（森林培育专业论文）连香树快速扩繁途径的研究.pdf

摘要 为了较大程度地保护连香树种质资源 本文以连香树 c e r c i d i p h y l l u m j a p o n i c u m s i e b e tz u c c 为试验材料 对其种质资源保存技术进行了初步研究 通过正交实验 设计结合方差分析和多重比较 探讨了连香树离体培养的关键影响因素 存在问题及 解决方法 最佳培养配方及培养程序 从而建立连香树的快繁体系 为工厂化生产奠 定了理论基础 同时 研究了外源激素种类 浓度和作用时间对连香树硬枝和嫩枝插 穗生根的促进效应 为进一步完善连香树扦插繁殖技术 苗木生产以及优良无性系的 选育提供一定的理论依据 1 通过组织培养技术研究得出 连香树外植体组织培养最佳取材时问为4 月 启动率高 污染率相对其他时期 较低 茎段 叶片和叶柄的启动率分别为9 8 3 3 8 1 6 7 和9 5 o o 污染率分别 为2 5 0 0 1 8 3 3 和2 1 6 7 连香树茎段的最佳灭菌时间为7m i n 叶片和叶柄均为5m i n 初代培养 茎段培养以m s b a 0 5m g l 1 2 4 do 0 1m g l 为最适宜培养基 配方组合 启动率高达1 0 0 出愈率9 6 6 7 出芽指数1 9 叶片培养以m s b a1 0 m g l l 喇a a o 0 1m g l 2 4 一do 1m g l 1 为最适宜培养基配方组合 出愈率7 8 3 3 叶柄培养以m s b a 0 5m g l n a a 0 0 5m g l 1 2 4 do 1m g l 1 为最适宜培养基配 方组合 出愈率8 3 3 3 继代培养 适宜于新梢继代增殖培养的最优组合是m s b a1 0m g l 2 4 d o 0 1m g l 1 n a a o 1m g l 增殖倍数达4 2 有效苗数3 9 有效苗的培养 以1 2 m s b ao 1m g l 1 n a ao 1m g l g a 30 5m g t l 1 为最 适宜培养基配方组合 有效苗率为8 9 4 0 生根培养 以1 2 m s 蔗糖2 0g l i b a o 5m g l 1 为最适宜培养基配方组合 植株生长健壮 生根时间最短 为1 4 4d 生根率最高 达7 8 3 3 平均根数最多 为4 条 但平均根长最短 仅1 9c m 移栽与炼苗 炼苗基质以蛭石 珍珠岩 河沙 1 1 2 效果最好 成活率最 高 达到8 1 2 0 且长势良好 2 通过扦插技术研究得出 无论是嫩枝扦插还是硬枝扦插 激素处理对生根有显著影响 生根率均明显 高于对照 通过对连香树硬枝和嫩枝扦插的比较可知 嫩枝扦插的生根时间比硬枝扦插 短 生根期均有所提前 生根率优于硬枝扦插 无论是嫩枝扦插还是硬枝扦插 在以 下试验中扦插测定的生根时间 生根数 根长和生根率等指标有相似的变化趋势 从 成活率方面分析 连香树更适宜于嫩枝扦插 扦插激素种类方面 i b a 是连香树插条处理的重要影响因子 作用效果最好 n a a 次之 i a a 对插条生根效果最差 采用1 0 0m g l 1i b a 和1 0 0m g l 1n a a 的混 合处理硬枝或嫩枝插条效果最好 生根率分别达到6 8 3 3 和7 6 6 7 且苗长势良 好 不同i b a 浓度对硬枝或嫩枝插条的处理结果表明 综合各项生根指标来看 5 0 0m g l 1 快蘸8s 处理最好 生根率分别达到6 8 3 3 和7 1 6 7 2 0 0m g l 浸泡4 h 和1 0 0 0 m g l 1 快蘸8s 的处理效果居中 5 0 m g l 和1 0 0 m g l 的浸泡4 h 处理效 果最差 在i b a 不同浸泡时间处理硬枝和嫩枝插条试验中 i b a2 0 0m g l 浸泡6h 的 插条生根效果最好 生根率分别为7 1 6 7 和7 5 0 0 浸泡4h 和8h 居中 不浸泡 和浸泡1 2h 的效果最差 没有生根情况发生 关键词 连香树快速繁殖组织培养扦插繁殖 s t u d yo nr a p i dp r o p a g a t i o nm e t h o d so fc e r c i d i p h y l l u m j a p o n i c u m s i e b e tz i i c c m a im i a o m i a o d i r e c t e db yp r o s h id a x i n g a b s t r a c t t h i sp a p e rm a i n l yd e a l tw i t ht h es t u d yo nt h ep r e l i m i n a r yc o n s e r v a t i o no fg e r m p l a s mr e s o u r c e s o fe n d a n g e r e dp l a n t c e r c i d i p h y l l u mj a p o n i c u ms i e b e tz u c c f o rk n o wt h e b e t t e rm e d i u ma n d p r o c e e d i n go fc u l t u r i n gc e r c i d i p h y l