槭属植物组织培养研究进展.pdf

辽 宁 林 业 科 技Liaoning Forestry Science&Technology2023年第3期2023No3槭属植物（槭树）是槭树科 Aceraceae 槭属 Acer树种的泛称，乔木或灌木，落叶或常绿。槭属植物是观赏性较强的彩叶树种，叶片在秋季呈红色，深受游客喜爱。生产上槭树苗木繁育主要以播种育苗为主，即实生苗。由于实生苗存在变异，不能完全保持母本的优良性状，无法实现规模化生产需求。无性繁育技术（扦插、嫁接、组织培养等）可有效解决实生苗问题，是槭树优良品种繁殖的重要手段。植物组织培养是指通过无菌操作把植物体的各类结构材料（组织、器官、细胞等）接种于人工配制的培养基上，在人工控制的环境条件下进行离体培养的一套技术与方法，因操作简单、繁殖系数高、苗木质量一致等优点，被科研工作者和生产者广泛使用，在植株的快繁与脱毒、种质资源保存与利用、细胞和基因工程等生物技术育种以及遗传学和生物学基础理论等方面取得了显著成效1-2。本文通过论述槭属植物组织培养中外植体、培养基及植物生长调节物质等方面的研究现状和存在问题，为槭属植物组织培养研究提供借鉴，并为后续槭属植物利用组织培养技术开展工厂化繁育苗木提供技术支撑。1槭属植物组织培养研究现状1 1.1 1外植体对槭属植物组培的影响外植体对槭属植物组培的影响1 1.1 1.1 1外植体外植体同一植株不同取材部位可影响组织培养效果。槭树组培常以休眠芽、嫩叶和茎段为外植体。顾德峰等3以白牛槭休眠芽为外植体进行组织培养，结果表明，剥去休眠芽鳞片，露出叶原基 24 mm 进行接种，萌芽率可达 81%。马亚男4比较了茶条槭当年生幼嫩茎段、叶柄和叶片 3 种外植体组培差异。结果表明，幼嫩茎段为最佳外植体，在组织培养过程中污染率和死亡率最低，分别为 22.3%和14.4%，存活率为 63.3%。1 1.1 1.2 2外植体取材时间外植体取材时间组织培养还应考虑外植体的取材时间4-5。李源等6研究表明，美国红枫外植体最佳取材时段为35 月，最佳消毒方案是用 3%NaClO 处理 8 min，污染率仅 2.22%，存活率达 91.11%。马建华等7研究表明，6 月为鸡爪槭外植体最佳采集时间。李岩岩2研究表明，茶条槭组织培养的理想取材时间为4 月份，以萌发的幼嫩茎段为外植体，褐变率和褐变死亡率均处于较低水平。马亚男4研究发现，6 月初是茶条槭外植体采集最佳时期，污染率和褐化程度均低于 78 月。1 1.1 1.3 3消毒剂及消毒时间消毒剂及消毒时间外植体消毒是初代培养最常遇到的问题，为降低污染率，应对外植体进行科学合理的消毒灭菌，槭属植物组织培养研究进展张瑞富（国家林业和草原局重点国有林区森林资源监测中心，黑龙江 加格达奇165000）摘要：槭属植物有较高的观赏、药用、食用及用材价值。组织培养技术可提高植物繁殖效率，并保持优良性状，因而成为槭属植物快速繁育的重要途径。该文综述了我国槭属植物组织培养的研究现状，总结了槭属植物组织培养中存在的问题，并提出建议。以期为槭属植物工厂化育苗，开展良种繁育和种质资源保护等提供技术参考。关键词：槭属植物；组织培养；外植体；消毒剂中图分类号：S792.35文献标识码：A文章编号：1001-1714（2023）03-0058-03收稿日期：2022-11-08作者简介：张瑞富，高级工程师，主要从事林业规划设计调查工作，E-mail：ghy_。58第 3 期2023 年但因植物自身原因，栽培环境差异，外植体取材时间、部位，接种时操作技术规范性等，外植体消毒一般考虑消毒剂种类和消毒时间。杨兰芳等8研究表明，茶条槭茎尖最佳消毒时间为 0.1%HgCl2消毒45 min；带芽茎段最佳消毒时间为 0.1%HgCl2消毒 10 min，成活率和萌芽率均相对较高。于传9研究表明，美国红枫不同外植体及取材时间对消毒难易程度相差较大，以 35 月的茎段为外植体可得到较好的消毒效果，平均污染率仅为 5.4%，平均存活率可达 88.5%。