水曲柳研究進(jìn)展

孫 彬，王 芳，楊雨春，王 君，陸志民，董廣志，史婉玲

（1吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，長春 130000；2吉林省林業(yè)科學(xué)研究院，長春 130000；3吉林省三岔子林業(yè)局，吉林白山 134300）

0 引言

水曲柳(Fraxinus mandshuricaRupr.)屬木犀科(Oleaceae)梣屬(Fraxinus)植物，高大落葉喬木，樹高可達(dá)30 m，胸徑可達(dá)1 m，是中國東北地區(qū)主要造林樹種之一，與胡桃楸、黃菠蘿并稱為“東北三大硬闊”[1]。水曲柳主要分布于中國的東北、華北、陜西、甘肅、湖北等省，朝鮮半島北部、俄羅斯遠(yuǎn)東以及日本北部也有分布[2-3]。水曲柳樹干端直，材質(zhì)堅(jiān)硬致密，紋理美觀，可用于建筑、家具、飛機(jī)、造船、運(yùn)動(dòng)器材及土木工程等，是重要的用材樹種，同時(shí)由于其樹形優(yōu)美，高大挺拔，樹干通直度好，適應(yīng)性強(qiáng)，也是優(yōu)良的綠化和觀賞樹種[4]。水曲柳樹皮可入藥，對治療結(jié)核、外傷等療效顯著；其乙醇提取物可消炎、鎮(zhèn)痛；提取的香豆素成分，對病蟲害防治具有一定作用[5-6]，水曲柳種子或其裂環(huán)烯醚萜苷類化合物可用于肥胖管理的膳食補(bǔ)充劑[7]。此外，水曲柳可與多種針闊葉樹種組成混交林，提高整個(gè)林分調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保持水土等生態(tài)功能[8]。在中國，水曲柳的分布范圍較廣，但由于破壞嚴(yán)重，加之市場需求量大，資源已變得匱乏，現(xiàn)已被列為國家三級(jí)保護(hù)樹種。長期以來，有關(guān)水曲柳的研究較多，本文擬對水曲柳生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、遺傳改良和繁育技術(shù)等方面的研究成果進(jìn)行綜述，并對下一步的研究方向做出展望，以期為后續(xù)的相關(guān)研究提供參考

1 水曲柳生理學(xué)研究

水曲柳的生理學(xué)研究主要表現(xiàn)在水曲柳的生理活動(dòng)（葉片質(zhì)膜透性、丙二醛含量、光合作用等）隨生長環(huán)境中的物理化學(xué)因子變化而變化的現(xiàn)象。

王紅梅等[9]利用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Ca2+處理低溫脅迫下的水曲柳幼苗，發(fā)現(xiàn)水曲柳葉片的質(zhì)膜透性降低，丙二醛含量減少，可溶性糖和游離脯氨酸含量增加，說明外源施加Ca2+可以減輕低溫脅迫對水曲柳的傷害，增加水曲柳對低溫脅迫的適應(yīng)性。任城帥等[10]對水曲柳幼苗施加不同濃度鈣，發(fā)現(xiàn)幼苗生長、光合參數(shù)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、水分利用率和葉片鈣含量發(fā)生顯著變化(P＜0.05)；隨著外源鈣濃度的增加，水曲柳生長、光合特性和水分利用率均呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢，200 mg/kg的鈣濃度為最適濃度，此濃度下各指標(biāo)達(dá)到最大值；水曲柳葉片中的鈣含量隨著營養(yǎng)液中鈣濃度的升高而增加。高濃度的CO2可以提高水曲柳幼苗的凈光合速率和水分利用效率，增強(qiáng)水曲柳幼苗的光合能力，促進(jìn)水曲柳幼苗葉片中淀粉的積累[11-13]。

