文冠果繁殖技術(shù)研究進(jìn)展

張海燕

（安丘市園林環(huán)衛(wèi)中心，山東 濰坊 262100）

文冠果具有很高的園林觀賞價(jià)值和生物能源開(kāi)發(fā)價(jià)值。近幾年，文冠果樹(shù)被廣泛用于城市公園及道路的景觀綠化，文冠果產(chǎn)品越來(lái)越多被開(kāi)發(fā)出來(lái)，文冠果油、文冠果茶等在各媒體中出現(xiàn)，文冠果作為一種兼具景觀觀賞和生物能源價(jià)值的優(yōu)質(zhì)樹(shù)種被更多的人熟知。文冠果繁殖技術(shù)的研究，我國(guó)已有70多年的歷史，隨著文冠果新品種的頻頻問(wèn)世和優(yōu)種良種的不斷出現(xiàn)，成熟的繁殖技術(shù)成為延續(xù)文冠果新種優(yōu)異特性的必要保障，本文通過(guò)對(duì)近幾年文冠果繁殖技術(shù)的綜述，旨在為未來(lái)文冠果更深入的科學(xué)研究提供理論參考。

1 文冠果生物特性

文冠果屬于中國(guó)北方樹(shù)種，拉丁學(xué)名Xanthoceras sorbifoliumBunge，為無(wú)患子科車桑子亞科文冠果屬植物。文冠果地域形態(tài)變異較大，現(xiàn)栽培一般為落葉喬木，少數(shù)為灌木。文冠果對(duì)光照、溫度、濕度、土壤都有較強(qiáng)的適應(yīng)性。喜光照，半陰也長(zhǎng)勢(shì)良好；耐寒耐凍，零下41.4℃可安全越冬；耐旱性強(qiáng)，年降水量不足150 mm 仍能生長(zhǎng)；對(duì)土壤適應(yīng)性強(qiáng)，能在石質(zhì)山地、土石混合丘陵地、黃土地、石灰質(zhì)平原、沙丘等多地生長(zhǎng)，甚至輕度鹽堿地也能適應(yīng)。

2 文冠果繁殖技術(shù)

自然界中野生文冠果根蘗性極強(qiáng)，但文冠果是深根性植物，根蘗株分布范圍小，其種子落在地上后因氣候、土壤等惡劣生態(tài)條件導(dǎo)致萌發(fā)困難，幼苗成活率低。根據(jù)文冠果的生態(tài)特性，我國(guó)很多地區(qū)在二十世紀(jì)八十年代就已成功引種育種［1-3］。目前，對(duì)文冠果繁殖技術(shù)的研究相對(duì)成熟，除了種子繁殖這種有性繁殖在技術(shù)上有很多研究外，分株、壓條、嫁接、扦插、組織培養(yǎng)等無(wú)性繁殖的研究成果同樣顯著。

2.1 有性繁殖技術(shù)

目前文冠果的主要繁殖方式是種子繁殖，即有性繁殖，主要優(yōu)點(diǎn)是文冠果可以快速繁育，而且種子采摘、收集、儲(chǔ)存與運(yùn)輸方便，且實(shí)生苗抗逆性強(qiáng)，易馴化。文冠果種皮厚且堅(jiān)硬，種皮的蠟狀物具有不透水性，提高文冠果的發(fā)芽率必須人為干擾種子休眠期。徐士賢［4］采用鈷輻射和低頻電流以及激素浸泡法處理種子，叢和均［5］用機(jī)械損傷種皮打破種子休眠，但仍不能大幅提高種子的發(fā)芽率。目前，欒森年等研究的沙藏法［6］和吳明山等采用的雪藏法［7］被使用至今，范菊萍等研究發(fā)現(xiàn)濕沙埋藏法可以提升發(fā)芽效率［8］。穆妮妮等［9］提出，文冠果育苗的種子最佳處理法是雪藏。此外溫水浸種法與快速催芽法、生物調(diào)節(jié)劑浸種也得到廣泛應(yīng)用。宋美華等［10］實(shí)驗(yàn)得出不同水溫浸種處理的文冠果出芽率存在顯著差異，采用變溫浸種和頂凌播種的文冠果出芽率可達(dá)98.8%。李藝鋒［11］總結(jié)出ABT 生根粉處理的文冠果種子發(fā)芽效果最佳。容器苗繁殖有營(yíng)養(yǎng)缽、營(yíng)養(yǎng)袋等方式，目前北方較多為20 cm ×20 cm × 20 cm 的營(yíng)養(yǎng)缽。文冠果容器苗以成活率高、移栽便利廣受種植戶青睞。徐淑榮［12］總結(jié)了北方文冠果容器苗的栽培技術(shù)，安玉光和孫建文［13］研究得出文冠果容器苗最佳基質(zhì)配方為園土∶腐熟羊糞∶河沙=6∶2∶2（體積比）。

