李紅艷 劉冠楠
[摘 要] 本文主要研究林木良種繁殖的幾種方法,如種子繁殖、扦插繁殖、嫁接繁殖和組織培養(yǎng)繁殖等。每種繁殖方式都有其自身特點,在實際的繁育過程中,要結合各類林木自身的生理特點選擇合適的繁殖方法,以獲得優(yōu)質幼苗。
[關鍵詞] 林木;種子繁殖;扦插繁殖;嫁接繁殖;組織培養(yǎng)繁殖
[中圖分類號] S722 [文獻標識碼] B [文章編號] 1674-7909(2020)21-77-2
林木良種繁育是當前我國林業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié),為了推進我國林木良種化進程,改善林木良種產(chǎn)能不足、供不應求的情況,本文對林木良種繁殖方式進行了總結,為林農提供技術支持。
1 種子繁殖
種子繁殖,即為有性繁殖,植物營養(yǎng)生長結束后期開始生殖生長,經(jīng)過雙受精合子發(fā)育成胚,受精極核發(fā)育成為胚乳,珠被發(fā)育為種皮,是通過有性的生長過程發(fā)育成種子。通常采用種子播種培育而成的幼苗稱為實生苗。
種子繁殖的優(yōu)點是種子能耐受較惡劣的環(huán)境條件而較長時期保持活力,環(huán)境條件適宜的時候再萌發(fā)生長,這就有利于植物在環(huán)境趨于惡化時得到保存和繁衍,不受環(huán)境影響也可以培育新品種。種子繁殖的缺點是易受雜交影響而不易保持品系的特點,如果沒有特殊的技術手段保持種子特性,兩三年后品種就會退化。
2 扦插繁殖
扦插是將切斷枝條的生理部位插入基質,提供合適的生長條件,使相應部位長出不定根,上部長出不定芽,最終生長成為一個獨立的個體。
扦插繁殖屬于無性育苗的重要方法,最早于l8世紀初期開始進行研究[1]。扦插繁殖可以保持母樹的遺傳基因,增加繁殖幼苗種類,且大幅提高林木的育種系數(shù),可以高速度、高質量、高效率繁殖苗木,在充分掌握樹木的生長規(guī)律后可以高效育苗。20世紀以前,扦插繁殖方法主要應用于易生根植物。20世紀40年代后,人工合成植物生長素的成功,伴隨扦插生根機理被揭示出來,結合一些環(huán)境因子與調控技術的使用,原本一些不易生根的植物也可采用扦插繁殖方法。20世紀70年代后,全球范圍無性繁殖育苗育林技術成就顯著。國內外許多文獻報道,大多數(shù)造林樹種均可采用扦插繁殖技術進行育苗并應用于造林生產(chǎn)中[2]。近期,伴隨扦插技術持續(xù)進步,扦插繁殖育苗技術已被應用于難于生根的樹種。扦插繁殖的基體材料包括根、莖、葉、芽等,在一定程度上可以說植物的全部器官均可作為繁殖材料。
常年生木本植物扦插繁殖育苗技術的研究工作聚焦于兩方面:第一,提高插穗成活率;第二,研究解剖、生化、生理等方面,試圖從原理上說明不定根萌發(fā)部位,為生產(chǎn)提供依據(jù)。
扦插技術的優(yōu)點是材料充足、可大量育苗、苗成熟快、開花較早,而且可以保持原品種的優(yōu)勢,能得到與母體植株具有相同遺傳性狀的種苗,生產(chǎn)規(guī)??纱罂尚?其缺點是根系活力較差,不會生成主根,壽命與種子獲得的植株相比較短。
3 嫁接
嫁接是一種比較古老的繁殖技術,這種方法源于生產(chǎn)實踐,并在生產(chǎn)過程中不斷完善。影響嫁接成活的因素很多,嫁接親和與不親和是其最主要的因素。嫁接是接穗與砧木二者之間細胞組織發(fā)生相互作用并將來源不同的兩個組織器官結合起來成為新的健康植株的生長過程,其中經(jīng)歷了砧木與接穗組織結構的融合、生理生化的彼此適應與營養(yǎng)物質的溝通。嫁接過程完成與否還受砧穗遺傳基因的控制。一般采用親緣關系較近的砧木和接穗進行嫁接,比較容易成活,這是由于其組織結構、生理生化特性等比較相似。如果采用親緣關系較遠、組織結構不同的砧穗進行嫁接,則不易成活,即使嫁接成活,也會由于不規(guī)則的結合引起養(yǎng)分、水分和一些同化物質運轉受阻,給砧穗發(fā)育帶來不良影響。當然,一些組織結構接近、親緣關系接近的砧木與接穗嫁接后也會出現(xiàn)不親和現(xiàn)象。
由于不同樹種之間的親和性和組織結構的差異性均較大,相應采用的嫁接技術在實施細節(jié)上也有所不同。例如,板栗采用劈接法,以八年生東魁楊梅優(yōu)良母株上的一年生枝為接穗進行易地掘接,提高嫁接成活率;核桃芽苗砧坐地嫁接技術;馬褂木雙舌嫁接方法繁殖雜種;對無患子實生苗進行正劈接、短枝腹接、斜劈接、舌接等。