l u mj a p o n i c u ms i e b e tz u c e w eu s eo r t h o g o n a le x p e r i m e n t a l d e s i g na n da n a l y s i so fv a r i a n c et oe s t a b l i s h t h et e c h n i q u es y s t e mo ft i s s u ec u l t u r e t h ea f f e c t e df a c t o r s o f p r o p a g a t i o n e x i s t i n gp r o b l e m si nt h i st e c h n i q u ea n dt h ec o r r e s p o n d i n gs o l u t i o n sa r ea l s od e s c r i b e d w h i c hp r o v i d et h et h e o r e t i c a lb a s ea n dt e c h n i c a lm e a s u r e sf o ri n d u s t r i a lp r o d u c i n go f p l a n t l e t w es t u d y t h ep r o m o t i o no fe x o g e n e s i sh o r m o n e st r e a t m e n ta n di t sc o n c e n t r a t i o na n ds o a k i n gt i m ei nt h eg r e e n s h o o tc u t t i n ga n dt h ew o o d yc u t t i n g t op r o v i d et h et h e o r e t i c a lb a s ef o rc u t t a g er o o f i n g 1 t h es t u d yo f t i s s u ec u l t u r et e c h n i q u ea n dt h eb e t t e rm e d i u mf o rv a r i o u ss t a g e sa r ea sf o l l o w s a p r i li st h eb e s ts e a s o nt od r a wm a t e r i a l s i nw h i c ht h eg e r m i n a t i o nr a t ea r e9 8 3 3 8 1 6 7 a n d9 5 0 0 b ys t e m l a m i n a ea n dp e t i o l er e s p e c t i v e l y t h ec o n t a m i n a t e dr a t eo n l ya r e2 5 0 0 18 3 3 a n d2 1 6 7 b ys t e m l a m i n a ea n dp e t i o l er e s p e c t i v e l y d u r i n gt h et r i a l 7m i n u t e si sg o o dt ot r e a tt h es t e mb yh g c l 2 o 1 a n d5m i n u t e si sg o o dt o t r e a tt h el a m i n a ea n dp e t i o l e l n i t i a lc u l t u r e i n i t i a lm e d i u mo fs t e m m s b a0 5m g l 1 2 4 d0 0 1m g l q i nw h i c ht h eg e r m i n a t i o nr a t ei s 1 0 0 t h ec a l l u si n d u c t i o nr a t ei s9 6 6 7 a n dt h es h o o tf o r m i n gi n d e xi s1 9 i n i t i a lm e d i u mo f l a m i n a e 1 n a a l 2 o u su co nr aes 一 一1 2 0 i i 一1 2 1 o 重 e f f i c i e n c ys e e d i n gc u l t u r e 1 2 m s b ao 1m gl n a ao 1m g l 一 g a 30 5 r a g l i nw h i c h t h er a t eo f e f f i c i e n c ys e e d i n g si s8 9 4 0 查 r o o t i n gc u l t u r e 1 2 m s s u c r o s e 2 0g l i b a0 5m g l i nw h i c ht h er a t eo f r o o t i n gi s7 8 3 3 t h eq u a n t i t yo f r o o t si s4 a n dt h el e n g t hi s1 9 c mi n1 4 4d a y