孑遺植物金錢松繁殖技術(shù)研究進(jìn)展

田崇德，周淑亞，薊鳳霞，閔夢茹，張文華，周文玲，李際紅

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山東 泰安271018）

金錢松Pseudolarix amabilis(Nelson) Rehd.松科（Pinaceae）金錢松屬（Pseudolarix）喬木樹種，最高可達(dá)60 余m[1]，系東亞孑遺植物, 為我國特有的單種屬植物，已列入我國國家二級重點(diǎn)保護(hù)樹種名錄，其樹干通直, 冠形、葉形優(yōu)美, 入秋葉色轉(zhuǎn)為金黃色, 十分美麗壯觀, 是優(yōu)良綠化園林及珍貴的用材樹種[2-3]。與日本金松、雪松、南洋杉和北美紅杉合稱世界五大公園樹種，可孤植、叢植、列植或用做風(fēng)景林[4]。金錢松的木材紋理通直，硬度適中[5]，可作建筑、家具、木纖維工業(yè)原料等用，樹皮可提栲膠，也可作造紙膠料，種子可榨油[6]。根皮(俗稱土槿皮）含有二萜類、三萜類等成分，用于治療食積、抗菌止血、抗生育和抑制肝癌細(xì)胞活性等癥[7]，應(yīng)用前景十分廣闊。

金錢松喜光，適宜在溫暖多雨、土層深厚的酸性土質(zhì)地區(qū)種植，多生長于南方的低海拔山區(qū)或丘陵地帶[8]。源于白堊紀(jì)中晚期，曾廣泛分布于北緯33°－52°之間，但在更新世大冰期后，各地金錢松逐漸滅絕，僅殘存于江西廬山，現(xiàn)已處于瀕危狀態(tài)，被列為國家二級保護(hù)植物[9]。金錢松在市場上遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了人們的需要，因此迫切需要多樣且高效的育種方法來滿足金錢松市場多方位的需求，從而擴(kuò)大金錢松種群，解決金錢松資源匱乏的問題。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步詳細(xì)歸納總結(jié)了金錢松繁殖技術(shù)，從而為培育優(yōu)質(zhì)金錢松苗木提供技術(shù)支撐。

1 種子特性及貯藏

金錢松球果卵圓形或倒卵圓形，成熟前綠色或淡黃綠色，成熟時(shí)淡紅褐色，有短梗，含油量較高[10]。其結(jié)實(shí)的大小年現(xiàn)象十分明顯[11]，往往3～5年才能豐產(chǎn)一次，且結(jié)實(shí)量和種子質(zhì)量有明顯差異，因此對于金錢松的繁育來說種子的合理貯藏就格外重要[12]。

金錢松種子的活力在不同產(chǎn)地間以及產(chǎn)地內(nèi)不同林分間存在著明顯差異，不同品質(zhì)的金錢松種子會影響種子的貯藏效果[13]。陳天華[14]等人調(diào)查發(fā)現(xiàn)浙江和湖北的金錢松種子在飽滿度和種子活力兩方面來看品質(zhì)較好。而影響金錢松種子貯藏的因素除了其本身的品質(zhì)外，還主要包括溫度和種子含水量[14-15]。解楠楠[16]等人通過測量不同條件下種子的相對電導(dǎo)率、SOD 和POD 保護(hù)酶的活性等方式，發(fā)現(xiàn)金錢松種子的貯藏效果是隨貯藏溫度的降低而提高，在到達(dá)-20℃時(shí)達(dá)到最佳，在貯藏一年后種子發(fā)芽率可達(dá)到貯藏前的70%以上； 在含水量方面，金錢松種子的貯藏效果隨含水量的降低而提高，最佳貯藏含水量為5%～6%，貯藏一段時(shí)間后發(fā)芽率達(dá)到40%以上[10]。

2 播種育苗技術(shù)

目前，金錢松的組培、扦插、嫁接等方式的繁殖效率并不低于傳統(tǒng)的播種育苗，甚至效率還會更高，但由于操作條件及技術(shù)推廣等原因在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用較少，其主要的繁殖方法仍是種子繁殖。

