多枝柽柳组织快繁方法及植株再生技术研究.pdf

-119-林木园艺多枝柽柳是柽柳属灌木或小乔木1，在西北荒漠地区大多以灌木丛为主，高约13 m。目前与多枝柽柳可以发生自然杂交的柽柳有多花柽柳、细穗柽柳等，加剧了其变异不稳定性。多枝柽柳属于双子叶植物纲泌盐盐生植物，开花繁密且花期很长，可作为绿化观赏树种。其枝条可编制手工艺品，也可作为烧烤的材料；其枝叶营养丰富，可作为牲畜饲料2-3。多枝柽柳是荒漠区盐化土地、沙丘等河湖滩地上固沙造林和盐碱地绿化造林的优良树种，为石羊河下游防风固沙林的林分组成作出了重要贡献，对绿洲抵御风沙灾害起着至关重要的作用4-7。因不同种柽柳在不同生境引种栽培后生长量和成活率都不尽相同8，所以不能盲目地进行大规模引种，须适地适树。近年来，石羊河流域下游由于降雨、地下水等环境条件恶化，多枝柽柳出现了大面积的退化死亡现象9，对该区域的生态环境造成了严重影响。因此，研究能大量快速繁殖无菌苗且苗木成活率高、对环境适应性强的多枝柽柳组织快繁技术显得尤为重要。为了更进一步保护和利用柽柳的优良种质，本研究团队在6年时间里，先后开展了12个不同种的柽柳引种观测、栽培技术和组织快繁技术研究，初选了适宜河西走廊栽培的2个优良品种，分别是甘蒙柽柳和细穗柽柳10。此外，柽柳也是名贵中药材管花肉苁蓉的主要寄主植物，本研究团多枝柽柳组织快繁方法及植株再生技术研究金娜，何彩*，刘伟，李栋，晋敏，胡芳，叶芳，陈岩辉（武威市林业科学研究院，甘肃 武威 733000）摘要：以多枝柽柳嫩茎为外植体材料，筛选出了适宜诱导多枝柽柳愈伤组织、腋芽生长、无菌苗生根及生长的培养基配方，为1/2 MS培养基，其中含有0.1 mg/L吲哚乙酸；明确了炼苗时间对其移栽成活率的影响，建立了多枝柽柳“一步成苗”法，无菌苗生长时间为90 d时，田间移栽成活率达95.8%。关键词：多枝柽柳；组织快繁；植株再生；炼苗中图分类号：S793.5文献标识码：A文章编号：1003-6997（2023）08-0119-05作者简介：金娜，硕士，林业高级工程师，主要从事荒漠化治理及林业病虫害防治研究。E-mail：通信作者：何彩，硕士，林业正高级工程师，主要从事荒漠化防治及林业病虫害防治研究。E-mail：基金项目：甘肃省青年科技基金计划项目“不同柽柳接种管花肉苁蓉离体寄主侵染体系差异性研究”（20JR10RA780）；甘肃省青年人才项目“荒漠区不同生境典型固沙造林树种固碳潜力评估及人 才培养项目”（甘组通字202320号）；甘肃省林业科技计划项目“2,4-EBR在不同逆境胁迫下对几 种沙生植物种子萌发的影响”（2018kj024）。收稿日期：2023-05-09-120-2023年第08期总第661期队在对12种柽柳接种管花肉苁蓉的试验研究中发现，1年生扦插的多枝柽柳苗在接种50 d后就可成功接种管花肉苁蓉，而且侵染后管花肉苁蓉生长状况良好。柽柳组织快繁体系的建立可稳定地保持柽柳母株的各个优良性状，也为柽柳耐盐、抗旱生理等研究工作提供了稳定的试验材料。但一般的组织快繁体系建立过程较为复杂烦琐、不易操作、污染率较高、苗木成活率较低，目前生产上多枝柽柳的育苗主要采用种子繁殖和扦插育苗技术，有关多枝柽柳的简单快捷的组织培养方法还未见报道。