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【論文關(guān)鍵詞】：櫸樹(shù)；組織培養(yǎng)；研究進(jìn)展

【論文摘要】：櫸樹(shù)具有較高的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、景觀利用價(jià)值，市場(chǎng)需求量極大，野生資源已日趨枯竭。利用組織培養(yǎng)技術(shù)對(duì)櫸樹(shù)進(jìn)行快速繁殖是勢(shì)在必行的。文章對(duì)國(guó)內(nèi)櫸樹(shù)組織培養(yǎng)研究進(jìn)展概況進(jìn)行了綜述，指出了櫸樹(shù)組織培養(yǎng)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，提出了部分建議。

引言

櫸樹(shù)(Zelkovaschneideriana)，又叫大葉櫸，屬于榆科(Ulmaceae)櫸屬（ZelkovaSpach)。在我國(guó)，櫸樹(shù)主要分布于遼東半島至西南以東的廣大地區(qū)。櫸樹(shù)材質(zhì)優(yōu)良，是珍貴的硬闊葉樹(shù)種。櫸樹(shù)樹(shù)冠廣闊，樹(shù)形優(yōu)美，葉色季相變化豐富，病蟲(chóng)害少，又是重要的園林風(fēng)景樹(shù)種。

櫸樹(shù)具有較高的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、景觀利用價(jià)值，木材為珍貴用材，市場(chǎng)需求量極大，野生資源已日趨枯竭。在《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》（第一批）中，櫸樹(shù)被列為國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的野生植物。

組織培養(yǎng)是優(yōu)良樹(shù)木得以大量繁殖的有效方式。到目前為止,已對(duì)大量的林木樹(shù)種進(jìn)行了組織培養(yǎng)的研究,少數(shù)樹(shù)種已進(jìn)入到工廠化生產(chǎn)階段。在我國(guó),桉樹(shù)和楊樹(shù)的快速繁殖技術(shù)已經(jīng)用于工廠化生產(chǎn),并產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)內(nèi)對(duì)櫸樹(shù)的研究主要是集中在栽培和生物學(xué)特性方面。據(jù)報(bào)道，目前國(guó)外只有日本福岡縣林業(yè)中心成功的進(jìn)行了櫸樹(shù)的組織培養(yǎng)研究。在國(guó)內(nèi)，金曉玲等對(duì)櫸樹(shù)的生物學(xué)特性和微繁技術(shù)進(jìn)行了初步的研究，取得了一定的進(jìn)展。

1.植物組織培養(yǎng)技術(shù)概況

植物組織培養(yǎng)技術(shù)是指在無(wú)菌條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞以及原生質(zhì)體，在人工配制的環(huán)境里培養(yǎng)成完整的植株。植物組織培養(yǎng)的依據(jù)是植物細(xì)胞"全能性"及植物的"再生作用"。

1.1植物組織培養(yǎng)的用途

植物組織培養(yǎng)的用途可分為四大類：第一類是，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以對(duì)植物體進(jìn)行體外無(wú)性快速繁殖（即微繁）；第二類是，大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)可以用來(lái)生產(chǎn)次生代謝物質(zhì)；第三類是，用于育種，如花藥、花粉培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體，胚乳培養(yǎng)產(chǎn)生三倍體，胚培養(yǎng)挽救雜種胚，原生質(zhì)體培養(yǎng)進(jìn)行體細(xì)胞雜交等；第四類是，用于理論研究，如將植物組織培養(yǎng)應(yīng)用于植物生理學(xué)、病理學(xué)、胚胎學(xué)、細(xì)胞與分子生物學(xué)等的研究。

1.2植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程

1.2.1外植體材料的選取

對(duì)大多數(shù)種子植物來(lái)說(shuō)，莖尖是最好的部位，但往往受到材料來(lái)源的限制，為此莖段也得到了徹底的應(yīng)用，而葉片的培養(yǎng)利用更為普遍，材料來(lái)源也較豐富。子葉和下胚軸的培養(yǎng)對(duì)于難培養(yǎng)的植物很有效。

選材時(shí)應(yīng)注意選取帶菌少、生長(zhǎng)時(shí)間短、生長(zhǎng)旺盛的材料，還應(yīng)注意取材的時(shí)期。大多數(shù)植物應(yīng)在生長(zhǎng)開(kāi)始的季節(jié)進(jìn)行采樣，生長(zhǎng)末期或休眠期的外植體對(duì)誘導(dǎo)反應(yīng)遲飩。

