孑遗植物金钱松繁殖技术研究进展

田崇德，周淑亚，蓟凤霞，闵梦茹，张文华，周文玲，李际红

（山东农业大学林学院，山东 泰安271018）

金钱松Pseudolarix amabilis(Nelson) Rehd.松科（Pinaceae）金钱松属（Pseudolarix）乔木树种，最高可达60 余m[1]，系东亚孑遗植物, 为我国特有的单种属植物，已列入我国国家二级重点保护树种名录，其树干通直, 冠形、叶形优美, 入秋叶色转为金黄色, 十分美丽壮观, 是优良绿化园林及珍贵的用材树种[2-3]。与日本金松、雪松、南洋杉和北美红杉合称世界五大公园树种，可孤植、丛植、列植或用做风景林[4]。金钱松的木材纹理通直，硬度适中[5]，可作建筑、家具、木纤维工业原料等用，树皮可提栲胶，也可作造纸胶料，种子可榨油[6]。根皮(俗称土槿皮）含有二萜类、三萜类等成分，用于治疗食积、抗菌止血、抗生育和抑制肝癌细胞活性等症[7]，应用前景十分广阔。

金钱松喜光，适宜在温暖多雨、土层深厚的酸性土质地区种植，多生长于南方的低海拔山区或丘陵地带[8]。源于白垩纪中晚期，曾广泛分布于北纬33°－52°之间，但在更新世大冰期后，各地金钱松逐渐灭绝，仅残存于江西庐山，现已处于濒危状态，被列为国家二级保护植物[9]。金钱松在市场上远远满足不了人们的需要，因此迫切需要多样且高效的育种方法来满足金钱松市场多方位的需求，从而扩大金钱松种群，解决金钱松资源匮乏的问题。笔者在前人研究的基础上，进一步详细归纳总结了金钱松繁殖技术，从而为培育优质金钱松苗木提供技术支撑。

1 种子特性及贮藏

金钱松球果卵圆形或倒卵圆形，成熟前绿色或淡黄绿色，成熟时淡红褐色，有短梗，含油量较高[10]。其结实的大小年现象十分明显[11]，往往3～5年才能丰产一次，且结实量和种子质量有明显差异，因此对于金钱松的繁育来说种子的合理贮藏就格外重要[12]。

金钱松种子的活力在不同产地间以及产地内不同林分间存在着明显差异，不同品质的金钱松种子会影响种子的贮藏效果[13]。陈天华[14]等人调查发现浙江和湖北的金钱松种子在饱满度和种子活力两方面来看品质较好。而影响金钱松种子贮藏的因素除了其本身的品质外，还主要包括温度和种子含水量[14-15]。解楠楠[16]等人通过测量不同条件下种子的相对电导率、SOD 和POD 保护酶的活性等方式，发现金钱松种子的贮藏效果是随贮藏温度的降低而提高，在到达-20℃时达到最佳，在贮藏一年后种子发芽率可达到贮藏前的70%以上； 在含水量方面，金钱松种子的贮藏效果随含水量的降低而提高，最佳贮藏含水量为5%～6%，贮藏一段时间后发芽率达到40%以上[10]。

2 播种育苗技术

目前，金钱松的组培、扦插、嫁接等方式的繁殖效率并不低于传统的播种育苗，甚至效率还会更高，但由于操作条件及技术推广等原因在生产实践中应用较少，其主要的繁殖方法仍是种子繁殖。

2.1 种子处理

金钱松结实分大小年，有3～5年的间隔期，球果于10月中下旬成熟，当种鳞颜色转为淡黄色时即可采收[17]。金钱松种子具有较高的含油量，不宜暴晒，否则会因油化而降低种子的发芽率[18]，所以采收的种子应放置于通风干燥的室内阴干储藏。等到果鳞裂开，种子脱落，将脱下的种子筛选去除杂质后可用袋子或箩筐盛放储藏，注意经常检查，保持贮藏环境通风干燥[20]。

