（森林培育专业论文）楸树组织培养体系的研究.pdf

摘要 楸树( c a t a l p ab u n g e i ) 属紫葳科椁树属的落叶乔木，原产我国，是我国传统栽培 晦珍贵优质用材树种和著名园林观赏树种，自古就有“木王”之称。楸木物理性能好， 而且化学性能稳定，可应用于高级家具、器具和特殊用材。同时楸树根系深，树体 葛大，建立农田防护林网，可以大幅提高区域的防护功能。楸树具有滞尘、吸收有 喜气体等多方面功能，对二氧化硫、氯气等有毒气体有较强的抗性，可以明显改善 ：苻区的生态环境。可用于居民区的绿化，提高植被覆盖率，是主要绿化树种。 本实验以楸树腋芽为外檀体诱导丛生芽，研究以丛生芽途径再生植株的快速繁 誊方法。主要围绕外植体灭菌、丛生芽诱导、丛生芽增殖、试管苗生根、试管苗出 瓴炼苗移栽等几方面进行，集中研究不同灭菌方法的选择、不同基本培养基类型、 不同激素配比和用量的选择、不同碳源、琼脂浓度、以及抗氧化剂的选择等多方面 相关问题。试验中的培养基方案均采用正交设计，数据采用s p s s 软件分析。本文意 图通过上述试验，全面研究楸树组培快繁各阶段的主要影响因素和最佳培养基配 方，筛选出最优技术参数组合，建立楸树最优再生体系，进一步扩大楸树外植体选 泽范围，提高丛生芽增殖系数，进而提高楸树商业化生产效率，解决目前市场上楸 附优良品种种苗短缺的问题，为楸树专业化育苗提供技术支持。 研究结果表明： 1 楸树外植体最佳的灭菌方法是：楸树茎段? 洗衣粉上清液浸泡1 0 分钟并用软 刷刷去表面污垢? 自来水冲洗3 0 m i n ? 超静台上7 0 酒精浸泡8 s ? 无菌水冲洗2 次 ? ( 4 0 0 m l 青霉素+ 2 0 0 m g 1 链霉素) 浸2 0 m i n ? 0 1 升汞浸8 r a i n ? 无菌水冲洗8 次? 1 0 0 m g l p v p 浸泡5 分钟将茎段腋芽两端各切去约0 5 c m ? 取出吸干水分? 接 种，成功率为5 5 。 2 楸树外植体二次灭菌的最佳方法是：o 2 5 典伏浸3 m i r t ? 0 i 升汞浸6 r a i n ? 无菌水冲洗8 次? 1 0 0 r n g l p v p 浸泡5 分钟，成功率为3 0 。 3 影响楸树腋芽萌发的主要因素有：基本培养基、细胞分裂素b a 、z t 、生长 素i b a 。楸树腋芽诱导的最适宜培养基是1 2 m s + b a l 0m g l + z to 2 m g l + i b a 0 2 m e l + 食糖3 0 9 ，l + 琼脂8 9 l ，p h 5 8 。 4 影响楸树丛生芽继代增殖培养萌发的主要因素有：基本培养基、细胞分裂素 b a 、生长素i b a ，抗氧化剂种类和琼脂用量。其中基本培养基以m s ，细胞分裂素 b a 以4 0m g l 、生长素i b a 0 5m g l 有利于丛生芽的增殖。增殖培养基中可以添 加p v p ( 1 0 0 m g l ) 更加有利于楸树丛生芽的增殖。同时，还发现食糖、葡萄糖还是 蔗糖对丛生芽增殖没有明显影螭。当采用培养基中不添加琼脂的液体培养时，可以 显著促进丛生芽增殖。楸树丛生芽继代增殖最适宜培养基配方是m s + i b a 0 5 m g l + b a 4 0m g l + p v p ( 1 0 0 m g l ) + 食糖3 0 9 m + 琼脂o g m 。 5 影响楸树生根的主要因素有：基本培养基，生长索n a a 、i b a 、i a a 。在试 管苗诱导生根初期采用w p m + n a a 0 2m g l + i b a 0 6m g l + i a a 0 。lm g l 可以诱导 更多的试管苗生根。在培养后期，可以用i 2 m s + n a a 0 5m g l + i b a 0 6m g l + i a a 0 3 m g r c 以促进根数和根长的增加。培养基中添加琼脂与否，对生根没有显著影响。 但是不添加琼脂可以方便后期试管苗出瓶移栽，免去清洗试管苗根部附着琼脂之 难。 6 移栽时，楸树小苗先在室内炼苗6 天，再进行移栽，试验发现蛭石是较好移 栽基质，成活率可达7 0 以上。且小苗生长健壮。 关键词：楸树组织培养外植体丛生芽增殖 a b s t r a c t c a t a l p ab u n g e ib e l o n g e dt ob i g n o n i a c e a ec a t a l p a ，ad e c i d u o u st r e e w h i c hw a so r i g i n o fo u rc o u n t r y , w a sav a l u a b l eq u a l i t yt i m b e rs p e c i e s a n dt h ef a m o u so r n a m e n t a lt r e e s ， t r a d i t i o n a lc u l t u r e di nc h i n a c a t a l p ab u n g e iw a sc a l l e d ”t h ek i n go fw o o d ”s i n c e a n c i