1.2.2材料的滅菌處理

從田間或溫室等地切取材料時(shí)，應(yīng)選擇健壯無(wú)病蟲(chóng)母株，取幼嫩、分生能力強(qiáng)的部位，以利生長(zhǎng)。

取來(lái)的材料雖經(jīng)選擇，外部總還有不少雜菌。為此，接種前應(yīng)進(jìn)行表面滅菌。經(jīng)過(guò)表面滅菌的材料，用無(wú)菌濾紙將水吸掉，再用解剖刀切取所需部位，然后將材料接種到培養(yǎng)基上。

1.2.3脫分化階段

將培養(yǎng)好的無(wú)菌材料接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。在此階段中，可根據(jù)不同的需要，接種到不同的培養(yǎng)基上，可以進(jìn)行愈傷組織、不定芽等的誘導(dǎo)，從而進(jìn)行不同途徑的培養(yǎng)。

誘導(dǎo)培養(yǎng)基一般選MS培養(yǎng)基作為基本培養(yǎng)基，再配合一定比例的細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素。

1.2.4分化階段

此階段是將脫分化階段產(chǎn)生的愈傷組織或不定芽，接種到誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基上，誘導(dǎo)分化。

誘導(dǎo)分化階段仍以MS作為基本培養(yǎng)基，再加入一定的激素配制。

1.2.5壯苗生根

將分化階段產(chǎn)生的大芽接種到合適的壯苗培養(yǎng)基中，便可長(zhǎng)成健壯的無(wú)根苗了。健壯的無(wú)根苗長(zhǎng)成后，將其轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基中。生根培養(yǎng)基多以1/2MS培養(yǎng)基作為基本培養(yǎng)基，再配合一定比例的激素進(jìn)行配制。

1.2.6移栽

生根苗的移栽是組織培養(yǎng)育苗的重要一環(huán)，只有移栽成活才能達(dá)到快速育苗的目的。

為此，將已生根的瓶苗移出進(jìn)行煉苗，應(yīng)注意調(diào)控光線與溫度。煉苗結(jié)束后，將其移栽到保水、透氣性好的基質(zhì)或苗床土中。

2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)在林木中的應(yīng)用

利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，在林木中的應(yīng)用主要有:優(yōu)良遺傳材料的快速繁殖(良種快繁)；脫毒良種苗的培養(yǎng)和無(wú)病毒苗的大量繁殖:主要利用莖尖培養(yǎng)以脫除病毒。

到目前為止，已有大量的林木樹(shù)種進(jìn)行了組織培養(yǎng)的研究。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，通過(guò)器官發(fā)生和體細(xì)胞胚發(fā)生途徑獲得再生植株的闊葉樹(shù)己有22屬120種，針葉樹(shù)有12屬63種。桉樹(shù)和楊樹(shù)的快速繁殖技術(shù)已經(jīng)用于工廠化生產(chǎn)，并產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但從總體上看，研究主要集中的少數(shù)幾個(gè)屬，如闊葉樹(shù)中，桉屬、楊樹(shù)屬、金合歡屬和泡桐就有95種，約占80%；針葉樹(shù)則主要集中在杉屬和松屬，約占81%。

3.我國(guó)櫸樹(shù)組織培養(yǎng)的研究進(jìn)展

國(guó)內(nèi)對(duì)櫸樹(shù)的研究主要集中在栽培和生物學(xué)特性方面。傅松玲、鄭興林研究了皖東石灰?guī)r山地榆科樹(shù)種的生理特性[11]，曾勝虞、李淑琴等研究了櫸樹(shù)豐產(chǎn)育苗的方法和技術(shù)要點(diǎn)[12]，張立軍、周麗君等研究大葉櫸人工栽培技術(shù)，劉德良、曾松青等先后研究了櫸樹(shù)扦插繁殖實(shí)驗(yàn)[，周文明等研究了櫸樹(shù)大樹(shù)移栽技術(shù)，黃利斌等研究了櫸樹(shù)半同胞家系苗期性狀變異的研究，趙旺兔等對(duì)櫸樹(shù)木材的發(fā)育解剖學(xué)進(jìn)行了一系列的研究。但較系統(tǒng)和更深層次的研究報(bào)道卻很少。在櫸樹(shù)組織培養(yǎng)方面的研究，只有金曉玲等做了一些初步的研究。

目前，從國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀我們可以看出，對(duì)櫸樹(shù)的研究大部分是圍繞著櫸樹(shù)的栽培進(jìn)行的，其他方面的研究較少且不深入，特別是組織培養(yǎng)的研究，仍處于初級(jí)階段。