2.1 種子處理

金錢松結(jié)實(shí)分大小年，有3～5年的間隔期，球果于10月中下旬成熟，當(dāng)種鱗顏色轉(zhuǎn)為淡黃色時(shí)即可采收[17]。金錢松種子具有較高的含油量，不宜暴曬，否則會因油化而降低種子的發(fā)芽率[18]，所以采收的種子應(yīng)放置于通風(fēng)干燥的室內(nèi)陰干儲藏。等到果鱗裂開，種子脫落，將脫下的種子篩選去除雜質(zhì)后可用袋子或籮筐盛放儲藏，注意經(jīng)常檢查，保持貯藏環(huán)境通風(fēng)干燥[20]。

2.2 催芽及播種方法

生產(chǎn)中常采用兩種催芽方法[17-19]：溫水催芽和藥物催芽。溫水催芽比較簡單，是用40℃的溫水浸種催芽24 h 后撈出陰干，然后再用0.5%福爾馬林溶液消毒。藥物催芽相對復(fù)雜一些，主要做法是用50～55℃的2%的高錳酸鉀水溶液浸種處理1 h，隨后撈出清洗一遍，再用清水浸種24 h，最后撈出堆放并覆蓋。需要注意的是此方法要每早晚用60℃溫水淋灑并翻動(dòng)1～2 次，等7～8 d 后有15%～20%露白時(shí)即可播種。

金錢松的苗木不易成活，播種時(shí)應(yīng)注意播種種子的用量[20]。另外，播種時(shí)要注意播種時(shí)間和播種時(shí)的溫度，這兩個(gè)因素都會影響金錢松的種子萌發(fā)情況[21]。金錢松常用的播種方式為條播和撒播。條播使用最普遍，這種播種方法有利于踩踏和除草，另外又保證了通風(fēng)透光。春季三月左右播種最佳，條播行距為20 cm 左右，播種大約210 kg/hm2；撒播播種要均勻，大約240 kg/hm2。播種后用焦泥灰拌菌根土覆蓋，厚度大約1 cm，并蓋上茅草或者稻草[18]。同時(shí)金錢松作為菌根性樹種，育苗時(shí)應(yīng)選擇在海拔500 m左右的山地建立永久性育苗基地，或者是選擇土壤內(nèi)有機(jī)質(zhì)豐富的林間進(jìn)行育苗[22]。

3 金錢松的扦插繁殖

3.1 插穗母樹的選取及采集

金錢松是扦插易生根樹種[23]。翁琴[24]在研究金錢松的扦插時(shí)，提到插穗母樹選擇時(shí)，要考慮地勢平坦、陽光充足的金錢松純林作為采樣地。對于金錢松插穗母樹的選取，采用5 株優(yōu)勢樹對比法或標(biāo)準(zhǔn)地法進(jìn)行調(diào)查選取，選擇樹干通直、自然整枝較好、不枯頂、生長旺盛等優(yōu)良性狀的金錢松作為插穗母樹，枝條選擇樹冠中上部半木質(zhì)化、一至兩年生較粗壯、芽飽滿無病蟲害的枝條[25-26]。

插穗的長短、粗度及插穗上的留葉和留芽的數(shù)量等對扦插生根也有影響。對于不同的樹種，插穗長短和粗度要求也不同，金錢松扦插時(shí)可剪取枝條長度10～12 cm，直徑0.3～1.0 cm，每根插條保留3～5個(gè)飽滿芽[24-29]。修剪插條時(shí)將上端剪掉，下端稍斜，注意切口要平滑，這樣有利于減少病菌侵染。為避免插條失水降低成活率，應(yīng)及時(shí)截成插穗，盡量隨采隨插，若需放置時(shí)可用濕潤的材料包裹或放于陰涼潮濕的地方。

金錢松可在春秋進(jìn)行扦插，也可在生長季節(jié)進(jìn)行扦插，在早春和雨季扦插的成活率較高。最適宜扦插的時(shí)期是生長季節(jié)前期5月下旬至6月初和生長季節(jié)后期9月下旬[24-25]。

