淺析不同基質(zhì)和生根試劑對(duì)紅豆杉扦插繁殖的影響

趙小丹 鄧世俊 張麗娜 趙佳寧 劉柏玲

（曲阜師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東 曲阜 273165）

202 0年，據(jù)世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)是世界上新發(fā)癌癥人數(shù)和死亡人數(shù)最多的國(guó)家，每分鐘就約有6個(gè)中國(guó)人死于癌癥。而存在于紅豆杉中的紫杉醇是治療乳腺癌、肺癌、卵巢癌等非常有效的天然抗癌藥物。紅豆杉是紅豆杉科 (Taxaceae)紅豆杉屬(Taxus)植物的總稱，多年生常綠喬木或灌木，雌雄異株，在世界上約有11種和1種天然雜交品種。1996年，聯(lián)合國(guó)教科文組織將紅豆杉列入世界珍稀瀕危植物。在我國(guó)，更是將其視為植物界的“國(guó)寶”。紅豆杉中的紫杉醇，不僅具有抗癌作用，也是治療糖尿病的主要成分。紅豆杉不僅有極高的藥用價(jià)值，還具觀賞價(jià)值、生態(tài)價(jià)值等，還有長(zhǎng)壽樹(shù)、黃金樹(shù)的美稱。然而，正是由于紅豆杉用途多樣、價(jià)值極大，野生的紅豆杉種群遭到大量砍伐，加之其自身生長(zhǎng)速度緩慢、再生能力比較差、種子產(chǎn)量少、存活率低等眾多因素，紅豆杉種群數(shù)量不容樂(lè)觀。因此，為了滿足人類生產(chǎn)生活的需求，實(shí)現(xiàn)快速高效繁殖紅豆杉和擴(kuò)大紅豆杉種群數(shù)量迫在眉睫。

1.紅豆杉繁殖技術(shù)

目前紅豆杉的繁殖技術(shù)主要有播種育苗、組織培養(yǎng)、扦插繁殖等。種子繁殖是傳統(tǒng)的育種方法，紅豆杉是雌雄異株植物，由于存在一定程度的植株間隔和花期不遇，傳粉受到阻礙加之動(dòng)物對(duì)種子的啃食，導(dǎo)致種子數(shù)量不多。并且由于紅豆杉的種子中含有抑制萌發(fā)物質(zhì)，具有休眠特性，在自然條件下經(jīng)過(guò)兩冬一夏才能萌發(fā)，生活力容易喪失，影響萌發(fā)率，從而導(dǎo)致自然繁殖效率低。植物組織培養(yǎng)因具有繁殖周期短、不受季節(jié)限制、材料需求少以及可大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，成為快速大批量培育紅豆杉的優(yōu)選途徑。利用組織培養(yǎng)的手段繁殖紅豆杉幼苗、誘導(dǎo)愈傷組織或者進(jìn)行細(xì)胞懸浮培養(yǎng)，是生產(chǎn)中提取紫杉醇的常用手段。但是受紅豆杉自身特性的影響，目前大部分的研究還是集中在不同條件對(duì)紅豆杉愈傷組織以及懸浮培養(yǎng)細(xì)胞中紫杉醇含量的變化方面，有關(guān)組培苗方面的報(bào)道相對(duì)較少。扦插繁殖是指截取植物的根、莖、葉等營(yíng)養(yǎng)器官的一部分，插入到合適的基質(zhì)中，利用其再生能力形成新植株的一種無(wú)性繁殖方法。扦插繁殖因?yàn)榫哂胁牧弦撰@得、繁殖速度快、易于保持母株優(yōu)良性狀、成活率高、操作便捷等優(yōu)點(diǎn)，成為紅豆杉繁殖的主要手段。

2.扦插基質(zhì)和生根試劑對(duì)紅豆杉扦插影響的研究

近年來(lái)有關(guān)紅豆杉扦插繁殖的報(bào)道較多，而扦插繁殖中最關(guān)鍵的步驟是生根，因此研究主要以生根率和成活率為主要測(cè)量指標(biāo)，圍繞著不同季節(jié)、取材、基質(zhì)、試劑等影響扦插生根的因素進(jìn)行研究，以期提高紅豆杉的扦插成活率，優(yōu)化紅豆杉扦插繁殖體系。而在這些因素中，扦插基質(zhì)和生根試劑的研究較為廣泛。不同扦插基質(zhì)對(duì)不同品種紅豆杉的生根率與成活率有著不同的影響，另外，試劑的種類、濃度與處理時(shí)間也影響生根，下面筆者將從這兩方面對(duì)前人的研究進(jìn)行總結(jié)分析。