2.2 催芽及播种方法

生产中常采用两种催芽方法[17-19]：温水催芽和药物催芽。温水催芽比较简单，是用40℃的温水浸种催芽24 h 后捞出阴干，然后再用0.5%福尔马林溶液消毒。药物催芽相对复杂一些，主要做法是用50～55℃的2%的高锰酸钾水溶液浸种处理1 h，随后捞出清洗一遍，再用清水浸种24 h，最后捞出堆放并覆盖。需要注意的是此方法要每早晚用60℃温水淋洒并翻动1～2 次，等7～8 d 后有15%～20%露白时即可播种。

金钱松的苗木不易成活，播种时应注意播种种子的用量[20]。另外，播种时要注意播种时间和播种时的温度，这两个因素都会影响金钱松的种子萌发情况[21]。金钱松常用的播种方式为条播和撒播。条播使用最普遍，这种播种方法有利于踩踏和除草，另外又保证了通风透光。春季三月左右播种最佳，条播行距为20 cm 左右，播种大约210 kg/hm2；撒播播种要均匀，大约240 kg/hm2。播种后用焦泥灰拌菌根土覆盖，厚度大约1 cm，并盖上茅草或者稻草[18]。同时金钱松作为菌根性树种，育苗时应选择在海拔500 m左右的山地建立永久性育苗基地，或者是选择土壤内有机质丰富的林间进行育苗[22]。

3 金钱松的扦插繁殖

3.1 插穗母树的选取及采集

金钱松是扦插易生根树种[23]。翁琴[24]在研究金钱松的扦插时，提到插穗母树选择时，要考虑地势平坦、阳光充足的金钱松纯林作为采样地。对于金钱松插穗母树的选取，采用5 株优势树对比法或标准地法进行调查选取，选择树干通直、自然整枝较好、不枯顶、生长旺盛等优良性状的金钱松作为插穗母树，枝条选择树冠中上部半木质化、一至两年生较粗壮、芽饱满无病虫害的枝条[25-26]。

插穗的长短、粗度及插穗上的留叶和留芽的数量等对扦插生根也有影响。对于不同的树种，插穗长短和粗度要求也不同，金钱松扦插时可剪取枝条长度10～12 cm，直径0.3～1.0 cm，每根插条保留3～5个饱满芽[24-29]。修剪插条时将上端剪掉，下端稍斜，注意切口要平滑，这样有利于减少病菌侵染。为避免插条失水降低成活率，应及时截成插穗，尽量随采随插，若需放置时可用湿润的材料包裹或放于阴凉潮湿的地方。

金钱松可在春秋进行扦插，也可在生长季节进行扦插，在早春和雨季扦插的成活率较高。最适宜扦插的时期是生长季节前期5月下旬至6月初和生长季节后期9月下旬[24-25]。

3.2 插穗处理

翁琴[24]对金钱松插穗处理选用了两种方法，一是选用0.5%浓度的高锰酸钾水溶液浸泡24 h，之后再用100～500 mg/kg 奈乙酸或100 mg/kg 吲哚丁酸溶液浸泡5 s，取出晾干后可直接扦插，也可蘸一下生根粉后再扦插，能提高成活率；二是用2%～10%的蔗糖水溶液浸泡插条24 h 后，用清水冲洗后扦插，也有利于生根。

4 金钱松的嫁接繁育

嫁接繁育是植物人工营养繁殖方法之一，有利于提高植物抗病能力和环境适应能力[30-31]。金钱松的嫁接时期一般选择春季，其中3月底至4月初期间嫁接成活率最高，气温太低时，树液刚开始流动，接口愈合缓慢；气温太高时，接口易蒸腾失水引起萎蔫，也不利于成活[32]。嫁接时的天气温度以12℃～22℃之间，空气湿度较大最为适宜[33]。

选取金钱松优良单株的1年生和2年生生长健壮的枝条作为接穗，随采随接，嫁接成活率最高[33]。砧木要选择根系旺盛、生长状况良好的金钱松幼树作为砧木。钱莲芳、黎章矩、王伟[32]等人在研究金钱松的嫁接时选择了7 种不同的嫁接方法，其中成活率最高的两种方法是长块削芽接和贴枝接，主要原因是这两种方法中所使用的砧和穗接触面积比其它方法大，利于愈合成活。陈锡松[33]在进行金钱松嫁接时采用了劈接和切腹接两种方法，成活率达到72.5%。另外，嫁接后的精心管理也是保证成活的重要环节，尤其是初期的保温和中期的保温降温，只有妥善的管理才能防止金钱松嫁接后因外部因素而死亡。

