基于顽拗型种子生理特征探析沉香多样化繁殖技术

陈广林，肖 鲜，张群菁，黄业顺，陈 辰，罗方煦，黄竞月，陈凯鹏*

（1.广西大学林学院，广西 南宁 530004；2.广西大学动物科学技术学院，广西 南宁 530004；3.广西大学农学院，广西 南宁 530004）

沉香属瑞香科（Thymelaeaceae）沉香属（Aquilaria Lam.），别名土沉香，是国内原产地植物，也是我国特有的乡土植物和珍稀药用植物，在福建、广西、海南、广东和台湾等地均有分布[1]。

沉香可以缓解和消除呕吐、气喘、心脏及腹部疼痛等症状，是国家二级濒危植物，以带黑色树脂的干燥心材为主要药材[2]。

除了药用外，沉香木材还有多种用途，例如香料和工艺品雕刻。同时，沉香的花、果实和叶具备景观塑造和美学价值等。因此，沉香现价值巨大，是昂贵的稀有植物。据历史资料记载，我国拥有丰富的沉香资源且质量极高，多为优质品种[3]。

近年来，人们为满足自身需求，过度开采本土沉香，同时因沉香生存环境逐年恶劣和病虫害频发的现状，其生境质量低下，使沉香野生资源遭到严重破坏，现存稀少且零星散生。为了解决沉香生产上的问题，文章论述了沉香的繁殖技术，并对现存问题和发展前景进行分析，以期为繁殖出优秀的沉香种苗和保护野生资源提供参考。

1 资源分布

沉香树的分布非常广泛，在我国不同地形中都有栽培，例如山地、平原以及丘陵等，以白木香、云南沉香（Aquilaria yunnanensis S.C.Huang）居多。在地域方面，沉香树在广东、广西、云南、福建、台湾和海南等地都有分布，其中海南的沉香最为著名[4]，因环境气候条件比较适宜，这些地区均已开展人工种植活动。

同时，沉香树在印度尼西亚和马来西亚等地也有分布[5]。

2 沉香种子生理特征

沉香喜爱阳光，有较高的温度需求，为弱阳性树种，但在冬季较短时间内的低温下也可以生存。沉香适应的年平均温度约为20 ℃，最高耐受37 ℃，最低耐受1 ℃。

幼株与成龄树对温度要求有差异，幼株不可暴晒，适宜在遮阳环境下生长，荫蔽度大于40%；成龄树要求有阳光照射，以保证其正常生长需求。沉香在酸性土壤中生存能力相对较强，在碱性土壤中生存能力相对较差。沉香树虽在干旱的山地上也能存活，但较湿润的环境更适宜于其生长，对年降水量有一定要求，不得少于1500 mm。

沉香树主根发达，有健壮的根系，能防止水土流失，属于深根性树种。沉香植株经砍伐后也能再次萌生新的枝叶生长，再生能力很强。沉香耐修剪、易搭配，在园林植物配置中得到广泛运用，是一种优质的园林绿化树种。

大部分植株的种子在生理成熟后都需要在母体植株上经历成熟脱水过程，所以种子在成熟脱离母体时含水量较低，并且种子通常被干燥至5%～10%的含水量才能保持高活力，而且能在相对湿度和温度较低的种子库中保存。其他类型的种子（例如玉米、水稻、油菜、大豆等）有着正常的生理生态[6]，而沉香种子属于脱水敏感性（或称顽拗性）种子，其区别于大多数植物种子的是顽拗的生理特性，表现为沉香种子成熟后并不在母体植株经历成熟脱水后再脱落，而是在含水量较丰富时脱落。沉香种子脱落时具有较强的代谢活性和较高的含水量，导致沉香种子在整个生长过程对脱水和低温异常敏感。

3 植物形态

沉香树冠呈现伞形，木质部为白色，树皮为暗灰色，内皮为白色，树皮平滑易剥落，纤维发达[7]。叶宽2～5 cm、长5～10 cm，呈卵形或倒卵形，革质有光泽，叶柄被毛。花有柔毛，淡黄色；花萼5 裂；花瓣呈鳞片状且长满密毛，共10 片。蒴果稍扁平，呈长卵形或纺锤形，花萼为黄绿色。

4 繁育与栽培技术

沉香树的繁育方式以种子繁育为主，其种子为顽拗型种子，极易丧失活力，不易保存。生产中发现的优质植株通过种子繁育的后代很难保留其母本的遗传特性，不利于优良种质资源的保存与延续。目前对于沉香种质资源的研究较少，面临种子、种苗来源混乱和质量参差不齐等问题。在获取优良沉香种质资源的同时，想要获得大量优质种苗，需要从多样化的角度研究沉香的繁殖。

4.1 种子繁殖

沉香繁殖中，优先考虑种子繁殖。选取10～15 年以上树龄的健康母树，保证母树无病虫害。在6 月或8月，果树的果实慢慢变熟而后种子呈现棕褐色时采种。采种后将种子放于通风处吹干，切记不可阳光直射，2～3 d 后种子外壳自动裂开，种子脱落。