n e tt i m e s c a t a l p aw o o d sn o to n l yh a dag o o dp h y s i c a lp r o p e r t i e s l o n g i t u d i n a l c o m p r e s s i v e s t r e n g t h ， f l e x u r a l s t r e n g t h ， b u ta l s oh a da g o o d c h e m i c a l p r o p e g i e s c o r r o s i o nr e s i s t a n c e ，i tc o u l db ea p p l i e dt ot h eh i 曲f u r n i t u r e ，e q u i p m e n ta n d s p e c i a lt i m b e r a tt h es a m et i m e ，c a t a l p aw a s t a l lt r e e sw i t hd e e p r o o t s ，s u b s t a n t i a l l y i n c r e a s e di nr e g i o n a ld e f e n s ef u n c t i o n s c a t a l p at r e ew i t hh y s t e r e s i sd u s t ，a b s o r b e d h a r m f u lg a s e s ，s u c ha ss u l f u rd i o x i d e ，c h l o r i n ea n dh a das t r o n gr e s i s t a n c et oo t h e rt o x i c g a s e i tw a sc l e a rt h a ti m p r o v i n gt h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t ，r a i s e dt h ec i t y sd i s a s t e r r e s p o n s ea n dp e r f o r m a n c e ，c a t a l p ab u n g e iw a sp l a n t e df o rg r e e n n i n gn e i g h b o r h o o da n d i n c r e a s i n gv e g e t a t i o nc o v e r a g er a t e ，a l s oa sam a j o rg r e e ns p e c i e s a n db e a u t i f i e dt h e e n v i r o n m e n t t h ea x i l l a r yb u d so ft h ec a t a l p ab u n g e ip e d i c e l sw e r et a k e na se x p l a n t st oi n d u c eb u d c l u m p sa n dt h i sr e g e n e r a t i o nw a yo fp r o p a g a t i o nw e r es t u d i e di n t h i se x p e r i m e n t ，t h i s e x p e r i m e n tr e s o l v e da r o u n dt h eb e s tw a y st oe x t e r m i n a t eg e r m so fe x p l a n t s ，p r o d u c i n g c l u s t e rb u d s ，p r o p a g a t i n gc l u s t e rb u d s ，s t r e n g t h e n i n gt e s t t u b es h o o t s ，e n g e n d i n gr o o t s a n dt r a n s p l a n t i n gf i n a l l y t h em a i nc o n t e n t sf o c u so nt h ef o l l o w i n ga s p e c t s ：a s e p s i s m e t h o d s ，b a s i cm e d i u m sa n dr a i s i n gm o d e s ，t h ec o m b i n a t i o na n dd e n s i t yo fh o r m o n e ， c a r b o ns o u r c ea n dd i f f e r e n tr e s i s t i n go x i d i z i n ga g e n t t h eo r t h o g o n a ld e s i g ni sa d o p t e d t oa r r a n g ee x p e r i m e n t s ，a n da l ld a t aa n a l y s i sw a sd e a l tw i t hb ys p s s ，t h r o u g ht h e r e s e a r c ha b o v e ，t h em a i ne f f e c t e df a c t o r sa n dt h es u i t a b l em e d i u mi ne a c hs t a g ew e r e r e s e a r c h e df u l l y ，t h e nt h et e c h n i q u ep a r a m e t e rc o m b i n a t i o nw e r ef i l t r a t e d ，t h e s u p e r i o r r e g e n e r a t i o ns y s t e ma b o u tc a t a l p ab u n g e it oe x p a n dt h ec h o i c es c o p eo fe x p l a n t s ， i m p r o v et h ep r o p a g a t i o nc o e f f i c i e n t ，a n d ，t h u se n h a n c i n gc a t a l p ab u n g e ic o m m e r c i a l p r o d u c t i o ne f f i c i e n c y ，p r o v i d e s o l u t i o nt ot h ec u r r e n tm a r k e ts h o r t a g eo ff i n eb r e e d c a t a l p ab u n g e i ，a n dt e c h n i c a ls u p p o r tf o rp r o f e s s i o n a ln u r s e r y , 1 t h er e s u l ts h o w st h a tt h ee f f e c t i v ep r o c e d u r eo fs e t t i n gu pa s e p s i ss h o o t si sf o l l o w ： t h ea x i l l a r yb u d so ft h ec a t a l p ab u n g e ip e d i c e l s ? w a s h e db yt a pw a t e r ? d i p p e di nt h e d e t e r g e n tw a t e ra b o u t1 0 m i na n du s e da s o f tb r u s ht oc l e a nt h es u r f a c ed i r t ? w a s h e d a b o u t3 0 m i nb yt a pw a t e r ? p u t t e do nt h ee x t r a - c l e a nd e s k ? d i p p e di n7 0 a l c o h o l8 s c o t t o nt oc l e a n ? w a s h e d2 t i m e sb ya s e p s i sw a t e r ? d i p p e di nt h e4 0 0 m g f lp e n i c i l g na n dt h e 2 0 0 r a g 1s t r e p t o m y c i na b o u t2 0 r a i n ? d i p p e di nt h eo 1 h g c l 2 8 m i n ? w a s h e d8t i m e sb y a s e p s i sw a t e r ? s o a k e di n1 0 0 m l p v p ，t h eb e g i n n i na n d t h ee n dc u tl c m i n d i v i d u a l l y ? w a t e rd r i e da n dt h eb r a c t e a ll e a v e ss w e e p e da w a y ? i n o c u l a t e d t h es u c c e s s r a t e i s5 5 2 t i n ep o l l u t i o no fs h o o t sm a yb ed i s i n f e c ti sf o l l o w ：d i p p e di nt h eo 2 5 i o d o p h o r 3 m i n ? d i p p e di nt h eo 1 h g c i z s m i n ? w a s h e d8t i m e sb ya s e p s i sw a t e r ? s o a k e di n 10 0 m g l p v p , t h es u c c e s sr a t ei s3 0 3 t h es i g n i f i c a n