合理施肥可以促進(jìn)水曲柳生長以及開花結(jié)實(shí)[14]，水曲柳生長所需要的N源主要來源于NO3--N[15]，氮磷配施促進(jìn)水曲柳的生長效果顯著優(yōu)于單施氮肥和磷肥[16]。魏麗娜[17]分析了氮磷施肥對水曲柳光合指標(biāo)以及各器官中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（可溶性糖、淀粉）的濃度和分配情況，結(jié)果表明氮磷施肥可以提高葉片的凈光合速率，進(jìn)而促進(jìn)葉片中可溶性糖和淀粉濃度的增加，樹干、枝條、粗根和中根中總的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物濃度增加，細(xì)根中淀粉和總非結(jié)構(gòu)性碳水化合物濃度降低。氮(N)脅迫下，水曲柳幼苗凈N吸收速率和凈磷(P)吸收速率均減少，凈同化速率下降，從而導(dǎo)致生物總量下降；幼苗生長前期，N脅迫導(dǎo)致水曲柳幼苗根/莖比顯著大于N充足或過量時(shí)的根/莖比，生長后期，根/莖比差別不顯著[18]。磷(P)脅迫下，水曲柳幼苗葉片中的葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量沒有顯著變化，但其潛在光合速率降低，這主要是由于P脅迫降低了葉片中的總氮含量和可溶性蛋白含量導(dǎo)致的；P脅迫導(dǎo)致水曲柳幼苗的總生物量下降，且生物量傾向于地下部分，P充足或過剩的條件下，生物量主要分布于地上部分[19]。水曲柳混交林對土壤養(yǎng)分利用效率較純林高，即混交使林木根際N、P養(yǎng)分的比例更加均衡合理，促進(jìn)了養(yǎng)分的吸收和循環(huán)，改善根際土壤的酸度，促進(jìn)林木生長[20]。

土壤水勢對水曲柳幼苗光合效率有顯著影響，在不同的土壤水勢下，水曲柳幼苗的凈光合速率均在早晨達(dá)到最高峰，即使在水分供應(yīng)充足的條件下，凈光合速率也是在早晨最大，隨后降低，這主要是由林外強(qiáng)烈的大氣因子（如高溫、強(qiáng)光和低大氣濕度）導(dǎo)致的[21]。土壤水分與水曲柳幼苗根系的吸水速率是非等效的，當(dāng)土壤水分在亞飽和狀態(tài)時(shí)，水曲柳幼苗的細(xì)根水勢最高，土壤中水分進(jìn)入細(xì)根時(shí)的阻力最小，根系吸水速率最高；當(dāng)土壤水分與田間持水量相等或在田間持水量狀態(tài)以下(＜40 kPa)時(shí)，水曲柳幼苗受到的水分脅迫顯著[22]。

吳楚和王政權(quán)[23-24]研究發(fā)現(xiàn)，水曲柳幼苗在冷脅迫處理下，外源水楊酸抑制了超氧化物歧化酶和抗壞血酸過氧化物酶的活性，提高了過氧化氫酶、過氧化物酶和多酚氧化酶的活性；花生植物凝素能在冰凍條件下增加水曲柳葉片中葉綠體外膜的流動(dòng)性，從而降低冰凍脅迫。赤霉素處理及對照均可促進(jìn)水曲柳幼苗莖負(fù)向重性，赤霉素合成抑制劑(Uni.P)處理則抑制水曲柳幼苗莖負(fù)向重性，同時(shí)抑制了莖上側(cè)木材的形成[25]。

2 水曲柳生態(tài)學(xué)研究

水曲柳與落葉松混交是東北東部山地天然次生林中非常常見的混交模式，從20世紀(jì)90年代開始，林業(yè)工作者就對二者混交生物量、土壤理化性質(zhì)、林分抗性等方面進(jìn)行大量研究[26-28]。水曲柳與落葉松的混交林中，水曲柳根系向落葉松帶伸展，落葉松根系受到抑制，但垂直分布更加均勻；混栽的水曲柳地上與地下部分的生物量均高于純栽，水曲柳地下/地上的值約是落葉松的2倍，這是混交林中水曲柳增產(chǎn)高于落葉松的原因[29]。馮玉龍等[30]認(rèn)為水曲柳與落葉松混交林的增產(chǎn)機(jī)制與其林內(nèi)生態(tài)條件的改善有關(guān)，如混交林內(nèi)氣溫降低，濕度升高。水曲柳與落葉松混栽使水曲柳細(xì)根與粗根生物量分別比純栽增加47%和46%，葉和莖生物量分別增加30%和48%，改變了水曲柳地下與地上部分比例[31]，水曲柳地下根系的競爭在水曲柳苗木總競爭中占重要地位[32]。水曲柳與落葉松混交林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量分別大于水曲柳純林和落葉松純林，二者的混交林適于營造碳匯林[33]。

