櫸樹組織培養研究管理論文

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【論文關鍵詞】：櫸樹；組織培養；研究進展

【論文摘要】：櫸樹具有較高的經濟、生態、景觀利用價值，市場需求量極大，野生資源已日趨枯竭。利用組織培養技術對櫸樹進行快速繁殖是勢在必行的。文章對國內櫸樹組織培養研究進展概況進行了綜述，指出了櫸樹組織培養過程中存在的一些問題，提出了部分建議。

引言

櫸樹(Zelkovaschneideriana)，又叫大葉櫸，屬于榆科(Ulmaceae)櫸屬（ZelkovaSpach)。在我國，櫸樹主要分布于遼東半島至西南以東的廣大地區。櫸樹材質優良，是珍貴的硬闊葉樹種。櫸樹樹冠廣闊，樹形優美，葉色季相變化豐富，病蟲害少，又是重要的園林風景樹種。

櫸樹具有較高的經濟、生態、景觀利用價值，木材為珍貴用材，市場需求量極大，野生資源已日趨枯竭。在《國家重點保護野生植物名錄》（第一批）中，櫸樹被列為國家二級重點保護的野生植物。

組織培養是優良樹木得以大量繁殖的有效方式。到目前為止,已對大量的林木樹種進行了組織培養的研究,少數樹種已進入到工廠化生產階段。在我國,桉樹和楊樹的快速繁殖技術已經用于工廠化生產,并產生了顯著的經濟效益。國內對櫸樹的研究主要是集中在栽培和生物學特性方面。據報道，目前國外只有日本福岡縣林業中心成功的進行了櫸樹的組織培養研究。在國內，金曉玲等對櫸樹的生物學特性和微繁技術進行了初步的研究，取得了一定的進展。

1.植物組織培養技術概況

植物組織培養技術是指在無菌條件下，將離體的植物器官、組織、細胞以及原生質體，在人工配制的環境里培養成完整的植株。植物組織培養的依據是植物細胞"全能性"及植物的"再生作用"。

1.1植物組織培養的用途

植物組織培養的用途可分為四大類：第一類是，利用植物組織培養技術可以對植物體進行體外無性快速繁殖（即微繁）；第二類是，大規模細胞培養可以用來生產次生代謝物質；第三類是，用于育種，如花藥、花粉培養產生單倍體，胚乳培養產生三倍體，胚培養挽救雜種胚，原生質體培養進行體細胞雜交等；第四類是，用于理論研究，如將植物組織培養應用于植物生理學、病理學、胚胎學、細胞與分子生物學等的研究。

1.2植物組織培養的基本過程

1.2.1外植體材料的選取

對大多數種子植物來說，莖尖是最好的部位，但往往受到材料來源的限制，為此莖段也得到了徹底的應用，而葉片的培養利用更為普遍，材料來源也較豐富。子葉和下胚軸的培養對于難培養的植物很有效。

選材時應注意選取帶菌少、生長時間短、生長旺盛的材料，還應注意取材的時期。大多數植物應在生長開始的季節進行采樣，生長末期或休眠期的外植體對誘導反應遲飩。

1.2.2材料的滅菌處理

從田間或溫室等地切取材料時，應選擇健壯無病蟲母株，取幼嫩、分生能力強的部位，以利生長。

取來的材料雖經選擇，外部總還有不少雜菌。為此，接種前應進行表面滅菌。經過表面滅菌的材料，用無菌濾紙將水吸掉，再用解剖刀切取所需部位，然后將材料接種到培養基上。

1.2.3脫分化階段

將培養好的無菌材料接種到誘導培養基中進行培養。在此階段中，可根據不同的需要，接種到不同的培養基上，可以進行愈傷組織、不定芽等的誘導，從而進行不同途徑的培養。

誘導培養基一般選MS培養基作為基本培養基，再配合一定比例的細胞分裂素和生長素。

1.2.4分化階段

此階段是將脫分化階段產生的愈傷組織或不定芽，接種到誘導分化培養基上，誘導分化。

誘導分化階段仍以MS作為基本培養基，再加入一定的激素配制。

1.2.5壯苗生根

將分化階段產生的大芽接種到合適的壯苗培養基中，便可長成健壯的無根苗了。健壯的無根苗長成后，將其轉入生根培養基中。生根培養基多以1/2MS培養基作為基本培養基，再配合一定比例的激素進行配制。

