西南桦花枝嫁接人工制种技术

郭俊杰，赵志刚，曾 杰

（中国林业科学研究院热带林业研究所，广东 广州 510520）

西南桦花枝嫁接人工制种技术

郭俊杰，赵志刚，曾 杰*

（中国林业科学研究院热带林业研究所，广东 广州 510520）

摘要：西南桦树体通直高大，人工控制授粉困难。为了加快其杂交育种进程，通过多年的物候期观测、花器官发生研究、花枝嫁接以及人工授粉试验，开发出一套行之有效、便于大规模开展人工控制授粉的技术：（1）以1～3年生健壮西南桦幼苗或幼树为砧木，其主干直径或枝条直径要求在0.5 cm以上；（2）于9月中下旬从优树上采集具饱满、粗大雌花芽的花枝，采用枝接法将花芽嫁接到砧木上；（3）花序长出后，及时修剪枝叶，使其光照充足，待花序苞片张开，柱头露白时即套袋进行控制授粉；（4）1周后解袋，待果序变成金黄色或黄褐色即可采种。试验表明：西南桦的花芽识别率可达73.4%，嫁接20 d后花枝成活率可达80%以上，控制授粉获得种子的平均发芽率达33.2%，嫁接花枝的开花和果实成熟时间较野外植株分别延后约1个月和半个月。

关键词：西南桦；花枝嫁接；控制授粉

西南桦（Betula alnoides）属高大落叶乔木，是我国热带、南亚热带地区的一个乡土阔叶树种。其生长迅速，材质优良，较耐干旱贫瘠，是该地区珍贵木材生产和生态公益林建设的主要树种之一[1]。随着人工林面积的不断增长，西南桦良种壮苗需求迅速扩大，为西南桦良种选育工作提出了新的要求。杂交育种是创造优良品种的一个重要手段，通过人工控制授粉，使优良性状通过基因重组得以集成，从而获得目标性状遗传增益高的杂交子代。西南桦结实优树树体通直高大，树高往往在20 m以上，使得人工控制授粉操作难以实施，增加了杂交育种工作的难度。2003年一个偶然的机会，我们在进行西南桦优树营养枝嫁接时，误采了部分花枝作为接穗，发现接穗长出花序，遂产生了通过花枝嫁接进行人工控制授粉的想法。经过多年的西南桦物候观测、花器官发生研究、花枝嫁接以及人工控制授粉试验，终于获得具发芽力的杂交种子。本文旨在介绍西南桦花枝嫁接以及人工控制授粉的技术流程和成效，为西南桦杂交育种提供技术支撑。

1 雌花芽识别与嫁接时间选择

正确识别雌雄花芽及叶芽是提高雌花芽嫁接比例的关键。经多年的物候观测发现，西南桦雌雄花序开始发育的时间差异大，雄花序于7月中上旬开始从雄花芽中伸出，9月中下旬其长度可达5 cm，而此时雌花序刚刚开始发育，并未伸出雌花芽，使得雌花芽饱满膨大、短而粗，这与Lin等用解剖学手段研究西南桦花发育的结果相符[2]，依据这一特征能清晰地区分雌花芽与雄花芽。西南桦有旱季落叶的特性，其落叶主要集中在8－9月。在落叶期内，西南桦植株的叶芽发育缓慢或暂时停止发育，相比于雌花芽，此时叶芽瘦小细长，能清楚辨认（图1）。经验丰富者花芽正确识别率可达73.4%。笔者于2009年9月中下旬从广西靖西县西南桦天然群体内16个生殖植株上采集叶芽和雌花芽，共测定了345个叶芽和295个雌花芽的长度和宽度，雌花芽的长宽比均值为2.33 ±0.16，叶芽的长宽比均值为2.45±0.15，两者差异显著（P < 0.05），而且此时由于雌花序开始生长，营养需求相对较小，有利于接穗的成活；至10月时雌花序逐渐伸出花芽，其嫁接成活率大幅度降低，因此西南桦雌花枝的嫁接应选在9月中下旬进行。