tf a c t o r so fg e r m i n a t i o na x i l l a r yb u d si sm e d i u m b a ，z ta n di b a ，t h e b e s ti n d u c e m e n tm e d i u mi s1 2 m s + b a1 0m g l + z to 2 m g l + i b a 0 2i l l l + s u g a r 3 0 9 l + a g a r8 0 9 l l p h 5 8 4 t h em a i nf a c t o r so fb u dl u m p sm u l t i p l i c a t i o na r et h eb a s i cm e d i u m ，b a ，i b a ，c a r b o n s o u r c e ，a g a ra n dt h ek i n do ft h er e s i s t i n go x i d i z i n ga g e n t s t h em e d i u mw h i c hh a s p v p ( 1 0 0 m 舻) c a ni m p r o v et h em u l t i p l i c a t i o no fb u dc l u m p s t h em e d i u mw i t h o u ta g a r c a ns i g n i f i c a n t l yi m p r o v et h er n u l t i p l i c a t i o no fb u dc l u m p s t h ee f f e c to fc a r b o ns o u r c ei s n o to b v i o u s t h eb e s t m u l t i p l i c a t i o n m e d i u mi sm s + b a 0 5 f i q g l + b a 4 0m g l + p v p ( 1 0 0 m i g l ) + s u g a r3 0 9 l 十a g a r8 0 9 l p h 5 8 5 t h es i g n i f i c a n tf a c t o r so fr o o t i n gi sm e d i u m ，n a a ，1 b a ，i a a t h eb e s tm e d i u mf o r r o o t i n gi sw p m + n a a 0 2m g l + i b a 0 6m g l + l z k a 0 1r a g l + s u g a r3 0 9 l + a g a r 8 0 9 l ，p h 5 8 l a s t ，w e c a n u s et h em e d i u mo f1 2 m s + n a a 0 5 m g l + i b a 0 6 m g l + i a a 0 3m g l + s u g a r3 0 9 l + a g a r8 0 9 l p h 58t oi n c r e a s et h en u m b e ro fr o o t a n dt h el e n g t ho fr o o t i ft h em e d i u mh a sn o ta g a r ，i m p a c tt or o o t i n gi sn o to b v i o u s b u tn o t t ow a s ha g a r 6 w h e nt r a n s p l a n t i n g ，f i r s t ，s e e d l i n g sa r ef o r g e di nt h er o o mf o r6 d a y s ，t h e n t r a n s p l a n t e d v e r m i c u l i t ei st h eb e s ts o i l l e s sm e d i af o rc a t a l p ab u n g e i ，t h el i v i n gr a t ec a n r e a c h7 0 ，m e a n w h i l e ，s e e d l i n g sg r o ws t r o n g l y ，a n dl e a v e sg l i t t e ra n da i lo ft h e ma r e u p s t a n d i n g k e yw o r d s ：c a t a l p ab u n g e i t i s s u ec u l t u r e e x p l a n t s c l u s t e rb u d s p r o l i f e r a t i o n 1 文献综述 1 1 植物组织培养概述 植物组织培养是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞、胚胎、原 生质体，在人工配制的培养基上给予适宜的培养条件，诱发产生愈伤组织、潜伏芽 等，最后长成完整植株的生物技术。