嫁接繁殖可以解决金钱松的种源问题，而且有研究发现植物间嫁接可以诱导嫁接体产生稳定遗传的性状变异。因此，嫁接遗传变异可作为一种特殊的育种方法，利用嫁接诱导产生期望的优良性状[34]。这对金钱松新品种的创新和金钱松的园林应用意义重大。

5 组织培养

目前对金钱松组培的研究较少，且外植体污染率较高。张红岩[35]在林木组织培养技术研究中指出，植物组培技术的前提是先建立一个无菌体系，所以外植体的选择及表面消毒与灭菌就显得尤为重要。金钱松主要用到的外植体有成熟种胚、针叶以及针叶诱导出的愈伤组织，下面将从这3 个方面进行总结归纳。

5.1 成熟种胚

从金钱松树上采集成熟种胚，装入保鲜袋并及时拿回实验室，放入4℃的冰箱备用。使用时选用饱满的成熟种胚，并去除种翅。邢世岩[36]在对松属进行组织培养研究时表明，松属器官的分化不适合用高盐的MS 培养基培养，他主张使用低盐培养基GD、SH 和LP。而李际红[37]发现，MS 培养基可作为白皮松诱导不定芽的最佳培养基。因此，这就要求我们在选用培养基时要根据外植体的种类和不同发育时期而定。王跃华[23]表明，金钱松种子在用40℃无菌水浸泡12 h 后，再用75%的酒精消毒30 s 和0.1%的升汞消毒15 min，接种在不添加其他外源激素的MS 培养基上，种子萌发率较高，达64.5%。

外源激素的种类及比例在诱导金钱松种胚产生不定芽不定根时起重要作用[38]。王跃华[23]在设计不同培养基对种子萌发因素后得出金钱松种子自身的激素可以满足其萌发，不需要在培养基中添加外源激素，并且基本培养基为MS 培养基，在此条件下种子萌发率达64.5%。而代丽华[39]采用正交试验探究外源激素对成熟种胚不定芽原基诱导时发现使用1/2 MS+2.0 mg/L 6-BA 的培养基，诱导率达62.45%； 而后转入1/2 MS+0.1 mg/L 6-BA+0.01 mg/L NAA 的培养基中诱导不定芽形成和增殖的效果较为理想。

5.2 茎段快繁技术

带芽茎段是植物组织培养常用的外植体之一，但目前针对金钱松带芽茎段的培养研究很少。代丽华[39]在金钱松的组培研究中比较了带芽茎段、休眠芽、成熟种胚3 种外植体诱导不定芽的情况，将3种消毒的外植体接种到1/2 MS+2.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA 培养基中，观察发现当年生带芽茎段在20 d 左右节部腋芽开始萌动，长出新叶，最终其诱导率为12.38%。

5.3 针叶愈伤组织诱导

笔者在2019年6月初至7月底采集长势健壮且无病虫害的当年生枝条上的针叶进行诱导，在实验前用肥皂水冲洗针叶30 min，然后将叶片平放在琼脂6 g/L，蔗糖25 g/L 的1/2 MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA，PH 为5.8 的培养基表面，置于25℃[39]，光强2000 lux 光培养12 h 条件下进行培养，15 d 左右发现针叶明显膨大，30 d 左右陆续长出深绿色质地较硬的愈伤组织，最终诱导率高达88%。但目前还仅停留在愈伤阶段，针叶的愈伤组织未出现分化的迹象,此结果和代丽华[40]的研究结果一致。唐旭[41]在建立金钱松快繁体系时用针叶愈伤组织诱导不定芽，使用的培养基为MS+0.2 mg/L TDZ+20 mg/L Ad，在培养35 d 后诱导率为23.1%。