3.2 插穗處理

翁琴[24]對金錢松插穗處理選用了兩種方法，一是選用0.5%濃度的高錳酸鉀水溶液浸泡24 h，之后再用100～500 mg/kg 奈乙酸或100 mg/kg 吲哚丁酸溶液浸泡5 s，取出晾干后可直接扦插，也可蘸一下生根粉后再扦插，能提高成活率；二是用2%～10%的蔗糖水溶液浸泡插條24 h 后，用清水沖洗后扦插，也有利于生根。

4 金錢松的嫁接繁育

嫁接繁育是植物人工營養(yǎng)繁殖方法之一，有利于提高植物抗病能力和環(huán)境適應(yīng)能力[30-31]。金錢松的嫁接時(shí)期一般選擇春季，其中3月底至4月初期間嫁接成活率最高，氣溫太低時(shí)，樹液剛開始流動(dòng)，接口愈合緩慢；氣溫太高時(shí)，接口易蒸騰失水引起萎蔫，也不利于成活[32]。嫁接時(shí)的天氣溫度以12℃～22℃之間，空氣濕度較大最為適宜[33]。

選取金錢松優(yōu)良單株的1年生和2年生生長健壯的枝條作為接穗，隨采隨接，嫁接成活率最高[33]。砧木要選擇根系旺盛、生長狀況良好的金錢松幼樹作為砧木。錢蓮芳、黎章矩、王偉[32]等人在研究金錢松的嫁接時(shí)選擇了7 種不同的嫁接方法，其中成活率最高的兩種方法是長塊削芽接和貼枝接，主要原因是這兩種方法中所使用的砧和穗接觸面積比其它方法大，利于愈合成活。陳錫松[33]在進(jìn)行金錢松嫁接時(shí)采用了劈接和切腹接兩種方法，成活率達(dá)到72.5%。另外，嫁接后的精心管理也是保證成活的重要環(huán)節(jié)，尤其是初期的保溫和中期的保溫降溫，只有妥善的管理才能防止金錢松嫁接后因外部因素而死亡。

嫁接繁殖可以解決金錢松的種源問題，而且有研究發(fā)現(xiàn)植物間嫁接可以誘導(dǎo)嫁接體產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳的性狀變異。因此，嫁接遺傳變異可作為一種特殊的育種方法，利用嫁接誘導(dǎo)產(chǎn)生期望的優(yōu)良性狀[34]。這對金錢松新品種的創(chuàng)新和金錢松的園林應(yīng)用意義重大。

5 組織培養(yǎng)

目前對金錢松組培的研究較少，且外植體污染率較高。張紅巖[35]在林木組織培養(yǎng)技術(shù)研究中指出，植物組培技術(shù)的前提是先建立一個(gè)無菌體系，所以外植體的選擇及表面消毒與滅菌就顯得尤為重要。金錢松主要用到的外植體有成熟種胚、針葉以及針葉誘導(dǎo)出的愈傷組織，下面將從這3 個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)歸納。

5.1 成熟種胚

從金錢松樹上采集成熟種胚，裝入保鮮袋并及時(shí)拿回實(shí)驗(yàn)室，放入4℃的冰箱備用。使用時(shí)選用飽滿的成熟種胚，并去除種翅。邢世巖[36]在對松屬進(jìn)行組織培養(yǎng)研究時(shí)表明，松屬器官的分化不適合用高鹽的MS 培養(yǎng)基培養(yǎng)，他主張使用低鹽培養(yǎng)基GD、SH 和LP。而李際紅[37]發(fā)現(xiàn)，MS 培養(yǎng)基可作為白皮松誘導(dǎo)不定芽的最佳培養(yǎng)基。因此，這就要求我們在選用培養(yǎng)基時(shí)要根據(jù)外植體的種類和不同發(fā)育時(shí)期而定。王躍華[23]表明，金錢松種子在用40℃無菌水浸泡12 h 后，再用75%的酒精消毒30 s 和0.1%的升汞消毒15 min，接種在不添加其他外源激素的MS 培養(yǎng)基上，種子萌發(fā)率較高，達(dá)64.5%。