孟庆敏10研究表明，从萌发率、白化率、分化率等多方面综合考虑，应用 NaClO 较好，播种苗和成年植株以 1%NaClO 溶液消毒最佳时间分别为 15 min 和 30 min。1 1.2 2培养基及生长调节物质对槭树组培的影响培养基及生长调节物质对槭树组培的影响植物组织培养常用基本培养基主要有 1/2MS、MS、B5、WPM、DKW 和 White 等，因此，在不同培养阶段选择适宜基本培养基至关重要。除培养基外，植物生长调节物质也是培养基的关键物质，不同外植体对植物生长调节物质种类、质量浓度及配比的需求各不相同，因此，在植物组织培养的不同阶段，要合理调整、添加生长调节物质，以达到最佳培养效果4，11。闫洋洋1研究发现，北美红枫最佳的愈伤诱导培养基为 MS+0.8 mgL-1TDZ+1.0 mgL-16-BA+0.5 mgL-1NAA，愈伤率为 82%；不定芽诱导最佳培养基为 MS+1.0 mgL-1TDZ+3.0 mgL-16-BA+0.2 mgL-1NAA+1.2 mgL-1IAA，诱导率为 52%；不定根在 MS+0.6 mgL-1TDZ+1.0 mgL-16-BA+3 mgL-1NAA+35 gL-1蔗糖+7.5 gL-1琼脂半固定培养基中诱导率最高为 76%。李岩岩2研究表明，茶条槭最佳启动培养基为 MS+0.1 mgL-1NAA+7.0 gL-1琼脂+30 gL-1蔗糖，诱导率为 77.0%；最佳愈伤组织增殖培养基为 MS+1.0 mgL-1NAA+0.1 mgL-1BA+0.5 mgL-1IBA，增殖率达 99.0%。较适合生根培养基为 1/2MS+1.0 mgL-1IBA+30 gL-1蔗糖、WPM+1.0 mgL-1IBA+20 gL-1蔗糖，生根率达 90%。李海艳等12 建立了快速高效的茶条槭再生体系，最佳诱导培养基为 WPM+0.0020.01 mgL-1TDZ+0.1 mgL-16-BA，平均诱导率为 98.0%；最佳再生芽分化培养基为 WPM+0.01 mgL-1TDZ+0.1 mgL-16-BA，分化率为 42.0%；最佳生根培养基为 WPM+0.3 mgL-1IBA，移栽成活率达 89.0%。2槭属植物组织培养技术存在问题及建议2 2.1 1外植体褐化外植体褐化褐化是组织培养中的技术难题之一13。招雪晴等14研究自由人槭 秋焰 当年生枝不同节位的茎段对初代培养的影响，结果表明，半木质化的第三节和第四节茎段褐化率低。唐丽等15比较了不同抗褐化剂对红翅槭组培过程中褐化现象的抑制作用，结果表明，硫代硫酸钠、柠檬酸、VC、PVP、AC 不适合作为红翅槭愈伤增殖培养的抗褐化剂，而 50mgL-1的硝酸银在红翅槭愈伤组织增殖培养中具有良好的抗褐变作用16。目前槭属植物组培中有关防褐化研究相对较少，今后应多开展此方面相关研究，如抗褐化剂种类选择及使用阶段，组培过程中产生褐化的生理生化和分子机制，使用防褐化剂对槭属植物组培的影响，不同槭属植物适宜的防褐化方法等。2 2.2 2外植体污染外植体污染目前，在槭树植物组织培养中防止外植体污染的研究主要集中在消毒剂种类及剂量、处理时间、培养基中添加防污染药剂等方面15。在今后的研究中，可以借鉴其它植物组织培养中的防污染研究，如利用中草药抑菌研究17-20。关于中草药抑菌在槭树组织培养中的研究已有个别报道，窦玥21采用 18 种中草药对病原菌及污染菌的抑菌试验表明，不同质量浓度的大黄、黄连、菊花、小蘖、丁香的抑菌活性比较明显，抑菌效果较好。将热稳定性好的 3 种中草药两两组合，大黄和丁香组合的抑菌活性高于其它两种组合，与单一抑菌剂相比组合后的抑菌活性明显增强，对苗的伤害降低。此外，还要探索适合槭树组织培养防止污染的其它方法，并利用现代生物技术开展其相关生理生化机理研究。3展望随着我国生态文明建设取得新进展，乡村振兴取得新突破，槭属植物作为重要观赏树种和经济植物，其苗木供不应求的现象时有发生。随着组织培养技术的不断成熟与发展，在槭树良种苗木的大规模繁育、外源基因的遗传转化以及槭属种质资源的深度开发等方面必将发挥重要的作用15，22。