嫁接接穗的愈合情況影響嫁接成活率。針對不同的材料,接穗愈合過程不同。王淑英等將葡萄的愈合過程分為出現(xiàn)隔離層、形成愈傷組織、愈傷組織接觸、抱合與分化、輸導組織的分化與連通5個階段[3]。丁平海等將核桃嫁接的愈合過程也分為5個階段:未形成愈傷組織、愈傷組織初形成、砧穗愈傷組織連接、形成層的分化與連接、輸導組織的分化與連接[4]。楊世杰等將接穗愈合過程總結為砧木與接穗黏連、生成愈傷組織、分化維管束3個階段[5]。雖然丁平海和王淑英等將砧穗間愈合的過程分為了不相同的5個階段,而楊世杰等將其分為3個階段,但是實質上砧穗間愈合是相同的。先在砧穗雙方削面上分化出新生的愈傷組織接合添補空隙,隨后接近雙方的愈傷組織分化成聯(lián)絡形成層,靠近內側的愈傷組織形成木質部分,外側愈傷組織形成韌皮部分。砧木將吸收到的營養(yǎng)通過愈傷組織及其內部通道輸運到接穗,進行砧木與接穗間的營養(yǎng)物質溝通。
嫁接繁殖的優(yōu)點是可以穩(wěn)定保持接穗品種固有的遺傳特性不變,培育大量性狀一致的優(yōu)種苗木,滿足果樹栽培對苗木的需求;其缺點是嫁接操作環(huán)節(jié)多、技術要求較高,嫁接繁殖包括砧木種類的選擇與砧木培育、接穗選擇與處理、嫁接時期和嫁接方法選擇與應用、接后全面管理等諸多環(huán)節(jié),各個環(huán)節(jié)均有相應技術要求,嫁接技術水平與嫁接繁殖成敗密切相關。
4 組織培養(yǎng)
植物組織細胞培養(yǎng)是根據(jù)植物組織細胞具有全能性、植物的再生作用發(fā)展起來的。利用組織培養(yǎng)技術可以達到快速繁殖苗木的目的。因其不受季節(jié)變化、時間等自然因素的限制,故可以提高組織繁殖系數(shù)與工作效率,實現(xiàn)規(guī)?;蜕虡I(yè)化生產(chǎn)。目前,全球己有多種木本植物采用組織離體培養(yǎng)后獲得健康的植株,同時一些試管苗已在生產(chǎn)實踐中獲得應用。1983年以來,我國實施了“六五”林業(yè)科技攻關,在林木組培上進步明顯,林木組織培養(yǎng)育苗已從實驗室走到了工廠生產(chǎn)應用。
不同的培養(yǎng)材料、不同的位置、不同的培養(yǎng)基及不同的激素等均會影響外植體的培養(yǎng)效果。陳偉等對光皮樺帶芽莖段進行培養(yǎng),分別得到外植體的啟動培養(yǎng)、叢生芽增殖培養(yǎng)及試管苗生根培養(yǎng)所適用的培養(yǎng)基[6]。曹受金等以金邊瑞香幼嫩莖段為對象進行組織培養(yǎng)與快繁技術的研究,結果表明,常用的MS培養(yǎng)基并不適合金邊瑞香莖段離體培養(yǎng),適用的培養(yǎng)基為WPM,芽誘導培養(yǎng)基為WPM+NAA 0.1 mg/L+6-BA 2 mg/L,根誘導培養(yǎng)基為1/2 MS+NAA 0.4 mg/L[7]。孟博等以云南西雙版納油瓜莖尖和帶腋芽莖段為外植體,得出適合芽增殖的培養(yǎng)基為MS+6-BA 3.0和1/2 MS+6-BA 5.0,生根培養(yǎng)基為1/2 MS+KT 1.5+NAA 0.5[8]。秦虹等分別以小桐子的胚芽、子葉、下胚軸、葉柄、葉片和莖段作為外植體進行培養(yǎng),用不同濃度的6-芐基腺嘌呤(6-BA)和α-萘乙酸(NAA)進行愈傷組織的誘導和植株再生培養(yǎng),得到愈傷組織的誘導最適培養(yǎng)基為MS+5.0 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA,不定芽的誘導培養(yǎng)基為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有利于芽的生長,加入1.0 mg/L NAA的1/2 MS培養(yǎng)基對生根最為有利[9]。
雖木本植物具有生命周期長、遺傳雜合率高、經(jīng)濟效益高等優(yōu)點,但許多木本植物在組織培養(yǎng)過程中經(jīng)常存在一些難以解決問題,如外植體易褐變、試管苗易玻璃化及生根困難等。因此,對影響木本植物組織培養(yǎng)的相關因子還需進行系統(tǒng)研究。
嫁接繁殖的優(yōu)點是繁殖速度快、繁殖系數(shù)大、繁殖后代整齊一致,可以保持原品種的優(yōu)良特性,可以進行工廠生產(chǎn),經(jīng)濟效益明顯。其缺點是與常規(guī)營養(yǎng)體繁殖相比生產(chǎn)成本高,組培苗煉苗難,移栽成活率較低,組培苗移栽成活率低于90%。
5 結語
我國幅員遼闊,林木種類較多,在實際的繁育過程中,需要結合各類林木自身的生理特點選擇合適的繁殖方法,以獲得優(yōu)質的幼苗與最大化收益。
參考文獻
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