由于是在试管内培养，且培养的是脱离植株母 体的培养物，故也称离体培养或试管培养u i 。 植物组织细胞培养的依据是植物细胞“全能性”及植物的“再生作用”。1 9 0 2 年， 德国著名植物学家gh a b e r l a n d t 根据细胞学理论，大胆地提出了高等植物的器官和 组织可以不断分割，直到单个细胞，即植物体细胞，在适当的条件下，具有不断分 裂和繁殖，进而发育成完整植株的潜力的观点。他曾用植物叶片细胞进行培养，但 未能成功m 。这是因为二十世纪初期，细胞学、生理学和遗传学等生物学的基础学 科均处于报袱之中。在之后的近半个世纪，人们虽然对培养基成分、植物激素等培 养条件有不少重要发现和认识，然而一直未能由单个细胞或组织再生出完整植株。 直到4 0 年代末5 0 年代初，s k o o g 等人用烟草髓组织培养诱导根、芽器官形成获得 成功；随后，r e i n e r t ( 1 9 5 8 ) 和s t e w a r d 等( 1 9 5 8 ) 分别报道，在胡萝b 愈伤组织培养中 形成了体细胞胚，并发育成完整小植株，从而证实了植物细胞的全能性。到1 9 6 0 年英国学者c o c k i n g 用酶法首次从番茄根尖分离出大量有活性的原生质体，并通过 培养再生出细胞壁。1 9 7 1 年，n a g a t a 首次通过烟草叶肉原生质体的培养获得了再生 植株。从这以后多种植物的原生质体再生植株均相继取得了成功，由此开创了植物 组织培养研究的新局面一，。 作为二十世纪才迅速发展起来的一门新兴技术，植物组织培养的重要意义一方 面在于它对生命学科各个研究领域的深入渗透，牵涉和影响到细胞学、细胞生物学、 分子生物学、遗传学、育种学、生理学、生物化学和药物学等学科的研究发展，已 经成为这些学科研究的组成部分m 另一方面，这一技术在农业、林业、园艺、制药 业等产业中得到广泛应用，成为一种具有重要经济意义的技术手段。组织培养可用 于植物种质保存，建立基因库，对选择的优良家系和无性系可进行无性繁殖，达到 快速繁殖育苗的目的，因而在物种改良中表现出巨大的应用潜力嘲。 现在世界上发达国家和地区在农林业生产方面应用组织培养技术进行植物品 种改良和良种繁育己经非常普遍，组织培养方法己经从实验室的研究手段一跃而成 为大规模成批量的工厂化生产技术，成为商品化的技术手段1 7 l 。可以说组织培养技 术的建立、发展和广泛应用是人类从微观的角度去认识世界、改造世界的必然结果， 是现代科学技术发展和进步的必然结果。反过来这一先进技术的日益广泛应用，可 以更加有力地促进产业发展，提高生产力水平，加快产业结构优化升级，侵人类在 新的领域里，利用变革的新技术、新手段和新方法去了解和掌握客观世界的规律， 更好地认识世界和改造世界。这是组织培养这一新技术的意义所在哪。 1 2 木本植物离体培养 木本植物由于荚生长发育条件、器官部位、遗传背景等与草本植物相比存在较 大差异，同时在离体培养过程中容易产生较多的多酚类物质抑制细胞分裂，引起外 植体褐化。再加上木本植物的外植体暴露时问较久，感染各种杂菌也就较多，还有 内生菌的存在。因此，相对于草本植物其离体培养难度较大捌。尽管如此，近些年 来，随着人们对离体条件下诱导植物外植体再生植株的机理及影响因素、外植体褐 化及其抑制等研究的不断深入，木本植物组织培养己在离体微繁、植株再生体系的 建立、单倍体诱导、胚乳培养、人工种子、体细胞变异及突变体筛选、原生质体培 养及体细胞融合等多个方面取得了快速发展胛1 。 在木本植物组织培养的众多研究内容中，离体快繁是最主要、也是发展最快的 个方面，木本植物的离体快繁己经取得了重大进展。从裸子植物的苏铁 ( c y e a s r o v o l u t a ) 、银杏( g i n k g ob i l o b a ) 、到被子植物的杨树( p o p u l u s ) ，按树( e u c a l y p t u s r o b u s t a ) 、合欢( a l b i z z i a j u l i b r i s s i n ) 等。据不完全统计，目前已有9 2 个属、近3 0 0 种 林木树种通过器官或组织培养技术获得了完整的试管植株j 。 木本植物的组织培养育苗是在无菌条件下进行的，关键之处在于要做好外植 体选择和灭菌、培养基筛选等方面。 1 2 1 外植体 可用作木本植物组织培养的外植体包括茎尖、茎段、胚、胚轴、子叶、花瓣、 花药、叶片等器官，以及组织和细胞团。许多树种由于遗传差异和外植体的生理差 异，在培养过程中对培养条件的要求差别大旧。例如嫩芽、叶片的去分化培养比较 容易成功，但在再分化培养环节就仍有许多技术问题需要进一步解决。己经成功的 例子均证明，外植体选择对培养技术的建立以及技术的成熟程度有非常重要的影响 口 木本植物幼年型、成年型材料的特点和复壮是一个需要予以考虑的因素。木本 植物在其自然发育过程中要经过幼年型和成年型两个阶段，处在这两个不同阶段的 植株在树形、解剖结构、细胞生物学等方面均存在着很大的差别 1 4 1 。以往的研究己 发现幼年型与成年型的组织细胞在一株实生树上各占有一定的位置，幼年型一般分 布在树的下部，此区域的细胞能长时间保持幼年型的特性，受损伤时生出的根和孽 生枝条仍具有幼年型的特点。