椴树属植物无性繁殖技术研究

张新权，张庆瑞，梁毅莉

(河南林业职业学院，河南 洛阳 471002)

1 引言

椴树属植物栽培历史悠久，用途广泛。椴树被誉为世界四大行道树之一[1]，世界著名的德国柏林菩提树大街(UnterdenLinden) 两侧种植的就是欧洲椴(T.europaea)。紫椴(T.amurensisRupr).木材质地细密、洁白无瑕，享有“象牙板”之称[2]。南京椴(T.miquelianaMaxim)．树皮纤维出麻率高达39.6%[3]。光叶糯米椴(T.henryanavarsubglabraV. Engl).茎皮纤维可制作麻袋、人造棉[4]。椴树蜜是我国四大名蜜之一[5]，我国东北紫椴、糠椴(T.mandshurica)分布地区年产椴花蜜达2万t以上[6]。除此之外，椴树嫩叶和花可制作茶等饮料，且具有止痉挛、促发汗及止痛等药效。椴树与佛教文化亦有渊源,现在有些地方仍称南京椴为“菩提树”[3]。

椴树大面积更新造林较困难，主要是因为苗木繁育不易，来源有限。近年来，国内外学者针对椴树属植物的无性繁殖方法进行了研究，虽然取得了一定的进展，但尚未大规模应用到生产中。因此，本文对椴树属植物的繁殖方法进行了综述，以期为椴树属植物的开发、利用及保护提供参考。

2 扦插繁殖

2.1 生根类型

扦插繁殖时，依据根原基形成的部位和机制不同，扦插生根的类型可分为皮部生根型、愈伤组织生根型和混合生根型。糠椴和蒙椴(T.mongolicaMaxim).嫩枝扦插生根过程中插条内未见潜伏根原基，属诱生根原基生根型，愈伤生根为两种椴树的主要生根形式[7]。泰山椴(T.taishanensisS. B. Ling)亦属于愈伤组织生根型，为难生根树种[8]。但史锋厚等认为南京椴属于非愈伤组织生根型，理由是其嫩枝扦插初始生根部位为插穗下切口，继而由上部皮部发出不定根，经愈伤组织生出的新根较少[9]。

刘云强等认为糠椴、蒙椴两种椴树愈伤生根的数量和质量都明显优于其它生根类型，可以通过促进愈伤形成的方法提高椴树嫩枝扦插生根率[7]。但史锋厚等认为愈伤组织过于发达，除了阻碍根原基的发育外，还会消耗营养物质致使插穗老化，影响生根[9]。

刘云强等研究发现糠椴为较难生根树种，蒙椴为较易生根树种，因为前者的诱生根原基产生于维管形成层、愈伤组织，后者的诱生根原基产生于髓射线与皮层交界处、维管形成层、愈伤组织[7]。史锋厚等从插穗生根部位和扦插生根率的结果判定南京椴属难生根树种[9]。

2.2 插条制备

2.2.1 母株树龄

乔静等通过正交试验得出，影响紫椴硬枝扦插和嫩枝扦插生根的主要因素均是插条母株年龄，其次是激素的浓度[10]。母株树龄越大越难生根[11]。1年生紫椴嫩枝的生根质量比 2年生效果好，其生根率、生根量和平均根长均明显优于后者[12，13]。

2.2.2 插条木质化程度和粗度

不同采条时期植物生长发育状况不同，根据其木质化程度不同可分为半木质化枝条(嫩枝)和木质化枝条(硬枝)。椴树扦插繁殖普遍认为嫩枝扦插优于硬枝扦插，其原因是半木质化的枝条较木质化的枝条含有更多的内源激素，较少的抑制物，能够促进其生根[8,11，14，15]。插穗粗度对插穗生根效果存在影响，插穗粗度应不低于0.55 cm[9]。

至于最佳扦插时间，泰山椴在8月上旬嫩枝扦插生根率最高，为52.3%[8]。紫椴、心叶椴在7月中旬嫩枝扦插效果最好[11，13]。心叶椴硬枝扦插以3月份为最好[13]。各地气候不同，最佳扦插时间会有差异，总之，春天扦插时必须选用粗壮、腋芽饱满的枝条，夏天扦插要选枝稍顶芽已封项的当年半木质化枝条[13]。

