高燕 張婷 奉樹(shù)成

摘要 無(wú)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(yǎng)等木本植物無(wú)性繁殖技術(shù)，分別闡述了其特點(diǎn)和方法，并總結(jié)了木本植物無(wú)性繁殖的重要性和發(fā)展趨勢(shì)，以期為木本植物的無(wú)性繁殖提供參考。

關(guān)鍵詞 木本植物；無(wú)性繁殖；方法；進(jìn)展

中圖分類(lèi)號(hào) S723.132 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1007-5739（2018）04-0129-02

木本植物繁殖包括有性生殖和無(wú)性生殖2種方式。有性生殖是經(jīng)過(guò)兩性生殖細(xì)胞融合，由合子發(fā)育成為新個(gè)體。通過(guò)種子繁衍后代是最經(jīng)典的有性生殖方法，因而有性生殖又被稱(chēng)為種子繁殖。無(wú)性生殖是由母體直接產(chǎn)生新個(gè)體，包括壓條、扦插、嫁接、分株和組織培養(yǎng)5種方法，其中后4種方法是常用的木本植物無(wú)性生殖方法。有性生殖和無(wú)性生殖最大的區(qū)別在于是否經(jīng)過(guò)兩性生殖細(xì)胞的融合。不同生殖方式產(chǎn)生的后代具有一定差異。種子發(fā)芽形成的木本植株具有優(yōu)良的根系，后代遺傳物質(zhì)來(lái)自于2個(gè)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(yīng)自然選擇的能力，而且有性生殖的物種在生命周期內(nèi)都存在二倍體階段，這個(gè)階段讓每個(gè)基因都有了備份。在此過(guò)程中存在的基因突變產(chǎn)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(dāng)然，有性生殖也存在很多缺陷，例如種子繁殖周期長(zhǎng)，因而需要考慮季節(jié)因素，否則不容易保持原品種的優(yōu)良特征。

當(dāng)優(yōu)良木本植物不結(jié)實(shí)，或種子萌發(fā)率低，但希望保留母本的優(yōu)良性狀時(shí)，可以采用無(wú)性繁殖的方法。美國(guó)惠好公司利用扦插技術(shù)進(jìn)行火炬松無(wú)性系繁殖造林，我國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始就開(kāi)展了對(duì)楊樹(shù)、白榆、桉樹(shù)、刺槐、杉木、木麻黃、楸樹(shù)、池杉、水杉、濕地松、油桐、油茶、泡桐和柳樹(shù)等樹(shù)種的無(wú)性系選育研究[1]。

1 扦插繁殖

扦插，又稱(chēng)插條，是無(wú)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(gè)生長(zhǎng)部位作為插穗插在基質(zhì)中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間長(zhǎng)出新根、新葉和新芽，形成獨(dú)立個(gè)體。目前用得較多的植物生長(zhǎng)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(zhì)化或木質(zhì)化程度不高的部分作為插穗進(jìn)行扦插。嫩枝部分的細(xì)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(wú)性繁殖的方法。桉樹(shù)是我國(guó)南方應(yīng)用得很多的速生樹(shù)種，20世紀(jì)80—90年代桉樹(shù)組培苗嫩枝扦插技術(shù)已發(fā)展成熟并得到推廣[3]。衛(wèi)矛科衛(wèi)矛屬的常綠闊葉樹(shù)種“北海道”黃楊采用一年生枝條進(jìn)行扦插，發(fā)現(xiàn)4個(gè)芽的扦插苗明顯優(yōu)于1個(gè)或者2個(gè)芽[4]。硬枝扦插是用完全木質(zhì)化的枝條扦插。一般硬枝扦插的成活率不如嫩枝扦插，因?yàn)橛仓?xì)胞分化和分裂能力不如嫩枝。硬枝扦插需要利用生長(zhǎng)素打破抑制，促進(jìn)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(jìn)行葉插。山茶的葉插法有較多文獻(xiàn)報(bào)道，本實(shí)驗(yàn)室用葉插法獲得了大量山茶苗。杉木葉插法的應(yīng)用較多，春季、夏季、秋季均可實(shí)施葉插，但春插出芽率高，夏插需要精細(xì)管理。

1.1.3 芽插。1983年田學(xué)良[5]在對(duì)金桂樹(shù)單芽扦插的試驗(yàn)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(jìn)行。另外，月季、石楠、杉木、白貝殼杉等均可通過(guò)芽插方法實(shí)現(xiàn)繁殖。