王方琳等11进行了长穗柽柳组织培养及植株再生研究，但研究重点集中在长穗柽柳组织培养阶段，未解决从组培到田间移栽的问题，采用传统方法移栽成活率不到40%，且其涉及的组织培养包括愈伤组织诱导、不定芽诱导和增殖培养3个阶段，工序复杂、所需时间相对较长。本试验通过筛选适宜的培养基及生长因子，在原来试验的基础上使组织培养步骤得以简化，直接采用1/2 MS培养基将吲哚丁酸添加量控制为0.080.12 mg/L，实现了“一步成苗”的快速繁殖方式；同时通过延长无菌苗培养时间，大大提高了无菌苗的田间移栽成活率，为柽柳种质资源保护及实现大规模生产育苗提供了技术参考。材料与方法1.1 材料采集组织快繁材料采集于甘肃省武威市林业科学研究院柽柳种质资源圃，为2年生健壮的多枝柽柳成熟枝条，剪成长1015 cm的插穗于花盆中扦插，以其生长出的嫩枝为外植体进行组织培养。1.2 方法试验于2021年8月2022年4月在甘肃省酿酒葡萄苗木快繁工程技术研究中心组培实验室和武威市林业科学研究院智能温室中进行。1.2.1组织培养过程外植体消毒：用紫外灯对超净工作台和工作环境进行30 min的灭菌，用高压灭菌锅对所使用的培养皿、蒸馏水、滤纸等所有材料进行灭菌。将外植体置于250 mL的烧杯中，用1层纱布盖住杯口，用皮筋固定好之后用自来水冲洗36 h，之后再用蒸馏水冲洗46遍。将冲洗完毕的外植体放在超净工作台上，用剪刀剪成长1.52.5 cm的小段，置于灭菌瓶中用75%的酒精消毒30 s左右，再用0.1%的氯化汞溶液对其消毒2 min左右。最后再用蒸馏水冲洗47遍，冲洗完毕后将外植体放在直径为9 cm的灭菌滤纸上，待吸干其表面的水分后再进行下一步的操作12-22。接种：在不同的固体培养基（表1）上接入消毒后晾干的外植体小段，每个瓶中的培养基上接35个外植体，共接50瓶，将各瓶编好号后送入组培室进行培养。培养条件：培养温度为2426，光/暗周期为12/12 h，光照强度2 000 Lx左右23。1.2.2炼苗移栽待组培瓶内无菌苗生长至一定程度之后，分别将组培了40 d、50 d、60 d、90 d的无菌苗进行炼苗并将其移栽至大田。将培养瓶从组培室移放至日光温室中的小拱棚中先炼苗表1不同培养基配方名称激素激素浓度备注MS培养基吲哚乙酸0.2 mg/L蔗糖25 g/L，琼脂5 g/L，pH 5.8GS培养基吲哚乙酸0.2 mg/L蔗糖25 g/L，琼脂5 g/L，pH 5.81/2 MS培养基吲哚乙酸0.1 mg/L蔗糖25 g/L，琼脂5 g/L，pH 5.81/2 MS培养基吲哚乙酸0.2 mg/L蔗糖25 g/L，琼脂5 g/L，pH 5.81/2 MS培养基吲哚乙酸0.4 mg/L蔗糖25 g/L，琼脂5 g/L，pH 5.81/2 MS培养基0蔗糖25 g/L，琼脂5 g/L，pH 5.81/4 MS培养基吲哚乙酸0.2 mg/L蔗糖25 g/L，琼脂5 g/L，pH 5.81/4 MS培养基0蔗糖25 g/L，琼脂5 g/L，pH 5.8-121-林木园艺5 d，去掉封口膜之后再炼苗5 d。从培养瓶中取出炼苗不同天数的组培苗，将其苗根部的培养基用清水清洗干净，准备移栽至田间。准备苗床：将准备好的细沙用0.2%的高锰酸钾进行消毒，苗床沙子厚度控制在4 cm左右，同时喷1遍透水并用棚膜进行遮阴保湿，温度保持在25 左右，湿度60%左右。移栽之后要加强田间管理，当组培苗新根长出后开始缓慢放风，放风时间依据实际情况而定，天气晴朗的情况下35 d可将小拱棚逐渐去掉，开始田间正常管理，期间注意病虫害防治，翌年春天可移栽至苗圃地。