全 文 ：文章编号:1002-1728(2000)05-0029-04
落叶松属树种的组织培养研究概述
祝朋芳1 ,罗凤霞2 ,陈长卿3 ,孙晓梅2
(1.辽宁省农业科学院花卉所 , 辽宁 沈阳　110161;　2.沈阳农业大学林学院 , 辽宁 沈阳　110161;　3.辽宁
省农业科学院海外开发公司 ,辽宁 沈阳　110161)
摘要:概述了落叶松属树种的组织培养研究进展 ,着重介绍了外植体的诱导分化 、增殖及生根移栽。
关键词:落叶松属;组织培养
中图分类号:S791.220.5　 文献标识码:B
　　落叶松属植物是松科落叶乔木 ,喜光性强 ,耐
严寒 ,生长快 ,其属内各种均为速生丰产用材林树
种 ,材质坚韧 ,结构细致 ,抗腐性强 ,在造纸 、建筑 、
桥梁 、家具等方面的用途较大。落叶松属树种在
我国分布广泛 , 是森林更新和造林的主要树
种[ 1] 。
利用组织培养方法对优树材料进行快速繁殖
不仅可以克服种子繁殖所导致的苗木高低不一 、
林相参差不齐及结实率丰欠年明显等问题 ,还可
以克服常规无性扦插对树体所造成的伤害及插穗
的缺乏所造成的造林用苗不足 ,具有很多优点和
发展潜力 。它不受季节 、取材数量等因素的制约 ,
节省土地 ,速度快 ,质量好 ,技术密集 ,便于集约化
管理和工厂化生产 ,近年来已受到国内外林业工
作者的重视。建立优良无性系林业已成为国内外
林业改良中的一个重要趋势[ 1] ,也正体现了对用
材林“速生 、丰产和优质”的要求[ 2] 。
落叶松属植物组培研究的意义还在于组培技
术在育种中所具有的独到优势[ 3] :通过培养未成
熟胚可以挽救远缘杂交的败育 ,进行配子体培育 ,
可为单倍体育种提供依据 ,通过诱导不定芽或体
细胞胚及原生质体培养途径获得再生植株 ,建立
外源基因转化受体系统 ,可为实现转基因育种奠
定基础。
本文对近年来国内外有关落叶松属树种组培
研究中几个关键环节的进展作一概述。
1　诱导分化阶段
1.1　外植体的选取
1.1.1　外植体的类型
落叶松属植物可作为取材部位的组织 、器官
有很多 ,有较幼嫩的组织如未成熟或成熟的合子
胚[ 4～ 6] 、雌配子体[ 5] 、子叶[ 7 ～ 9] 、胚轴[ 8] 等 ,也有
较成熟的组织 ,如芽[ 10～ 16] 、嫩茎[ 17 ～ 19] ,未成熟针
叶簇[ 9 , 16]等。当然 ,不同的材料诱导分化难易不
同 ,Chesick ,E.E.[ 10]发现具有顶端分生组织的美
国西部落叶松(L .occidentalis Nutt.)芽和嫩茎诱
导分化容易获得成功 ,而针叶簇和无顶端分生组
织的茎部分未得到分化。吴克贤[ 14]在长白落叶
松不同外植体的分化情况比较试验中 ,发现顶芽
的分化能力最高 , 分化率达 55%,腋芽次之 ,为
39.5%, 其次为大孢子叶和胚轴(13.16%,
8.16%),子叶 、小孢子叶和茎段均未出现分化。
取材母树龄间差异对再生能力有很大影响 ,
随着树龄增加 ,分化率明显下降[ 13] ,但树龄长达
19年 、30年时仍可分化再生[ 13 ,17] 。
1.1.2　外植体的采集时期
外植体的不同采集日期对诱导分化的影响不
同。Chesick认为生长季节比休眠季节的外植体
更容易分化不定芽 ,并发现 6月份取材效果最佳。
而Bonga , J.M .[ 11]则认为休眠前 、生长后期和芽
萌动前取材效果较好 ,同时发现萌芽前不久采集
的材料形成的类胚结构和伸长枝的数量多 ,而初
　　　
收稿日期:2000-07-02
辽宁农业科学　2000(5):29～ 32
