榛子良種無性繁殖技術(shù)研究進(jìn)展

武廣欣 張衛(wèi)東

(佳木斯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154000)

榛子為樺木科(Betulaceae)榛屬(Corylus)植物，是珍貴的木本糧油資源。榛子作為果材兩用的優(yōu)質(zhì)樹種，其樹木具有較強(qiáng)的適應(yīng)性、野生資源豐富、榛果營養(yǎng)豐富、投資少、見效快等優(yōu)點(diǎn)。榛子殼堅(jiān)硬，果仁味道香美，現(xiàn)已成為國際市場上最熱銷的4大堅(jiān)果商品之一。榛子提取物制成的藥劑還有消炎、降血脂、治療高血壓等作用。近年來，國內(nèi)外對(duì)榛子的需求量日漸增長，這使得榛子良種快速繁殖成為有待解決的問題。由于榛子自身繁育較為困難，并且有性生殖還會(huì)使得后代因基因重組產(chǎn)生變異，無性繁殖就成為榛子良種繁育的首選。為了加快榛子良種苗木的繁育，促進(jìn)我國榛子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，本文闡述了榛子無性繁殖的技術(shù)以及應(yīng)用研究現(xiàn)狀，以期為我國榛子良種繁育進(jìn)一步研究提供依據(jù)。

1 植物生根機(jī)制

植物有2種不定根的形成方式，直接發(fā)生，直接可以從外植體上生成不定根；間接形成，榛子生根就是間接形成，即傷口處首先生成愈傷組織，再形成擬分生組織最終形成不定根。經(jīng)研究表明，植物不定根的生成過程是內(nèi)部遺傳因子和外部環(huán)境信號(hào)共同作用的成果[1]。與草本植物相比，木本植物的生長周期長且生根慢，甚至一些植物還存在生根困難的情況，而不定根的生成就是無性繁殖成功的標(biāo)志。Hutchinson[2]研究發(fā)現(xiàn)，木本植物的不定根生成中暗培養(yǎng)是必須條件，暗培養(yǎng)能夠顯著提高植株生根質(zhì)量和生根率，暗培養(yǎng)能使根處于誘導(dǎo)期和發(fā)端期的內(nèi)源激素含量和激素之間的平衡發(fā)生了變化，影響不定根的形成。

2 榛子無性繁殖的研究現(xiàn)狀

難以生根的木本植物用傳統(tǒng)的繁殖方式進(jìn)行繁育會(huì)使后代產(chǎn)生變異，還會(huì)使得植株本身的優(yōu)良性狀有所損失，而無性繁殖的繁殖效率高、周期短、且能保持遺傳的穩(wěn)定性。現(xiàn)無性繁殖已成為榛子繁殖的主要途徑。

2.1 壓條繁殖

壓條繁殖可以直接采用生理年齡成熟的枝條，能夠保證母株的優(yōu)良性狀，而且便于早期收獲，因此培養(yǎng)成的壓條苗可以直接用于種植和園林建設(shè)[3]。壓條繁殖按照處理方式的不同可以分為橫向壓條法、直立壓條法、高空壓條法。橫向壓條法是將要繁殖的母株中的外圈枝條將其彎曲呈弧形，刻傷處理彎曲處的枝條，然后將處理后的部位埋在土壤中，加以固定，生根后剪離母株，移栽培養(yǎng)。直立壓條法是選取距地面一定距離處的合適枝條進(jìn)行環(huán)狀剝皮，在添加培育土壤，將整個(gè)植株的下半部分埋到土壤中，并時(shí)刻關(guān)注土壤的濕度，生根后刨開土壤，剪離母株，進(jìn)行移栽。高空壓條法是將母株上的枝條在適當(dāng)?shù)牟课贿M(jìn)行環(huán)割，割去韌皮部，涂抹促進(jìn)生根類物質(zhì)，用基質(zhì)包裹，基質(zhì)保持濕潤，可在基質(zhì)中加入保水物質(zhì)，用塑料布或保鮮膜扎緊，定時(shí)補(bǔ)充水，保持濕度，不定根會(huì)在環(huán)割處生長，一段時(shí)間后將其剪下，移栽種植便可獲得完整新植株。高空壓枝的原理是經(jīng)處理的枝條仍可以從母株獲得水分和營養(yǎng)，盡管被剝?nèi)ロg皮部，但髓等部位沒有受到損傷，枝條不會(huì)因得不到營養(yǎng)物質(zhì)而死亡，環(huán)割的受傷部位容易積累枝條上部聚集的營養(yǎng)，從而形成愈傷組織，形成不定根。