2.1 扦插基質(zhì)

基質(zhì)提供了營(yíng)養(yǎng)、水分、溫度等插穗生根的必要條件，在不同的基質(zhì)中，插穗細(xì)胞被激活的能力也不相同，常用的扦插基質(zhì)有草炭腐殖土、蛭石、粗細(xì)砂、爐灰渣、珍珠巖等。Bayraktar等研究了珍珠巖和泥炭對(duì)歐洲紅豆杉(T. baccata)扦插生根的影響，認(rèn)為珍珠巖較泥炭扦插效果好。而Saumitro等以大田土、森林土、河沙、堆肥、泥炭和蚯蚓堆肥等為基質(zhì)，進(jìn)行了歐洲紅豆杉的扦插生根試驗(yàn)，結(jié)果表明當(dāng)森林土:泥炭:堆肥為1:1:1時(shí)，插條的成活率、生根率、愈傷率等都為最高值。而在東北紅豆杉(T. cuspidata)中，若采用單一扦插基質(zhì)，腐質(zhì)土的扦插效果較好，生根率較高，可達(dá)95%以上；若采用混合基質(zhì)，蛭石與沙、沙與土、河沙摻松針土都可使扦插成活率達(dá)90%以上。對(duì)南方紅豆杉(T. chinensis var. mairei)的研究表明，混合基質(zhì)較單一基質(zhì)扦插效果更好，其中河沙和珍珠巖混合基質(zhì)扦插生根率較高。不同的研究表明當(dāng)河沙與珍珠巖的比例不同時(shí)，生根率也存在較大差異，其中當(dāng)二者比例為2:1時(shí)，效果最好，生根率可達(dá)95.3% 。對(duì)須彌紅豆杉(T. wallichiana)的研究顯示等比例的腐殖土和圃地土生根成苗率最(97.8%) 。對(duì)中國(guó)紅豆杉(T. chinensis)的研究顯示當(dāng)用3年生枝條，森林腐殖土、園土、河沙 (1:1:1) 混合基質(zhì)進(jìn)行扦插時(shí), 成活率最高達(dá)到90%以上，而用50%花園土+50%鋸末為扦插基質(zhì)，并且有三葉草共生時(shí)，無(wú)頂梢的插條生根率可達(dá)100%。對(duì)曼地亞紅豆杉(Taxus × media)的大部分研究顯示，不論是單一基質(zhì)還是混合基質(zhì)，其成活率一般都能達(dá)到90%以上，其中春季扦插使用綿沙土作為基質(zhì)效果較好，平均存活率超過(guò)96%。另外，在珍珠巖和蛭石:珍珠巖:河沙(2:2:3)兩種基質(zhì)中，生根率也達(dá)到95.6%、95%，可見(jiàn)曼地亞紅豆杉對(duì)這些扦插基質(zhì)的適應(yīng)性較強(qiáng)。而用不同基質(zhì)對(duì)西藏紅豆杉(T. wallichiana)和云南紅豆杉(T. yunnanensis)的扦插研究顯示二者的扦插效果都不理想。侯瀟棐等研究了腐殖土:珍珠巖(1:1)和農(nóng)田土:珍珠巖(1:1)兩種基質(zhì)對(duì)西藏紅豆杉扦插生根的影響，結(jié)果顯示后者的成活率較高，但不達(dá)30%；王桂芝用碳渣:沙:紅土(4:2:4)作為基質(zhì)，在較為合適的溫度濕度下進(jìn)行云南紅豆杉的扦插，雖然成活率達(dá)到82.5%，但生根率也只有50%?？梢?jiàn)這些基質(zhì)類型與配比不適合這兩種紅豆杉扦插生根，需進(jìn)一步探究更多不同的基質(zhì)類型和配比。在選擇紅豆杉扦插基質(zhì)時(shí)，需要在了解各種紅豆杉生態(tài)習(xí)性的基礎(chǔ)上，綜合考慮基質(zhì)的理化性質(zhì)，包括容重、孔隙度、持水量、pH、營(yíng)養(yǎng)元素含量以及供應(yīng)養(yǎng)分潛力等，使基質(zhì)能夠?yàn)椴逅胩峁┻m宜的營(yíng)養(yǎng)和水分，同時(shí)還要保持良好的透氣性。