2.2.3 插条部位与保留叶片数量

从枝条不同部位截取的插穗，由于其发育程度、着生位置、内含物质含量不同，扦插生根效果存在一定差异[16]。紫椴硬枝扦插时枝条中部生根率最高[17]。心叶椴硬枝扦插时枝条基部、中部插穗成活率均高于梢部，而嫩枝扦插却相反，梢部生根率远高于中部穗和基部穗[13]。泰山椴枝条中段的插穗生根效果最好，其次是上段[8]。但谢遵国[11]等认为对紫椴来说，插穗的部位对嫩枝扦插生根率无明显影响。适度保留叶片有助于嫩枝插穗生根，史锋厚等认为南京椴保留一片完整叶片效果最佳[9]。

2.3 植物生长调节剂处理

植物生长调节剂可以促进插穗生根，尤其对于扦插较难生根的树种促进效果明显[26]。生长调节剂种类不同，对椴树扦插生根效果不同，对泰山椴、紫椴扦插生根影响程度最大的是IBA，其次是 ABT，最后是NAA[15，18]。王海南等认为IAA的效果亦介于IBA和NAA之间[19]。这些都与多数学者认为的IBA是促进椴树插条生根的最适宜生长调节剂一致。IBA能加强插穗生根进程，是因为其影响了多糖的水解，使得生理活性糖分增加，从而能为植物分生组织与根的原基及其后根的生成提供更多的能量[15,19]。但亦有学者认为ABT、NK或NAA是较理想的生长调节剂[9,17,20，21]。

生长调节剂浓度和插穗浸泡时间对扦插生根质量影响较大。较低浓度和较长时间的浸泡比高浓度的浸泡效果好，可能是高浓度的生长调节剂伤害了插穗组织，从而抑制其生根[11，19]。

2.4 扦插基质类型

扦插基质是影响扦插生根的重要因素之一。无机基质中，河沙的生根效果最好[18，19]，但史锋厚等认为透水效果较好的珍珠岩有利于插穗生根[9]。有机基质方面，姚颖等研究发现采用树皮+针叶对紫椴进行嫩枝扦插，生根率达到60%，并对基质理化性质和生根率对比分析发现生根较好的几种有机基质的pH值在6～7之间，呈微酸性，生根率为0的几种基质的pH均在 8 以上，因此推测，紫椴嫩枝扦插生根可能受基质pH 值影响[18]。

2.5 生根内含物

插条在生根过程中，内源激素和营养物质含量的变化可以一定程度的反映生根的机理过程。插条经处理后，大叶金叶椴、蒙椴和糠椴生根期内GA3含量、IAA含量、IAA/ABA比值均比对照显著增加；蒙椴、糠椴生根过程中可溶性糖含量也比对照显著增加，但大叶金叶椴的可溶性糖和全氮含量变化一致，呈先上升后下降趋势，且与对照无显著差异[22～24]。

3 嫁接繁殖

椴树的嫁接繁殖研究的相对较少。以糠椴、蒙椴、紫椴为砧木嫁接大叶美洲椴(T.Americana‘Nova’)、锥形银椴(T.Platyphyllos‘Brabant’)平均成活率均在85%以上[25]，说明椴树种间亲和力较强。嫁接方法方面，插皮接、切接、带木质部芽接、T字形芽接等嫁接方法优于劈接，但姚盛智等认为贴接法优于劈接和皮接，究其原因，应该是姚盛智采用的贴接法嫁接面较大(长5～8 cm)，更有利于接穗和砧木愈合[25，26]。Kunneman认为利用枝接法和芽接法可对美洲椴进行繁殖[27]。庄倩以紫椴为砧木嫁接美洲椴发现，嫁接季节和嫁接材料显著影响成活率，而嫁接方法对成活率影响不显著，因此认为美洲椴嫁接繁殖最佳处理为夏季采用上部芽嫁接[31]。

4 组织培养

组织培养技术能为林木树种快速繁殖提供一条十分经济有效的途径，可使植株的年增殖率达到数千倍、乃至数万倍以上[32]。

4.1 外植体基因型和类型

椴树属植物组培树种方面，关于紫椴的研究较多，其次是南京椴，对心叶椴(T.cordata)、日本椴(T.japonicaSimonk)、欧洲小叶椴(T.cordataMill)、蒙椴、糠椴、大叶金叶椴、皇帝椴(T.europaea‘Pallida’)等也有报道。椴树的基因型不同，分化率也不一样，紫椴、蒙椴>皇帝椴>大叶金叶椴、糠椴[36]。