外源激素的種類及比例在誘導(dǎo)金錢松種胚產(chǎn)生不定芽不定根時(shí)起重要作用[38]。王躍華[23]在設(shè)計(jì)不同培養(yǎng)基對種子萌發(fā)因素后得出金錢松種子自身的激素可以滿足其萌發(fā)，不需要在培養(yǎng)基中添加外源激素，并且基本培養(yǎng)基為MS 培養(yǎng)基，在此條件下種子萌發(fā)率達(dá)64.5%。而代麗華[39]采用正交試驗(yàn)探究外源激素對成熟種胚不定芽原基誘導(dǎo)時(shí)發(fā)現(xiàn)使用1/2 MS+2.0 mg/L 6-BA 的培養(yǎng)基，誘導(dǎo)率達(dá)62.45%； 而后轉(zhuǎn)入1/2 MS+0.1 mg/L 6-BA+0.01 mg/L NAA 的培養(yǎng)基中誘導(dǎo)不定芽形成和增殖的效果較為理想。

5.2 莖段快繁技術(shù)

帶芽莖段是植物組織培養(yǎng)常用的外植體之一，但目前針對金錢松帶芽莖段的培養(yǎng)研究很少。代麗華[39]在金錢松的組培研究中比較了帶芽莖段、休眠芽、成熟種胚3 種外植體誘導(dǎo)不定芽的情況，將3種消毒的外植體接種到1/2 MS+2.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA 培養(yǎng)基中，觀察發(fā)現(xiàn)當(dāng)年生帶芽莖段在20 d 左右節(jié)部腋芽開始萌動(dòng)，長出新葉，最終其誘導(dǎo)率為12.38%。

5.3 針葉愈傷組織誘導(dǎo)

筆者在2019年6月初至7月底采集長勢健壯且無病蟲害的當(dāng)年生枝條上的針葉進(jìn)行誘導(dǎo)，在實(shí)驗(yàn)前用肥皂水沖洗針葉30 min，然后將葉片平放在瓊脂6 g/L，蔗糖25 g/L 的1/2 MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA，PH 為5.8 的培養(yǎng)基表面，置于25℃[39]，光強(qiáng)2000 lux 光培養(yǎng)12 h 條件下進(jìn)行培養(yǎng)，15 d 左右發(fā)現(xiàn)針葉明顯膨大，30 d 左右陸續(xù)長出深綠色質(zhì)地較硬的愈傷組織，最終誘導(dǎo)率高達(dá)88%。但目前還僅停留在愈傷階段，針葉的愈傷組織未出現(xiàn)分化的跡象,此結(jié)果和代麗華[40]的研究結(jié)果一致。唐旭[41]在建立金錢松快繁體系時(shí)用針葉愈傷組織誘導(dǎo)不定芽，使用的培養(yǎng)基為MS+0.2 mg/L TDZ+20 mg/L Ad，在培養(yǎng)35 d 后誘導(dǎo)率為23.1%。

5.4 細(xì)胞懸浮培養(yǎng)

植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的影響因素主要有培養(yǎng)材料、培養(yǎng)成分和培養(yǎng)條件[42]，愈傷組織可以作為細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的基礎(chǔ)。王躍華[43]采用正交試驗(yàn)法從硝酸銨濃度、鐵鹽濃度和碳源這3 個(gè)最主要因素考察其各對金錢松愈傷組織的影響，并篩選出最有利于金錢松愈傷組織培養(yǎng)的條件，為鐵鹽濃度1.08 g/L，硝酸銨濃度16 g/L，蔗糖濃度30 g/L 的MS+0.5mg/L 6-BA+0.5 mg/L IAA 的培養(yǎng)基。唐旭[44]在此基礎(chǔ)上通過研究金錢松細(xì)胞的不同接種量、蔗糖濃度、不同PH 以及激素配比對懸浮培養(yǎng)的影響，從而建立起金錢松細(xì)胞懸浮培養(yǎng)體系，最終得出最佳培養(yǎng)基為MS+0.3 mg/L 2,4-D+1.0 mg/L 6-BA +40 g/L 蔗糖，且在pH 值為6.0 以及接種量為2.0 g/L 效果最佳。