壓條時(shí)期、激素種類及濃度、填充基質(zhì)等都是影響壓條生根的關(guān)鍵因素。梁春莉等[4]用平歐雜交榛進(jìn)行壓條試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在6月時(shí)用幼枝進(jìn)行壓條的效果好，成活率可達(dá)45%，生根劑采用生根粉ABT1號(hào)1000mg·L-1加2號(hào)1200mg·L-1加愛多收5%混合使用生根率高，且實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，2種壓條方法對(duì)比直立壓條所得的苗木高度和粗度明顯高于水平壓條。易米平等[5]用雜交榛作為實(shí)驗(yàn)材料，就同種激素不同水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，清水為對(duì)照，結(jié)果表明，2500mg·L-1IBA生根效果最好，生根率為28.76%，而清水對(duì)照組生根率為0，IBA對(duì)木本植物生根有明顯的促進(jìn)作用。榛子壓條時(shí)不同的基質(zhì)包扎環(huán)割部位對(duì)生根效果也有所影響，這主要是由于不同基質(zhì)的持水力和通氣性等存在差異所致，因此填充基質(zhì)也很重要。易米平[6]在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，按照1∶1混合使用草炭土與珍珠巖，可以顯著改善榛子壓條生根的結(jié)果。

榛子壓條繁殖技術(shù)是榛子繁殖中研究最詳盡、最完善的技術(shù)。其可以應(yīng)用在有大量優(yōu)質(zhì)母苗、苗木需求量一般的區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)繁。因?yàn)槠涫軙r(shí)間、空間等影響較大，繁殖系數(shù)較低，不能大規(guī)模繁殖，對(duì)于中國苗木需求量較大的市場來說是供不應(yīng)求的。榛子壓條是原始的繁殖手段之一，與扦插繁殖相比，壓條繁殖不需要后期的加濕設(shè)備、也不需要定期消毒；與組織培養(yǎng)相比，壓條繁殖不容易被污染、不會(huì)產(chǎn)生褐變。壓條繁殖技術(shù)可以低成本獲得榛子良種苗木，使榛子產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

2.2 扦插繁殖

扦插繁殖是利用植物的再生能力，取枝條營養(yǎng)器官的一部分，處理后插入土壤或其他基質(zhì)中，使其生根形成新的完整植株。扦插時(shí)插穗會(huì)發(fā)生一系列的生理生化變化，包括不定根的形成以及芽的分化啟動(dòng)。榛子扦插按枝條不同可分為硬枝扦插和嫩枝扦插2種，但硬枝代謝慢，生根較困難。張峰等[7]榛硬枝扦插實(shí)驗(yàn)，結(jié)果中9個(gè)試驗(yàn)組只有巴塞羅那榛子在IBA 200mg·L-1處理后生根，生根率為30%，其余處理組并沒有生根。嫩枝扦插使用的插穗一般是呈現(xiàn)半木質(zhì)化狀態(tài)，嫩枝扦插生根較為容易，原因是嫩枝中的水分和可溶性有機(jī)物較多，促使細(xì)胞分裂分化能力強(qiáng)，根容易生成愈傷組織而生成不定根，且枝條頂端和葉子能夠合成促使生根的生長素和生根素，因此嫩枝扦插被研究得較多。孫陽等[8]研究發(fā)現(xiàn)，平歐雜交榛嫩枝在1000倍吲哚丁酸中速蘸3s，珍珠巖∶河沙為1∶1中培養(yǎng)，生根效果最好，生根率為86.7%。