s 面f o r g i n gs e e d i n gt r a n s p l a n t i n g t h et r a n s p l a n tm e d i u mi nv e r m i c u l i t e p e r l i t ea n dr i v e r s a n db y1 1 2i st h eo p t i m a lf o rc e r c i d i p h y l l u m j a p o n i c u ms i e b e tz u c c w h i c ht h er a t eo f s u r v i v a li s8 1 2 0 2 t h es t u d yo f c u t t i n gp r o p a g a t i o nt e c h n i q u es h o w s o w i t hi nt h ew o o d yc u t t i n ga n dt h eg r e e ns h o o tc u t t i n g i ti sc l e a rt h a tt h er o o t i n gr a t ei nt r e a t e d b yh o r m o n e sa l eb e t t e rt h a nn oh o r m o n e s g b yc o m p a r i n gw i t ht h eg r e e ns h o o tc u t t i n ga n dt h ew o o d yc u t t i n go fc e r c i d i p h y l l u m j a p o n i c u m s i e b e tz u c c i ti ss i g n i f i c a n t l yc l e a rt h a tt h er o o t i n gt i m ei ng r e e ns h o o tc u t t i n ga r es h o r t e rt h a nw o o d y c u t t i n g t h er o o t i n gr a t ei ng r e e ns h o o tc u t t i n ga r eb e t t e rt h a nw o o d yc u t t i n g t h e r e f o r e t h er o o t i n gt i m e t h er o o t i n gr a t e t h eq u a n t i t yo f r o o ba n dt h el e n g t hh a v et h es i m i l a rv a r i a t i o n a lt r e n d t h eg r e e ns h o o t c u t t i n go f c e r c i d i p h y l l u m j a p o n i c w t ns i e b e tz u c c i se a s i e rs u r v i v a lt h a nt h ew o o d yc u r i n g i nt h ea s p e c to fh o r m o n e w i t hi nt h ew o o d yc u r i n ga n dt h eg r e e ns h o o tc u t t i n g i b ai st h e i m p o r t a n ts t i m u l a t er o o t i n gs u b s t a n c e b l e n dh o r m o n ew i t hi b aa n dn a a i st h eb e s t w h i c ht h er o o t i n g r a t ea r e6 8 3 3 a n d7 1 6 7 r e s p e c t i v e l y f o ri b ac o n c e n t r a t i o n 5 0 0m g l 一1d i p p i n gi n8 si st h eb e s ti nt h ew o o d yc u t t i n ga n dt h eg r e e n s h o o tc u t t i n g w h i c h t h er o o t i n g r a t e a r e6 8 3 3 a n d7 1 6 7 r e s p e c t i v e l y 2 0 0 m g l d i p p i n g i n4 h a n d 1 0 0 0m g l d i p p i n gi n8 sa tt h em i d d l e 5 0a n d1 0 0m g l d i p p i n gi n4 ha r et h ew o r s t t h eo p t i m u ms o a k i n gt i m ei s6 hw h e n2 0 0m g l 1i b ai su s e dt ot r e a tt h ew o o d yc u r i n ga n dt h e g r e e ns h o o tc u t t i n g w h i c ht h er o o t