沉香种子富含油脂，易引起种子变质，为不影响其发芽率，需在短时间内尽快播种。在常温袋内贮藏超过3 个月后种子会彻底失去发芽能力，这也是需及时播种的重要原因。若延迟播种，可以采用低温贮藏法（将干燥的种子置于4 ℃的冰箱冷藏），或将种子与湿沙混匀贮藏在5～10 ℃的温度中，这样沉香种子发芽活力能维持3～4 个月[8]。同时，为保证其生理活性，可在采收后播种到铺有细沙的苗床上[9]。

4.2 扦插繁殖

根据沉香插穗的特征，一般选取当年生枝条上生长壮实的枝段，枝段节数至少3 个，于春末秋初时剪取。何旭君等（2006）[10]研究沉香扦插枝条的选择发现，夏季与冬季扦插枝条的木质化不同，前者明显高于后者。

营养土、泥炭土或河砂等可以用作扦插的基质。吴跃钦（2013）[11]对此进行了研究，在红壤与珍珠岩等量混合时，沉香生根率较高，可达到90.3%。此外，当扦插基质为泥炭土与河沙等量混合时，土沉香扦插嫩枝的成活率很高。扦插枝条不定根的产生是扦插中最重要一步，因此可采取一定方法促进不定根生成，例如使用一定浓度的生长素调节内源激素和酶类，或利用维生素B6 处理，促进生根。

4.3 组培繁殖

4.3.1 外植体选择

在沉香快速繁殖中，以带芽茎段和愈伤组织作为外植体进行诱导繁殖。徐强兴等（2006）采用茎段为外植体，诱导定芽进行再生。兰芹英等（2001）[12]采用印度沉香（Aquilaria agallocha）的无菌苗顶芽进行组织培养，得到大量试管苗。李林等（2015）[13]利用土沉香茎段进行脱分化形成愈伤组织，该愈伤组织再分化形成丛生苗，但若以叶片作为外植体加以诱导形成的愈伤组织，难以分化成丛生苗。以土沉香种子胚轴为外植体，脱分化形成愈伤组织，经过分化形成不定芽。综上，脱分化的愈伤组织、顶芽和种子胚轴均为较好的繁殖材料。

4.3.2 基本培养基的使用

沉香一般采用低盐培养基培养，如1/2 MS、1/4 MS培养基，因沉香属于木本植物，也可以采用WPN（木本植物的培养基）。

李林等（2015）研究认为，在1/2 MS 培养基中，土沉香的芽诱导率较高。兰芹英等（2001）试验发现，土沉香芽增殖和玻璃芽受到培养基无机盐浓度的影响。在1/3 MS 和1/4 MS 培养基下萌芽率较低，玻璃芽较少；在1/2 MS 培养基下芽的增殖率最佳，且芽较为健壮健康，1/2 MS 培养基是最适宜芽生长的培养基；在MS 培养基下玻璃芽较多，芽增值率较差，这与李林等（2015）研究结果相一致。综上，选择1/2 MS 培养基培养较为合适。

4.3.3 植物生长调节物质的使用

2，4-D、6-BA 和NAA 等调节剂是常用的植物生长调节剂。其中沉香愈伤组织诱导多采用NAA 与2，4-D 混合使用，而沉香不定芽诱导和增殖采用6-BA调节剂。

Talukdar A 和Ahmed G U（2001）研究表明，在进行土沉香愈伤组织诱导时，仅使用6-BA 对愈伤组织的诱导无效；而NAA 和2，4-D 经混合后使用对愈伤组织的诱导效果极佳，还能生成不定芽。马来沉香叶片诱导的愈伤组织生长最佳培养基成分为MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 3 mg/L+蔗糖4%。在培养基中添加NAA 会促进土沉香外植体中玻璃苗的形成，对芽的增殖产生不利影响。而培养基中大量使用6-BA 也会促进芽玻璃化。MS+6-BA 0.1 mg/L 是马来沉香不定芽诱导最有效的培养基，增殖倍数达到6.1 倍，不定芽在培养基成分为WPM+6-BA 0.1 mg/L 中的长度最大[14]。综上，沉香生长调节物质的搭配具有多样性，可选择NAA 和2，4-D 混合使用的形式。

4.3.4 组织培养中存在的主要问题

第一，培养基的外植体褐化。褐化是细胞受到伤害后所分泌的褐色醌类物质，该物质能导致组织培养失败[15]。降低基本培养基的离子浓度可以防止培养基外植体的褐化现象出现。此外，调节生长调节剂浓度也可防止褐化。相关研究结果表明，7/10 MS 比MS 基本培养基更能有效降低褐化的发生率；同时，较高的6-BA浓度会使土沉香茎段褐化严重，导致外植体破坏严重。目前，对抑制沉香培养基和外植体的褐化研究还不够深入，需进一步开展研究。