幼年型的细胞核通常被胞质环绕，染色质处于非凝聚 状，细胞和组织在离体培养条件下较容易发生器宫再分化。成年型阶段的组织细胞 在上述这些方面的表现往往正好相反【i 习。 据许多文献的介绍，外植体种类主要是依据植物器官来划分的，不同的外植体 对离体培养的反应有很大的不同，因此培养的效果也不一样。通常将外植体分为带 芽的茎段、胚、分化的器官以及悬浮细胞等几种。取材时特别要注意考虑材料的分 生能力和生长能力，对育苗技术研究来说重点应在茎尖和根失的分生组织处、节间 和嫩叶基部分生组织、形成层等部位。带芽的茎段包括茎尖的顶芽、腋芽及根茎连 接处的蘖生芽，适用于树木的离体快速繁殖旧。离体胚指自然状态下受精后处于各 个不同发育时期的合子胚，其材料特点是包含有幼嫩的分生组织细胞，这种细胞带 有在有性繁殖过程中形成的完全的复壮特征。分化的器官组织包括嫩叶、节间、形 成层、根和花器等，这种外植体的特点是在一定的培养条件下可以去分化，形成愈 伤组织，成为再分化的起始培养材料f ”。选择外植体时，要充分考虑树种的基因型、 树龄、不同发育阶段和生理状态，同时要根据培养目的的不同考虑取舍。提供外植 体的植株通常应是具有明显的良好的性状特征的优良品种或品系的优良单株，具备 高产、高质、速生的特性，同时具有抗病、抗虫和抗逆能力等，并具有良好的树形 结构：外植体应当具备良好的增殖能力，以便在培养过程中继续筛选和培养出增殖能 力最强的繁殖系：从生理状态考虑还要注意在生长期取材培养渊。有一些树种在取材 培养之前还需要个预处理过程，如隔离、热处理等，其作用在于打破种子的休眠 期、降低材料污染率以及调整供体植株的生理状态等，其目的在于提高培养的成功 率9 】。 1 2 2 培养基 最早制备培养基的是s a c k s ( 1 8 6 0 ) 和k n o p ( 1 8 6 1 ) ，他们根据植物需要从土壤中 吸收无机盐的现象，对无机盐组成进行分析，制备出s a c k s 和k i l o p 溶液并逐步发 展和应用起来1 2 0 1 。组织培养所使用的培养基的演变有一个从低浓度到高浓度的发展 过程，现在的培养基有多种类型，还有许多改良型。培养基是组织培养中最重要的 基质，它最重要的作用是为离体条件下的植物体提供生存、生长所需的营养来源。 选择合适的培养基对培养成功与否有很大的关系川。 培养基的主要成分是无机盐，现在广泛使用的种类有好几十种，通常林木组织 培养适用的培养基主要为m s 及其类似的培养基、硝酸钾含量较高的培养基、无机 盐含量中等的培养基以及低无机盐含量的培养基等四大类。m s 培养基中的无机盐 成分对大多数木本植物均适宜，无机盐含量高，微量元素种类较齐全，是木本植物 组织培养中应用最广泛的一种培养基阎。 1 2 3 植物生长调节剂 生长调节物质是培养基中的关键物质，是外源激素的重要来源。培养基中所含 4 激素的种类、浓度和比例对培养体的发育起主要的诱导作用，在不同的发育阶段通 过改变培养基的成分特别是激素成分可逐步实现细胞全能性的完整表达，因此激素 的作用是决定性的1 2 3 1 。多种生长素如n a a ，i a a ，i b a 和2 ，4 一d 等的起动能力各不相 同，作用及效果有很大差别，一般高浓度的生长素会抑制植物器官分化，常用于愈 伤组织诱导培养，中等浓度的生长素可促进茎、芽的生长，浓度降低则有利于根系 形成；细胞分裂素常用的有6 - b a 、玉米素( z t ) ，k t 等几种，它们对细胞的分裂与 分化有明显的效果，能促进细胞分裂和扩大，提高浓度时可以有效抑制植物的顶端 优势，促进孽生芽分化，形成丛生芽。组织培养中细胞分裂素与生长素的分子比 例不同决定了培养体器官发育的方向和形态建成。赤霉素的主要作用在于打破体 眠，促进已经发生极性分化的培养体的整体发育，例如促使胚状体进一步发育成苗。 除上述提到的常用激素外，对植物生长发育有明显影响的有时还添加肌醇、干酪素、 l h ，v c ，a c ，a b t 等其他物质，促进离体培养材料的生长发育 h i 。 1 3 楸树概述 楸树( c a t a l p ab u n g e i ) 属紫葳科梓树属的落叶乔木，原产我国，已有2 0 0 0 多年 栽培历史，是我国传统栽培的珍责优质用材树种和著名园林观赏树种，自古就有“木 王”之称。江苏、河南、安徽省分布较多1 2 7 1 。栽培历史久，至今已有26 0 0 多年。寿 命长，可生长数百年。目前我国保存有6 0 0 年生古楸树，至今仍能开花，风姿犹存。在 我国古籍中对楸树就有许多记载，史记、汉书、齐民要术、本草纲目等著 作对楸树的特点和用途均有具体描述：古代印刷刻板非楸、梓而不能，书籍出版叫“付 梓”；用楸木制作的棋盘被誉美为“楸枰”，唐代诗人温庭筠有观棋诗云：“闲对楸枰 倾一壶”；埤雅中称楸树是“美木也”，并誉之为“木王”；且有“楸有行列，茎于乔耸凌 云，华高可爱” 2 8 l 。 1 3 1 楸树生态学和生物学习性 楸树属于紫葳科梓树属的落叶乔木，树干高耸，高可达2 0 3 0 m ，胸径1 2 m ， 树枝开张度小，树冠紧密。树皮灰褐色，浅纵裂。小技紫褐色，光滑；叶对生或三 叶轮生。