i n gr a t ea r e7 1 6 7 a n d7 5 0 0 r e s p e c t i v e l y 4 ha n d8 ha tt h em i d d l e 1 2 hi sw o r s tw i t hn or o o t i n g k e yw o r d s c e r c i d i p h y l l u mj a p o n i c u m s i e b e t z u c c f a s tp r o p a g a t i o n t i s s u ec u l t u r e c u t t i n g p r o p a g a t i o n 论文独创性声明 本人郑重声明 所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行研究工作所取得的 成果 尽我所知 除了文中特别加以标注和致谢的地方外 学位论文中不包含其他个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果 也不包含为获得四川农业大学或其它教育机 构的学位或证书所使用过的材料 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意 研究生签名 素荡荡 舀年占月勰日 关于论文使用授权的声明 本人完全了解四川农业大学有关保留 使用学位论文的规定 即 学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版 允许论文被查阅和借阅 可以 采用影印 缩印或扫描等复制手段保存 汇编学位论文 同意四川农业大学可以用不 同方式在不同媒体上发表 传播学位论文的全部或部分内容 研究生签名 袁够茁 导师签名锄 f 占年 2 以年 占月冶日 6 只绻日 l 刖舌 连香树 c e r c i d i p h y l l u m j a p o n i c u ms i e b e tz u c c 为连香树科连香树属落叶乔 木 别名山白果 因其味芳香 百米可闻 越摇越香 故名 连香 是东亚特有 的珍稀濒危树种 属我国国家二级保护稀有种 连香树起源古老 是第三纪古热带植 物的孑遗种植物 作为具有造纸 香料 药用和木材等多种经济效益及绿化 美化 优化环境等生态效益的植物资源 具有较高的科研 开发和利用价值 特别是其树姿 挺拔雄伟 叶形奇特美观 成为世界著名的观赏树种 近年来 连香树作为彩色叶树 种已被世界各国广泛引种栽培保护 2 3 由于连香树深居大山 长期以来未得到有关部门的高度重视 使得其资源没有得 到较好地保护 目前已被列入 中国珍稀濒危植物名录 中国植物红皮书 4 和第一批 国家重点保护野生植物名录 近几年来 随着人们对环境资源保护的重 要性的认识 连香树的生存状况越来越受到人们的关注 为了科学地制定出对连香树 的保育策略 我国的科学工作者们对连香树的生物学和生态学特性 5 捌 系统分类 1 0 1 2 自然分布 1 3 1 群落结构f 1 4 濒危状况 1 8 引种繁殖 1 9 2 3 解n 6 j j 2 4 木材结 构 2 5 绷 化学成分网 资源保护模式和开发模式 2 93 0 1 等方面进行了研究 随着人们 对连香树在科研 化工及园林绿化等领域价值的不断认识 市场对连香树苗木的需求 也在不断增加 但由于其繁殖的困难 至今也未成为广泛应用的园林绿化树种 仅被 世界各国引种栽培保护 少见于大面积造林 本试验通过组织培养和扦插繁殖 对其 种质资源的保护技术进行探索 以期加快其繁殖进度 更好地保护和利用连香树资源 2 文献综述 2 1 连香树简介 2 1 1 连香树的形态特征及生物学特性 连香树为连香树科连香树属 落叶乔木 高l o 2 0 m 胸径可达l m 树皮灰色 纵裂 呈薄片剥落 小枝无毛 有长枝和距状短枝 短枝在长枝上对生 无顶芽 侧 芽卵圆形 叶在长枝上对生 在短枝上单生 近卵形或宽卵形 先端圆或尖锐 基部 心形 圆形或宽楔形 边缘具圆钝锯齿 齿端具腺体 叶正面深绿色 背面粉绿色 具5 7 条掌状脉 花单性 先叶开放或与叶同放 腋生 瞢荚果2 4 个 荚果状 褐 色 微弯 先端渐细 种子长椭圆形 种皮薄纸质 在我国西南和东南各大山区 连香树冬芽3 月初萌动 1 1 月中旬落叶 花期4 5 月 果熟期9 1 0 月 连香树为深根性树种 抗风 耐湿 结实稀少 萌蘖性强 于根基部常萌生多枝 2 1 2 连香树的天然分布及濒危原因 连香树是孑遗种植物 为东亚植物区系的特有种 适于亚热带和暖温带的气候条 件 仅产于中国和日本 在我国主要分布于西南部至东南部 星散分布于安徽 浙江 江西 湖北 四川 陕西 甘肃 河南及山西东南地区的横断山脉 但数量不多 连 香树耐阴性较强 喜湿 多生于的向阳山谷 沟旁低湿地方或山坡杂木林中 在中性 酸性土壤中都能生长 幼树须生长于林下弱光处 成年树则要求一定的光照条件 常 与水青树 t e t r a c e n t r o ns i n e n s e 珙桐 d a v i d i ai n v o l u c r a t a 银雀树 t a p i s c i as i n e n s i s 等古老树种伴生i l 连香树的天然分布区地形复杂 群峰迭起 植物种类十分丰富 海拔一般为6 5 0 2 7 