不同立地因子對水曲柳生長有顯著影響，邵彬[34]以東北林業(yè)大學(xué)帽兒山林場老爺嶺地區(qū)的水曲柳天然次生林為研究對象，發(fā)現(xiàn)影響水曲柳生長的主要生態(tài)因子是坡向、土壤質(zhì)地和坡度，半陽坡、中壤土、緩坡(6°～14°)、中坡位的水曲柳生長最好。馬建路等[35]發(fā)現(xiàn)影響水曲柳生長的立地因子依次為坡度、坡向、土層A厚度，土壤總厚度和坡位，較緩的半陰半陽坡的下坡位最適于水曲柳生長。梁淑娟等[36]也認(rèn)為水曲柳在土壤溫度較低、含水率較高的下坡位生長較好。SU和LIN[37]研究發(fā)現(xiàn)，水曲柳人工林生長依次受到土壤濕度、坡度和坡位等立地因子的影響，山地中上腹是最適于水曲柳生長的地點(diǎn)，限制水曲柳人工林生長的主要因素是土壤濕度和地形引起的逆溫。而范志強(qiáng)等[38]的研究發(fā)現(xiàn)，影響水曲柳人工林生長的最主要立地因子為坡位，接下來依次為土壤A層厚、坡向和坡度，養(yǎng)分不是限制水曲柳生長的主要因子。

不同的間伐強(qiáng)度顯著影響水曲柳木材材質(zhì)，重度間伐的水曲柳林分木材材質(zhì)最優(yōu)，輕度間伐林分居中，未間伐林分木材材質(zhì)較差，因此，可以采取間伐的方式對水曲柳林分進(jìn)行定向培育；間伐強(qiáng)度同時(shí)也顯著影響水曲柳林木生長輪寬度、晚材率、生長輪密度和木材硬度[39]。對中齡的水曲柳天然林采用較大的撫育間伐強(qiáng)度可以促進(jìn)林木生長，改善林下植被組成，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)及生態(tài)效益[40]。在中度或重度間伐強(qiáng)度下，水曲柳徑向生長與氣候因子的關(guān)系保持一致，且隨著間伐強(qiáng)度的降低，水曲柳對氣候敏感度增強(qiáng)，對上年生長季溫度、上年冬季溫度和降水量均呈現(xiàn)顯著相關(guān)(P<0.05)關(guān)系[41]。水曲柳闊葉混交林中冠層的光分布對水曲柳幼苗期的天然更新有顯著影響，當(dāng)郁閉度小于0.66時(shí)，由于散射光分布較多，更有利于水曲柳幼苗的生長與天然更新[42]。