2.2 無(wú)性繁殖技術(shù)

有性繁殖雖然可以一次獲得較多數(shù)量的苗木，但存在一定的變異性，在繁殖過(guò)程中品種易退化。因此，文冠果的無(wú)性繁殖越來(lái)越得到重視。無(wú)性繁殖又分為分株、壓條、嫁接、扦插、組織培養(yǎng)等。

2.2.1 分株與壓條

分株繁殖就是分栽文冠果母株周圍的根蘗苗植株。根蘗苗是文冠果良種擴(kuò)繁的一種途徑，分栽植株成活率很高，而且可以培育與母株基因相同的苗木。在成圃的文冠果苗地，在不播種的情況下，起苗后可以利用根蘗苗進(jìn)行二茬苗的培育。王曉春等［14］曾利用育苗床文冠果殘根和母株根系培育根蘗苗。分株繁殖盡管節(jié)約種子也降低育苗成本，但繁殖數(shù)量有限，苗木大小有差異，只適合小規(guī)模育苗，大型苗木基地一般不用。而壓條法苗木雖然易成活，成苗快，操作簡(jiǎn)單，但苗木機(jī)體不能徹底更新，長(zhǎng)勢(shì)不旺，在規(guī)模化推廣種植中一般不被采用。

2.2.2 嫁接

嫁接繁殖就是將優(yōu)良母株的植物器官移接到與母株在生理或遺傳相同或相近其他植株，使其他植株完全繼承母株生物特性的繁殖方式，對(duì)保持母株特異性的穩(wěn)定發(fā)展是一種最好的方法，對(duì)文冠果的擴(kuò)繁技術(shù)，特別是觀賞型文冠果的擴(kuò)繁技術(shù)發(fā)展起到了推動(dòng)作用。文冠果嫁接分為劈接、皮下枝接、嵌芽接三種方式。劈接法需把砧木去頭，不靈活，有研究指出劈接擴(kuò)繁技術(shù)必須選對(duì)嫁接時(shí)間［15］，吳月亮等［16］即提出嫩枝劈接方法。在芽接擴(kuò)繁技術(shù)發(fā)展中出現(xiàn)了改良嵌芽法［17］，更有從接穗的保存方法、嫁接接口面積、砧木直徑、芽是否帶木質(zhì)部及技術(shù)人員等多個(gè)因素研究提高嫁接成活率的技術(shù)。例如：范菊萍等討論了常規(guī)的芽接擴(kuò)繁三種方式［15］。陳仁鵬等［18］通過(guò)日光溫室嫁接試驗(yàn)，得出日光溫室采用雙舌接的文冠果成活率為93.3%。目前文冠果的嫁接仍存在根蘗苗去除繁瑣、嫁接溫度和濕度條件嚴(yán)格導(dǎo)致組織難愈合、嫁接不親和變異等問(wèn)題，對(duì)嫁接苗的抗逆性也鮮有報(bào)道。