0 0r l l 气候冬寒夏凉 年平均温1 0 2 0 多数分布区雨量充 沛 年降水量5 0 0 2 0 0 0m m 平均相对湿度8 0 左右p 连香树是一种残遗种 其许多生物学特性限制了自身的扩展 连香树多为单株分 布吲且雌雄异株 结实量极少 种子小 千粒重仅0 7 o 8 列3 0 1 在自然条件下出苗 纤细 难以成苗且幼苗易受暴雨 病虫害等危害 天然更新能力较差 3 引 林下幼 树极少 3 4 仅依靠其自然更新来扩大种群数量和范围极为困难 在混交林郁闭的林 冠下 它的种子只有落在林窗或林缘湿润并有一定光照的条件下 才能萌发并发育成 苗 在密闭林冠下和空旷地上难以适应 成熟林中的连香树因受到其它混生树种的挤 压 林相不整齐 开花少 结实量低 从而导致其分布区域逐渐缩小 日益萎缩 成 片植株更是极为罕见 特别是当人们了解它的重要价值和珍贵稀有后 挖掘野生苗的 人也越来越多 人为活动的直接砍伐和对其周围生活环境的毁坏 破坏了它的种群完 整性 严重威胁着它的生存和发展 2 1 3 连香树的开发利用价值 2 1 3 1 科研价值 连香树为白垩纪残遗树种 目前仅在中国和日本间断分布 连香树的发现 为绿 色植物宝库增添了一个新的特有种 丰富了我国植被区系 对于研究第三纪植物区系 起源以及中国与日本植物区系的关系 具有十分重要的科研价值 3 5 1 虽然中国植物 区系在被子植物起源方面的作用有争论 但不可否认的是 在中国植物区系中仍保留 着如珙桐科 连香树科 领春木科等许多原始被子植物科f 3 因此深入地探索连香 树的演替规律 对在地史变迁 古气候 古地理和古植物区系等方面有重要的研究意 义 在群落结构和植物系统演化也具有较高的学术价值 此外 由于连香树具有速生 性特点p2 3 从植物资源学上来看 它的发现也为我国亚热带高山区提供了一个 新的造林树种 2 1 3 2 观赏价值 连香树为珍贵落叶高大乔木 其干形通直 寿命长 树姿雄伟 树冠开阔 绿荫 如伞 枝条婀娜 树形优美 叶形奇特 秀丽别致 嫩叶红色 入秋后变为黄色 是 观赏价值较高的园林绿化树种 此外 连香树树皮具耐火能力 还可用于防火栽植 3 4 i 2 1 3 3 经济价值 连香树是世界上珍贵的用材和重要的造币树种 2 其木材材质优良 纹理通直 结构细致 质地坚硬 可供多种用途 如供家具 雕刻及文具等用材眇3 叶和皮 均含鞣质 可提制栲胶 2 8 1 果与叶含焦性儿茶酚 可作药用 叶中所含的麦芽醇在 香料工业中常被用于香味增强剂 3 2 1 4 连香树的繁殖研究进展 连香树雌雄异株 现多为单株分布 2 9 1 结实量极少 种子小 出苗纤细 难以 成苗 天然更新能力较差f 1 9 9 1 对于处于尚待开发与应用的连香树来说 繁殖方 法可以采用无性繁殖与有性繁殖有机结合的方式 以此来达到迁地保护的目的 同时 也能减少连香树结果时由于大小年之分而带来的难以连续播种繁殖的困难 连香树目 前常采用播种繁殖阎 但成苗困难 种子需要经过特殊处理后才能较好地萌发 9 1 在传统的无性繁殖方面 常规的扦插育苗较难 经生根粉处理后的扦插成活率仍较低 压条繁殖成活率虽达8 0 2 1 0 1 但繁殖系数低 且在生产上无太大意义 不能满足 市场需求 对于连香树的组织培养的研究还处于探索阶段 至今尚未见相关报道 2 2 林木无性繁殖研究进展 无性繁殖 c l o n e 一词源于希腊文 克隆 k l o n 即人们通常所说的营养繁殖 扦插繁殖是最常用的一种无性繁殖方法 树木扦插作为易生根树种的繁殖方法已有很 长的历史 例如三千多年前我国人民已经用插木法繁殖杨柳科的某些树种1 4 诗 经 齐民要术 等书籍中都有扦插繁殖的记载 当时主要集中在易生根的木本植物 和草本花卉上 无性繁殖作为无性系育林重要环节始于1 9 世纪初期的林木扦插技术 4 i 4 2 1 2 0 世纪2 0 年代 人们开展了有计划的无性利用 然而受无性繁殖技术条件的 限制 直到第二次世界大战以后 林木无性繁殖才有了较大的进展 4 3 但当时扦插 繁仅仅是用于易生根树种繁殖的一种手段 直到2 0 世纪4 0 年代 随着人工合成生长素研制成功 以及对有关生根机理的 认识 人工喷雾装置和自动控制湿度 温度 光照等设备的出现 许多难生根树种的 扦插繁殖获得了极大成功1 4 4 l 为其繁殖开辟了广阔的途径 在国外 随着林业改 良工作的发展 林木良种选育走无性系改良的途径已成为一种发展趋势 为了保持新 品种的优良遗传性状 人们需要大量采用无性繁殖 特别是扦插繁殖来建立无性系种 子园 采穗园 优树种子库 并繁殖大量遗传性状优良的苗木用于生产 扦插繁殖已 经成为育种工作的重要组成部分之一 日本近百年来 直采用扦插法繁殖柳杉 意大 利发展杨树优良无性系 主要靠扦插育苗 已成功地生产了大量木材 同时 扦插技 术的改进导致了德国大规模的无性繁殖造林 4 4 新西兰和澳大利亚也成功地解决 了辐射松的扦插繁殖技术 4 联邦德国 芬兰 瑞典 挪威等国 从5 0 年代就开始 探索欧洲云杉和挪威云杉的扦插繁殖 现已基本解决了主要技术问题 4 l 加拿大和 英格兰也已经分别成功地进行了黑云杉和西加云杉的无性繁殖造林f 删 随着世界范围内的无性系育林蓬勃发展 由于其自身无性繁殖优点及有性繁殖 的局限性 一些易生根或有性结实率低的树种普遍采用无性繁殖技术1 4 协5 国内 外许多资料表明 