3 水曲柳遺傳改良方面研究

水曲柳遺傳改良方面的研究主要集中在種源試驗(yàn)、種子園建設(shè)、優(yōu)良家系、優(yōu)良無性系及優(yōu)良個(gè)體選擇上。

種源試驗(yàn)是林木遺傳改良的方法之一，通過種源試驗(yàn)可為不同地區(qū)確定造林用的適宜種源。水曲柳的種源試驗(yàn)始于1985年，東北林業(yè)大學(xué)在黑龍江省東北林業(yè)大學(xué)帽兒山實(shí)驗(yàn)林場設(shè)置試驗(yàn)點(diǎn)，其中包括8個(gè)黑龍江省種源和2個(gè)吉林省種源，后期對9年生水曲柳幼苗進(jìn)行調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)不同種源之間的生長存在顯著差異，據(jù)此初步篩選出了優(yōu)良種源[43]。隨后，1987年吉林省林科所在全省范圍內(nèi)進(jìn)行水曲柳采種，依據(jù)水曲柳自然分布區(qū)內(nèi)經(jīng)緯度及氣候區(qū)等因子綜合確定16個(gè)采種點(diǎn)，1988年對種子進(jìn)行隔冬埋藏處理，1989年播種，1990年采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)對1年生幼苗進(jìn)行造林，10次重復(fù)，12株小區(qū)，1993年對4年生水曲柳幼苗的樹高、年高生長量、地徑等生長性狀進(jìn)行方差分析和多性狀綜合評(píng)定，最后初步確定大海林、通化種源為吉林地區(qū)的優(yōu)良種源，二者樹高、地徑的遺傳增益分別是24.33%、19.8%和22.85%、18.7%[44]。王繼剛[43]參考水曲柳分布區(qū)的特點(diǎn)，確定了20個(gè)采種點(diǎn)，根據(jù)此20個(gè)種源的生長性狀、種子性狀和生理指標(biāo)等為研究對象，利用相關(guān)分析、回歸分析等多種統(tǒng)計(jì)分析方法，確定了水曲柳種子性狀、苗木根系和樹高生長等主要性狀的地理變異模式呈經(jīng)、緯雙向漸變；20個(gè)種源可以劃分為4個(gè)種源區(qū)：小興安嶺種源區(qū)、完達(dá)山脈種源區(qū)、張廣才嶺種源區(qū)和長白山種源區(qū)；為帽兒山、帶嶺、和露水河試驗(yàn)點(diǎn)分別篩選出了最佳種源，帽兒山試驗(yàn)點(diǎn)適宜采用友好和五常種源，帶嶺試驗(yàn)點(diǎn)適宜采用沾河和湯旺河種源，露水河試驗(yàn)點(diǎn)適宜采用樺南和輝南種源。王繼志等[45]對東北地區(qū)水曲柳自然分布區(qū)的17個(gè)種源的5個(gè)種子性狀、7個(gè)幼林性狀和7個(gè)氣候因子進(jìn)行分析研究，揭示了水曲柳的地理變異的基本模式為緯、經(jīng)向變異類型；利用選擇指數(shù)法確定了輝南和大海林種源可在吉林省中東部生態(tài)區(qū)推廣；利用環(huán)境指數(shù)法確定了輝南和大海林種源為高產(chǎn)穩(wěn)定型種源；利用主成分分析法，綜合水曲柳的生長性狀、形態(tài)特征、山脈、河流等，將水曲柳劃分成3個(gè)種源區(qū)（長白山種源區(qū)、小興安嶺種源區(qū)、三江平原種源區(qū)）和2個(gè)種源亞區(qū)（南長白山種源區(qū)、北長白山種源區(qū)）。朱航勇[46]對3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)、20個(gè)種源的10年生水曲柳林木的光合特性、生長性狀和材性進(jìn)行調(diào)查分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)樺南、沾河、五常3個(gè)種源生長快且穩(wěn)定性較好，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，適合東北地區(qū)栽培。趙興堂等[47]的研究選出了分別適生于帽兒山、帶領(lǐng)、露水河3個(gè)試驗(yàn)地及毗鄰地區(qū)生產(chǎn)力較高的種源，并通過穩(wěn)定性分析，確定了友好、臨江、西豐、帶嶺、汪清和湯旺河共6個(gè)種源具有平均穩(wěn)定性。