6 展望

由于金錢松結(jié)實(shí)的大小年現(xiàn)象以及種子難以貯藏，對研究金錢松的培育增加了難度，而且國內(nèi)外對金錢松的研究較少，所以包括金錢松的培育育種在內(nèi)，其資源保護(hù)、生物生態(tài)學(xué)特性、園林景觀效果和醫(yī)學(xué)應(yīng)用等應(yīng)用價(jià)值以及其他方面都有很大的研究潛力。

6.1 快繁技術(shù)方面

金錢松目前的主要繁殖方法是播種育苗，但金錢松種子保存不方便，且易死亡，所以需要加強(qiáng)金錢松無性繁殖的發(fā)展。探究不同激素不同濃度對金錢松扦插生根的影響，獲得適宜金錢松扦插激素配比，進(jìn)而提高金錢松的扦插成活率。在嫁接方面，金錢松的嫁接砧木一般為本砧，探究其它樹種作為砧木對金錢松嫁接愈合及結(jié)實(shí)的影響及擴(kuò)大栽培區(qū)域就顯得尤為重要，此外還可進(jìn)一步探討金錢松嫁接多樹種砧木對其接穗的影響。在組織培養(yǎng)方面，盡快構(gòu)建金錢松高效的組培快繁再生體系，故優(yōu)化金錢松不同外植體不同激素配比誘導(dǎo)成苗及生根具有重要的意義。

6.2 種質(zhì)資源保護(hù)利用方面

金錢松屬于孑遺植物，是我國特有的單屬種植物，但在金錢松資源保護(hù)利用方面研究較少，目前金錢松已被列為國家二級保護(hù)植物名錄。金錢松資源保護(hù)一方面要建立起完整的金錢松資料庫，另一方面要加強(qiáng)對金錢松種源地等方面的保護(hù)[6]。2006年，浙江省安吉縣建立起一所金錢松種子園[45]，但對于國家二級瀕危植物金錢松的種質(zhì)資源保護(hù)還有待繼續(xù)不斷的研究應(yīng)用。加大種群間的交換，為基因交流創(chuàng)造條件，即使就地保護(hù)，也要重點(diǎn)保存大范圍群體內(nèi)不同類型的個(gè)體，盡力防止人為破壞[46]。另外，鼓勵(lì)造林、綠化等生產(chǎn)實(shí)踐中廣泛使用金錢松，將有利于保護(hù)和發(fā)展金錢松資源[47]。

6.3 生物生態(tài)學(xué)特性研究方面

目前針對金錢松的生物生態(tài)學(xué)特性研究很少，尤其在不同年齡段的抗旱抗寒性方面有著大量的空白[6]。遼寧省的熊岳樹木園已引種馴化金錢松幾十年，現(xiàn)在能夠正常生長并開花結(jié)實(shí)，已為北方引種栽植金錢松樹種提供良好的基礎(chǔ)[48-49]。但由于缺乏金錢松的生物生態(tài)學(xué)特性的研究和對金錢松的生理生化特征的解析，對金錢松在北方的引種以及大面積栽培尚不能夠提供足夠的支撐。

6.4 應(yīng)用價(jià)值方面

金錢松具有樹干通直、硬度適中、耐水濕、紋理直等特點(diǎn)，可做建筑、橋梁、船舶及家具用材[50]。其枝條輪生平展，樹形美觀，葉色春夏季節(jié)翠綠可愛，秋季金黃燦爛，冬季落葉后骨架優(yōu)美，可做盆景，也可做行道樹[51-52]。但是在用材及景觀方面并不常見，需要加強(qiáng)在景觀配置、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益方面的研究。另外，金錢松的根皮和近根樹皮又稱土槿皮，在醫(yī)學(xué)上具有抗菌抗腫瘤等作用[53]，但在實(shí)際應(yīng)用中缺乏足夠的技術(shù)支撐，這也是為了充分發(fā)揮金錢松的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值而需要加強(qiáng)研究的方向。