Liaoning Agricultural Sciences
夏采集的材料只产生腋生短枝 ,不产生类胚结构。
据分析 ,存在上述分歧的原因可能在于不同种的
生物学特性不同[ 16] 。
未成熟胚和配子体的采集时间与诱导分化的
关系更密切 , Lelu ,M .A.[ 4]和 Thompson , R.G.[ 6]
均报道未成熟杂合胚处于子叶胚前期时取材诱导
率最高。
1.1.3　外植体采集前的处理
在取材前对母株进行不同的前处理在一定程
度上也能促进外植体的分化。如吴克贤[ 14]采用
喷NAA 、BA及截梢等前处理可使外植体的分化
率提高 25.8%,杜晓光[ 15] 在无激素条件下培养
一周 ,明显促进了兴安落叶松丛生芽的发生频率
和丛生芽数。
1.1.4　外植体的消毒
落叶松成熟优树的枝条 、芽等在户外暴露时
间较长 ,感染各种杂菌较多 ,这无疑增加了其外植
体的消毒难度 。在外植体消毒中 ,不仅要注意选
用适宜的消毒剂和消毒时间 ,还要采取其他一些
措施 ,如采用室内水培萌芽条及新萌芽条等在户
外暴露时间较短的材料作外植体[ 20] ,以降低污染
率 ,为组织培养的成功提供基本保证。
1.2　基本培养基的选择
由于落叶松属植物对营养物质的特殊需要 ,
在已有数十种基本培养基中适合的并不多 ,而且
不同基因型树种的适宜基本培养基也不同。如
Cheisick ,E.E.认为 SH[ 21] 比 MS[ 22] 更适宜美国
西部落叶松的不定芽诱导 。在对兴安落叶松的芽
诱导问题上 ,不同作者存在分歧 ,杜晓光[ 15]认为
SH 比 MS好 ,而这恰与陆志华[ 13]的结论相反。
为了找到更适宜的基本培养基 ,许多学者通
过改变大量元素 、微量元素 、铁盐或维生素等的用
量自行设计自行改良 ,以最终找到最适宜的基本
培养基[ 14] 。
1.3　外植体成苗方式及植物激素的应用
落叶松属植物的组织培养大都或先通过诱导
出愈伤组织 , 继而诱导出不定芽或体细胞
胚[ 15 , 17] ,或不经过愈伤组织阶段而直接诱导出不
定芽或腋芽[ 13 , 14] ,常用的植物激素是细胞分裂和
生长素 。在诱导分化阶段 ,细胞分裂素和生长素
之间的比例常需在一个适宜的范围内 。如 20年
生美国西部落叶松顶芽的诱导和腋芽的发育需
0.2 ～ 2 mg/L BA(6-苄基腺嘌呤),过高浓度的
BA无效 。在激素处理时间上 ,认为降低激素处
理浓度则需增加培养时间[ 15] 。TDZ(苯基噻二唑
基尿)是一种活性较高的新型细胞分裂素 ,常应用
在一些较难分化的植物上 ,但 Bonga[ 11] 在欧洲落
叶松(L .decidua , L .eurolpis)和日本落叶松(L .
leptolepis)芽诱导中 ,未见到 TDZ 比 BA 具有明
显优势。
1.4　其他附加成分的选用
为了更快更好地诱导出愈伤组织或直接发生
器官再生 ,一些附加成分如补充 N源等常被附加
到诱导分化培养基中 ,如 CH(水解酪蛋白)、L -
Gln(L -谷氨酰胺)等等 。但对这些附加物的作
用看法不一 ,如 Kretzschamar ,V[ 23] 。报道落叶松
小苗在附加 l mmol/L L -Gln的无激素培养基上
可使小苗伸长;而 Dembny , H[ 18] 发现嫩枝的不定
芽诱导中 ,CH 的加入起到了抑制作用 。
1.5　培养条件
干燥有利于落叶松属植物体细胞胚的成熟。
Lelu[ 24]的试验结果表明:在相对湿度 98%以下 ,
当体细胞胚的脱水达到含水量在离体合子胚(0.