植物扦插生根的影響因素主要包括內(nèi)部因素和外部因素，內(nèi)部因素包括母樹樹齡、插穗部位、采穗時(shí)期、插穗長度；外部因素即處理激素種類及濃度、激素的使用手段，光照、溫度、濕度和扦插基質(zhì)等。合適的溫度、濕度、基質(zhì)以及處理激素是各品種榛子扦插生根的重點(diǎn)研究內(nèi)容。嫩枝扦插對(duì)于空氣相對(duì)濕度要求較高，必須要達(dá)到95%以上，扦插是采用全光間歇彌霧扦插效果最好，噴霧量要適時(shí)調(diào)整，初期噴霧應(yīng)較多，但在愈傷組織形成后和生根后都應(yīng)減少噴霧量[9]。葉敏[10]用平歐雜交榛嫩枝扦插，并用200mg·L-1IBA浸泡處理120min,后以蛭石∶珍珠巖∶草炭土為1∶1∶2為扦插基質(zhì)，平均生根率可達(dá)到69.52%。

扦插繁殖與其他幾種無性繁殖方法相比，其不受空間限制，取材簡單，能有效加快繁殖速度、繁殖系數(shù)高、不受樹種限制、技術(shù)成本低。我國對(duì)榛子扦插繁殖的研究較多，但目前榛子扦插技術(shù)并不成熟，不同品種榛子要選用合適的處理激素和基質(zhì)等扦插繁殖。在國內(nèi)外的研究中，對(duì)于扦插的技術(shù)繁殖所做實(shí)驗(yàn)較多，但對(duì)于生根的生理生化動(dòng)態(tài)變化、生根機(jī)制的研究報(bào)道較少。研究榛子扦插生根機(jī)制后可以以此作為突破口，給研究人員提供理論支撐，不久的將來，扦插將會(huì)成為榛子的主要繁殖方式。

2.3 組織培養(yǎng)

植物組織培養(yǎng)主要依據(jù)植物細(xì)胞能生長成完整植株的特點(diǎn)，對(duì)植物器官組織等進(jìn)行離體培養(yǎng)。榛子采用組織培養(yǎng)技術(shù)能夠生根，但生根率不高，主要是因?yàn)榻M培需要無菌生長，榛子的內(nèi)生菌和單寧都較多，組培并不容易成功，這就阻礙了榛子組培技術(shù)的發(fā)展。

組織培養(yǎng)包括外植體的選擇、外植體消毒滅菌處理、基本培養(yǎng)基的選擇、增殖培養(yǎng)、生根培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)過程中外植體部位的選擇影響著組培實(shí)驗(yàn)的成功，要對(duì)外植體徹底滅菌還要減少對(duì)外植體的傷害，使外植體表達(dá)全能性。對(duì)榛子外植體的選擇研究中發(fā)現(xiàn)，在溫室中生長的嫁接榛子樹是最佳的外植體來源，在受保護(hù)的溫室中榛子母樹附生細(xì)菌少，生長較快、存活率高。我國榛子組織培養(yǎng)常用的外植體為嫩枝部分，相對(duì)帶菌較少，消毒容易。岑湘濤等[11]發(fā)現(xiàn)，以室內(nèi)帶腋芽的莖段為外植體，乙醇消毒30s后0.1%HgCl2消毒8min，污染率最低。培養(yǎng)基的化學(xué)成分是榛子組培過程中的營養(yǎng)來源，常見的基本培養(yǎng)基有MS、DKW、WPM等，培養(yǎng)基與激素相互配合調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育進(jìn)程、分化方向和器官發(fā)生。不同品種的榛子生根培養(yǎng)所需要的基本營養(yǎng)元素不同，從而最適培養(yǎng)基不同，并普遍認(rèn)為低濃度的IBA和NAA促進(jìn)榛子組培生根。尹成濤等[12]研究歐榛的組培技術(shù)，在MS、WPM、N6和WH 4種培養(yǎng)基中附加IBA 2.0mg·L-1加NAA 1.4mg·L-1以篩選適合歐榛的最佳的基本培養(yǎng)基，實(shí)驗(yàn)得出，MS培養(yǎng)基最好，分化率和生根率都可達(dá)90%以上。薛麗寧等[13]用我國特有的虎榛子帶腋芽的莖段作為外植體材料，實(shí)驗(yàn)得出，WPM加6-BA 0.5mg·L-1加NAA 0.03mg·L-1為芽增殖培養(yǎng)基，增殖率為436.7%，生根培養(yǎng)基為WPM加NAA0.2mg·L-1，生根率100%。