图1 花枝和花芽Figure 1 Flowering branch and flower bud

据程伟等的研究，西南桦花芽主要分布于树冠中上部的一级枝上，并且顶芽发育成雌花芽的比例低于侧芽，第二到第八侧芽发育成雌花芽的概率差异不显著（P＞0.05）[3]。因此，采集花枝时宜选择西南桦生殖植株树冠中上层表面的带饱满粗壮芽的小枝。剪取小枝后应立即将其插入水中，防止导管内水柱断裂影响接穗吸水和嫁接成活率。

2 花枝嫁接

2.1 砧木和接穗准备

砧木的选择以1～3年生、主干直径或枝条直径在0.5 cm以上的幼苗或幼树为最好。西南桦的花枝嫁接不同于普通的枝接[4]，由于花序发育需要大量的营养，因此对砧木的要求有所不同。在6、7月对选定的砧木去顶芽，以促进侧枝生长。嫁接时去顶稍，留侧枝，以保证砧木根系营养供应，有利于接穗成活以及花序正常发育。

选取与砧木粗细相当的西南桦花枝，从接芽枝背面上方0.5 cm处向下用嫁接刀斜削枝条，长度3 cm，深度达到木质部内略带木质部；然后从芽正面下方2.5 cm枝条处呈45°斜角用嫁接刀削至第一刀刀口底部，再从芽正面下0.5 cm处斜削枝条，长度2 cm，深度达到韧皮部；选取1～2个芽，在上端芽上方0.5 cm将枝切断，取下5～10 cm短枝做接穗。

西南桦花枝嫁接采取枝接法，宜选择阴天进行嫁接，若晴天嫁接，应避开高温时段。其嫁接高度视砧木和枝条直径而定，对于侧枝生长旺盛的植株，也可选择合适的多根枝条进行立体嫁接（图2），但宜保证嫁接高度在1.5 m以下，以便嫁接以及今后授粉操作方便。在砧木的光滑处向下用嫁接刀略斜削，长度为3 cm，削口深度达到木质部，内带木质部，将砧木切片木质部部分切除，留皮层，将接穗嵌入砧木嵌槽，使接穗与砧木的形成层对齐，若砧木较粗，则将其一侧的形成层对齐，并将所留皮层敷于芽下方切口处，这样就形成多个愈合面，有利于接口愈合，然后用塑料条将接口绑扎紧。

2.2 嫁接

图2 高枝立体嫁接Figure 1 Top grafting on multiple branches of 2-year seedlings

2.3嫁接后的管理

嫁接后立即搭棚遮阴，保持土壤湿润，并及时除萌，但需保留适量枝叶，有利于接穗成活。待花序长出后拆除荫棚，适时浇水、施肥。

笔者在嫁接20 d后，调查嫁接成活率，花枝嫁接成活率可达80%。但由于个体差异较大，同一时间嫁接的花序生长情况差别较大。

3 人工控制授粉

3.1 授粉

对嫁接成活的花枝，需经常观察其花序发育状态，待花序苞片张开，柱头微卷发白时即进行控制授粉，然后套袋防止花粉污染；一般12月下旬即可授粉，比自然状态下要晚约1个月。授粉时，选取活力较强的花粉，用棉球沾花粉涂于整个西南桦雌花序。对于不同部位成熟情况均一的花序，一般授一次即可，也可上下午各一次；对于不同部位成熟情况不一的花序，可根据成熟情况，分开授粉，以提高授粉成功率。一周后解袋。

3.2 授粉后的管理

授粉后2～3 d内浇水时不能喷洒到花序，以防止花粉被冲走；及时剪除花序周围的枝叶，增加光照有助于卵细胞受精。授粉2～3 d后，加强水肥管理，施肥以营养液为宜。注意对授粉苗木的修剪，对其他枝条摘心，防止其徒长，以保证花序的营养供应。

4 种子采收

由于雌花序生长情况以及授粉时间的不同，花枝嫁接后人工授粉的种子成熟期差别较大，一般在2－3月，与其天然林种子成熟期相差约半个月。待果序由绿色变成金黄色或黄褐色时，种子已基本发育成熟，待天气晴好、轻摇有种子散落时，即可采摘。按照林木种子检验规程检测若干批次试验所获种子的发芽情况，其种子发芽率平均为33.2%，最高达65%。

