李红艳 刘冠楠
[摘 要] 本文主要研究林木良种繁殖的几种方法,如种子繁殖、扦插繁殖、嫁接繁殖和组织培养繁殖等。每种繁殖方式都有其自身特点,在实际的繁育过程中,要结合各类林木自身的生理特点选择合适的繁殖方法,以获得优质幼苗。
[关键词] 林木;种子繁殖;扦插繁殖;嫁接繁殖;组织培养繁殖
[中图分类号] S722 [文献标识码] B [文章编号] 1674-7909(2020)21-77-2
林木良种繁育是当前我国林业发展的重要环节,为了推进我国林木良种化进程,改善林木良种产能不足、供不应求的情况,本文对林木良种繁殖方式进行了总结,为林农提供技术支持。
1 种子繁殖
种子繁殖,即为有性繁殖,植物营养生长结束后期开始生殖生长,经过双受精合子发育成胚,受精极核发育成为胚乳,珠被发育为种皮,是通过有性的生长过程发育成种子。通常采用种子播种培育而成的幼苗称为实生苗。
种子繁殖的优点是种子能耐受较恶劣的环境条件而较长时期保持活力,环境条件适宜的时候再萌发生长,这就有利于植物在环境趋于恶化时得到保存和繁衍,不受环境影响也可以培育新品种。种子繁殖的缺点是易受杂交影响而不易保持品系的特点,如果没有特殊的技术手段保持种子特性,两三年后品种就会退化。
2 扦插繁殖
扦插是将切断枝条的生理部位插入基质,提供合适的生长条件,使相应部位长出不定根,上部长出不定芽,最终生长成为一个独立的个体。
扦插繁殖属于无性育苗的重要方法,最早于l8世纪初期开始进行研究[1]。扦插繁殖可以保持母树的遗传基因,增加繁殖幼苗种类,且大幅提高林木的育种系数,可以高速度、高质量、高效率繁殖苗木,在充分掌握树木的生长规律后可以高效育苗。20世纪以前,扦插繁殖方法主要应用于易生根植物。20世纪40年代后,人工合成植物生长素的成功,伴随扦插生根机理被揭示出来,结合一些环境因子与调控技术的使用,原本一些不易生根的植物也可采用扦插繁殖方法。20世纪70年代后,全球范围无性繁殖育苗育林技术成就显著。国内外许多文献报道,大多数造林树种均可采用扦插繁殖技术进行育苗并应用于造林生产中[2]。近期,伴随扦插技术持续进步,扦插繁殖育苗技术已被应用于难于生根的树种。扦插繁殖的基体材料包括根、茎、叶、芽等,在一定程度上可以说植物的全部器官均可作为繁殖材料。
常年生木本植物扦插繁殖育苗技术的研究工作聚焦于两方面:第一,提高插穗成活率;第二,研究解剖、生化、生理等方面,试图从原理上说明不定根萌发部位,为生产提供依据。
扦插技术的优点是材料充足、可大量育苗、苗成熟快、开花较早,而且可以保持原品种的优势,能得到与母体植株具有相同遗传性状的种苗,生产规模可大可小;其缺点是根系活力较差,不会生成主根,寿命与种子获得的植株相比较短。
3 嫁接
嫁接是一种比较古老的繁殖技术,这种方法源于生产实践,并在生产过程中不断完善。影响嫁接成活的因素很多,嫁接亲和与不亲和是其最主要的因素。嫁接是接穗与砧木二者之间细胞组织发生相互作用并将来源不同的两个组织器官结合起来成为新的健康植株的生长过程,其中经历了砧木与接穗组织结构的融合、生理生化的彼此适应与营养物质的沟通。嫁接过程完成与否还受砧穗遗传基因的控制。一般采用亲缘关系较近的砧木和接穗进行嫁接,比较容易成活,这是由于其组织结构、生理生化特性等比较相似。如果采用亲缘关系较远、组织结构不同的砧穗进行嫁接,则不易成活,即使嫁接成活,也会由于不规则的结合引起养分、水分和一些同化物质运转受阻,给砧穗发育带来不良影响。当然,一些组织结构接近、亲缘关系接近的砧木与接穗嫁接后也会出现不亲和现象。
由于不同树种之间的亲和性和组织结构的差异性均较大,相应采用的嫁接技术在实施细节上也有所不同。例如,板栗采用劈接法,以八年生东魁杨梅优良母株上的一年生枝为接穗进行易地掘接,提高嫁接成活率;核桃芽苗砧坐地嫁接技术;马褂木双舌嫁接方法繁殖杂种;对无患子实生苗进行正劈接、短枝腹接、斜劈接、舌接等。
嫁接接穗的愈合情况影响嫁接成活率。针对不同的材料,接穗愈合过程不同。王淑英等将葡萄的愈合过程分为出现隔离层、形成愈伤组织、愈伤组织接触、抱合与分化、输导组织的分化与连通5个阶段[3]。丁平海等将核桃嫁接的愈合过程也分为5个阶段:未形成愈伤组织、愈伤组织初形成、砧穗愈伤组织连接、形成层的分化与连接、输导组织的分化与连接[4]。杨世杰等将接穗愈合过程总结为砧木与接穗黏连、生成愈伤组织、分化维管束3个阶段[5]。虽然丁平海和王淑英等将砧穗间愈合的过程分为了不相同的5个阶段,而杨世杰等将其分为3个阶段,但是实质上砧穗间愈合是相同的。先在砧穗双方削面上分化出新生的愈伤组织接合添补空隙,随后接近双方的愈伤组织分化成联络形成层,靠近内侧的愈伤组织形成木质部分,外侧愈伤组织形成韧皮部分。砧木将吸收到的营养通过愈伤组织及其内部通道输运到接穗,进行砧木与接穗间的营养物质沟通。