椴树外植体选择以芽和茎段为主，以1～2年生枝芽或萌生条芽的分化率为高。在萌动期取材，不仅分化率高，而且嫩梢伸长较快[37，38]。

刘芳以南京椴的叶片为外植体进行了愈伤组织诱导，获得大量生长良好的愈伤组织，但愈伤组织在继代培养过程中状态差，易褐化死亡，未实现愈伤组织的分化[6]。

4.2 基本培养基

椴树组培所使用的基本培养基多是MS培养基，其次是WPM培养基，IS、BTM、MCM等培养基也有所应用。在紫椴茎段初代培养和胚培养中，MS培养基的效果最好， WPM、MCM虽然对胚前期生长影响不大，但后期出现不适宜胚苗生长的现象[36，39]。

4.3 植物生长调节剂

植物生长调节剂是培养基中的关键物质，以极微小的量影响植物细胞分化、分裂和发育[41]。增殖培养中使用较多的植物生长调节剂是6-BA。大剂量的6-BA能提高心叶椴成苗率[40]。吕校石发现ZT对金叶椴茎尖的生长和分化与6-BA没有明显的差异，而TDZ表现出很强的促进分化和增殖生长能力[36]。张亚君等、王彦彬等认为影响紫椴芽分化的主要因素是激素浓度比值，采用任意培养基和激素种类，只要激素浓度比值适宜，就可以促进芽的分化，这与刘芳组培繁殖南京椴时的结论一致，即BA与NAA的适宜配比能促进南京椴不定芽的分化、增殖[6，37，38]。在培养基中附加有机物质(精氨酸50 mg·L-1)，可以起到增强细胞活性的作用，促进芽的分化[37，38]。

在生根阶段，IBA比NAA更适合用于南京椴不定根的诱导，且当IBA与BA结合使用，比单用IBA及NAA的效果更好[6，39]。吕校石认为，椴树试管苗直接诱导生根效果较差，改用二步生根法效果理想，其中以1/2MS+IBA150 mg·L-1+NAA50 mg·L-1诱导3d再转入生根培养基(1/2MS+活性炭1.0 g·L-1+PVP400.1 g·L-1)中生根效果最佳[36]。

4.4 炼苗移栽

白卉等将生根的组培苗经过练苗后，定植到1∶1的蛭石、壤土混合基质上，温度为22～25 ℃，空气湿度为70%～90%，随后逐渐降低湿度至与外界自然湿度相近，2个月后统计移栽成活率达75%[34]。陈罡等利用细河沙和珍珠岩按2∶1比例配置的混合土为基质进行移栽，成活率可达到80%[33]。刘芳等将生根苗移栽至泥炭土中，成活率达80.0%[42]。

4.5 外植体褐变

在组织培养过程中，外植体的褐变是影响组培成功与否的重要因素之一。引起褐变现象的因子是多方面的，在培养基中加入0.1 mg·L-1活性炭+0.1 mg·L-1PVP或0.1 g·L-1活性炭+1.0 g·L-1硫代硫酸钠可有效地抑制椴树褐变的发生[36]。刘芳在进行南京椴叶片愈伤组织诱导时发现，在培养基中加入5 mg·L-1的Vc能够有效控制暗培养条件下产生的褐化现象，但对于光培养条件下的褐化防止尚未找到有效的措施[6]。

5 总结与展望

组织培养技术是植物扩繁的有效途径。目前，椴树外植体分化途径主要集中在腋芽萌发途径，对从愈伤组织诱导分化不定芽和不定根的间接器官发生途径报道较少。杉木Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook[43]、胡杨PopuluseuphraticaOliver[44]、油桐VerniciafordiiHemsley[45]、欧洲白桦Betulapendulavar. carelica Sok.[46]、山茱萸[47]等多数木本树种均可通过间接器官发生途径进行扩繁。间接器官发生途径具有繁殖系数较高，取材广泛等特点，椴树属植物应加大这方面的研究。

椴树属植物组培过程中出现增殖系数低、生根困难等现象，这也是木本植物组织培养过程中存在的普遍现象。两步生根法已在板栗Castaneamollissima[48]上取得成功，鹅掌楸Liriodendronchinense(Hemsl.) Sarg.[49]通过瓶外生根也取得了成功。如何通过调节基本培养基、植物激素和生长环境等方式来提高增殖系数和生根率，将成为以后工作研究的重点。

椴树属植物扦插技术研究的较多，但对插条内营养水平与插条生根的关系、内源激素在生根过程中的变化及插条生根机理方面的研究较少。据报道，柚木TectonagrandisL.f.扦插生根与可溶性糖含量、全氮含量、碳氮比都有一定的关系[50]；晚松Pinusserotina不同母树年龄、不同幼化程度、不同季节的插穗的生根能力均与内源激素水平密切相关[51]。应加强对椴树插条生根过程中插条内营养物质、内源激素及酶活性的动态变化研究。