不少造林树种都可采用扦插繁殖技术育苗并应用于造林生产1 5 2 1 在国内 松属的一些树种 如油松 湿地松 马尾松 红松 樟子松等都取得了扦插 繁殖的成功 对于一些中等生根能力的用材树种 也经无性系选育获得 些较易生根 的新无性系 5 最近几年 随着扦插生根技术的不断创新 无性繁殖已逐渐向难生 根树种领地挺进 并取得了一定成效i 粗5 0 4 5 5 1 虽然针叶树种仅少数属中等生根能 力 多数属难生根树种 4 9 但由于其在林业中的特殊地位 倍受林业工作者的重视 因此 无论从无性繁殖技术 还是从无性系造林来看 都己取得了突破性进展 5 6 1 据r i t c h i e 1 9 9 1 睁 调查统计报告 1 9 8 9 年全世界年产针叶树种扦插苗已超过6 5 0 0 万 株 并且每年的繁殖数量都在递增 无性繁殖作为林木快速繁殖的一个途径 被应用在树木遗传改良上 并以此为 基础进行无性系造林 近些年来 许多国家重视发展无性系育种和无性系林业的研究 取得了显著的成效 巴西和刚果的桉树无性系育种居世界领先地位 德国 瑞典 芬 兰和前苏联一直重视欧洲云杉无性系育种和无性系林业的研究 德国黑森州林务局每 年繁殖云杉苗4 0 万株 生根率达9 5 以上 中国育种学家对落叶松的无性繁殖技术 也进行了研究 取得了显著的成就 跚 扦插是传统的无性繁殖中应用前景最广泛的一种方法 与有性繁殖相比 扦插能 够保持亲本的优良性状 用插条繁殖的良种无性系 不仅后代整齐一致 而且遗传增 益超过了实生良种 5 9 1 j k l e i n s c h m i t 报道挪威云杉 p i c e aa b i e s 无性系良种的遗传 增益可达4 0 f 6 0 6 1 近年来 随着无性系林业的发展 特别是随着幼化理论和技术 被突破 扦插越来越引起世界各国的关注 扦插与组织培养结合已经成为育苗领域 林木育种的现代技术框架1 6 2 目前 扦插繁殖技术主要集中在速生针叶树种和一些果树中 对阀叶树种的研究 相对较少 我国林木扦插研究还在不断发展之中 其生根的研究正从一般技术向生理 及解剖方面深入 关于树木扦插繁殖的研究工作主要集中在两个方面 一是研究提高插条成活率的 技术措施 如母树年龄 采条部位 采条时间 促进生根和预防腐烂的措施和药剂的 选择及使用方法 插穗制备 插穗选择 生根过程中最佳环境因子的调控技术等 这 些研究成果有效地解决了许多较难生根树种的扦插繁殖技术 另一方面是侧重于解 剖 生理 生化方面的研究 试图从理论上阐明不定根发端发育的原委 为技术措旌 提示生理依据 通过多学科的共同努力使扦插繁殖的理论与技术都得到迅速发展 2 3 林木组织培养研究进展 植物组织培养是本世纪初在植物生理学和细胞学说的基础上为基础发展而来的 一种植物繁殖新技术 经过一百多年的发展 植物组织培养现已成为一门日臻完善的 技术畔j 植物组织培养 p l a n tt i s s u ec u l t u r e 是指在无菌条件下 将离体植物器官 组 织 细胞和原生质体等在人工培养基和适宜的环境条件下培养 使其产生完整植株的 过程 植物组织培养的快速繁殖 就是应用植物组织和细胞培养技术 快速繁殖珍稀 濒危植物 使物种得以保存 以及快速繁殖名优特新品种 使其在一定时间内繁衍为 一定数量与母本相同的植株畔j 作为生物技术的一个重要环节 组织培养技术的应 用已在快繁 脱毒 加速育种进程 次生代谢物生产和种质资源保存等方面取得了巨 大的进展1 6 近年来 组织培养快速繁殖技术已成为生物工程技术应用于林业取得进展最大的 领域 自2 0 世纪6 0 年代以来 利用组织培养再生植株的植物种类已达到近1 0 0 0 种 其中木本植物达2 0 0 多种 并且还在不断增加 美国 德国 新西兰等一些发达国家 就 些主要造林树种 如火炬松 花旗松 辐射松等开始了大规模的工厂化育苗生产 并大批量地应用到生产实践中去 取得了良好的经济效益和生态效益 1 9 7 8 年美国 惠豪公司及北卡州立大学南方中心己开始用火炬松优树的组培苗进行小面积造林 1 9 8 3 美国里格斯苗圃就有1 0 0 万株组培苗的生产规模 主要品种为花木及果树 1 9 8 1 年联邦德国的f r o b l e k 曾用组织培养方法获得5 万株三倍体山杨无性系 并建立了年 产1 5 万株山杨组培苗的苗圃睇 鲫 新西兰林业研究中心1 9 8 5 年已用组培方法生产 优质辐射松苗5 0 万株 4 8 目前达2 0 0 万株 此外 法国 加拿大和巴西等在三倍体 山杨 云杉 杨树 桉树等树种的组培方面进行了较为系统的研究 使林木组培苗进 入工厂化和适用化阶段 世界各国对组织培养快速繁殖方法的利用 使林木组织 培养向生产实际即工厂化育苗迈进惮j 7 0 年代以来 利用植物不同离体培养方式可再生的植物已有1 3 0 个科 1 5 0 0 种 以上 其中木本植物已达到1 0 0 多种 7 l7 我国在这方面工作起步较晚 但发展较 为迅速i7 3 中国科学院 中国林科院林业研究所 南京林业大学 北京林业大学 东北林业大学以及许多地方林业科研院所和学校都开展了林木组培及其工厂化育苗 技术研究 并取得了巨大的成功 建立了具有国际先进水平的 年产桉树组培苗2 5 0 万株 杨树组培苗1 5 0 万株的全自动化控制育苗工厂 即华南地区林木组培茁工厂及 华北林木组培苗工厂 