杉木无性系规模化组培繁育技术研究

王港　陈骏　侯娜　谭华美

摘 要： 为了建立高效的杉木规模化组培快繁体系，以杉木未木质化的春梢茎段为外植体，MS为基本培养基，研究不同生长调节剂及其浓度组合对茎段萌发和丛生芽增殖的影响。结果表明：采用未木质化的春梢茎段，剖开后匍匐放置于培养基上，腋芽容易萌发，最佳初代培方式为MS+6BA1.0 mg/L+NAA0.5 mg/L培养基上培养10天后，转到MS+6BA0.8 mg/L+NAA0.3 mg/L继续培养，最佳增殖培养基为MS+6BA0.8 mg/L+NAA0.3 mg/L，无根无菌植株采用常规扦插方法生根，可成功培育杉木优良无性系苗木。

关键词： 杉木；优良无性系；无性繁殖；组织培养

中图分类号：S722；S791.27 文献标识码：A 文章编号：1004-3020（2014）05-0007-04

杉木Cunninghamia lanceolata 杉科杉木属常绿乔木，在中国南方广泛分布，为中国特有的著名速生用材树种，是中国南方最重要的造林树种之一[1-4]。根据《中国森林资源报告——第七次全国森林资源清查》，中国现有杉木林面积1 126.87万hm2，森林蓄积量73 409.48万m3，其中人工林面积和蓄积量分别为853.86万hm2、62 036.45万m3，分别占中国人工林面积和蓄积比例的21.35%和31.64%，其面积和蓄积量均位居我国人工林首位，在中国民经济中占有重要的地位。

我国杉木组织培养研究起步较早，70年代就有杉木组培的相关报道，近年来，在杉木组培的愈伤组织诱导、芽及根系的分化、组培复壮等方面取得了一些研究成果[5-8]。但由于当前杉木组培苗生产成本高，生产能力较低，严重限制了组培苗在生产上的应用[9-12]，同时也进一步限制了杉木优良无性系的推广应用。本文针对杉木组培苗木生产体系主要技术环节，尤其是对生产成本和效率起关键作用的芽增殖和炼苗移栽技术展开研究，为杉木组培苗木规模化生产和杉木组培苗木高效生产体系建设起到积极作用，将进一步推进杉木无性系林业的发展。

1 材料与方法

1.1 材料来源及处理

试验材料为当年生尚未木质化的嫩梢，采自贵州省黎平县东风林场国家杉木良种基地二代收集圃。材料带回室内后，挑选无病虫害和机械损伤的部分，清除泥污，剪成6 cm长茎段，流水冲洗1～2 h备用。

1.2 培养条件与预实验

培养条件：培养温度25.0±2 ℃，光照强度2 000 lx，光照时间12 h/d，20 d后观察诱导情况。预实验结果：通过外植体初代预实验发现，MS培养基能较快诱导茎段腋芽萌发，WPM培养基上腋芽萌发较慢，将外植体剪成1 cm长小段，沿髓心剖开后，匍匐状放置在培养基上，能够较快、且能较多的诱导腋芽萌发；而将茎段竖直插入培养基中腋芽萌发较慢。故在后续实验中均采用MS为基本培养基，材料采取沿髓心破开匍匐状放置。

1.3 测定指标

培养15天后统计各个处理的腋芽萌发率、丛芽诱导率、增殖系数等指标。指标计算方法如下：

萌发率（%）=腋芽萌动数目/接种数（去除污染数）；愈伤诱导率（%）=诱导出愈伤组织的腋芽数目/接种的腋芽数目（去除污染数） ；丛芽诱导率（%）= 诱导出丛生芽的腋芽数目/接种的腋芽数目；增殖系数=诱导后的丛生芽的数目/诱导前芽的数目。

2 结果与分析

2.1 外植体最佳消毒方案研究

在参考前人试验基础上，确定以70%酒精浸泡30 s后转到0.1% HgCl2浸泡5～8 min进行试验见表1，结果表明：随着HgCl2浸泡时间的加长，污染率快速下降，在试验中还观察到，随着HgCl2浸泡时间的加长，外植体针叶黄枯情况也逐渐增加。综合以上两点，认为70%酒精处理30 S后0.1% HgCl2浸泡7 min为杉木外植体消毒最优方案，通过该方案消毒后，外植体污染率为24%，且消毒后的外植体外形新鲜，生长正常。

