澳洲堅(jiān)果種苗繁殖技術(shù)研究

?？罚S 斌，沈 偉，趙博偉，農(nóng)成銀，許光德，岑湘濤*

（1.百色學(xué)院，廣西 百色 533000；2.廣西大學(xué)農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院，廣西 南寧 530004）

澳洲堅(jiān)果（Macadamia spp.）原產(chǎn)澳大利亞，是山龍眼科澳洲堅(jiān)果屬多年生常綠喬木果樹[1]，果實(shí)含油量達(dá)70%～79%，富含不飽和脂肪酸、鈣、磷、鐵、維生素、ω-3 脂肪酸、ω-7 脂肪酸及人體必需的多種氨基酸，營養(yǎng)價(jià)值高，香氣獨(dú)特，口感極佳，被譽(yù)為“世界堅(jiān)果之王”“干果皇后”[2]。我國從2009 年開始大面積種植澳洲堅(jiān)果，截至2022 年，我國澳洲堅(jiān)果種植面積已達(dá)30 萬hm2，主要分布在云南、廣西、貴州、廣東等市縣區(qū)域[3]。但是，澳洲堅(jiān)果種苗繁殖技術(shù)落后，產(chǎn)量低，產(chǎn)品供不應(yīng)求，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。因此，快速繁育出大量高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的澳洲堅(jiān)果種苗是近年來澳洲堅(jiān)果研究工作的重中之重[4]。

近年來，我國科研人員對澳洲堅(jiān)果的種苗繁殖做出了大量的研究，張顯努[5]提出，嫁接時(shí)期、嫁接方法、砧穗質(zhì)量及組合是影響嫁接成活率的主要因素；賀熙勇等[6]研究表明插條品種及類型、激素、插床溫濕度和扦插基質(zhì)等是影響扦插成活率的主要因素；覃振師等[7]研究發(fā)現(xiàn)不同品種澳洲堅(jiān)果壓條繁殖的生根難易不同；Chaum等[8]成功培養(yǎng)出健壯的澳洲堅(jiān)果組培苗。本文總結(jié)了我國澳洲堅(jiān)果的繁殖技術(shù)，對澳洲堅(jiān)果種苗無性系建立和遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)在品種選育中的應(yīng)用進(jìn)行了展望，旨在為澳洲堅(jiān)果種苗培育工作者提供參考。

1 澳洲堅(jiān)果種苗繁殖技術(shù)

1.1 種子繁殖

澳洲堅(jiān)果種子可長時(shí)間保存，通常在果實(shí)采收后，去掉種皮，放置在陰涼通風(fēng)干燥處備用。生產(chǎn)上一般選用果實(shí)成熟充分、飽滿、個(gè)大且沒有病蟲害的澳洲堅(jiān)果種子進(jìn)行育苗，且選擇生長健壯、豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的植株作為種株。但由于澳洲堅(jiān)果種子繁殖存在生長周期長、容易產(chǎn)生變異、遺傳穩(wěn)定性差等問題，在生產(chǎn)中通常被作為砧木使用[9]。而不同澳洲堅(jiān)果砧木品種之間也存在一定差異，劉晚傳等[10]對8 個(gè)澳洲堅(jiān)果砧木品種的優(yōu)劣性進(jìn)行比較，結(jié)果表明澳洲堅(jiān)果品種‘695’作為砧木綜合評分最高。

在澳洲堅(jiān)果種苗繁育工作中，為減少種子浪費(fèi)，加快苗木培育進(jìn)度，往往要充分考慮種子萌發(fā)率、成苗率、嫁接成活率以及砧木的培育方法。鄭樹芳等[11]對10 個(gè)澳洲堅(jiān)果品種的萌發(fā)率和成苗率進(jìn)行研究，結(jié)果表明，其中‘桂熱1 號’和‘294’的成苗率均達(dá)到90%以上，且‘桂熱1 號’接穗比‘O.C’接穗的嫁接成活率高。陳顯國[12]通過比較露天地栽、露天袋栽、遮光地栽、遮光袋栽4 種澳洲堅(jiān)果砧木快速培育方法，發(fā)現(xiàn)露天地栽培育的砧木極顯著或顯著優(yōu)于其它3 種方法，且露天袋栽培育的砧木徒長，遮光地栽與遮光袋栽培育的砧木無顯著差異。