1.2.3数据处理与分析主要记录多枝柽柳外植体在各个培养基上愈伤组织产生情况、生根情况以及移栽后苗木成活率等，试验数据用Excel统计分析。结果与分析2.1 不同培养基无菌苗生长状况为提高多枝柽柳组织培养效率，本试验采用“一步成苗法”进行组织培养，在组培过程中对适宜培养基进行了试验研究，详见表2。结果显示：多枝柽柳无菌苗在1/2 MS培养基（0.1 mg/L吲哚乙酸）上生长最好，其愈伤组织及生根都比其他培养基快，且根壮，愈伤组织质地松散、生长较好，无菌苗健壮；1/2 MS培养基（0.2 mg/L吲哚乙酸）相对其他培养基，柽柳外植体生长相对较好，但与1/2 MS培养基（0.1 mg/L吲哚乙酸）相比根的数量少且比较弱，生根相对较慢；1/2 MS培养基（无吲哚乙酸）上柽柳外植体能够正常生长，且生根较快，愈伤组织和生根几乎同时进行，但是后期无菌苗生长较弱，根弱、数量较少；1/2 MS培养基（0.4 mg/L吲哚乙酸）上柽柳外植体无愈伤组织和根的产生，原因是高浓度的激素严重抑制了其生长24-25。1/4 MS培养基（0.2 mg/L吲哚乙酸）上柽柳外植体能正常生长，但愈伤组织质地坚硬，生根慢且根较细，无菌苗较弱；1/4 MS培养基（无吲哚乙酸）上柽柳外植体能够较快产生愈伤组织并生根，但后期无菌苗根细且少。GS培养基（0.2 mg/L吲哚乙酸）上柽柳无愈伤组织产生，直接生根，其生长特征类似于扦插育苗，但根较细、无菌苗生长较弱。MS培养基（0.2 mg/L吲哚乙酸）愈伤组织、生根及无菌苗生长均比较慢，且无菌苗较弱，根细且弱。2.2 多枝柽柳无菌苗不同生长时间对移栽成活率的影响根据文献报道及本试验研究，多枝柽柳组培相对比较容易，但无菌苗到大田移栽的过程却是制约柽柳组培的关键环节，本试验通过调整炼苗方式、组培培养基等，发现无菌苗的生长时间对其移栽成活率起关键作用，故设计了无菌苗的不同生长时间进行炼苗移栽，统计成活率及生长情况，结果见表3。由表3可知，柽柳无菌苗生长4050 d移栽时苗木成活率都比较低；生长60 d以上时移栽苗木成活率显著提高，但生长90 d时苗木表2不同培养基无菌苗生长情况名称激素激素浓度愈伤组织最早产生时间（第n天）最早生根时间（第n天）无菌苗生长情况MS培养基吲哚乙酸0.2 mg/L1216生长慢，无菌苗弱、根细弱GS培养基吲哚乙酸0.2 mg/L12生长慢，无菌苗弱、根细弱1/2 MS培养基吲哚乙酸0.2 mg/L810生长较快、无菌苗较强壮，根较弱且数量少1/2 MS培养基吲哚乙酸0.4 mg/L1/2 MS培养基吲哚乙酸0.1 mg/L78生长快、无菌苗强壮，根数量多且强壮1/2 MS培养基077生长快、无菌苗较强壮，根较少且细1/4 MS培养基067生长快，无菌苗及根都比较细弱1/4 MS培养基吲哚乙酸0.2 mg/L912生长慢，无菌苗及根都比较细弱-122-2023年第08期总第661期参考文献1中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志第五十卷第二分册M.北京:科学出版社,19902赵晓慧.武威市柽柳引种、选育试验J.中南农业科技,2023,44(3):22-24+33.3刘铭庭.柽柳属植物综合研究及大面积推广应用M.兰州:兰州大学出版社,1995.4张道远,尹林克,潘伯荣.