2.2 腋芽萌发最佳激素浓度配比研究

通过诱导未木质化外植体茎段腋芽萌发是本试验获取无菌植株的重要途径。通过大量预试验发现，当细胞分裂素6BA浓度为0.3～0.5 mg/L，生长素NAA浓度为0.1～0.5 mg/L时，茎段上的腋芽均能萌发，但萌发的速度和萌发后芽的长势有较大差别。故在范围内分别将6BA和NAA设置成3个浓度梯度，做全因素试验设计，试验效果最好的初代激素浓度配比见表2，可以看出：诱导腋芽膨大最快的是6BA1.0 mg/L+NAA0.5 mg/L的组合，茎段接种到该组合培养基上，仅需3天就能看到腋芽明显膨大，该组合上腋芽萌发最为整齐，萌发平均时间最短；腋芽萌发后长势最好的激素组合为6BA0.8 mg/L+NAA0.3 mg/L，鉴于以上情况，采取先将茎段接种到6BA1.0 mg/L+NAA0.5 mg/L的培养基上，过10天左右（腋芽膨大，快要萌发时）转接到6BA0.8 mg/L+NAA0.3 mg/L，这样可以取得最佳的诱导效果。

2.3 不同激素处理对芽增殖的影响

杉木组培无菌苗增殖主要靠无菌苗腋芽的萌发。试验发现，小幅度的生长素浓度变化对无菌苗腋芽萌发影响不明显，故将生长素浓度固定为0.3 mg/L，细胞分裂素浓度由0.5～0.8 mg/L设置4个浓度梯度，进行全因素试验见表3，可以看出：由于细胞分裂素浓度的不同，无菌苗腋芽萌发的时间、萌发的数量以及萌发后侧芽的长势都有明显差异。观察比较发现，6BA0.8 mg/L+IBA0.3 mg/L组合为杉木无菌苗增殖最佳激素配比，无菌苗在该组合培养基上7天腋芽就开始萌动，每个单芽分化出3～5个丛生芽，平均4.1个，且基部产生少量愈伤组织，苗生长粗壮。随着在该组合培养基上，接种40天左右，萌发的腋芽长可达3.5 cm。在生产过程中，用口径10 cm的玻璃瓶做培养容器，接种5根无菌苗，经40天培养，每瓶可获得15～25株无菌苗，生产效率得到很大提高。激素浓度配比在6BA1.0 mg/L+IBA0.3 mg/L的组合上虽有更高的增殖系数，但萌发后的腋芽长势较弱，需进行复壮后才能继续进行下一步培养。

2.4 无菌苗瓶外生根与管理

杉木组培较易生根，在增殖培养过程中，培养30天以上就有约70%的植株生根，但在瓶内完成生根培养过程增加了成本，且苗木大小、品质差异较大，本文结合杉木传统扦插经验，采取无菌苗瓶外扦插生根的方式，不但简化了生产程序和成本，而且培养的苗木规格质量一致性也较好。

2.4.1 扦床处理

采用颗粒较细的砂质壤土做扦插床，将土壤pH值控制在5～6之间，提前清除杂质，防治土壤害虫，用多菌灵或者0.1%的高锰酸钾进行土壤消毒，将土块尽量打细、平整床面。

2.4.2 插穗选择与扦插

挑选长大于3.0 cm，木质化程度较高的无菌苗作为扦插材料；扦插时将插穗垂直插入苗床中，插入深度为入土部分2 cm左右，若暂时不进行移栽，就在原苗床培养苗木，株行距控制在10 cm×15 cm，若要进行移栽，可将株行距控制在3 cm×5 cm。

2.4.3 扦插后管理

扦插后的苗床要求湿度控制在70%左右，温度控制在25～30 ℃。在海拔较低地区采用遮阳网加喷雾保湿降温设施，在高海拔地区采用遮阳网加小拱棚。

插穗扦插后，20 d左右开始形成根原基，35 d左右可见到根生出；扦插40 d左右顶部萌发出新芽并开始抽梢，此时可喷洒叶面肥，加快新梢生长。

3 结果与讨论

细节决定成败。本试验的成功主要是将茎段沿髓心剖开后匍匐放置在培养基上，试验过程中发现，竖直插入培养基中的材料，无顶芽的茎段基部有褐化现象，经过25天培养后腋芽开始膨大，带顶芽的茎段在培养45天后仍无明显生长迹象。茎段破开后匍匐放置，不仅没有褐化现象，而且腋芽在3天即可观察到膨大，腋芽都能萌发，杉木丰富的腋芽加上该处理方法，接种少数外植体可在第一时间内获取大量无菌材料，加快了杉木优良无性系的扩繁。

木本植物组培多重视腋芽的培养。组培外置体选择时，有些人选择正在生长的顶芽作为外植体，顶芽作为外植体弊端较多，一是材料少，植株的顶芽数量有限，二是顶芽不易消毒，生长中的顶芽往往叶片密集，是藏较多污垢的死角，消毒时不易彻底杀死病菌，三是在消毒过程中容易损伤生长点，正在生长的顶芽生长点暴露在外，消毒剂直接接触生长点，在培养过程中容易出现畸形。相比之下，腋芽没有这些弊端，在对花椒、核桃、光皮桦、夹竹桃、杉木等的组培研究中[13-19]，均通过腋芽的培养获得了正常生长的无菌植株。

参 考 文 献

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（责任编辑：郑京津）