5.4 细胞悬浮培养

植物细胞悬浮培养的影响因素主要有培养材料、培养成分和培养条件[42]，愈伤组织可以作为细胞悬浮培养的基础。王跃华[43]采用正交试验法从硝酸铵浓度、铁盐浓度和碳源这3 个最主要因素考察其各对金钱松愈伤组织的影响，并筛选出最有利于金钱松愈伤组织培养的条件，为铁盐浓度1.08 g/L，硝酸铵浓度16 g/L，蔗糖浓度30 g/L 的MS+0.5mg/L 6-BA+0.5 mg/L IAA 的培养基。唐旭[44]在此基础上通过研究金钱松细胞的不同接种量、蔗糖浓度、不同PH 以及激素配比对悬浮培养的影响，从而建立起金钱松细胞悬浮培养体系，最终得出最佳培养基为MS+0.3 mg/L 2,4-D+1.0 mg/L 6-BA +40 g/L 蔗糖，且在pH 值为6.0 以及接种量为2.0 g/L 效果最佳。

6 展望

由于金钱松结实的大小年现象以及种子难以贮藏，对研究金钱松的培育增加了难度，而且国内外对金钱松的研究较少，所以包括金钱松的培育育种在内，其资源保护、生物生态学特性、园林景观效果和医学应用等应用价值以及其他方面都有很大的研究潜力。

6.1 快繁技术方面

金钱松目前的主要繁殖方法是播种育苗，但金钱松种子保存不方便，且易死亡，所以需要加强金钱松无性繁殖的发展。探究不同激素不同浓度对金钱松扦插生根的影响，获得适宜金钱松扦插激素配比，进而提高金钱松的扦插成活率。在嫁接方面，金钱松的嫁接砧木一般为本砧，探究其它树种作为砧木对金钱松嫁接愈合及结实的影响及扩大栽培区域就显得尤为重要，此外还可进一步探讨金钱松嫁接多树种砧木对其接穗的影响。在组织培养方面，尽快构建金钱松高效的组培快繁再生体系，故优化金钱松不同外植体不同激素配比诱导成苗及生根具有重要的意义。

6.2 种质资源保护利用方面

金钱松属于孑遗植物，是我国特有的单属种植物，但在金钱松资源保护利用方面研究较少，目前金钱松已被列为国家二级保护植物名录。金钱松资源保护一方面要建立起完整的金钱松资料库，另一方面要加强对金钱松种源地等方面的保护[6]。2006年，浙江省安吉县建立起一所金钱松种子园[45]，但对于国家二级濒危植物金钱松的种质资源保护还有待继续不断的研究应用。加大种群间的交换，为基因交流创造条件，即使就地保护，也要重点保存大范围群体内不同类型的个体，尽力防止人为破坏[46]。另外，鼓励造林、绿化等生产实践中广泛使用金钱松，将有利于保护和发展金钱松资源[47]。

6.3 生物生态学特性研究方面

目前针对金钱松的生物生态学特性研究很少，尤其在不同年龄段的抗旱抗寒性方面有着大量的空白[6]。辽宁省的熊岳树木园已引种驯化金钱松几十年，现在能够正常生长并开花结实，已为北方引种栽植金钱松树种提供良好的基础[48-49]。但由于缺乏金钱松的生物生态学特性的研究和对金钱松的生理生化特征的解析，对金钱松在北方的引种以及大面积栽培尚不能够提供足够的支撑。

6.4 应用价值方面

金钱松具有树干通直、硬度适中、耐水湿、纹理直等特点，可做建筑、桥梁、船舶及家具用材[50]。其枝条轮生平展，树形美观，叶色春夏季节翠绿可爱，秋季金黄灿烂，冬季落叶后骨架优美，可做盆景，也可做行道树[51-52]。但是在用材及景观方面并不常见，需要加强在景观配置、经济效益和生态效益方面的研究。另外，金钱松的根皮和近根树皮又称土槿皮，在医学上具有抗菌抗肿瘤等作用[53]，但在实际应用中缺乏足够的技术支撑，这也是为了充分发挥金钱松的实际应用价值而需要加强研究的方向。