叶三角状卵形至卵状长椭圆形，长6 1 6 c m ，宽6 1 2 c m ，顶端长渐尖， 基部截形、宽楔形或心形，全缘或基部边缘有1 4 对尖齿或裂片：叶嫩时红色， 后变绿色，上面深绿色，初有单毛，后脱落；下面色略淡，基部脉腋有紫褐色腺斑， 叶柄长2 8 c m 。总状花絮呈伞房状，有花3 1 2 朵，生于枝顶；花两性，长1 2 1 4 c m ， 宽7 8 m m ，顶端尖。紫绿色，花冠2 唇形，白色，内外两面密生深紫色斑点及条 纹，呈淡红或淡紫色，长约4 c m ，冠幅3 4 e m 。蒴果细长，长约2 5 5 0 c m ，径5 6 m m ，结实稀少，种子多数，紫褐色，两端钝圆，长3 5 c m ，宽2 5 3 m m ，背部 隆起。花期4 5 月，果熟期8 9 月。自花不孕，异花或异株授粉，实生树或不同无 性系混生便能结实 2 9 1 。 楸树是喜光树种，幼苗期稍耐庇荫，喜温暖气候，对土壤要求不严，能在石灰 性土、轻度盐碱土、微酸性土、粉煤灰上生长，是优良的环保树种；但在深厚肥沃 的土壤上生长良好，对轻度盐碱有一定适应能力，在干旱瘠薄和水湿的土壤条件上 生长不良。 楸树主要分布于东起我国东海岸，西到甘肃兰州、天水和四川汉原一线，北起 山海关，南到云南临仓和广东广州【3 1 1 。 1 3 2 楸树的经济价值 楸树木材纹理通直，硬度、重量、质地适中；木质结构紧密，干缩系数小，干 后不变形；楸木物理性能好，顺纹抗压强度大，属于阔叶树中的高级软树种，抗弯 强度极大，抗冲击韧性达o 1 6 l 8 2 k g c m ，届阔叶树前列【3 2 1 。楸树木材化学性能 稳定，耐腐蚀性强，揪树在生长过程中生成许多具有化学防腐作用、强化木材性能 的物质填充到木质部中去，在提高木材的防腐性的同时也增强了木材物理性能，因 此楸材可应用于高级家具、器具和特殊用材，如军工、造船、胶合板、车辆、乐器 及贵重器械等的用材。楸树木材是黄河中下游各地市场上售价最高的，价格相当 于一般木材的几倍。湖北省恩施地区流传有千年柏、万年杉、不如楸树一枝桠的 林谚，说明楸树经济价值之高，是一般树木所不能比拟的。目前楸材奇缺，供不应 求，成为木材市场上的紧俏商品1 3 4 1 。 1 3 3 楸榭的生态和园林观赏价值 揪树根系发达，粗壮，属于深根性树种，研究表明，5 年生楸树高，胸径，主根 深，根幅，远远大于刺槐、桑树、旱柳、香椿等树种，种植于梯田地埂、沟渠路旁 可以起到良好的生态防护效益，减少水土流失，同时富集土壤养分，改良土壤结构， 促进土壤养分的良性循环。楸树根系深，发叶晚，树体高大，建立农田防护林网， 可以大幅提高区域的防护功能，改善农田小气候，增强抗灾消灾能力，还可以生产 大量优良木材，实现区域的最佳生态、经济和社会效益】。 楸树树体高大挺拔，树冠浓密，枝、叶和花均具有很高的观赏价值，自古以来 人们就把楸树作为园林观赏树种广泛栽植于皇宫庭院、刹寺庙宇、胜景名园之中p 6 】。 至今在北京的故宫颐和园、北海、大觉寺，山东益都范公亭，河南少林寺、南阳卧龙 岗，昆明黑龙潭，贵阳黔陵公园，南京明孝陵等诸多名胜古迹中，仍可欣赏到百年古楸 苍劲挺拔的风姿。楸树具有滞尘、吸收有害气体等多方面功能，对二氧化硫、氯气 等有毒气体有较强的抗性，因而在城市绿化美化的同时，可以明显改善市区的生态 环境，为城市增添靓丽的风景，提高城市的消灾和抗灾性能。用于居民区的绿化， 提高植被覆盖率，为居民休闲歇息提供良好的场所，也作为主要绿化树种，配合小 6 乔木和灌木及草本植物进行中心绿化区的美化，提高区域景观质量，美化环境，营 造浓郁的自然和人文氛囝 3 7 1 。 1 3 4 楸树的繁殖方式和研究现状 楸树的繁殖主要采用播种、埋根、嫁接、插条等方法。 ( 1 ) 播种育苗 楸树种子在9 l o 月成熟，当果实由黄色变成灰褐色，顶微裂时，摘下果实， 进行摊晾晒干后脱粒。楸树的出种率很低，约为1 0 。播前种子用3 09 c 温水浸种 4h ，捞出晾干，再用3 5 倍的湿沙与种子混合均匀，堆在室内行高温催芽。在处 理期闾，定期洒水、翻动，使内外湿度均匀。经1 0 d 左右，种子露自即可播种i j l 刊。 ( 2 ) 埋根育苗 楸树结实少，根部萌蘖力强，埋根育苗是当前楸树育苗的主要方法。选择大树的 根段或育苗地起苗后的根段，最好为一年生幼根，粗度o 6 1 5 c m ，将根挖出截成长 1 2 1 8 e m 、上平下斜的小段，即根插穗。通常在春季埋根，分为斜埋和平埋两种。埋 根苗的株行距为2 0 c m 3 0 e m 。插根前要进行催芽处理，在埋根前1 0 1 5 d 选择背风 向阳的地方通过湿沙掩埋进行催芽处理，埋根苗的田问管理与播种苗相似。一年生 埋根苗生长快于播种育苗，高可达1 2 1 6 m m l 。 ( 3 ) 扦插育苗 秋季落叶后，采集母树上的根蘖条或一年生苗杆作为种条，截成1 5 2 0 c m 长， 分级后，每5 0 条或1 0 0 条为一捆，竖立埋在露天沙坑中，一层捶穗一层湿沙，至坑 口2 0 c m 处盖土，要根据天气状况增添土层，坑中每隔l m 竖一个草把，提高通气能 力。楸树属难生根树种，可以选用1 0 0 2 0 0 p p m n a a 的溶液中浸泡2 4 h ，或用a b t 生根粉处理插穗，硬枝扦插以春季为好，在土壤解冻树芽尚未萌动的3 4 月份进行， 株行距2 0 x 3 0 c m 。