花櫚木人工繁殖技術研究進展

周潔塵，朱天才，文 虹，吳紅強，段 翔，馮加生，鐘 行

(湘潭市林業(yè)科學研究所，湖南 湘潭 411206)

花櫚木(OrmosiahenryiPrain)為蝶形花科(Papilionoideae)、紅豆屬(Ormosia)常綠喬木，又名花梨木、臭桶柴、亨氏紅豆，屬國家二級保護植物[1, 2]，自然分布于我國亞熱帶地區(qū)的安徽、福建、江西、湖北、湖南、廣東、海南等省份[3]，生于海拔600 m～1200 m山地、溪邊、谷地林內，對生態(tài)環(huán)境要求苛刻，野生資源稀少，且分布不均勻[4～7]?；澳静馁|優(yōu)良，可作為高級家具用材；樹姿優(yōu)美，有較高園林觀賞價值；藥用價值 較高，根、莖、皮、葉等各樹體各器官均可入藥[8～11]?；澳痉N子的種皮堅硬致密，透水透氣性差，種子休眠期長，不易發(fā)芽，自然繁殖力弱。

我國花櫚木研究起步較晚，直至2003年才有學者對花櫚木進行相關研究，研究花櫚木人工林生長規(guī)律[12]。目前花櫚木人工繁殖多采用種子繁殖[13,14]，現(xiàn)有常規(guī)無性繁殖法中，除了根插之外其余方法效果均很差[15]。本文通過分析不同花櫚木人工繁殖技術的關鍵點及存在的主要問題，探索其今后的發(fā)展方向，為花櫚木的人工繁育及保護利用提供理論依據(jù)。

1 花櫚木人工繁殖技術

1.1 種子繁殖技術

1.1.1 種子處理

(1)花櫚木種子休眠原因?；澳痉N子的種皮堅硬、致密，不利于水分和氧氣的供應，透水透氣性較差，較大程度地抑制其萌發(fā)[16]。鄧兆等[13]研究發(fā)現(xiàn)花櫚木種子休眠的原因是多方面的，其中花櫚木種子的種皮和種胚中存在抑制種子萌發(fā)的物質。韋小麗等[17]通過人工模擬土壤種子庫進行野外種子萌發(fā)實驗發(fā)現(xiàn)，自然條件下花櫚木種子埋藏1年后發(fā)芽率僅16%，其主要原因是種子埋藏過深，氧氣量較低，且種皮密度高，種子無法通過呼吸作用得到萌發(fā)所需的能量?？傮w而言影響花櫚木種子萌發(fā)的主要因素包括種皮機械障礙和種皮中存在抑制物質等方面。

(2)促進花櫚木種子萌發(fā)的方法。目前多采用物理化學方法處理花櫚木種子，以促進萌發(fā)。如江志昌[18]和沈紹南[19]等采用草木灰浸種1 d，再用溫水浸種3 d，最后進行濕沙層積處理3 d～4 d的組合方法處理花櫚木種子。鄧兆等[13]對花櫚木種子休眠的破除方法進行研究，發(fā)現(xiàn)500 mg·L-1赤霉素浸泡花櫚木種子12 h后，4℃低溫混沙濕藏45 d可破除花櫚木種子休眠，發(fā)芽率、發(fā)芽勢分別比對照提高36.6%、32.7%?；澳痉N子經(jīng)混沙濕藏處理后，隨著時間的延長，酸性磷酸酯酶、淀粉酶和蛋白酶活性、GA3和ATP含量有所增加，ABA含量有所減小。此外，濃硫酸酸蝕處理2 h也能有效改善花櫚木種子的種皮透性，增強吸水速率且不傷害種子?？傮w看來，化學處理法以及變溫法能改善花櫚木種皮透性，增強吸水率?；焐碀癫靥幚砜梢蕴岣呦嚓P酶活力，對破除花櫚木種子休眠起關鍵作用。

1.1.2 幼苗管理

花櫚木實生苗長勢弱，生長緩慢，苗期管理對提高幼苗保存率有著重要作用。選擇砂質壤土或輕壤土為基質，在地勢平緩、排灌條件良好、土層深厚疏松的旱坡地或水田作床[20]?；澳久绯鐾梁笮枇⒓凑谑a，透光度50%左右，遮蔭時間不超過2～3個月。5月上旬至6月下旬，花櫚木苗木處于生長初期，地上部生長緩慢，根系生長較快，需及時除草、松土并適量施肥，根據(jù)天氣適時灌水。7月初至9月中旬，苗木生長迅速，需注意澆水保濕，通常在傍晚畦溫降低后引溝漫灌水降溫，同時做好除草工作。每隔10 d～15 d在距離根部10 cm處穴施或溝施尿素，施用量為45 kg·hm-2。9月下旬至11月，苗木生長開始停止，應停止施肥，前期每隔15 d噴施1次0.2%～0.5%的磷酸二氫鉀溶液，減少澆水，以促進苗木木質化，安全越冬[20～27]。