其生产的组培苗木被广泛应用于国家林业两大体系的建设和世 界银行贷款造林项目实旌 尤其在南方商品林如桉树商品林基地建设中起了十分重要 的作用 7 0 l 与此同时 葡萄 t a l 猕猴桃 7 5 1 柚木 相思 7 6 杉木f 7 77 吼 巨尾桉 8 0 毛白杨 8 l 8 3 1 等经济和造林树种从器官 茎尖 成熟胚 花药和愈伤组织诱导成苗等的 组培技术快繁体系也已经完善 并进入了工厂化生产畔 目前 绝大多数树种的组织培养技术还停留在试验研究阶段 在应用生产方面还 有一定不足 对于今后在树木疾病的控制和代谢产物 药物以及其它有价值成分的生 产上有待于进一步的研究 因此今后还需要有一套可行的措施将研究成果转化成为有 经济价值的大规模生产实践 8 4 1 3 目的及意义 植物组织培养是利用细胞全能性的原理 通过无菌操作分离植物体的一部分 接 种到培养基上 在人工控制的条件下 包括营养 激素 温度 光照 湿度等 进行 培养 使其产生完整植株的过程 它除具备常规营养繁殖的优点外 还具有繁殖速度 快 脱除病毒 优化复壮植物 不受季节的影响 近些年来 组织培养在木本植物得 到迅速应用 特别是微体快速繁殖已成为组织培养在林业上应用的主流 若能将其应 用到连香树的繁殖上 无疑具有极其重要的意义 扦插繁殖在农业 林业 园林绿化和花卉生产中广泛应用 其繁育周期短 可以 提高土地等的利用率 栽植成活率高 生长快 苗木一般比较健壮 对病虫害 干旱 冻害的抵抗力强 可以节省劳力 降低生产费用 与嫁接 埋条等其他常规繁殖相比 它具有简单易行 繁殖速度快 不受树种限制 繁殖系数高 成本低的优点 初步研 究表明 连香树扦插繁殖较困难 因此 弄清楚其扦插生根的机理 提高繁殖数量和 质量 对连香树在生产中迅速推广应用具有很重要的现实意义 此项研究的成功 不仅可大大缩短连香树育苗周期 降低苗木的成本 而且可在 短时间内为社会提供大量优质苗木 连香树繁育工作的开展 是对连香树濒危状况的 一种保护性对策 如果可以很容易地将连香树加以扩繁增殖 对连香树种质资源的保 存 濒危状况的解除 甚至对它的大规模的开发利用都将具有极其重要的意义 6 4 材料与方法 4 1 试验材料 供试材料为四川农业大学林木遗传育种实验室苗圃内盆栽3 年生连香树健壮植 株 4 2 组培技术路线 盆栽植 鬻竺三三五磊二忑盆栽植株 叶柄 i 愈伤组织 丛芽 卜丛苗 嫩叶 移栽 一炼苗 一完整小植株 一生根培养 一单苗 4 3 试验方案与方法 4 3 1 组培试验 4 3 1 1 初代培养 4 3 1 1 1 材料的处理与培养条件 材料的预处理 剪取幼嫩带芽茎段 叶片和叶柄 先用1 洗衣粉水漂洗5m i n 用毛刷轻刷以除去表面杂质 再用自流水冲洗2 3h 剪去展开的叶片 将幼叶 叶 柄和嫩茎分开以便消毒 在超净工作台上消毒灭菌后 用无菌纱布吸干表面水分 并 将茎段剪成2c i n 左右长 带1 个对生芽 叶柄剪成1c m 长 叶片剪成2 5r 啪2 大小 备用 若无特别说明 培养基附加琼脂0 7 o 8 蔗糖3 0g l p h5 8 6 0 培养 温度 2 5 2 光照每天1 4 h 光照强度1 5 0 0 2 0 0 0 l x 4 3 2 1 2 取材时间的试验 f h 于外植体自身的生理特性在不同时期外植体对外界的反应不同 因此为了确定 合适的取材时间 分别在4 月中旬 8 月中旬 1 1 月中旬进行取材 以带芽茎段 叶 片和叶柄为外植体 表面灭菌方式均采用7 0 乙醇处理1 5s 无菌水冲洗3 次 o 1 h g c l 2 处理5m i n 无菌水冲洗5 次 并接种于m s 培养基上 每个处理接种2 0 管 重 复3 次 4 3 1 1 3 外植体灭菌时间的试验 无菌外植体是无菌培养体系建立的基础 外植体表面消毒在整个培养过程中占重 要位置 既要求将外植体表面的微生物彻底杀死 又要求尽可能地少伤害外植体组织 和表层细胞 关于木本植物的外植体表面消毒较为困难 试验选在8 月中旬进行 分 别以带芽茎段 叶片和叶柄为外植体 消毒药品0 1 h g c l 2 分另 采用表1 所示方法 进行消毒处理 并接种在m s 培养基上 每个处理接种2 0 管 重复3 次 表1连香树外植体消毒试验方案 t a b l e1 e x p e r i m e n ts c h e m eo f e x p l a n t sd i s i n f e c t i o no f c e r c i d i p h y l l u m j a p o n i c u ms i e b e tz u c c 试验号 c o d e 处理方法 d i s i n f e c t i o nm e t h o d s i i i i 7 0 乙醇处理1 5s 无菌水冲洗3 次 o 1 h g c l 2 处理3 m i n 无菌水冲洗5 次 7 0 乙醇处理1 5s 无菌水冲洗3 次 o 1 h g c l 2 处理5 r a i n 无菌水冲洗5 次 7 0 乙醇处理1 5s 无菌水冲洗3 次 o 1 h g c l 2 处理7 m i n 无菌水冲洗5 次 7 0 乙醇处理1 5s 无菌水冲洗3 次 o 1 h g c l 2 处理9 m i n 无菌水冲洗5 次 4 3 1 1 4 初代培养激素筛选试验方案 表2 初代培养因子水平表 t 曲l e2t