2.2.3 扦插

扦插繁殖就是將母株器官的一段或一部分插入土壤獲得與母株相同新植株的繁殖過(guò)程。近年來(lái)不同研究從插條、基質(zhì)、生根劑、溫度、濕度等各個(gè)環(huán)節(jié)分析了文冠果扦插過(guò)程中可溶性糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和相關(guān)酶的動(dòng)態(tài)變化來(lái)研究激素的運(yùn)用，力求提高文冠果扦插繁殖的生根率?？祰?guó)生等［19］在使用不同樹(shù)齡的插條、不同基質(zhì)、不同濃度生根劑的文冠果扦插試驗(yàn)中尋求提高生根率的方案，還得出腐殖質(zhì)∶珍珠巖∶蛭石=7∶3∶1（體積比）的基質(zhì)與土混合后扦插的成活率可達(dá)87.6%。趙國(guó)錦等［20］研究表明，插條采用枝條中段的效果最好，并且文冠果的根插成活率最高，以10 cm 長(zhǎng)度為宜，最高生根率達(dá)92%。郭曉燕［21］試驗(yàn)得出以8 cm 的根段扦插效果最好的結(jié)論。趙國(guó)錦等［20］還發(fā)現(xiàn)，使用NAA、IBA、ABT 等激素處理的插條生根率可達(dá)92%。李響等［22］試驗(yàn)出地窖沙藏文冠果硬枝可顯著提高硬枝扦插的生根率，草炭+珍珠巖基質(zhì)扦插效果最好，高比例的草炭利于文冠果成活。

2.2.4 組織培養(yǎng)

組織培養(yǎng)是在無(wú)菌條件下，人為干預(yù)植物器官組織加劇其細(xì)胞分裂，再生大量植株的過(guò)程，是植物無(wú)性繁殖中最高效、最快速的方法?？茖W(xué)、穩(wěn)定的組織培養(yǎng)使文冠果幼苗大批量、工廠化生產(chǎn)成為可能。我國(guó)文冠果的組織培養(yǎng)技術(shù)起步較晚，目前仍在深化試驗(yàn)研究階段。在光照、溫度、濕度適宜的條件下，文冠果組培技術(shù)起決定性的是選擇合適的外植體、培養(yǎng)基和激素組合。

2.2.4.1 外植體

自八十年代張桂琴等［23］開(kāi)啟文冠果組培技術(shù)以來(lái)，莖段、木質(zhì)化莖段及莖尖都經(jīng)過(guò)驗(yàn)證可以作為文冠果組織器官培養(yǎng)的外植體。顧玉紅等［24］首次用文冠果種胚誘導(dǎo)愈傷組織并試驗(yàn)成功。臧國(guó)忠等［25］在試驗(yàn)中用種胚的子葉為外植體，同樣誘導(dǎo)出愈傷組織。2010 年李晶等［26］研究發(fā)現(xiàn)發(fā)育中期的果實(shí)種胚比幼果期和成熟期種胚更有利于誘導(dǎo)文冠果體細(xì)胞。同年柳金鳳等［27］試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用幼嫩葉片接種培養(yǎng)基，愈傷誘導(dǎo)率最高可達(dá)96.67%。2014 年德永軍等［28］把休眠期的莖段接種在培養(yǎng)基，也可產(chǎn)生愈傷組織。

2.2.4.2 培養(yǎng)基

在文冠果組織器官培養(yǎng)基中，MS培養(yǎng)基在十多種可選擇的培養(yǎng)基中脫穎而出，并在1981年被王永明和陳穎［29］在比較試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)新生芽效果最好。之后，無(wú)數(shù)試驗(yàn)同樣證明了MS 培養(yǎng)基的優(yōu)勢(shì)。2018 年盧影影等［30］研究發(fā)現(xiàn)WPM 培養(yǎng)基適于誘導(dǎo)莖段萌發(fā)側(cè)芽。在文冠果體細(xì)胞的培養(yǎng)中，MS 和DKW 培養(yǎng)基可為誘導(dǎo)愈傷組織和體細(xì)胞分化的基本培養(yǎng)基。2013 年宋群雁等［31］發(fā)現(xiàn)DKW 培養(yǎng)基誘導(dǎo)愈傷作用顯著。在文冠果懸浮細(xì)胞培養(yǎng)中，顧玉紅等［24］用MS 液體培養(yǎng)基、宋群雁等［31］用B5 液體培養(yǎng)基都能在愈傷組織分化獲得文冠果體細(xì)胞胚。張桂琴［23］、王永明等［29］研究表明文冠果組培苗生根基本培養(yǎng)基效果最好的是1/2MS培養(yǎng)基。陳森［32］研究表明，1/2MS 培養(yǎng)基誘導(dǎo)無(wú)根苗產(chǎn)生不定根相比WPM培養(yǎng)基的生根率穩(wěn)定。