除了進(jìn)行種源試驗(yàn)，選擇優(yōu)良種源，中國林業(yè)工作者還進(jìn)行了水曲柳種子園建設(shè)、優(yōu)良家系、優(yōu)良無性系及優(yōu)良單株選擇研究。水曲柳種子園建設(shè)的前提是天然林選優(yōu)，王永范等[48]采用胸徑外徑7 cm年輪數(shù)選優(yōu)法，方法簡便，效果顯著，即在整個(gè)選優(yōu)范圍內(nèi)隨機(jī)選擇50株以上水曲柳林木，鉆取樹干北面胸徑外徑7 cm樹芯，計(jì)算平均值，平均值減去1倍標(biāo)準(zhǔn)差確定為選優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)。水曲柳無性系初級(jí)種子園營建過程中，株行距最好為(4～8)m×(4～8)m，具體栽植密度根據(jù)立地條件和種子園類型確定；無性系配置應(yīng)避免自交和近交，同一無性系植株之間，應(yīng)間隔3株以上或大于16 m[49]。種子園內(nèi)雌雄比例6：1是較為科學(xué)和理想的無性系配置方式，此比例下種子產(chǎn)量最大[50]。營建水曲柳無性系種子園采用的嫁接方法主要是劈接法，嫁接時(shí)間于早春砧木萌動(dòng)時(shí)（4—5月），嫁接后及時(shí)剪掉砧木的全部側(cè)枝，嫁接35天左右，新梢抽出5～15 cm時(shí)及時(shí)解綁[49]。種子園建成后，子代測定關(guān)系到種子園的高世代發(fā)展和種子質(zhì)量。欒柯權(quán)[51]以吉林省三岔子林業(yè)局水曲柳種子園內(nèi)的親本及其子代為材料，調(diào)查親本的生長性狀、木材性狀、抗寒性、種實(shí)性狀及子代多年生的生長性狀，最終分別選出24個(gè)生長性狀優(yōu)良的無性系，5個(gè)木材性狀優(yōu)良的無性系，18個(gè)抗寒性狀優(yōu)良的無性系和3個(gè)種實(shí)性狀優(yōu)良的無性系，在子代中選出8個(gè)生長性狀優(yōu)良的家系，該結(jié)果可促進(jìn)水曲柳良種的推廣利用，同時(shí)為種子園的升級(jí)換代提供基礎(chǔ)。郭睿達(dá)等[52]對黑龍江省伊春市帶嶺區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)的53個(gè)家系9年生水曲柳進(jìn)行子代測定，分別選出10個(gè)生長性狀優(yōu)良和10個(gè)生物量性狀優(yōu)良的家系，同時(shí)進(jìn)一步選出9個(gè)生長性狀和生物量性狀均優(yōu)良的家系。陳曉波等[53]對吉林省吉林市永吉縣西陽鎮(zhèn)的水曲柳無性系種子園的生長性狀進(jìn)行測定分析，初步篩選出134#、146#和121#共3個(gè)優(yōu)良單株，并發(fā)現(xiàn)水曲柳速生期在5月中旬—6月下旬。

4 水曲柳繁育技術(shù)研究

水曲柳繁育技術(shù)主要包括播種育苗技術(shù)和無性繁殖技術(shù)，無性繁殖包括扦插、嫁接與組織培養(yǎng)。

4.1 播種育苗技術(shù)

播種育苗研究主要集中在種子休眠與解除休眠。水曲柳種子休眠的原因主要是胚發(fā)育不全以及種皮、胚乳等包被組織障礙[54]。為解除休眠，很多學(xué)者開展了相關(guān)研究。有研究表明，初生休眠被解除的水曲柳種子在較高溫度（20℃以上恒溫）條件下會(huì)發(fā)生次生休眠，生產(chǎn)播種時(shí)如遇高溫天氣，種子會(huì)進(jìn)入熱休眠，嚴(yán)重影響生產(chǎn)；采用暖-低溫綜合層積和剝?nèi)ス臃e可縮短解除休眠的時(shí)間，15℃/10℃的變溫條件下，休眠解除最徹底，發(fā)芽率最高；恒溫條件下，10℃的種子發(fā)芽率最高[55]。盧艷[56]對初生休眠解除狀態(tài)和干燥處理對水曲柳種子萌發(fā)影響進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)不經(jīng)干燥處理的種子，解除休眠越充分，萌發(fā)能力越強(qiáng)；但層積處理后的種子經(jīng)干燥處理后，解除休眠越充分（尤其是低溫時(shí)間越長），種子萌發(fā)能力越弱；生產(chǎn)中如需對層積處理后的種子進(jìn)行干燥儲(chǔ)存，選擇低溫層積時(shí)間較短的處理，暖溫10周+低溫8周是較佳的層積方法。

4.2 扦插技術(shù)