97 ～ 1.36 g H2O·g-1干重)之下时 ,表现出了较长
成熟期和干燥的相关性 。同时 , Dronne , S[ 25] 报
道 ,在干燥处理期间 ABA和 ABAGE(脱落酸葡萄
糖酯)水平呈不规律下降 ,推测正是这种使 ABA
降低的干燥处理使胚的萌发率得到了升高。
2　芽苗伸长生长及扩繁继代培养阶段
芽苗伸长生长及扩繁继代是继诱导分化之后
的一个重要步骤 ,在此过程中所用的基本培养基 、
细胞分裂素和生长素常与诱导分化中的相同 ,细
胞分裂素和生长素的浓度视情况常常减半[ 14]或
降为零[ 26] 。
芽苗伸长率在不同树种间存在差异 。如
Kretzschamar ,V[ 23]在欧日杂种落叶松(L .decid-
ua　L .leptolepis)中得到的最高短苗伸长率为
64.3%。黑丸亮[ 8]在杂种落叶松(L .gmelini i　
L .leptolepis)的每 14.6个芽苗中有 8.5个得到
了伸长。
在落叶松属植物扩繁继代方面的专门报道较
少 ,大部分试验只得到了离体苗 ,但吴克贤[ 14]在
长白落叶松芽的继代繁殖中获得了较理想的结
·30· 　　　辽 宁 农 业 科 学 　　　　　　　　　　　　　　　　　　2000 年
果。每月可获得 2 ～ 3倍的增殖速度 ,而且培养到
5 ～ 6代时仍能正常生长。
3　生根及移栽阶段
生根及移栽成活是组培苗繁殖中最后一关键
阶段。在诱导无根试管苗时 ,各类生长素为首选
激素 ,包括 NAA 、IBA 等 。但落叶松属树种同其
他针叶树种一样生根较难 ,如张守英[ 27]所筛选的
兴安落叶松的生根率高的优良单株生根率仅为
10%。陆志华[ 13]用高浓度的 IBA 浸泡新枝基部
后插于固体培养基中或直接在固体培养基中生
根 ,只使 30年生兴安落叶松 10个小植株 、4年生
6个小植株生了根。齐力旺[ 17]报道 19 年生华北
落叶松的组培苗生根率较高 ,达 80%,但在炼苗
移栽中成活率仅为 21%。 Brassard , N[ 26] 使用
IBA 和 NAA 各 0.2 mg/L , 可使杂种落叶松
(Larix eurolepis Henry)生根率达 67%,移栽成活
率达 83%～ 100%。
由此可见 ,在诱导无根试管苗生根时 ,不仅要
提高生根率 ,还要注意提高根系质量 ,多诱导出短
根而不是细长根 ,多诱导出须根而不是独根 ,以利
移栽过程中提高成活率。
乙烯的使用有助于生根的报道也有 2例 ,一
是 Dembny , H[ 18] 尝试使用乙烯生物合成前体
ACC(1-氨基环丙烷-1-羧酸)使得落叶松生根
量明显增多;二是Stein ,A[ 28]使用乙烯 75μmol/L
和 100 μmol/L 时 ,在北美落叶松(L .laricina)下
胚轴区域形成了较多的根原基 。
4　展望
近年来 ,无性系林业已成为国内外林业发展
的新趋势 ,它品质好 ,成林快 ,这就大量需求优质
的无性系苗木。利用组织培养方法对优树材料进
行扩大繁殖及快速繁殖正符合对优质无性系苗木
的需要 ,节省土地 ,便于集约化管理 。
落叶松属诸树种在诱导外植体分化成苗上已
经获得成功 ,芽苗伸长后也有部分生了根 ,实现了
再生植株的成活 。但外植体诱导率尚较低 ,生根
成活率则更低 ,还无以满足发展无性系林业的需
要 ,这方面的工作尚需进一步深入 ,进一步试验研
究 ,找到最佳的培养基配方 ,为商品化生产提供保
障。
通过组织培养技术获得再生植株还为落叶松
属树种的品种改良创造了条件 ,建立了外源基因
转化受体系统 ,为转基因育种等分子水平的育种
手段提供了依据。
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