美国红枫组织培养研究进展

邓正正

摘要：针对美国红枫无性繁殖数量低的情况，从外植体及其采集时期、消毒、愈伤组织诱导、分化，以及初代、培养、生根培养基选择等方面，详细介绍美国红枫苗木的组织培养研究进展，旨在快速繁殖美国红枫苗木，为其应用及推广奠定基础。

关键词：组织培养；美国红枫；外植体；培养基；消毒

中图分类号：S722.37 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2018）01-0016-03

美国红枫（Acer rubrum）为槭树科槭树属植物，原产美国东北部，别名北美红枫、红花槭、北方红枫、沼泽枫、加拿大红枫、红糖槭、猩红枫等。美国红枫是北美地区东部数量最丰富、分布最广泛的树种之一，也是大西洋沿岸佛罗里达州绵延2 575 km范围内连续分布最长的树种之一。美国红枫属于杂交品种，需要用无性繁殖方式保持优良性状，但目前嫁接、扦插等无性繁殖的数量较低，无法满足生产需求。采用组织培养方式快速繁殖美国红枫苗木，是近几年的研究热点。为此，总结美国红枫组织培养研究进展，旨在缩短美国红枫的利用周期。

1 美国红枫组织培养研究进展

1.1 外植体及其采集时期

不同外植体及选择时期对后续无菌体系的建立及愈伤组织诱导影响较大，一般情况下，多选择美国红枫叶片、带芽茎段、种胚作为外植体。

不同时期采集的茎段外植体对后续组培的污染率、死亡率和存活率影响较大。研究表明，以美国红枫茎段为外植体取材时，以3—5月的消毒效果最好，平均污染率仅为5.4%，平均存活率达88.5%；消毒效果最差的是9—11月，污染率高且存活率较低。

1.2 消毒

对叶片外植体进行消毒时，采用75%酒精处理30 s后，用2%次氯酸钠处理4 min，污染率和存活率表现良好，分别为26.7%和56.7%。茎段外植体采用3%的次氯酸钠处理8 min，效果较好。

采用不同的消毒剂对茎段进行消毒，美国红枫的成活率、抽芽率、褐化率和生长状况有较大区别。在对茎段进行消毒时，使用的消毒剂有升汞和次氯酸钠。其中0.1%的升汞是美国红枫茎段的最佳消毒剂，处理时间在2～6 min之间，成活率达75.22%，成活茎段的抽芽率为95.13%，且茎段叶片生长良好，芽苗长，深绿色，茎秆粗壮。但随着处理时间的增加，褐化率从20%上升到96.7%，存活率也下降。

当70%的乙醇、1 mg/mL的HgCl2、20 mg/mL的NaClO处理时间分别为15 s，7 min，25 min时，茎段外植体的污染率为10%，死亡率为0，存活率最高为90%，是较适宜的外植体消毒处理时间。茎段单独用3%的NaClO处理8 min，污染率最低为2.22%，存活率最高为91.11%。

从以上数据可以看出，乙醇、HgCl2和NaClO是美国红枫叶片和茎段外植体建立无菌体系的最适消毒剂。

1.3 愈伤组织诱导及分化

采用带芽茎段、不带腋芽茎段、种胚和2～3 a生幼嫩叶片，均可诱导出愈伤组织，但愈伤组织的质量及颜色有所不同。茎段诱导的愈伤组织呈黄白色，较致密；叶片的愈伤组织呈紫红色或绿色，较疏松。

不同的培养基、外植体来源和NAA，KT，6-BA激素浓度水平，对美国红枫愈伤组织诱导效果不同。其影响顺序为：培养基>外植体>NAA>KT>6-BA。

在基本培养基MS、1/2MS、DKW、WPM中，以WPM诱导率为最高，外植体中以茎段诱导率为最高，诱导率最高的培养基为WPM+NAA 0.7 mg/L+KT 0.6 mg/L+6-BA 0.4 mg/L。最佳的愈伤组织增殖培养基为：WPM+NAA 0.35 mg/L+KT 0.6 mg/L+6-BA 0.4 mg/L。当愈伤组织在继代增殖培养基中继代3次后，即表现出生长势急剧下降的趋势，且褐化现象严重。

在1/2MS+6-BA 2.0 mg/L+2，4-D 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L+GA 30.1 mg/L培养基中，茎段愈伤组织的诱导率为100%，且愈伤组织较疏松，生长快，颜色鲜艳。将愈伤组织转接到1/2MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L+GA3 0.1 mg/L培养基中，分化出4个不定芽。