柽柳属植物抗旱性能研究及其应用潜力评价J.中国沙漠,2003(3):46-50.5司剑华,卢素锦.低温胁迫对5种柽柳抗寒性生理指标的影响J.中南林业科技大学学报,2010,30(8):78-81.6李泽厚,李蕊希,张舒斌,等.多枝柽柳叶片结构和化学性状对土壤水分变化的响应J.干旱区研究,2022,39(5):1486-1495.7荀守华,乔来秋,康智,等.我国柽柳属植物种质资源及繁殖技术研究进展J.西北农林科技大学学报(自然科学版),2007(9):97-102.8杨庆山,王振猛,魏海霞,等.中国柽柳繁殖与栽培技术J.林业科技通讯,2016(9):18-19.9赵鹏,徐先英,姜生秀,等.石羊河下游不同衰退程度多枝柽柳灌丛水分利用格局研究J.生态学报,2022,42(17):7187-7197.10牟德生,郭艳兰,金娜,等.柽柳不同种苗期生长性状遗传多样性分析J.林业科技通讯,2022(10):77-80.11王方琳,尉秋实,柴成武,等.长穗柽柳(Tamarixe longata)组织培养及植株再生研究J.干旱区资源与环境,2021,35(6):176-181.12闫磊,赵彦坤,何彩,等.沙木蓼组织快繁技术初探J.甘肃林业,2023(1):41-43.13乔梦吉.柽柳离体培养体系的建立及耐盐性研究D.北京:北京林业大学,2007.14乔梦吉,林善枝,张志毅,等.短穗柽柳的组织培养与快速繁殖J.植物生理学通讯,2007,43(1):116.15魏海霞,王霞,李双云,等.中国柽柳组培快繁技术研究J.中国农学通报,2020,36(2):48-52.16魏晓明.潜水埋深和矿化度对中华柽柳光合生理过程的影响D.泰安:山东农业大学,2016.17罗芃睿,张帆,崔杰,等.迷你岩桐组织培养及植株再生体系建立J.草业科学,2020,37(3):469-47618朱金方,刘京涛,陆兆华,等.盐胁迫对中国柽柳幼苗生理特性的影响J.生态学报,2015,35(15):5140-5146.19乔来秋,荀守华,何洪兵,等.柽柳优良无性系选育研究J.林业科学研究,2006,19(2):129-134.20刘振林,潘玉霞,姬玉,等.白花柽柳的组培与快繁技术J.林业科技开发,2013,27(5):111-114.（下转第126页）表3多枝柽柳无菌苗不同生长时间对移栽成活率的影响无菌苗生长时间（d）成活率（%）4035.835054.176077.59095.8成活率最高。结论与讨论本试验以多枝柽柳嫩茎为外植体，筛选出了适宜诱导多枝柽柳愈伤组织产生、腋芽生长、无菌苗生根及生长的培养基配方，并通过试验得出无菌苗生长时间的长短对其移栽成活率有重要影响，在建立多枝柽柳“一步成苗”法的基础上，总结出提高柽柳田间移栽成活率的方法。试验结果表明：多枝柽柳组培快繁时培养基及激素种类和浓度对其愈伤组织产生、腋芽生长、无菌苗生根及生长均有一定的影响，多枝柽柳组织快速繁殖培养采用1/2 MS培养基比较适合，且在加入0.1 mg/L吲哚乙酸时其愈伤组织产生、腋芽生长、无菌苗生根及生长均比其他试验处理好，因此建议多枝柽柳在大规模工厂化生产中可采用此方法进行组培快繁和炼苗移栽。但多枝柽柳种群也存在遗传变异现象26-28，针对不同地理环境、不同气候等条件引种的多枝柽柳29-35，可首先选择本试验的“一步成苗”法进行小规模预试验，待技术条件完全成熟之后再进行大规模工厂化生产。