2.2.4.3 激素組合

在文冠果的組織培養(yǎng)技術(shù)研究中，生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素等激素組合是建立再生體系的必要因素。張桂琴等［23］研究在文冠果組織器官培養(yǎng)過(guò)程中，在MS+6-BA1.0 mg·L-1+IAA1.0～3.0 mg·L-1+IBA1.0 mg·L-1培養(yǎng)基中，幼嫩莖段可培養(yǎng)完整的組培苗。柳金鳳等［33］發(fā)現(xiàn)，在MS+6-BA1.0 mg·L-1+IBA0.08 mg·L-1+GA31.0 mg·L-1培養(yǎng)基中，莖段側(cè)芽萌發(fā)和叢生芽增殖效果顯著。任皎等［34］減少激素種類，在只用MS+6-BA1.0 mg·L-1+NAA0.2 mg·L-1或MS+6-BA1.0 mg·L-1+NAA0.5 mg·L-1培養(yǎng)試驗(yàn)，兩種激素組合同樣可使文冠果莖段側(cè)芽萌發(fā)和叢生芽增殖。盧影影等［30］發(fā)現(xiàn)WPM+6-BA1.0 mg·L-1+IAA2.0 mg·L-1+IBA1.0 mg·L-1培養(yǎng)基對(duì)莖段側(cè)芽萌發(fā)的誘導(dǎo)率為94.44%。在文冠果體細(xì)胞的培養(yǎng)中，在MS+6-BA1.0 mg·L-1+2，4-D1.0 mg·L-1+NAA0.5 mg·L-1培養(yǎng)基上接種文冠果種胚可誘導(dǎo)多量愈傷組織。李晶等［26］用幼嫩葉片為外植體，接種在調(diào)整激素組合后的MS+6-BA1.0 mg·L-1+TDZ0.05 mg·L-1+NAA0.01 mg·L-1培養(yǎng)基上，愈傷誘導(dǎo)率為96.67%。在組培苗生根激素的選擇方面研究發(fā)現(xiàn)，組培苗在IBA1.5 mg·L-1和IAA2.0 mg·L-1兩種激素組合下促進(jìn)生根效果明顯［23］。李 朝 暉 等［35］發(fā) 現(xiàn) 在1/2MS+IBA0.5 mg·L-1+NAA0.5 mg·L-1培養(yǎng)基上，文冠果組培苗生根率達(dá)70%。

3 結(jié)論

作為國(guó)家“四大木本”油料作物的文冠果，保持新品種的“花繁貌美”或“豐產(chǎn)多油”特性穩(wěn)定不變，文冠果的繁殖技術(shù)研究尤其重要。目前，文冠果的繁殖技術(shù)仍然存在很多不足：種子繁殖沒(méi)有形成系統(tǒng)化的催芽方式，很多大田種植中種子發(fā)芽率仍不足90%；扦插繁殖中，硬枝、嫩枝生根率低，根插地下取根不便捷，很難規(guī)模化推廣；嫁接繁殖存在嫁接苗組織難愈合、抗逆性差等問(wèn)題；組織培養(yǎng)投入大，組培過(guò)程外植體褐化和玻璃化等技術(shù)難題仍未徹底克服等。這些不足有待將來(lái)深入研究并加以解決，進(jìn)而為文冠果大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化種植提供堅(jiān)實(shí)后盾。