侯丹等[57]認(rèn)為插穗的生根率存在明顯的年齡效應(yīng)，即插穗母樹的年齡不宜過大，最佳的激素處理為吲哚丁酸200 mg/kg處理2 h，最佳的扦插時(shí)期為6月下旬，防止插穗腐爛，在保證插穗葉片不萎蔫的條件下盡量少澆水，同時(shí)要給插床和插穗消毒。沈海龍等[58]認(rèn)為選擇1～2年生水曲柳實(shí)生苗的插穗，生根效果最好，生根率可達(dá)92.2%；生長激素對水曲柳生根有顯著影響，不同生長激素的最佳處理為：NAA1000 mg/L處理5 min（生根率71.7%），IBA 50 mg/L處理12 h（生根率84.5%），ABT2生根粉處理（生根率92.2%）。

4.3 嫁接技術(shù)

水曲柳嫁接一般選擇白蠟作為砧木，因?yàn)閮蓸浞N的優(yōu)良性狀得到了互補(bǔ)，嫁接親和力強(qiáng)，可大大提高嫁接成活率[59]。周建會(huì)[60]對水曲柳的芽接技術(shù)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)5月31日采用T字形芽接植株成活率最高，達(dá)到98.6%。對10 cm高度的砧木采用切接法，相比其它嫁接方法，苗木成活率最高；10 cm為水曲柳切接最佳的嫁接高度，這可能是由于砧木高度偏低，與根部的距離近，養(yǎng)分運(yùn)輸距離變短，養(yǎng)分傳遞速度加快，嫁接后更容易存活，或者是因?yàn)檎枘靖叨绕鸵话隳挲g較小，生命活力旺盛，處于最佳的成長階段，成活率更高[61]。

4.4 組織培養(yǎng)技術(shù)

植物組織培養(yǎng)中，根據(jù)形態(tài)發(fā)生的途徑可以分為器官發(fā)生和胚胎發(fā)生，胚胎發(fā)生途徑中可以形成類似合子胚的胚狀體結(jié)構(gòu)。根據(jù)外植體的來源不同，可以將胚狀體分為體細(xì)胞胚和小孢子或其分裂產(chǎn)物等單倍體細(xì)胞產(chǎn)生的花粉胚[62]。張惠君和羅鳳霞[63]取水曲柳不同發(fā)育時(shí)期的幼果（胚處于原胚狀態(tài)的幼果和胚已分化成胚根和子葉的幼果）為材料進(jìn)行離體培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)原胚狀態(tài)時(shí)，離體培養(yǎng)不易成功，但當(dāng)胚分化成子葉和胚根時(shí)，胚的成活率及成苗率均大大提高；初代培養(yǎng)基可選擇不加任何激素的WPM、MS、DKW、和SH培養(yǎng)基較好；繼代培養(yǎng)外植體分化率整體較低，不能達(dá)到組織培養(yǎng)快速繁殖苗木的要求；生根培養(yǎng)基選擇不加任何激素的WPM和QL培養(yǎng)基較好，生根率分別為60%和66%。邢朝斌[64]首次系統(tǒng)的研究了水曲柳無菌發(fā)芽和胚軸外植體的離體再生，將未經(jīng)層積處理的水曲柳種子切去子葉端的1/3，可打破休眠，促進(jìn)發(fā)芽；以水曲柳成熟種子的胚軸為外植體，建立了植株再生體系。譚燕雙[65]對水曲柳組織培養(yǎng)的不同外植體進(jìn)行篩選，研究多種途徑進(jìn)行水曲柳再生的可行性，最終建立了兩套較為完整的組織培養(yǎng)再生體系，分別為下胚軸增生不定芽途徑和腋芽增生途徑，其中腋芽增生途徑中選用MS1/2培養(yǎng)基作為其專用培養(yǎng)基。黃劍[66]以水曲柳成熟種子的下胚軸作為外植體，對其進(jìn)行組織培養(yǎng)研究，選擇MS作為基本培養(yǎng)基，添加1～2 mg/L的TDZ進(jìn)行初代培養(yǎng)，結(jié)果存在兩大問題：（1）外植體大量死亡；（2）不定芽難以伸長。張麗杰等[67]研究發(fā)現(xiàn)，MS1/2培養(yǎng)基為水曲柳體胚誘導(dǎo)的基本培養(yǎng)基，未成熟合子胚子葉和下胚軸誘導(dǎo)愈傷組織和體胚發(fā)生的最佳激素組合為NAA 3 mg/L+BA 1.5 mg/L，成熟合子胚子葉和下胚軸誘導(dǎo)愈傷組織和體胚發(fā)生的最佳激素組合為NAA 5 mg/L+BA 2 mg/L。劉林[68]以水曲柳合子胚的下胚軸為材料，建立了水曲柳下胚軸直接出芽的再生體系，確定了不定芽誘導(dǎo)的培養(yǎng)基為WPM+1.0 mg/L TDZ+30 g/L蔗糖+5.6 g/L的瓊脂，不定芽伸長培養(yǎng)基為WPM+0.025 mg/L TDZ+1.0 mg/L GA3+30 g/L蔗糖+5.6 g/L的瓊脂，不定芽起源于下胚軸表皮細(xì)胞的傷口處。Liu et al.[69]以水曲柳未成熟合子胚的子葉為材料，誘導(dǎo)其形成愈傷組織并形成體細(xì)胞胚，來自于不同母樹的外植體對細(xì)胞胚的誘導(dǎo)率具有顯著差異，愈傷組織誘導(dǎo)率最高(94.2%)的培養(yǎng)基為MS1/2+0.15 mg/L NAA，愈傷組織增值系數(shù)最高(240.5)的培養(yǎng)基為WPM+0.1 mg/L 6-BA+0.15 mg/L 2,4-D，體細(xì)胞胚增值數(shù)量最高（397/g鮮重）的培養(yǎng)基為MS1/2+1mg/L BA，體胚生根系數(shù)最高(37.5%)的培養(yǎng)基為MS1/2+0.01 mg/L NAA，體細(xì)胞胚的發(fā)芽比例為26.4%。