5 小结与讨论

（1）西南桦花枝嫁接人工制种技术有以下几个方面的优点：一是操作方便、安全、快捷，成本低廉，不易花粉污染，可应用于大量父本、母本的杂交育种工作；二是人工授粉工作不受天气因素的影响，也便于病虫害的防治，杂交容易成功；三是由于西南桦花序不同部位成熟时间不一，应用本技术可进行多次授粉，保障授粉成功。

（2）试验中发现，嫁接花枝的花芽开花和种子成熟较天然林分别晚1个月和半个月，这可能是营养不良造成的发育延迟。其一，生殖生长是高耗能过程，再加上接穗与砧木未完全愈合，营养及水分运输不畅；其二，砧木侧枝不发达或侧枝徒长，造成营养物质合成不足或过度消耗。因此，嫁接后的管理尤为重要，要合理除萌，施适量的氮肥、钾肥，以促进花序发育。

（3）控制授粉的时机把握是获得大量种子的关键。花粉在常温状态下仅能成活4d[5]，过早的将花粉涂于花序上，还没到雌花柱头发育成熟，花粉已失去活力，卵细胞没能完成受精；若授粉时间较晚，这时雌花柱头已萎焉，同样不能完成受精。因此，需注意观察西南桦花序中小花柱头发育情况，待柱头微卷发白时，及时授粉，以获得大量种子。

致谢：沙二、林开勤和陈琳参与花枝收集、嫁接、人工授粉和采种工作，特致谢忱！

参考文献：

[1] 曾杰，郭文福，赵志刚，等. 我国西南桦研究的回顾与展望[J]. 林业科学研究，2006，19（3）：379－384.

[2] Lin R Z, Zeng J, Chen Z D. Organogenesis of reproductive structures in Betula alnoides (Betulaceae) [J]. Int J Plant Sci，2010，171（6）：586－594.

[3]程伟，曾杰，赵志刚，等. 两种生境条件下西南桦的生殖构件及其空间格局[J]. 热带亚热带植物学报，2010，18（1）：75－81.

[4] 赵志刚，曾杰，郭丽云，等. 西南桦嫁接试验[J]. 林业科技，2006，31（1）：18－19.

[5] 程伟，赵志刚，郭俊杰，等. 西南桦花粉低温贮藏试验初报[J]. 浙江林业科技，2007，27（6）：49－52.

中图分类号：S722.3

文献标识码：B

文章编号：1001-3776（2010）05-0072-04

收稿日期：2010-04-17；修回日期：2010-08-19

基金项目：国家“十一五”科技支撑专题“优质珍贵用材树种桦木、水曲柳新品种选育”（2006BAD01A1603）中“西南桦新品种选育”的部分内容

作者简介：郭俊杰（1980－），男，山东寿光人，研究实习员，在读博士生，从事生态遗传与林木育种研究；*通讯作者。

Technique for Flowering Branch Grafting and Controlled Breeding of Betula alnoides

GUO Jun-jie，ZHAO Zhi-gang，ZENG Jie
（The Research Institute of Tropical Forestry , CAF, Guangzhou 510520, China）

Abstract:Controlled pollination is always very difficult for plus trees ofBetula alnoideswhich are of straight stem and low taper and high up to more than 25 meters. Technique for flowering branch grafting and artificial pollination has developed for several years. Selecting 1-3-yearB. alnoidesseedlings or saplings for stock, with stem diameter or branch diameter more than 0.5 cm. Collecting flowering branches with female buds from the plus tree by late September, and they were grafted to the stocks. When inflorescences sprout out, pruning branches and leaves in time and making the inflorescences open in the sunshine, and conducting controlled pollination when they are mature. Collecting seeds when fruit inflorescences become golden yellow or yellowish brown. The experiment showed that identification rate of flower buds is up to 73.4%, survival rate of grafted flowering branches is above 80%, and mean germination rate of the seeds by controlled pollination is 33.2%. Compared to the trees in the nature, flowering and seed mature of grafted flowering branches would be one and half month later respectively.

Key words:Betula alnoides; flower branch grafting; controlled pollination