张瑞富：槭属植物组织培养研究进展 59第 3 期2023 年辽 宁 林 业 科 技参 考 文 献：1闫洋洋.北美红枫“十月光辉”无性快繁体系的建立D.重庆：西南大学，2018.2李岩岩.茶条槭（Acer ginnala）组织培养与快速繁殖技术研究D.沈阳：沈阳农业大学，2007.3顾德峰，赵和祥，王刚.白牛槭休眠芽苞的离体培养J.北方园艺，2010（20）：154-1554马亚男.茶条槭组织培养初代培养技术研究D.北京：北京林业大学，2019.5王晶.植物生长周期性研究J.农机化研宄，2004（5）：285.6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（自然科学版），2014，39（8）：36-42.7马建华，朱晓菲，何程相，等.鸡爪槭（Acer palmatumThunb.）品种 赤枫 组培再生体系的建立J.中国农业科技导报，2020，22（1）：171-178.8杨兰芳，张国禹，黄桂云，等.茶条槭茎段组织培养与植株再生研究J.现代农业科技，2019（19）：18-129，132.9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，2013.10孟庆敏.复叶槭组织培养再生体系的建立D.哈尔滨：东北林业大学，2006.11孙红英，辛全伟，林兴生，等.日本红枫 青龙 组织培养与快速繁殖J.中南林业科技大学学报，2019，39（7）：44-47.12李海艳，宋继园，董杰，等.茶条槭愈伤组织的再生体系建立及其没食子酸含量的测定J.植物学通报，2008，25（2）：212-219.13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）：97-102.14招雪晴，苑兆和，徐榕，等.自由人槭 秋焰 组织培养中外植体的选择研究J.山东林业科技，2009，39（4）：70-72.15唐丽，钟秋平.景观树种红翅槭愈伤组织增殖培养J.中南林业科技大学学报，2010，30（11）:69-73.16胡选萍，蒋景龙.槭属（Acer L.）植物组织培养技术的研究进展J.分子植物育种，2021，19（22）：7561-7569.17闵华，李青松.中草药对5种植物病原菌的抑菌活性研究J.安徽农业科学，2009，21（31）：165.18黄奔立，朱华，顾艳，等.中草药对5种蔬菜病菌的抑制作用J.扬州大学学报，2006（3）：145.19唐卿雁.中草药在果蔬保鲜中的应用J.食品研究与开发，2005，26（4）：232.20董晓菊，宿献贵，李文香，等.中草药提取液对甜樱桃保鲜效果的影响J.北方园艺，2008（9）：145.21窦玥.两种槭树的组织培养和防治组培污染的初步研究D.大连：辽宁师范大学，2010.22张春艳，吴瑜.我国槭树科组织培养研究进展J.北方园艺，2014（7）：181-184.（责任编辑：张素清）（上接第47页）为 A3B2C3D1，即 V珍珠岩 V河沙=1 1 混合为基质，激素种类为 ABT 生根粉 1 号，质量浓度为 10 000 mgL-1。参 考 文 献：1邵春艳，连永刚，岳成亮，等.胶东卫矛全光喷雾嫩枝扦插成活影响因子的研究J.吉林林业科技，2020，49（3）：8-10.2余潇，赵振宁，平怀磊，等.外源激素处理对濒危植物千果榄仁扦插生根的影响J.湖北民族大学学报（自然科学版），2022，40（1）：1-8，102.3高燕，蒋昌华，张春英.基质对6个木槿品种硬枝扦插生根效果综合评价J.浙江农业科学，2022，63（6）：1298-1301.4颜廷武，朱健，马悦，等.生根剂、穗材及基质对蒙古栎插穗生根能力的影响J.辽宁林业科技，2023（1）：21-24.5于世河.蒙古栎育苗技术研究进展J.辽宁林业科技，2022（3）：49-52.6闫文涛.蒙古栎嫩枝扦插繁殖技术及其生根机理的研究D.沈阳：沈阳农业大学，2017.7黄秦军，李文文，丁昌俊.蒙古栎嫩枝扦插繁殖技术研究J.西南林业大学学报，2013，33（1）：27-33.（责任编辑：张素清）60