5 研究展望

綜上所述，有關(guān)水曲柳在生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、遺傳改良和繁育技術(shù)等方面的研究均取得了一定進(jìn)展，但仍有很多方面存在不足，未來對水曲柳的研究可以從以下幾個(gè)方面開展。

（1）水曲柳大徑材培育研究。目前，中國對木材的供需矛盾十分突出，木材使用對外依存度高，因此培育大徑級(jí)用材林是中國林業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，是林業(yè)工作者的重要任務(wù)。水曲柳木材堅(jiān)硬、紋理美觀，應(yīng)加強(qiáng)對水曲柳大徑材培育方面的研究。

（2）水曲柳體胚研究。水曲柳體胚發(fā)生的難點(diǎn)主要在于體細(xì)胞胚產(chǎn)量低[70]、體細(xì)胞胚發(fā)育不同步[71]以及變異率高，這些都嚴(yán)重限制了水曲柳體胚技術(shù)在規(guī)?；a(chǎn)中的應(yīng)用。繼續(xù)對水曲柳體胚技術(shù)進(jìn)行研究，試圖找到一套完整的、成熟的、可以進(jìn)行工廠化生產(chǎn)的體胚體系。

（3）水曲柳作為園林綠化樹種的應(yīng)用。水曲柳不僅木材材質(zhì)優(yōu)良，其樹形優(yōu)美，樹干通直度好，也可作為優(yōu)良的園林綠化樹種，應(yīng)加強(qiáng)水曲柳在園林綠化中的應(yīng)用。水曲柳的良種選育過程中除以木材性狀為育種目標(biāo)外，樹形、樹干等綠化指標(biāo)也可以作為育種目標(biāo)。

（4）水曲柳藥用價(jià)值的開發(fā)應(yīng)用。水曲柳化學(xué)成分包括香豆素、苯丙素、類黃酮等，其樹皮有研究表明可入藥，是傳統(tǒng)的治療結(jié)核、外傷的藥物，加強(qiáng)對水曲柳藥用價(jià)值的開發(fā)利用。