1.1.4 根插。木本植物根部有形成不定根的能力時(shí)可以實(shí)現(xiàn)根插繁殖。臘梅、泡桐、獼猴桃、速生楊、棗樹(shù)等可用此方法[6]。根插一般在冬季或初春進(jìn)行，此時(shí)根部經(jīng)過(guò)一個(gè)冬季營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累，有利于根插繁殖。楸樹(shù)在收集根穗后進(jìn)行沙藏催芽，可比傳統(tǒng)方式埋根育苗提早出苗[7]。

1.2 扦插影響因素

1.2.1 環(huán)境條件。扦插的外界影響因素包括光照、水、溫度、氣候、基質(zhì)等。糙葉杜鵑扦插過(guò)程中采用全光間歇噴霧插床進(jìn)行扦插，以半木質(zhì)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(zhì)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(jù)植物種類(lèi)的不同而有差異。扦插初期一般會(huì)進(jìn)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(duì)于同一個(gè)物種，春季扦插成活率一般比冬季扦插高，這是因?yàn)槎緶囟绕?，部分?shù)種進(jìn)入休眠，細(xì)胞難以分裂，故難生根。適宜的溫度可以影響插穗酶活性，進(jìn)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(shù)量和生根長(zhǎng)度明顯優(yōu)于冬季，冬季不利于插穗愈傷組織形成和根的發(fā)育[4]。但也有少數(shù)樹(shù)種具有特殊性，例如樂(lè)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(zhì)地影響扦插基質(zhì)的水分、溫度、pH值和通氣情況。土壤質(zhì)地疏松、透氣好、氧氣供應(yīng)充足，插穗傷口容易愈合。扦插的基質(zhì)要求通風(fēng)、透氣又保濕。常用基質(zhì)包括珍珠巖、蛭石、石英砂、泥炭、河沙等。茶花扦插的基質(zhì)采用黃心土和細(xì)沙的混合物，一般用90%黃心土和10%細(xì)沙混合，生根率可達(dá)96%，略高于純黃心土基質(zhì)；但再加大細(xì)沙的比例生根率會(huì)大幅度下降[11]。因此，添加適量的細(xì)沙可以增加孔隙度，達(dá)到通氣透水的目的；而過(guò)量的細(xì)沙會(huì)導(dǎo)致保濕能力下降，生根率降低。

1.2.2 插穗生理狀態(tài)。扦插內(nèi)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(duì)無(wú)性繁殖的影響也很大。不同植物種類(lèi)即使采用相同的扦插方法，效果也千差萬(wàn)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(rèn)為，不同種源、家系或無(wú)性系的馬尾松之間扦插生根率存在明顯差異。楸樹(shù)扦插研究中有類(lèi)似結(jié)論[13]。

扦插存在年齡效應(yīng)，包括母株年齡和插穗年齡。隨著年齡的增長(zhǎng)，細(xì)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(guī)格也對(duì)扦插效果有較大的影響。在胡頹子扦插試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，粗度5 mm和6 mm的長(zhǎng)葉胡頹子插穗具有最高的成活率，比其粗或者細(xì)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(zhì)化程度、內(nèi)源激素分泌、細(xì)胞分生能力有關(guān)[14]。在對(duì)水曲柳的研究中發(fā)現(xiàn)，選用一年生實(shí)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(duì)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(duì)扦插的影響，以二年生實(shí)生苗梢部、中部和基部3個(gè)不同部位做插穗進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)梢部平均生根率僅為4.8%，而中部和根部可分別達(dá)到15.2%和14.0%。

1.3 激素處理

NAA、IBA、IAA、ABT生根粉是應(yīng)用較多的幾種激素。適當(dāng)濃度激素對(duì)接穗生根有促進(jìn)作用，過(guò)高和過(guò)低都會(huì)有不良影響。本實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)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(guò)90%。張穎[16]對(duì)秤錘樹(shù)的硬枝及嫩枝扦插中發(fā)現(xiàn)，IBA與NAA對(duì)插穗不定根誘導(dǎo)及生長(zhǎng)發(fā)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(yōu)于NAA或IBA單獨(dú)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(dòng)或者秋季落葉后進(jìn)行。牡丹的分株繁殖一般在秋季9月至11月初植株根系養(yǎng)分充足的情況下進(jìn)行，選擇生長(zhǎng)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(guò)程中對(duì)植株的傷害。抖落根系覆土后，用工具掰開(kāi)根系，要求每個(gè)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(shí)土壤，并在回種完成后澆水。牡丹肉質(zhì)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(shí)常有應(yīng)用，但由于木本母株數(shù)量限制，大量繁殖需求時(shí)應(yīng)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(gè)木本植物的根或者莖上，形成獨(dú)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(yīng)用，例如五針?biāo)?、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(yīng)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(shí)間、嫁接方法等。為了保證母本的優(yōu)良性狀，木瓜海棠常常采用枝接的方法。木瓜海棠經(jīng)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(cè)光滑的鍥型面，同時(shí)在砧木中間切出略長(zhǎng)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(duì)接，用薄膜從下而上綁緊切面保證砧木與接穗在形成層對(duì)接。經(jīng)過(guò)10 d以上的觀察發(fā)現(xiàn)芽飽滿(mǎn)，說(shuō)明嫁接成功。嫁接成活后可解除薄膜，但要對(duì)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?！癟”型芽接是在接穗和砧木上都深切切口至木質(zhì)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(zhì)部對(duì)接后，再用薄膜自下而上包裹切口部位。本實(shí)驗(yàn)室對(duì)山茶芽接的繁殖方法的成活率超過(guò)90%。木瓜海棠也常常用此方法。