花櫚木苗病蟲害較少，高溫高濕環(huán)境下易發(fā)生角斑病，可采用50%多菌靈可濕性粉劑0.167%藥液或70%甲基托布津可濕性粉劑0.125%藥液防治；蟲害以豆莢野螟、小卷蛾為主，分別使用52.5%毒·氯乳油0.10%藥液、20%甲氰菊酯乳油0.05%藥液和1.8%阿維菌素乳油0.02%藥液復配以及1.8%阿維菌素乳油0.10%藥液、20%殺滅菊酯乳油0.05%藥液復配進行防治[18, 28, 29]。

1.2 組織培養(yǎng)技術

組培技術能使植物快速繁殖，不受季節(jié)等條件限制，且可以大規(guī)模工廠化育苗[30]。目前，花櫚木多采用播種繁殖，嫁接成活率低，扦插很難成活[31]。近10年來，國內外學者關于花櫚木組織培養(yǎng)的研究時有報道，姚軍等[32]利用花櫚木種子無菌萌發(fā)獲得的帶葉莖段進行組織培養(yǎng)研究；高麗等[33]通過花櫚木胚軸愈傷組織誘導途徑，建立高效的花櫚木再生體系。這些研究主要包括組培培養(yǎng)基類型、外植體類型、無菌體系的建立和培養(yǎng)條件優(yōu)化等方面。

1.2.1 無菌體系建立

根據(jù)已有報道，花櫚木組培技術采用的外植體均來源種子無菌萌發(fā)材料，自然萌發(fā)植株和成年植株外植體無菌培養(yǎng)體系較難建立[34]。喬棟[35, 36]等通過比較不同的消毒方法，分別建立了花櫚木籽苗莖段、幼苗外植體莖段、葉片、成年植株葉片的無菌繁殖體系[35, 36]：花櫚木籽苗莖段可用70%乙醇消毒30 s后，0.1%升汞滅菌8 min，再用70%乙醇消毒30 s，且培養(yǎng)基中添加PPM 0.5 mL·L-1進行消毒；幼苗外植體莖段先用70%乙醇浸泡30 s后，再用50 mL·L-1利福平和50 mL·L-1氯霉素混合液浸泡30 min，最后用0.1%升汞浸泡8 min建立無菌體系；葉片采用70%乙醇浸泡30 s后，再用50 mL·L-1利福平和50 mL·L-1氯霉素混合液浸泡30 min，最后用0.1%升汞浸泡6 min建立無菌體系；成年植株葉片用70%乙醇浸泡30 s后，再用50 mL·L-1利福平和50 mL·L-1氯霉素混合液浸泡30 min，最后用0.1%升汞浸泡12 min建立無菌體系。不同消毒方式效果不一樣，

1.2.2 快速繁殖體系

花櫚木組織培養(yǎng)以MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，以花櫚木籽苗莖段做為外植體時，在MS培養(yǎng)基中添加2.0 mL·L-16～BA、0.5 ml·L-1NAA、8 g·L-1瓊脂、30 g·L-1蔗糖，調pH 5.8～6.0，在26℃左右條件下培養(yǎng)45 d后發(fā)芽；在1/2 WPM+IBA 1.0 mL·L-1+NAA 2.0 ml·L-1+瓊脂8 g·L-1+蔗糖10 g·L-1的生根培養(yǎng)基中，pH 6.0～6.2，23℃下培養(yǎng)15 d左右生根[35]。

1.2.3 煉苗及移栽技術

溫室及大田的環(huán)境與培養(yǎng)室內人工控制的培養(yǎng)條件差異較大，組培苗從培養(yǎng)室內移栽到露天大田或者溫室中，從無菌、溫度與光照恒定、濕度接近飽和的環(huán)境中轉移到有菌、自養(yǎng)、環(huán)境因子多變的環(huán)境中，如果不經(jīng)過煉苗過程直接移栽瓶苗，勢必會引起組培苗大批量的死亡。因而煉苗過程是能有效保證組培苗移栽時的成活率。

具體方法為[35]：將生長旺盛且根系生長良好的瓶苗移出培養(yǎng)室，在自然光下煉苗3 d后，打開瓶蓋，在常溫下煉苗2 d，然后小心取出瓶苗，洗凈根部后栽入已消毒的基質中，澆透水后覆蓋塑料薄膜，保持濕度70%～80%，溫度20 ℃～25 ℃，7 d后揭去塑料薄膜。

1.3 其他無性繁殖技術

1.3.1 根插育苗

目前，現(xiàn)有常規(guī)無性繁殖法中只有根插育苗有相關報道且效果較好，其余無性繁殖技術未見報道。

起壟做床：插床地要選擇深厚肥沃、疏松、微酸性的土壤，于初冬深翻，以硫酸亞鐵225 kg·hm-2、復合肥750 kg·hm-2和菜餅肥3 t·hm-2為基肥。根插前6～7 d，用30 kg·hm-2福爾馬林溶液兌水12 t·hm-2進行基質消毒，均勻噴灑床面后立即覆蓋薄膜，根插前揭除[15,37]。