-126-2023年第08期总第661期时清理地面枯落物；早春及时喷施杀菌剂，每周1次，连喷3次。4.4 加强日常管护古树健康管理不是一蹴而就的，要适时、定期对古树生长状况及生存环境进行健康管理，通过修剪、灌溉、施肥及施药及时防除病虫害，做到对病害“早发现、早诊断、早治疗”。一是安装避雷针。雷击是树干高大的古树名木的“克星”。综合考虑环境条件、地理位置、雷电活动规律以及古树自身特点等因素，在毛白杨树体上安装避雷针。防雷装置的形状应与古树及自然景观相协调，色彩应与周围环境相匹配。二是提高民众的保护意识，当地政府应担起属地责任，结合普法活动积极宣传天水市古树名木保护条例，发动民众参与保护，共同营造保护毛白杨古树以及其他古树名木的良好氛围。三是指定专人进行日常管护。结语毛白杨古树群作为天水市秦州区的珍贵树木、珍稀和濒危植物，在生物多样性、生态平衡和环境保护中发挥着不可替代的作用。实际工作中应结合当地古树保护实践和存在的主要问题综合施策，促进古树健康生长。（编辑 张琼琼）21程磊,周根余.柽柳的组织培养与快速繁殖J.上海师范大学学报(自然科学版),2001(2):67-71.22宿炳林.柽柳的组织培养研究J.山西农业科学,2015,43(12):1589-1590+161223韩琳娜,刘会,马萌萌,等.柽柳组培快繁技术J.林业科技开发,2009,23(3):107-109.24李利红,李先芳,韦小敏,等.柽柳生根组织培养的研究J.河南林业科技,2005,25(1):30-31.25杨庆山,王振猛,魏海霞,等.中国柽柳繁殖与栽培技术J.林业科技通讯,2016(9):18-19.26王鹏.路易斯安娜鸢尾Noble Moment组培快繁体系建立J.分子植物育种,2021,19(17):5808-5815.27张雅楠,黄蕾,张雷,等.额济纳湿地多枝柽柳种群的遗传多样性与遗传结构J.西北植物学报,2021,41(7):1148-1157.28张伊莹,邹旭阁,王寅,等.额济纳绿洲不同土壤水盐条件多枝柽柳对胡杨种群分布的影响J.北京林业大学学报,2023,45(3):11-20.29雷善清,王文娟,徐艺心,等.多枝柽柳改变胡杨幼苗根系对土壤水盐的响应J.北京林业大学学报,2020,42(7):89-97.30钟悦鸣,王文娟,王健铭,等.极端干旱区绿洲植物叶功能性状及其对土壤水盐因子的响应J.北京林业大学学报,2019,41(10):20-29.31李彩霞,兰海燕.荒漠植物柽柳抗逆机制的研究进展J.生物技术通报,2021,37(5):128-140.32赵峰侠,尹林克.荒漠内陆河岸胡杨和多枝柽柳幼苗种群空间分布格局及种间关联性J.生态学杂志,2007,26(7):972-977.33周天河,赵成义,吴桂林,等.塔里木河上游胡杨(Populus euphratica)、柽柳(Tamarix ramosissima)水分来源的稳定同 位素示踪J.中国沙漠,2017,37(1):124-131.34周兰萍,魏怀东,丁峰,等.石羊河流域下游民勤荒漠植物光谱特征分析J.干旱区资源与环境,2013,27(3):121-125.35伊力努尔艾力,陈晓楠,高文礼,等.AMF-多枝柽柳幼苗共生体对干旱胁迫的生理响应J.植物科学学报,2022,40(5):724-732.（编辑 张琼琼）（上接第122页）