嫁接方法、嫁接季節(jié)、嫁接工具對(duì)嫁接成功率都有很大的影響。在實(shí)際操作過(guò)程中，需要針對(duì)不同的木本植物進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋容^和試驗(yàn)，以尋找最適合的嫁接方法。

4 組織培養(yǎng)

木本植物組織培養(yǎng)的依據(jù)為細(xì)胞全能性理論，即植物的每個(gè)細(xì)胞都有發(fā)育成為完整植株的潛能。20世紀(jì)90年代應(yīng)用組織培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)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、?？?、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(píng)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(shù)的20%左右。常見(jiàn)的木本觀賞植物大約有1 000種，能通過(guò)組培快繁的種類(lèi)約占總數(shù)的10%?？梢?jiàn)，能通過(guò)組培快繁的樹(shù)木種類(lèi)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(shí)等[19]。因?yàn)榻M織培養(yǎng)是在完全無(wú)菌的環(huán)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(wú)菌的接種材料，一方面可選取植物組織內(nèi)部無(wú)菌的材料，另一方面可通過(guò)消毒處理殺死植物材料表面存在的微生物，根據(jù)不同材料選用不同消毒劑及適合的濃度和處理時(shí)間，運(yùn)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(shí)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(duì)植物進(jìn)行脫菌，另一方面也可對(duì)植物造成一定毒害，因而滅菌過(guò)程后需多次用無(wú)菌水沖洗。

培養(yǎng)基模擬自然環(huán)境下各類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)植物提供養(yǎng)分。培養(yǎng)基由大量元素、微量元素、有機(jī)物、鐵鹽、各類(lèi)激

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素等組成，現(xiàn)開(kāi)發(fā)的通用培養(yǎng)基如MS培養(yǎng)基、DCR培養(yǎng)基、B5培養(yǎng)基、N6培養(yǎng)基等，都是研究者在不斷嘗試的基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的。但不同的木本植物對(duì)各種元素的需求大大不同，在實(shí)際操作中需要根據(jù)培養(yǎng)過(guò)程中表現(xiàn)出的差異進(jìn)行變化。例如苗在組培過(guò)程中失綠，可能是無(wú)機(jī)鹽含量不足、光照和溫度不足或者pH值不適宜，可以在培養(yǎng)中進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。激素的添加種類(lèi)也有很多，例如生長(zhǎng)素IAA、IBA、NAA，細(xì)胞分裂素6-BA、KT、ZT，促進(jìn)成熟的GA3等。生長(zhǎng)素可以促進(jìn)有絲分裂，細(xì)胞分裂素可以促進(jìn)細(xì)胞分裂擴(kuò)大，誘導(dǎo)芽分化和側(cè)芽生長(zhǎng)。組培過(guò)程應(yīng)該根據(jù)植物不同的發(fā)育狀態(tài)選取適宜的養(yǎng)分才能獲得成功。

木本植物種子繁殖的方法生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，部分優(yōu)良植株不結(jié)實(shí)或者結(jié)實(shí)率低，利用無(wú)性繁殖的手段不僅可以克服這些缺點(diǎn)，還可滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。常規(guī)無(wú)性繁殖是植株原基因型的復(fù)制，因而無(wú)性繁殖技術(shù)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(wú)性繁殖應(yīng)當(dāng)與有性繁殖同步發(fā)展。無(wú)性繁殖可以縮短生長(zhǎng)周期，保留母株優(yōu)良性狀，提高遺傳品質(zhì)，特別是對(duì)珍稀瀕危樹(shù)種的異地保護(hù)有重要意義[19]。無(wú)性繁殖是人類(lèi)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(wú)性繁殖手段可以豐富木本植物品種數(shù)量并對(duì)其推廣應(yīng)用，這是未來(lái)木本植物繁殖的發(fā)展方向。

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