1.2 無性繁殖

1.2.1 嫁接繁殖

嫁接繁殖是目前澳洲堅(jiān)果種苗繁殖的主要方式，由于澳洲堅(jiān)果枝條皮薄，質(zhì)地堅(jiān)硬，且單寧、多酚含量高，導(dǎo)致常規(guī)嫁接的成活率不高，生產(chǎn)上不做任何處理的常規(guī)嫁接成活率在50%左右，最高不超過80%[13]。

為提高澳洲堅(jiān)果嫁接育苗的成活率。田大清等[14]通過對砧木不同苗齡，接穗不同留葉量、成熟度的嫁接試驗(yàn)來研究澳洲堅(jiān)果芽砧嫁接技術(shù)，結(jié)果表明，砧木用未出土或出土未展開葉片的芽苗，接穗用半木質(zhì)化的綠枝，保留1 片完整葉片進(jìn)行嫁接，成活率可高達(dá)95%以上。吳超等[15]以澳洲堅(jiān)果品種‘A16’枝條為接穗，采用合接法嫁接研究了澳洲堅(jiān)果砧木留葉數(shù)對嫁接成活率和苗木品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，大田嫁接中減少砧木葉片可便于嫁接、澆水?？祵Ｃ绲萚16]研究了環(huán)剝、萘乙酸、環(huán)剝＋萘乙酸3 種處理對接穗嫁接成活率、分枝數(shù)、新梢長度等的影響。結(jié)果表明以環(huán)剝＋萘乙酸處理效果最好。楊正華等[17]在對云南德宏州澳洲堅(jiān)果嫁接苗培育中，對環(huán)剝接穗、嫁接時(shí)間、嫁接品種、嫁接方法、嫁接部位等做了一系列技術(shù)試驗(yàn)研究，總結(jié)得出立春后一個(gè)月之內(nèi)嫁接的澳洲堅(jiān)果成活率較高；合接法嫁接澳洲堅(jiān)果效果較好；澳洲堅(jiān)果嫁接最少要留3 輪葉，嫁接高度25 cm 以上為宜；在澳洲堅(jiān)果嫁接前3 d 左右，嫁接后5 d 左右澆水，可明顯提高嫁接成活率。此外，陸超忠等[18]公開了一種由赤霉素、萘乙酸、吲哚丁酸、甲基托布津組成的嫁接繁殖藥液配方，經(jīng)藥液浸漬的接穗抽發(fā)新梢數(shù)量增加16.7%～40.1%，新梢平均長度增加10.7%～84.2%，平均嫁接成活率達(dá)到94.59%。

砧木和穗條的合理搭配是解決澳洲堅(jiān)果嫁接難存活率低的主要方法之一。劉晚傳等[10]以華南地區(qū)8 個(gè)常見澳洲堅(jiān)果品種為砧木，4 個(gè)品種為接穗，研究比較了嫁接成活率、新梢分支數(shù)、最健壯的新梢直徑、新梢最長長度及新梢N、P、K 含量等7 個(gè)指標(biāo)，結(jié)果表明：8 種澳洲堅(jiān)果砧木品種從優(yōu)到劣的順序?yàn)椤?95’‘900’‘桂熱1 號’‘H2’‘Al6’‘O.C’‘南亞3 號’‘788’；3 個(gè)最佳砧木-接穗的搭配是‘695’-‘Al6’‘900’-‘桂熱1 號’和‘桂熱1 號’-‘Al6’。

1.2.2 扦插繁殖

澳洲堅(jiān)果扦插繁殖可就地取材、縮短育苗時(shí)間、降低育苗費(fèi)用，是優(yōu)良澳洲堅(jiān)果品種快繁的好方法。為解決澳洲堅(jiān)果優(yōu)良品種苗木奇缺問題，薛華[19]利用雙臂自壓式旋轉(zhuǎn)捍插噴霧裝置，開展澳洲堅(jiān)果全光照噴霧捍插試驗(yàn)，該繁殖方法可結(jié)合苗圃或果園修剪進(jìn)行，利用當(dāng)年生枝條進(jìn)行扦插，扦插生根率達(dá)到88.3%，扦插苗移栽成活率達(dá)到95%以上。楊云忠等[20]研究發(fā)現(xiàn)，澳洲堅(jiān)果短穗捍插成活率高于長穗捍插；綠枝和半木栓化枝基部切口先產(chǎn)生愈傷組織，并在此基礎(chǔ)上長出須根，易成活；以無菌心土作插床基質(zhì)，短穗、綠枝以5～7 cm 厚心土做插床，通過化學(xué)方法（如0.005 mg/L NAA 蘸根）處理切口后捍插成活率為100%，是保證捍插成活率的最佳方案。