嫁接繁殖的优点是可以稳定保持接穗品种固有的遗传特性不变,培育大量性状一致的优种苗木,满足果树栽培对苗木的需求;其缺点是嫁接操作环节多、技术要求较高,嫁接繁殖包括砧木种类的选择与砧木培育、接穗选择与处理、嫁接时期和嫁接方法选择与应用、接后全面管理等诸多环节,各个环节均有相应技术要求,嫁接技术水平与嫁接繁殖成败密切相关。
4 组织培养
植物组织细胞培养是根据植物组织细胞具有全能性、植物的再生作用發展起来的。利用组织培养技术可以达到快速繁殖苗木的目的。因其不受季节变化、时间等自然因素的限制,故可以提高组织繁殖系数与工作效率,实现规模化和商业化生产。目前,全球己有多种木本植物采用组织离体培养后获得健康的植株,同时一些试管苗已在生产实践中获得应用。1983年以来,我国实施了“六五”林业科技攻关,在林木组培上进步明显,林木组织培养育苗已从实验室走到了工厂生产应用。
不同的培养材料、不同的位置、不同的培养基及不同的激素等均会影响外植体的培养效果。陈伟等对光皮桦带芽茎段进行培养,分别得到外植体的启动培养、丛生芽增殖培养及试管苗生根培养所适用的培养基[6]。曹受金等以金边瑞香幼嫩茎段为对象进行组织培养与快繁技术的研究,结果表明,常用的MS培养基并不适合金边瑞香茎段离体培养,适用的培养基为WPM,芽诱导培养基为WPM+NAA 0.1 mg/L+6-BA 2 mg/L,根诱导培养基为1/2 MS+NAA 0.4 mg/L[7]。孟博等以云南西双版纳油瓜茎尖和带腋芽茎段为外植体,得出适合芽增殖的培养基为MS+6-BA 3.0和1/2 MS+6-BA 5.0,生根培养基为1/2 MS+KT 1.5+NAA 0.5[8]。秦虹等分别以小桐子的胚芽、子叶、下胚轴、叶柄、叶片和茎段作为外植体进行培养,用不同浓度的6-苄基腺嘌呤(6-BA)和α-萘乙酸(NAA)进行愈伤组织的诱导和植株再生培养,得到愈伤组织的诱导最适培养基为MS+5.0 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA,不定芽的诱导培养基为MS+5.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA,MS加入0.1 mg/L 6-BA和1.0 mg/L NAA有利于芽的生长,加入1.0 mg/L NAA的1/2 MS培养基对生根最为有利[9]。
虽木本植物具有生命周期长、遗传杂合率高、经济效益高等优点,但许多木本植物在组织培养过程中经常存在一些难以解决问题,如外植体易褐变、试管苗易玻璃化及生根困难等。因此,对影响木本植物组织培养的相关因子还需进行系统研究。
嫁接繁殖的优点是繁殖速度快、繁殖系数大、繁殖后代整齐一致,可以保持原品种的优良特性,可以进行工厂生产,经济效益明显。其缺点是与常规营养体繁殖相比生产成本高,组培苗炼苗难,移栽成活率较低,组培苗移栽成活率低于90%。
5 结语
我国幅员辽阔,林木种类较多,在实际的繁育过程中,需要结合各类林木自身的生理特点选择合适的繁殖方法,以获得优质的幼苗与最大化收益。
参考文献
[1]季孔庶.针叶树种扦插繁殖的研究进展及其对策[J].世界林木研究,1996(4):18-22.
[2]金国庆,秦国峰,储德裕,等.杂种马褂木扦插繁殖技术的研究[J].林业科学研究,2006(3):370-375.
[3]王淑英,石雪晖,谷继成.葡萄嫁接愈合过程[J].葡萄栽培与酿酒,1998(4):12-13.
[4]丁平海.核桃苗木枝接愈合過程观察[J].河北农业大学学报,1986(4):6-11.
[5]杨世杰,卢善发.植物嫁接基础理论研究(上)[J].生物学通报,1995(9):10-12.
[6]陈伟,林镇斌,郑郁善.光皮桦组织培养技术研究[J].福建林业科技,2006(1):67-71.
[7]曹受金,田英翠,杨柳青.金边瑞香的组织培养与快繁技术研究[J].江苏农学,2007(3):115-116.
[8]孟博,龙春林,程治英,等.油瓜的组织培养与快速繁殖[J].植物生理学通讯,2007(4):747.
[9]秦虹,宋松泉,龙春林,等.小桐子的组织培养和植株再生[J].云南植物研究,2006(6):649-652.