h el e v e l si ni n i t i a li n d u c t i o n 表3 初代培养正交试验方案l 1 6 4 5 t a b l e3t i t l eo f t h eo r t h o g o n a ld e s i g nt a b l el e v e l si ni n i t i a li n d u c t i o n 将已消毒的外植体分别接种于初代培养基上 每种材料接种2 0 管 每管接种1 个外植体 重复3 次 试验采用3 因素4 水平正交试验设计 培养方案见表2 表3 8 基本培养基 m s 培养基 生长调节剂 b a n a a 2 4 一d 4 3 1 2 继代增殖培养 在预备试验的基础上以初代培养获得的无菌苗新梢和愈伤组织为外植体 每个处 理各接种2 0 瓶 每瓶接种1 个外植体 重复3 次 试验采用3 因素3 水平正交试验 设计 培养方案见表4 表5 材料来源 初代培养获得的无菌材料 基本培养基 m s 培养基 生长调节剂 b a 2 4 一d n a a 表4 增殖培养因子水平表 t a b l e4t h el e v e l si nc l u m ps h o o t si n d u c t i o n 表5 增殖培养正交试验方案k 3 4 t a b l e5t i t l eo f t h eo r t h o g o n a ld e s i g nt a b l el e v e l si nc l u m ps h o o t si n d u c t i o n 4 3 1 3 有效苗培养 继代培养获得的部分芽苗矮小 纤弱 若直接用于生根炼苗或者继代增殖培养 苗利用率低 因此 需进行有效苗培养以提高苗的利用率 每处理接种2 0 瓶 每瓶 接种1 个外植体 重复3 次 试验采用3 因素4 水平正交试验设计 培养方案见表6 表7 材料来源 继代培养获得的纤弱 矮小无根单苗 9 基本培养基 1 2 m s 生长调节剂 b a n a a g a 3 表6 有效苗的培养因子水平表 t a b l e6t h el e v e l si ne f f i c i e n c ys e e d i n g si n d u c t i o n 因子 f a c t o r 水平 1 1 i i t i 五了厂 瓦i 五吾i 了 云i 了面五广 10 0 0 2 0 1 0 0 10 1 3 0 5 0 0 50 5 41 00 11 0 表7 有效苗的培养正交试验方案h 6 4 t a b l e7t i t l eo f t h eo r t h o g o n a ld e s i g nt a b l el e v e l si ne f f i c i e n c ys e e d i n g si n d u c t i o n 丽号 d e b a m g l 1 n a a m g l 1 g a 3 m g l 1 c ll 0 1 o 1 o c 2 1 2 o 0 1 2 0 1 c 3 1 3 0 0 5 3 0 5 c 14 0 1 4 0 0 c 52 0 1 1 2 c 6 22 1 c 7 23 4 c 8 24 3 c 93 0 5 i 3 c l o 3 24 c l l 3 3 1 c 1 2 3 4 2 c 1 34 1 o 1 4 c 1 4 42 3 c 1 5 43 2 c 1 6 4 41 4 3 1 4 生根培养 选择苗高 3 0c m 的健壮无根单苗进行根的诱导 每处理2 0 瓶 每瓶接种1 个 外植体 重复3 次 试验采用4 因素4 水平正交试验设计 培养方案见表8 表9 材料来源 壮苗后的健壮无根单苗 基本培养基 i 4 m s i 2 m s 3 4 m s m s 生长调节剂 n a a i b a 蔗糖浓度 15g l 2 0g l 一 2 5g l 3 0g l 1 o 表8 生根培养因子水平表 t a b l e8t h el e v e l so nr o o t i n g 因子 f a c t o r 水平 1 e v e l 趸苯丽两 1 丽弋瓦丐 1 瓦r 百酉 m e d i u ms u c r o s e m g l m g l 1 1 4 m s 5 0 0 2 1 2 m s2 00 0 5 0 0 5 3 3 4 m s2 50 1 0 4m s3 00 5 0 5 4 3 1 5 炼苗与移栽 材料来源 瓶内获得的带根健壮单苗 根长1 5 2c l t i 苗高3 4c m 试验基地 四川i 农业大学林学系遗传育种实验室苗圃温室 材料预处理 在封口膜上密n d 孑l 于温室散射光下培养3d 后揭开1 4 的封口 膜 6d 后揭开1 2 封口膜 9d 后再揭开3 4 的封口膜 1 2d 后全揭开 15d 取出试 管苗 移出并洗净培养基 不要损伤根系 栽植到移栽基质上 见表1 0 盖小拱棚 开启自动喷雾装置 表1 0 炼苗成活率试验方案 t a b l e1 0t i t l eo f t h es u r v i v a lr a t e 试验号移栽基质 一 堂 塑 趔塑 鉴婴 塑 e 蛭石 珍珠岩 河沙 1 1 4 e 2蛭石 珍珠岩 河沙 1 1 2 e 3蛭石 珍珠岩 河沙 1 i 1 移栽后养护