美国红枫种胚愈伤组织的最适诱导培养基为

1/2MS+6-BA 2.0 mg/L+IAA 0.5 mg/L；最适增殖培养基为1/2MS+6-BA 2 mg/L+NAA 0.5 mg/L。

1.4 初代培养

在对美国红枫腋芽进行初代培养时，用到的基本培養基有WPM，MS，NN69，WPM等，细胞分裂素有6-BA，TDZ，ZT，生长素有IBA和NAA。根据近年来的相关研究成果，总结美国红枫腋芽萌发的最适培养基见表1。

从表1可以看出，在外植体相同的情况下，基本培养基WPM和细胞分裂素ZT的组合更有利于腋芽萌发，萌发率达到91.7%。

研究表明，IBA和6-BA不同水平浓度对腋芽萌发的影响均未达到显著水平，主要与外植体腋芽本身内源激素水平有关。研究还发现，低浓度的NAA和6-BA可促进美国红枫抽芽，高浓度的NAA和6-BA则抑制抽芽，且NAA对启动培养的影响大于6-BA。

在美国红枫腋芽诱导过程中，基本培养基WPM优于MS，激素ZT的诱导率高于KT。以WPM为诱导培养基添加2.0 mg/L和1.0 mg/L ZT，腋芽的存活率及诱导率最高，分别为91.7%和81.7%。

1.5 增殖培养

研究表明，MS+TDZ 0.25或0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L更利于芽生长，但并未使芽增殖。美国红枫增殖培养基的效果见表2。

从表2可以看出，在WPM+0.002 mg/L TDZ+0.4 mg/L NAA培养基上，美国红枫腋芽的增殖系数为1.37，且植株生长健壮，可以生根发育成完整植株。但随着TDZ浓度增大，增殖系数减小，植株生长变弱。用NN69作基本培养基，在添加0.1 mg/L NAA+0.3 mg/L TDZ的培养基中，增值系数最高达4.2。由此可知，影响美国红枫增殖的因素较为复杂，是基本培养基和激素共同作用的结果。

1.6 生根培养

0.5 mg/L MS+IB+0.5 mg/L NAA+3%蔗糖+10 g/L琼脂营养基，以及MS+0.5 mg/L NAA+3%蔗糖+10 g/L琼脂培养基均能诱导出1条根至多条根，但移栽后的红枫小苗易因根系腐烂或叶片干枯而死亡。美国红枫最优生根培养基比较见表3。

从表3可以看出：WPM+IBA 1.5 mg/L+GA3 0.5 mg/L组合的生根率达到80%；MS+NAA 0.1 mg/L+2，4-D 0.5 mg/L的生根率最高达99.8%，生根条数7.9；基本培养基MS+生长素NAA+2，4-D组合，以及基本培养基MS+IBA+GA3组合，均有利于诱导美国红枫根形成。

不同炼苗方式对组培苗驯化成活率影响较大。试管苗的根系在无菌密闭条件下生长，吸收功能较播种苗差，气孔导度大，易失水。闭瓶锻炼6 d后开瓶炼苗2 d的移栽成活率最高，达86.7%。此外，根部清水洗净程度、炼苗基质对移栽成活率也有影响。

2 结语

美国红枫引种至我国后，先后在上海、北京、山东、安徽、江苏、浙江、湖南、湖北、辽宁等多地栽培引种，但其在绿化工程上的应用量并不大，主因在于美国红枫的普通种出苗率低。也正因如此，推广应用美国红枫组培快繁技术，可为其广泛栽培奠定良好的基础。

参考文献

[1] 于传.美国红枫（Acer rubrum）的组织培养技术体系研究[D].重庆：西南大学，2013.

[2] 吴雅琼，刘婧，汪贵斌，等.美国红枫的组织培养与快繁技术[J].北方园艺，2016（20）：97-102.

[3] 胡雪雁，胡业华，管倩，等.加拿大红枫组织培养条件的优化[J].湖北农业科学，2012，51（17）：3872-3875.

[4] 李源，何丙辉，于传，等.美国红枫‘白兰地的组织培养与快繁技术[J].西南师范大学学报，2014，39（8）：36-42.

[5] 王卫.美国红枫组培苗生根移栽试验[J].防护林科技，2016（7）：57-58.