采用生根素能提高扦插成活率。劉勛建[21]發(fā)現(xiàn)，生長素處理可獲得不同程度的生根效果，經(jīng)0.1%的萘乙酸＋吲哚丁酸混合處理的澳洲堅(jiān)果捍插苗生根效果最好。陸超忠等[22]發(fā)現(xiàn)，使用適宜濃度的WGD-1、IBA、IAA 和ABT1 號均能顯著或極顯著地促進(jìn)澳洲堅(jiān)果插穗生根，8 000 mg/L 的WGD-1 處理的插穗成苗率顯著高于其他處理；8 000 mg/L 的IBA 處理成苗率顯著高于IAA。李富山等[23]發(fā)現(xiàn)，1 000 mg/kg 的ABT1 號生根粉對枝條基部浸漬10 s，扦插育效果最好。

不同品種對捍插效果影響較大，藍(lán)慶江[24]對7 個(gè)品種澳洲堅(jiān)果插穗存活率、生根率、抽芽率、成苗率進(jìn)行研究，結(jié)果表明‘O.C’和‘H2’插穗存活率、生根率、抽芽率、成苗率均較高。

1.2.3 組培快繁

植物組織培養(yǎng)是利用植物細(xì)胞的全能性，將植物體的器官、組織和細(xì)胞在無菌條件下培育成完整的植株。但是植物不同品種、組織或器官，其分化能力存在差異，不同基因型甚至同一基因型不同部位組織的再生能力不同。

在實(shí)踐中，外植體的生理年齡、生長階段和取材部位等均直接影響組織培養(yǎng)技術(shù)體系的建立。因此，植物組織培養(yǎng)能否成功的首要關(guān)鍵因素是外植體的選擇。郭凌飛等[25]以澳洲堅(jiān)果成年樹上含芽莖段為外植體進(jìn)行滅菌及組織培養(yǎng)研究，結(jié)果表明，升汞浸泡可獲得較好的滅菌效果；1/2 MS+（2.0 mg/LBA）+（1.0 mg/L）GA3可有效提高澳洲堅(jiān)果萌芽率、增殖率和芽苗伸長長度。劉榮等[26]以澳洲堅(jiān)果花藥為試驗(yàn)材料，將滅菌后的花藥接種到愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基中進(jìn)行暗培養(yǎng)；后將得到的愈傷組織轉(zhuǎn)入增殖培養(yǎng)基中增殖，獲得的花藥愈傷組織多、再分化力強(qiáng)。

多數(shù)木本果樹在組織培養(yǎng)中存在誘導(dǎo)生根較難的問題，郭凌飛等[25]加入不同濃度的IBA 卻無法誘導(dǎo)出澳洲堅(jiān)果根系。為解決澳洲堅(jiān)果組織培養(yǎng)生根難、生根率低的問題，Chaum 等[8]采用蛭石+MS 培養(yǎng)基（液體）+ 高濃度CO2氣體進(jìn)行澳洲堅(jiān)果不定芽的生根培養(yǎng)，成功誘導(dǎo)出了不定根。凌華彪[27]以帶芽的莖段為外植體，在1/2 MS+（0.2～0.4 mg/L）6-BA+（0.2～0.3 mg/L）GA3+（0.45～0.55 mg/L）VB1 的固體培養(yǎng)基誘導(dǎo)無菌芽；培養(yǎng)獲得的無菌芽分三個(gè)階段誘導(dǎo)生根，不同階段所需的培養(yǎng)基濃度和光照強(qiáng)度、時(shí)間不同。鄒家通等[28]在對澳洲堅(jiān)果不定芽誘導(dǎo)及生根培養(yǎng)研究中發(fā)現(xiàn)，澳洲堅(jiān)果品種‘H2’幼嫩莖段在為WPM+6-BA（2.0 mg/L）+IBA（1.0 mg/L）+AC（200 mg/L）培養(yǎng)基上可啟動腋芽萌發(fā)；腋芽最佳增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA（2.0 mg/L）+KT（0.5 mg/L）；誘導(dǎo)生根培養(yǎng)基為1/2 MS+6-BA（0.2 mg/L）+IBA（0.5 mg/L）+ABA（0.5 mg/L）+AC（200 mg/L）。