種根采集：于3月中旬至4月上旬，在生長健壯、胸徑8 cm～28 cm的10年以上健康花櫚木上采根，采根小頭直徑不小于0.5 cm，根段長8 cm～15 cm。

扦插：采用斜插法，深度6 cm～8 cm，株行距25 cm×30 cm，覆土厚度1～1.5 cm。插穗基部快速浸醮500 mg·kg-1萘乙酸水溶液后立即扦插。插后及時噴澆水2遍，并立即加蓋薄膜，進行保溫保濕等。一般插后30 d左右可形成愈合組織，50 d后生根[15, 37]。

1.3.2 嫁接繁殖技術

花櫚木嫁接繁殖技術不成熟且未見報道，本項目正在進行花櫚木嫁接繁殖技術研究，涉及砧木和穗條的選擇、嫁接時間和嫁接方法等方面?？蛇x用1～2年生鄂西紅豆(OrmosiahosieiHemsl. et Wils.)實生苗做砧苗，在花櫚木樹冠中部、外圍、向陽處采集當年生枝條作穗條，穗條要求無病蟲害、芽點飽滿，于3月～4月采用撕皮枝接法進行嫁接。

2 花櫚木人工繁殖技術存在的主要問題

2.1 種子繁殖技術

花櫚木種子種皮堅硬、致密，透水透氣性較差、休眠等原因發(fā)芽很慢，發(fā)芽期長，發(fā)芽率低是人工培育的主要難題。大部分催芽條件下花櫚木種子發(fā)芽率都不甚理想，且出芽不整齊。雖然目前學者們探索了花櫚木種子休眠的破除方法，一定程度上縮短了萌發(fā)時間，提高了萌發(fā)率，但花櫚木種子的休眠機理仍不明確，制約種子萌發(fā)的關鍵因素也沒有統(tǒng)一的定論。且花櫚木實生苗生長非常緩慢，抗旱抗凍能力較差，易死亡，這對利用種子繁殖擴大花櫚木種群數(shù)量有著較大影響。

2.2 組織培養(yǎng)技術

花櫚木體表被毛，采用自然萌發(fā)植株和成年植株外植體進行組培時內生菌污染嚴重，因而必須選擇出合適有效的外植體并配套相應的消毒滅菌技術以構建花櫚木組培快繁體系。目前已報道的花櫚木組培技術所采用的外植體均來源于種子無菌萌發(fā)材料，自然萌發(fā)植株和成年植株外植體組培技術未見報道。因而花櫚木組培技術在繁殖材料方面存在局限性，且大部分試管內生根的組培苗都存在細弱或其他不符合要求的問題，移栽到苗圃地后生長狀況并不理想。

2.3 其他無性繁殖技術

目前花櫚木扦插及嫁接技術并不成熟，無性繁殖較難實現(xiàn)。嫁接繁殖對嫁接方式、嫁接手法及嫁接時間的要求較高，嫁接成活率低且不同嫁接方式及不同嫁接時間嫁接成活率差異性較大。扦插繁殖除根插外，嫩枝老枝即使經(jīng)激素處理也無法形成愈傷組織；利用環(huán)剝將已形成愈傷組織的枝條進行扦插，無法生根。且花櫚木的扦插繁殖技術研究較少，還沒有正確的促進愈傷組織的形成及生根的方法。

3 展望

(1)種子繁殖方面，應加強花櫚木種子敗育機制研究，明確花櫚木種皮和種胚中存在哪些抑制物質、制約花櫚木種子萌發(fā)的關鍵因子、各影響因素之間的相互關系，研究休眠前后的激素變化、代謝物的變化等，解除花櫚木種子因抑制物質而引起的種子休眠，有針對性地打破花櫚木種子的休眠，縮短休眠所需要的時間。同時完善花櫚木苗期管理技術，研究病蟲害防治方法、提高種子幼苗保存率和促進生長等方面等。

(3)組織培養(yǎng)方面，增加外植體的種類，構建相應花櫚木組培快繁體系。進一步研究花櫚木生長的組培條件，主要探討外植體的消毒方法，不同時期培養(yǎng)基配比、溫度及光照等，為花櫚木快速繁殖奠定基礎。結合其他學科，通過基因工程、生物技術手段提升花櫚木品質，對其進行人工誘變，篩選更具有生存能力的品種。組培過程的突變體也可為遺傳學、分子生物學、生物化學等學科提供研究材料。

(4)無性繁殖方面，進一步優(yōu)化嫁接方法，提高嫁接成活率，嘗試更多的插鏡進行模擬試驗，從愈傷組織發(fā)育、植物組織分化機理、加強生根機制等方面進一步研究扦插方法，嘗試不同濃度激素組合方式處理插條促進生根。

(6)資源保護方面，強化花櫚木野生資源的保護和生態(tài)位研究，研究種群動態(tài)、生長環(huán)境特征及群落相關生物間的關系，重視就地保護和遷地保護，保護種質資源，加強資源培育力度，促進人工繁殖。