为保证扦插苗的成活和生长，要加强田间管理，早春可以建立小 弓棚等措施促进生根发芽，当年苗高可达1 1 5m 以上p 一4 2 】。 ( 4 ) 嫁接育苗 嫁接育苗是目前生产中培育揪树优良无性系苗木的最常用方法，楸树嫁接通常 是以梓树播种苗做砧木，嫁接时间以春季较好，采用芽接、劈接和袋接等嫁接方法。 其中芽接一般以嵌芽接为主。楸树嫁接苗适应性强，生长快，而且表现出较强的抗 逆性和较好的遗传品质 4 3 1 。 ( 5 ) 组织培养 组织培养是迅速扩大优良种质资源的重要手段之一。河南农业大学孟永红研究 发现，以楸树茎尖为外植体，建立楸树的再生体系，筛选出诱导楸树不定芽生长及 分化的培养基为m s + 6 b a 0 8m g l + i b a 0 1 m g l ：不定根分化生根培养基为l 2 m s + i b a 0 5 m g l ；根长l 2c m 、苗高3 4c m 的组培苗经室内炼苗7d 后 7 移栽，成活率达1 0 0 州。范国强等以2a 生幼苗的幼嫩茎段为材料，发现金丝楸组 织培养的基本培养基为w p m ，诱导芽的适宜培养基w p m + i b a 0 3m g l + b a5n a g l ，幼芽形成根的最适培养基为1 2m s + n a a 0 5m g l t 4 5 l 。 8 2 引言 由于长期以来人们无节制地砍伐，致使楸树这一珍贵树种资源急剧下降，濒于 枯竭。出现成材比例严重失调和楸木供不应求的局面。随着国民经济的发展和人民 生活水平的日益提高，对于珍贵用材的需求量越来越大，楸树作为珍稀的园林绿化 和高档材用树种，其市场前景十分看好m 。 根据文献可知，楸树繁殖主要采用播种、埋根、嫁接、扦插等方法。但是采用 这些方法存在实生苗生长周期长，成型慢，果实收集困难，种子发芽率低，出苗率 不稳定等缺陷，无法满足生产的需要1 4 | 】。因此，探索快速繁殖楸树的方法来促进和 改善楸树繁育和苗木培育状况成为亟待解决的问题。 基于上述情况，我们提出本项研究方案，尝试通过组织培养手段来繁殖和培育 楸树苗木。本项研究的总目标是通过植物组织培养技术，对基本培养基类型，植物 生长调节剂种类、浓度和配比，不同碳源，不同抗氧化剂等进行探索，运用统计软 件处理试验中得到的数据，科学地分析现象，指导试验。初步建立适宜产业化生产 的有效的离体微繁技术体系，并为规模化、产业化生产楸树优质种苗提供技术依据。 围绕上述目标，本试验主要开展以下几项工作： ( 1 ) 主要通过对目前国内外普遍使用的培养基类型、激素种类、配比和用量等方 面进行比较和筛选，试图筛选出初代培养阶段、继代增殖阶段、生根阶段的 最佳培养基配方，分析主要影响因素，从而大幅度提高楸树丛生芽增殖系数， 优化和完善楸树组培快繁体系。 ( 2 ) 试验采用丛生芽途径直接出苗，跨越了诱导愈伤组织阶段，从而缩短育苗时 间，降低生产成本，以期证实丛生芽途径的可行性和优越性。 3 试验材料与研究方法 3 1 供试材料 以安徽农科院蚕桑所苗圃内发育良好的楸树优株茎段为试验材料 3 2 技术路线 在查阅有关文献的基础上，结合预备试验，根据本试验的目的制定了试验研究 计划。本试验以楸树茎段为外植体，针对楸树组培快速繁殖中的初代培养、继代增 殖培养、生根、炼苗移栽等几个主要环节进行深入研究，着重研究各阶段培养的最 佳培养基配方和培养方式，具体包括外植体灭菌方法、基本培养基类型、激素组合、 碳源、抗氧化剂类型等。主要采用正交设计安排试验，用s p s s i i 5 统计软件处理 试验数据，筛选出最优技术参数组合，建立楸树最优再生体系。 具体技术路线如下： 外植体一诱导一腋芽一丛生芽一丛生芽增殖一生根一驯化移栽 如无特殊说明，每个处理组均重复三次，培养条件均为昼温2 5 士2 c ，夜温 2 2 - 士2 ：，光照时数1 2 h ，d ，光照强度1 5 0 0 2 5 0 0 l u x 。 3 3 初代培养方案设计 3 3 1 无菌材料的建立 选取长势良好的楸树植株的一年生嫩枝，去除叶片，留叶柄，切成1 5 c m 长带 有三个芽的茎段作为外植体。首先用牙刷轻轻刷去外植体表面的灰尘，再将外植体 用洗衣粉饱和上清液浸泡3 0 m i n ，并用毛笔刷洗材料表面，然后用自来水冲洗半小时 后在超净台上将外植体材料经过9 种不同的灭菌方式处理，每个处理接种2 0 瓶。 灭菌方式的具体程序如表1 所示。最后在超静台上将茎段两端切去o 5 c m 并接种于 培养基( m s + 6 一b a 4 o m 鲋+ i b a 0 2 m 鲫) ，置于相同的培养条件下【( 2 5 二蟹) 、光 照1 2 h d 、光强1 5 0 0 - - 2 0 0 0 l x 。每两天调查记录一次材料污染情况，经过两周培养 后统计接种材料的灭菌效果，运用s p s s 软件进行分析，从而筛选出最佳的灭菌措 施。 表1 楸树茎段灭菌程序 t a b l e ls t e r i l i z a t i o np r o c e d u r e so f s h o o b 处理序碍灭菌措施 l 2 自来水冲洗3 0 m i n _ 7 超静台上0 酒精浸1 5 s 叶无