植物的組織培養(yǎng)與傳統(tǒng)的壓條、扦插繁殖相比，不受季節(jié)和土地空間的影響。榛子的品種繁多每種榛子適合的培養(yǎng)基及激素不同，因此要研究出最佳的培養(yǎng)基配方會(huì)極大地加快榛子的繁殖速度。但榛子的自身含有較多單寧且組培時(shí)外植體消毒存在污染和褐化等問題，也是影響榛子工廠化組培育苗的原因之一。目前，我國在榛子組培育苗的方法上處于探索階段，還沒有找到適合農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)的方法，期望此方法能盡快應(yīng)用于榛子苗木的生產(chǎn)。

2.4 嫁接繁殖

榛子本就難以生根又容易消耗自身營養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生萌蘗，嫁接繁殖本就困難，因此榛子很少用嫁接進(jìn)行擴(kuò)繁，但嫁接技術(shù)在果樹研究中使用廣泛。國外的榛子園每年都投入了相當(dāng)多的人力物力來清除萌蘗。如果能破解這一難題，榛子嫁接技術(shù)的研究會(huì)前進(jìn)一大步。因此，國內(nèi)外對(duì)于嫁接法繁殖榛子都在摸索中。

影響榛子嫁接繁殖的主要因素是砧木。砧木來源一般是樹木的根段或枝段，在嫁接過程中起到固定、支撐接穗，砧木和接穗愈合后連接發(fā)育成新植株。嫁接的砧木要選擇生育健壯、根系發(fā)達(dá)、有較強(qiáng)的適應(yīng)能力、具有一定抗性、與接穗有較強(qiáng)親和力的。王小銀等[14]以毛榛和平榛為砧木采用單芽貼接法嫁接平歐雜交榛，得出以毛榛為砧木的成活率平均為9.5%，平榛為砧木平均成活率為68.25%，并且發(fā)現(xiàn)毛榛嫁接平歐雜交榛傷口愈合不好、生長量小、長勢(shì)不好，平榛嫁接長勢(shì)較好、親和力強(qiáng)。閻朝福等[15]同樣對(duì)平歐雜交榛達(dá)維和玉墜2個(gè)品種枝條進(jìn)行嫁接實(shí)驗(yàn)，選擇黑龍江種植的平榛為嫁接砧木，采用劈接和芽接2種嫁接方法，分別得到54.7%和84.0%的成活率，苗木年生長量芽接法97cm，劈接法為66.3cm，芽接法明顯高于劈接法，生長量提高46.3%，在黑龍江省嫁接平歐雜交榛采用芽接法的成活率和生長勢(shì)都顯著優(yōu)于劈接法。

嫁接技術(shù)與嫁接方法、嫁接季節(jié)、嫁接工具都有很大影響。榛子嫁接繁殖容易受到砧木的影響，成活率和產(chǎn)苗量都較低，要在嫁接技術(shù)較好并在良好的管理?xiàng)l件下才能增產(chǎn)增收。國內(nèi)外對(duì)榛子嫁接繁殖的研究并不多，一旦砧木問題能夠得以解決，就可以探索出高效率、操作方便的嫁接技術(shù)。

3 總結(jié)及展望

榛子是我國重要的經(jīng)濟(jì)林樹種，品種多，分布廣?，F(xiàn)今我國處于榛子繁殖發(fā)展的初期，榛子良種的苗木量并不能滿足榛子的市場需求，無性繁殖的方法可以縮短榛子良種繁育的育種周期，保持榛子良種的優(yōu)良性狀，快速擴(kuò)繁。但無性繁殖方法存在一些尚未解決的問題，各繁殖技術(shù)不是特別完善，沒有對(duì)榛子良種繁育有著突破性的研究進(jìn)展，影響榛子良種苗木的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。因此無性繁殖方法要進(jìn)行進(jìn)一步研究，以提高繁殖系數(shù)、縮短育種周期，完善榛子良種苗木的無性繁殖方法。