2.2 生根試劑

生根試劑一般是生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、脫落酸以及赤霉素等不同種類的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)根分化能產(chǎn)生不同程度的影響。其中生長(zhǎng)素對(duì)植物莖伸長(zhǎng)、根形成和形成層細(xì)胞分裂有著促進(jìn)作用。在紅豆杉的扦插中，常用的試劑有吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、GGR6號(hào)生根粉和ABT生根粉（中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院王濤院士研制）。這些試劑可以單一使用，也可以混合調(diào)配。藥劑可配制成溶液，也可以調(diào)成糊狀。若配制成溶液，則可以用插條進(jìn)行速蘸或浸泡；若為糊狀，則用插條蘸取后直接扦插。不同研究顯示，不同濃度和不同處理時(shí)間的IBA、ABT1、ABT6以及它們的不同配比均可以使東北紅豆杉的扦插生根率達(dá)到90%以上。同樣，不同濃度和不同處理時(shí)間的IBA、NAA、IAA、ABT1可以使曼地亞紅豆杉的生根率達(dá)到95%以上。有研究表明，用兩年生曼地亞紅豆杉插穗在500 mg/L的IBA溶液中浸泡20 min，生根率高達(dá)100%。在對(duì)歐洲紅豆杉和西藏紅豆杉的扦插試驗(yàn)中顯示，IBA較其他試劑生根率要高，歐洲紅豆杉插條在0.25 mM的IBA溶液中浸泡24小時(shí)，生根率達(dá)到85%以上。西藏紅豆杉插條在1000 ppm的IBA溶液中浸泡24小時(shí)，生根率能達(dá)到95%；在50 mg/kg的IBA溶液中浸泡12小時(shí)，生根率可達(dá)96%。而ABT1號(hào)生根粉在南方紅豆杉扦插中應(yīng)用較多，并且比其他試劑生根率要高。當(dāng)用4×10-6的ABT1溶液浸泡3小時(shí)或500mg/L的ABT1溶液速蘸時(shí)，南方紅豆杉的生根率分別能達(dá)到84.7%和88%；在100 mg/L的ABT1溶液中加入滑石粉攪拌成糊狀，然后用南方紅豆杉的插穗蘸取，生根率為95%。云南紅豆杉經(jīng)合適的試劑處理后，扦插生根率也能達(dá)到90%以上。例如用200 mg/L的ABT2浸泡3小時(shí)，生根率為94.4%，且ABT2價(jià)格相對(duì)較低，適合用于云南紅豆杉的扦插繁殖。從以上分析可知，試劑的種類、濃度與處理時(shí)間相互作用，共同影響扦插生根。不同試劑處理，導(dǎo)致生根率不同；同種試劑的濃度不同或處理時(shí)間不同，生根率也不相同。因此，在選擇扦插試劑時(shí)，要綜合這三方面進(jìn)行考慮。

3.結(jié)語(yǔ)

作為世界珍稀瀕危植物的紅豆杉，其繁育的主要手段是扦插繁殖。扦插基質(zhì)和扦插試劑都對(duì)生根有不同程度的影響。紅豆杉扦插時(shí)，要綜合考慮基質(zhì)的理化性質(zhì)，根據(jù)各種紅豆杉不同的生態(tài)習(xí)性，選取合適的扦插基質(zhì)；而在選擇扦插試劑時(shí)，要綜合試劑的種類、濃度與處理時(shí)間進(jìn)行考慮。有研究表明，不同試劑影響紅豆杉內(nèi)生真菌生產(chǎn)紫杉醇的含量，扦插試劑也影響紅豆杉中紫杉醇的含量和分布，但具體機(jī)制還不明確，關(guān)于藥劑與插穗中紫杉醇含量關(guān)系的研究也極少。進(jìn)行扦插的主要目的是擴(kuò)大紅豆杉資源，提取其主要藥用化合物紫杉醇以治療疾病、造福人類。因此，在研究不同試劑和基質(zhì)對(duì)紅豆杉扦插繁殖影響時(shí)，也應(yīng)當(dāng)考慮紅豆杉中紫杉醇的含量變化，在進(jìn)行多方面對(duì)比研究后，確定合理高效的扦插基質(zhì)與試劑。