1.2.6移栽

生根苗的移栽是組織培養育苗的重要一環，只有移栽成活才能達到快速育苗的目的。

為此，將已生根的瓶苗移出進行煉苗，應注意調控光線與溫度。煉苗結束后，將其移栽到保水、透氣性好的基質或苗床土中。

2.植物組織培養技術在林木中的應用

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

到目前為止，已有大量的林木樹種進行了組織培養的研究。據不完全統計，通過器官發生和體細胞胚發生途徑獲得再生植株的闊葉樹己有22屬120種，針葉樹有12屬63種。桉樹和楊樹的快速繁殖技術已經用于工廠化生產，并產生了顯著的經濟效益。但從總體上看，研究主要集中的少數幾個屬，如闊葉樹中，桉屬、楊樹屬、金合歡屬和泡桐就有95種，約占80%；針葉樹則主要集中在杉屬和松屬，約占81%。

3.我國櫸樹組織培養的研究進展

國內對櫸樹的研究主要集中在栽培和生物學特性方面。傅松玲、鄭興林研究了皖東石灰巖山地榆科樹種的生理特性[11]，曾勝虞、李淑琴等研究了櫸樹豐產育苗的方法和技術要點[12]，張立軍、周麗君等研究大葉櫸人工栽培技術，劉德良、曾松青等先后研究了櫸樹扦插繁殖實驗[，周文明等研究了櫸樹大樹移栽技術，黃利斌等研究了櫸樹半同胞家系苗期性狀變異的研究，趙旺兔等對櫸樹木材的發育解剖學進行了一系列的研究。但較系統和更深層次的研究報道卻很少。在櫸樹組織培養方面的研究，只有金曉玲等做了一些初步的研究。

目前，從國內的研究現狀我們可以看出，對櫸樹的研究大部分是圍繞著櫸樹的栽培進行的，其他方面的研究較少且不深入，特別是組織培養的研究，仍處于初級階段。

為了解決櫸樹資源瀕危的現狀，利用植物組織培養進行櫸樹的快速繁殖，提供大量優良無性系苗木是勢在必行的。

植物組織培養獲得器官再生苗有兩條途徑：一是，外植體通過器官發生途徑直接誘導形成不定芽或側芽，再通過誘導生根而成苗；另一種是，外植體先脫分化誘導愈傷組織，然后由愈傷組織分化形成再生植株[21]。

目前，國內只有金曉玲等通過以上兩種途徑對櫸樹的組織培養技術進行了一定的研究。

金曉玲等在大葉櫸愈傷組織的誘導中發現，外植體的來源、培養基的種類、激素的種類和體積質量、光照等因素都直接影響著愈傷組織的數量和質量，而愈傷組織的數量和質量又直接影響不定芽、不定根的分化和增殖速度[22]。

在器官發生途徑方面，金曉玲等以櫸樹的莖尖作為實驗材料，對不定芽的誘導、增殖以及生根進行了研究[23]。研究發現，植物激素的種類和濃度對櫸樹莖尖不定芽的分化和誘導生根有重要影響。細胞分裂素BA，生長素NAA適合櫸樹莖尖不定芽的分化；生長素IBA對誘導櫸樹小苗生根有一定效果[23]。

4.問題與討論

到目前為止，櫸樹的組織培養的基礎性研究已經取得了一定的進展，但仍然存在許多問題。

在櫸樹的組織培養過程中，通過誘導愈傷組織途徑進行植株再生，效果并不十分理想。在誘導愈傷過程中，褐化現象較為嚴重，添加抗氧化劑后，仍會出現輕度褐變，并不能完全抑制褐變的產生。

在櫸樹莖尖培養過程中，以MS作為基本培養基，容易產生缺氮的癥狀，并且枯死率較高，不定芽的誘導率也不高。

現階段，對櫸樹的研究還僅限于實驗室階段，并且還有很多問題沒有解決，還未真正投入到工廠化生產中。因為林木的組織培養在實際生產中的應用仍然受到很多的限制。主要的原因有兩個，一是林木的生長速度較慢，次生代謝產物積累多，在組織培養過程中常常會出現褐化和玻璃化現象。二是植物組織培養再生植株的有效率偏低，使得繁殖技術難以滿足實際生產的需求[24，25]。

櫸樹的生物學特性決定了它的生長速度較慢，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，可能會有一定的優勢，這將成為我們下一步要進行的探索研究。

櫸樹的組織培養可以為櫸樹遺傳改良和選育優良新品種提供技術基礎，還可以為保護櫸樹資源提供新的研究思路和技術。但是在研究過程中還有許多問題亟待解決，針對這些問題，我們接下來要進行以下研究：

首先，我們要針對愈傷組織的分化成不定芽的效率不高的問題，繼續篩選發掘更合適的培養基和誘導方法。

其次，對于在MS培養基上進行不定芽誘導過程中出現的缺氮現象，要進行基本培養基的改良，或是找到一種合適的處理方法，緩解這種現象的產生，提高成活率。

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