1.2.4 壓條繁殖

澳洲堅(jiān)果的無性繁殖一般是采用實(shí)生苗嫁接或扦插。前者比較普遍，但育苗的周期較長；后者周期稍短，但成活率低。而壓條繁殖作為嫁接和扦插的一種補(bǔ)充手段，具有保持母株優(yōu)良遺傳性狀、操作簡單、成活率高，周期短等優(yōu)點(diǎn)。Kadman 等[29]從15 齡澳洲堅(jiān)果實(shí)生樹上各選10 個(gè)枝條進(jìn)行空中壓條繁殖，歷時(shí)8 個(gè)月的研究，總結(jié)出了澳洲堅(jiān)果改良空中壓條法用技術(shù)關(guān)鍵，即空中壓條宜在春季進(jìn)行；母株要性狀優(yōu)良、生長繁茂的，壓條要健壯、直徑至少達(dá)12 mm；環(huán)剝樹皮要徹底；泥炭球長25～30 cm、寬7～10 cm，兩端扎緊，套到樹枝環(huán)剝部位后，要固定扎緊，避免水分流失，并用紙覆蓋避免陽光過量照射；壓條發(fā)根后要立即移至苗圃假植，并及時(shí)定植；假植前先剪去1/3～1/2 葉片，保持高濕環(huán)境，減緩蒸騰速率，數(shù)周后萌出新芽即定植。覃振師等[7]研究發(fā)現(xiàn)，不同澳洲堅(jiān)果品種壓條繁殖難易程度不同，參試品種的生根由易到難的順序?yàn)椤馃? 號’‘H2’‘O.C’‘741’；在研究ABT-1 使用方法時(shí)，發(fā)現(xiàn)涂抹環(huán)剝口比攪拌基質(zhì)更利于澳洲堅(jiān)果壓條生根；當(dāng)ABT-1 濃度過高或過低時(shí)都不利于澳洲堅(jiān)果壓條生根，只有適宜的濃度才能更好地促進(jìn)不定根的形成。

2 展望

澳洲堅(jiān)果實(shí)生苗的嫁接、扦插、壓條等常規(guī)化育苗方法可以滿足部分種苗繁育的需要，但不能進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的工廠化生產(chǎn)，且易造成植物病害的傳播蔓延。

2.1 推進(jìn)優(yōu)良穩(wěn)定組培快繁體系的建立

優(yōu)良穩(wěn)定的組培快繁體系的建立是短期獲得大量優(yōu)良果樹苗木的重要途徑，近年來蘋果、櫻桃、棗、桑葚等果樹通過器官發(fā)生、叢生芽繁殖、體細(xì)胞胚胎發(fā)生等方式獲得優(yōu)良穩(wěn)定的組培苗木[30-31]。因此，繼續(xù)推進(jìn)澳洲堅(jiān)果優(yōu)良穩(wěn)定組培快繁體系的建立，為工廠化育苗提供理論技術(shù)支持，是今后澳洲堅(jiān)果苗木繁育研究工作應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)。

2.2 建立遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)

植物遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)也叫做轉(zhuǎn)基因技術(shù)，是以植物的器官、組織、細(xì)胞、原生質(zhì)體等為受體，將目的基因通過不同方法轉(zhuǎn)入到受體中，與受體基因組進(jìn)行重組，再從重組體中進(jìn)行數(shù)代人工選育，從而獲得目的基因穩(wěn)定表達(dá)的再生植株。眾所周知，木本果樹傳統(tǒng)的育種方式存在遺傳性狀改良復(fù)雜、周期長等問題，遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)在打破常規(guī)育種方法的基礎(chǔ)上，可以高效、快速地創(chuàng)造出新種質(zhì)，極大地縮短育種年限[32]。近年來，隨著科研人員對植物組織培養(yǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和遺傳轉(zhuǎn)化體系的深入研究，蘋果、梨、櫻桃、核桃等果樹已成功建立了遺傳轉(zhuǎn)化體系[33-34]，高效遺傳轉(zhuǎn)化體系的建立對研究植物基因功能和選育新品種均起到非常重要的作用[35]。因此，不斷優(yōu)化澳洲堅(jiān)果組織培養(yǎng)技術(shù)，建立高效的再生遺傳轉(zhuǎn)化體系，為澳洲堅(jiān)果基因功能的研究和遺傳育種提供技術(shù)支撐，是澳洲堅(jiān)果品種選育工作者值得進(jìn)一步考慮的問題。