第二，消毒与污染。沉香含有内生菌，普通的方法难以彻底消毒，所以多选用较为幼嫩的组织作为沉香的外植体，并使用HgCl2消毒法进行全面消毒。相关试验表明，沉香茎段在0.1%HgCl2溶液中消毒5 min 效果最好，腋芽启动率和污染率分别为55.8%、21.3%[16]。汪腾越等（2012）[17]认为，土沉香茎段外植体最佳消毒方式是在75%的酒精中浸泡30 s、再在0.1%HgCl2中消毒5 min，该方法污染率最低为43.33%，成活率最高为31.67%。李林等（2015）研究结果表明，土沉香外植体幼茎的消毒方法以75%的酒精中浸泡30 s、0.1%的HgCl2溶液浸泡5 min 为最佳。

第三，组培苗生根。在沉香属植物组培过程中根原基的形成非常关键[18]。为提高生根率，土沉香组培苗采用两步生根法。将土沉香无根苗在含1.0 mg/L NAA 的1/2 MS 培养基中培养2 d 后转入无生长素的1/2 微量元素的培养基中，生根率最高达94.4%。可能由于根原基的形成需要生长素存在，而幼根的伸长并不需要高浓度的生长素，否则会抑制根的伸长，因此两步生根法比一步生根法有效。一步生根法是将奇楠沉香材料置于WPM培养基中，不添加任何激素或添加NAA/IBA（0.3～0.5 mg/L）也可诱导材料生根，其生根率最高为65%[19]。

4.4 嫁接繁殖

目前沉香嫁接技术在国内研究较少。现有开展的土沉香试验结果表明，采用半木质化接穗在夏季进行切接，30 d 左右可成活，嫁接成功率达52%，其方法是切口长削面长度2～2.5 cm，不过髓心，短削面长度1 cm。牛焕琼等（2010）[20]认为，沉香嫁接的最适时间一般在7—8 月，接穗通常选择沉香成年生长优良树的萌发枝条，直径为0.6～0.8 cm，嫁接的砧木通常选择2 年生土沉香实生苗。对于难生根的沉香，多采用嫁接这种无性繁殖方式，后续还应开展进一步研究。

5 利用价值

5.1 观赏、生态价值

沉香树外观优美，树形优雅，枝叶茂密且香气怡人，是一种理想的园林美化树种。沉香树幼树一木多干，较多分枝，长势独特。果实有一定的观赏价值，成熟时如一盏盏翠色欲滴的桃状灯笼，硕果满枝；果实成熟裂开后黑褐色种子与果瓣由一白色丝状物相连，随风飘摇，乐趣无穷[21]。

沉香号称“香中之王”，其香气（挥发油）能调节人体内分泌，提神醒脑，刺激并活化大脑皮层脑细胞，加强内脏的良性运转。例如能够加强肝、肾和心的功能，使人头脑清醒、精神饱满等。种植沉香树，既可美化环境，又具有较大的药用价值。

5.2 经济价值

沉香树可以入药，也可以作为上等香料、制作工艺品，经济价值非常高。此外，沉香树皮柔韧性强，在打字蜡纸、钞票纸等高级纸张中广泛作为原料使用。沉香种子含油较高，可以用来制作燃料油、润滑油和肥皂等。沉香树叶可以用于泡茶，有美容养颜和助眠的功效，有益身体健康。沉香碎料制作成香薰片，可改善居住环境的空气，对心脏病、呼吸道疾病和心绞痛有一定的治疗作用。

6 研究展望

6.1 探究沉香离体快繁中制约外植体褐化及生根的因素

补充培养基的营养能加快沉香快速繁殖，应探究琼脂或糖的浓度、种类和天然添加物等对生根的影响，进一步探究水解乳蛋白对芽增殖率的影响。植物组织褐化会使组织培养失败，为了更有效地防止或减轻植株褐化现象，可采用新的组织培养方式。例如用二氧化碳作为碳源，调节组织培养生长微环境，为减轻植株褐化提供可能。

6.2 探究提高沉香扦插繁殖生根成率的方法

离体快繁技术能够极大地缩短沉香生长年限，不仅提高了经济效益，还能维持优良的遗传性状，是沉香育种的关键技术。离体快繁技术在培养基培养和外植体褐化控制方法方面的研究欠缺，限制了沉香组培的快速繁殖。生长调节剂配比或培养基成分对褐化的影响以及维生素C、柠檬酸和活性炭等控褐化剂的影响还需进一步研究。

目前，多采取半木质化嫩枝作为沉香扦插繁殖的材料。提高生根率是沉香快速繁殖的重中之重。各种生根粉或者生根调节剂对沉香生根影响的研究比较少，因此对各种生长调节剂促进生根的具体方法需进一步研究。

7 结束语

沉香是我国特有的珍贵树种，商业价值巨大，用途较多，前景广阔。沉香运用种子繁殖难度较高，多种繁殖方式并存，可以在多种繁殖方式中，选择更优良的繁殖技术。应该进一步加大对沉香树种繁殖技术和理论的研究力度。如何振兴沉香产业以及保护珍稀树种实现可持续发展，实现高效繁育优质种苗并进行推广种植以满足市场需要，解决供不应求的局面，值得进一步探讨与研究。