為了解決櫸樹(shù)資源瀕危的現(xiàn)狀，利用植物組織培養(yǎng)進(jìn)行櫸樹(shù)的快速繁殖，提供大量?jī)?yōu)良無(wú)性系苗木是勢(shì)在必行的。

植物組織培養(yǎng)獲得器官再生苗有兩條途徑：一是，外植體通過(guò)器官發(fā)生途徑直接誘導(dǎo)形成不定芽或側(cè)芽，再通過(guò)誘導(dǎo)生根而成苗；另一種是，外植體先脫分化誘導(dǎo)愈傷組織，然后由愈傷組織分化形成再生植株[21]。

目前，國(guó)內(nèi)只有金曉玲等通過(guò)以上兩種途徑對(duì)櫸樹(shù)的組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行了一定的研究。

金曉玲等在大葉櫸愈傷組織的誘導(dǎo)中發(fā)現(xiàn)，外植體的來(lái)源、培養(yǎng)基的種類、激素的種類和體積質(zhì)量、光照等因素都直接影響著愈傷組織的數(shù)量和質(zhì)量，而愈傷組織的數(shù)量和質(zhì)量又直接影響不定芽、不定根的分化和增殖速度[22]。

在器官發(fā)生途徑方面，金曉玲等以櫸樹(shù)的莖尖作為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)不定芽的誘導(dǎo)、增殖以及生根進(jìn)行了研究[23]。研究發(fā)現(xiàn)，植物激素的種類和濃度對(duì)櫸樹(shù)莖尖不定芽的分化和誘導(dǎo)生根有重要影響。細(xì)胞分裂素BA，生長(zhǎng)素NAA適合櫸樹(shù)莖尖不定芽的分化；生長(zhǎng)素IBA對(duì)誘導(dǎo)櫸樹(shù)小苗生根有一定效果[23]。

4.問(wèn)題與討論

到目前為止，櫸樹(shù)的組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)性研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但仍然存在許多問(wèn)題。

在櫸樹(shù)的組織培養(yǎng)過(guò)程中，通過(guò)誘導(dǎo)愈傷組織途徑進(jìn)行植株再生，效果并不十分理想。在誘導(dǎo)愈傷過(guò)程中，褐化現(xiàn)象較為嚴(yán)重，添加抗氧化劑后，仍會(huì)出現(xiàn)輕度褐變，并不能完全抑制褐變的產(chǎn)生。

在櫸樹(shù)莖尖培養(yǎng)過(guò)程中，以MS作為基本培養(yǎng)基，容易產(chǎn)生缺氮的癥狀，并且枯死率較高，不定芽的誘導(dǎo)率也不高。

現(xiàn)階段，對(duì)櫸樹(shù)的研究還僅限于實(shí)驗(yàn)室階段，并且還有很多問(wèn)題沒(méi)有解決，還未真正投入到工廠化生產(chǎn)中。因?yàn)榱帜镜慕M織培養(yǎng)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用仍然受到很多的限制。主要的原因有兩個(gè)，一是林木的生長(zhǎng)速度較慢，次生代謝產(chǎn)物積累多，在組織培養(yǎng)過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)褐化和玻璃化現(xiàn)象。二是植物組織培養(yǎng)再生植株的有效率偏低，使得繁殖技術(shù)難以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求[24，25]。

櫸樹(shù)的生物學(xué)特性決定了它的生長(zhǎng)速度較慢，直接獲得外植體比較困難，污染率也不容易控制。若以種子作為外植體，可能會(huì)有一定的優(yōu)勢(shì)，這將成為我們下一步要進(jìn)行的探索研究。

櫸樹(shù)的組織培養(yǎng)可以為櫸樹(shù)遺傳改良和選育優(yōu)良新品種提供技術(shù)基礎(chǔ)，還可以為保護(hù)櫸樹(shù)資源提供新的研究思路和技術(shù)。但是在研究過(guò)程中還有許多問(wèn)題亟待解決，針對(duì)這些問(wèn)題，我們接下來(lái)要進(jìn)行以下研究：

首先，我們要針對(duì)愈傷組織的分化成不定芽的效率不高的問(wèn)題，繼續(xù)篩選發(fā)掘更合適的培養(yǎng)基和誘導(dǎo)方法。

其次，對(duì)于在MS培養(yǎng)基上進(jìn)行不定芽誘導(dǎo)過(guò)程中出現(xiàn)的缺氮現(xiàn)象，要進(jìn)行基本培養(yǎng)基的改良，或是找到一種合適的處理方法，緩解這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高成活率。

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