T字形芽接等嫁接方法優于劈接，但姚盛智等認為貼接法優于劈接和皮接，究其原因，應該是姚盛智采用的貼接法嫁接面較大(長5～8 cm)，更有利于接穗和砧木愈合[25，26]。Kunneman認為利用枝接法和芽接法可對美洲椴進行繁殖[27]。莊倩以紫椴為砧木嫁接美洲椴發現，嫁接季節和嫁接材料顯著影響成活率，而嫁接方法對成活率影響不顯著，因此認為美洲椴嫁接繁殖最佳處理為夏季采用上部芽嫁接[31]。

4 組織培養

組織培養技術能為林木樹種快速繁殖提供一條十分經濟有效的途徑，可使植株的年增殖率達到數千倍、乃至數萬倍以上[32]。

4.1 外植體基因型和類型

椴樹屬植物組培樹種方面，關于紫椴的研究較多，其次是南京椴，對心葉椴(T.cordata)、日本椴(T.japonicaSimonk)、歐洲小葉椴(T.cordataMill)、蒙椴、糠椴、大葉金葉椴、皇帝椴(T.europaea‘Pallida’)等也有報道。椴樹的基因型不同，分化率也不一樣，紫椴、蒙椴>皇帝椴>大葉金葉椴、糠椴[36]。

椴樹外植體選擇以芽和莖段為主，以1～2年生枝芽或萌生條芽的分化率為高。在萌動期取材，不僅分化率高，而且嫩梢伸長較快[37，38]。

劉芳以南京椴的葉片為外植體進行了愈傷組織誘導，獲得大量生長良好的愈傷組織，但愈傷組織在繼代培養過程中狀態差，易褐化死亡，未實現愈傷組織的分化[6]。

4.2 基本培養基

椴樹組培所使用的基本培養基多是MS培養基，其次是WPM培養基，IS、BTM、MCM等培養基也有所應用。在紫椴莖段初代培養和胚培養中，MS培養基的效果最好， WPM、MCM雖然對胚前期生長影響不大，但后期出現不適宜胚苗生長的現象[36，39]。

4.3 植物生長調節劑

植物生長調節劑是培養基中的關鍵物質，以極微小的量影響植物細胞分化、分裂和發育[41]。增殖培養中使用較多的植物生長調節劑是6-BA。大劑量的6-BA能提高心葉椴成苗率[40]。呂校石發現ZT對金葉椴莖尖的生長和分化與6-BA沒有明顯的差異，而TDZ表現出很強的促進分化和增殖生長能力[36]。張亞君等、王彥彬等認為影響紫椴芽分化的主要因素是激素濃度比值，采用任意培養基和激素種類，只要激素濃度比值適宜，就可以促進芽的分化，這與劉芳組培繁殖南京椴時的結論一致，即BA與NAA的適宜配比能促進南京椴不定芽的分化、增殖[6，37，38]。在培養基中附加有機物質(精氨酸50 mg·L-1)，可以起到增強細胞活性的作用，促進芽的分化[37，38]。

在生根階段，IBA比NAA更適合用于南京椴不定根的誘導，且當IBA與BA結合使用，比單用IBA及NAA的效果更好[6，39]。呂校石認為，椴樹試管苗直接誘導生根效果較差，改用二步生根法效果理想，其中以1/2MS+IBA150 mg·L-1+NAA50 mg·L-1誘導3d再轉入生根培養基(1/2MS+活性炭1.0 g·L-1+PVP400.1 g·L-1)中生根效果最佳[36]。

4.4 煉苗移栽

白卉等將生根的組培苗經過練苗后，定植到1∶1的蛭石、壤土混合基質上，溫度為22～25 ℃，空氣濕度為70%～90%，隨后逐漸降低濕度至與外界自然濕度相近，2個月后統計移栽成活率達75%[34]。陳罡等利用細河沙和珍珠巖按2∶1比例配置的混合土為基質進行移栽，成活率可達到80%[33]。劉芳等將生根苗移栽至泥炭土中，成活率達80.0%[42]。

4.5 外植體褐變

在組織培養過程中，外植體的褐變是影響組培成功與否的重要因素之一。引起褐變現象的因子是多方面的，在培養基中加入0.1 mg·L-1活性炭+0.1 mg·L-1PVP或0.1 g·L-1活性炭+1.0 g·L-1硫代硫酸鈉可有效地抑制椴樹褐變的發生[36]。劉芳在進行南京椴葉片愈傷組織誘導時發現，在培養基中加入5 mg·L-1的Vc能夠有效控制暗培養條件下產生的褐化現象，但對于光培養條件下的褐化防止尚未找到有效的措施[6]。

5 總結與展望

組織培養技術是植物擴繁的有效途徑。目前，椴樹外植體分化途徑主要集中在腋芽萌發途徑，對從愈傷組織誘導分化不定芽和不定根的間接器官發生途徑報道較少。杉木Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook[43]、胡楊PopuluseuphraticaOliver[44]、油桐VerniciafordiiHemsley[45]、歐洲白樺Betulapendulavar. carelica Sok.[46]、山茱萸[47]等多數木本樹種均可通過間接器官發生途徑進行擴繁。間接器官發生途徑具有繁殖系數較高，取材廣泛等特點，椴樹屬植物應加大這方面的研究。

椴樹屬植物組培過程中出現增殖系數低、生根困難等現象，這也是木本植物組織培養過程中存在的普遍現象。兩步生根法已在板栗Castaneamollissima[48]上取得成功，鵝掌楸Liriodendronchinense(Hemsl.) Sarg.[49]通過瓶外生根也取得了成功。如何通過調節基本培養基、植物激素和生長環境等方式來提高增殖系數和生根率，將成為以后工作研究的重點。

椴樹屬植物扦插技術研究的較多，但對插條內營養水平與插條生根的關系、內源激素在生根過程中的變化及插條生根機理方面的研究較少。據報道，柚木TectonagrandisL.f.扦插生根與可溶性糖含量、全氮含量、碳氮比都有一定的關系[50]；晚松Pinusserotina不同母樹年齡、不同幼化程度、不同季節的插穗的生根能力均與內源激素水平密切相關[51]。應加強對椴樹插條生根過程中插條內營養物質、內源激素及酶活性的動態變化研究。