杉木组织培养的初步研究

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摘要：杉木组培技术研究对优化杉木品种，提高杉木生产力有重要意义。本文先介绍杉木的生态繁殖特性，然后详细解析杉木组培技术要点，包括外植体的选择和处理，愈伤组织、芽组织、根组织的诱导，最后简析了组培繁殖方法，列举相关研究中还存在的问题。

关键词：杉木；组织培养；繁殖技术

中图分类号： S791.27 文献标识码： A 文章编号： 1674-0432（2013）-18-74-2

开展杉木组织培养技术研究，不仅能够降低杉木苗木成本，还能优化杉木品种，提高杉木的生产力。国内外对桉树、杨树等速生树种的优良无性系组培研究已经取得成功，这对开展杉木组培研究会有一定借鉴作用。建立杉木优良无性系组培繁殖体系，也是杉木造林的发展方向。

1 杉木生态繁殖特性

杉木，属于常绿裸子植物，是我国特有的速生商品材树种。生长迅速，树高可达30多米，胸径可达2～3米。主要分布在年平均温度为15℃～20℃，年降雨量在800～2000毫米之间的地区。杉木比较喜欢光照，对土壤要求也比较高，喜欢肥沃深厚疏松排水良好的土壤。

杉木传统繁殖以播种为主，苗木参差不齐，育苗成本过高，随着无性繁殖技术的引入，杉木组织培养克服了播种育苗的劣势，也为后来杉木繁殖方式的革新奠定了基础。

2 外植体选择与处理

2.1 外植体的种类

杉木的种类很多，在杉木组织培养中，要根据不同的生长环境，选择优良品种进行组织培养，可以作为培养的外植体还不是很多，带芽的外植体有茎尖、顶芽、根茎连接点的萌蘖，还有已经分化器官的嫩茎。单体细胞的花粉作为外植体，在一些地方也有组培成功的案例。

2.2 外植体的选择

选择不同的外植体进行诱导，对离体快速培养的侧重点是不同的，利用茎尖和顶芽作为外植体为诱导时，侧重于抑制主轴的发育，对原有茎叶生长也有抑制作用，促进腋芽的萌发，能够促进繁殖的系数。利用根茎连接点的萌蘖为外植体，因为萌蘖芽具有较强的生长能力，利于扎根。

在外植体的选择时，还要注意杉木个体不同年龄、不同生理状态和不同采集时间。因为杉木生长阶段生长旺盛程度和年龄成正比，而在生殖阶段，它们的繁殖能力却与年龄成反比。所以，在外植体采集时，不能过分追求各项性状成熟度而造成繁殖能力的缺失，这也会给组织培养带来一定难度。一般情况下，要选择外植体的杉木年龄应该在5～10年之间，既保证了各项性状的成熟度，又有较强的繁殖能力，确保组织培养的高质量。

选择外植体进行组织培养，还要注意时间的选择，这对培养的成功与否也有很大的影响，一般选择夏秋季节进行，要尽量避开冬春季节。

2.3 外植体的处理

外植体采集回来后，要进行相关处理，可以剪去全部针叶，然后再剪切成2厘米左右的带芽茎段。这些外植体带有各种细菌，还要进行相关清洗和消毒杀菌。可以用洗洁精洗涤，然后用75%酒精和0.1%HgCl2进行灭菌。

3 杉木组织培养方法研究

早期的杉木组织培养主要是对培养基和其激素水平进行探究，随着研究的不断深入，逐渐转移到各种激素的不同浓度配比关系对组织培养诱导、增殖、复壮等机理的研究方面。

3.1 愈伤组织的诱导

杉木外植体在脱离母株之后，通常情况下要形成一定的愈伤组织，然后才能形成芽和根。适于诱导杉木外植体形成愈伤组织的培养基有很多，其中应用最为普遍的是1/2MS复配BA0.5 毫克/升，再加上2，4-D0.5～2.0 毫克/升。通过这个复配的培养基诱导杉木茎尖、顶芽和茎段，所产生的愈伤效果最好。在培养基中，2，4-D的浓度是一个重要因子。因为2，4-D能够引起脱分化和未组织化细胞的生长，在2，4-D含量较低的情况下，可以形成的愈伤组织大小适当。相反，在2，4-D浓度较高时，培养过程中形成的愈伤组织就会膨大突起，抑制了茎芽的诱导生长。

与此同时，愈伤组织的诱导培养还适合在黑暗的环境中进行，所以，在进行愈伤组织培养时，要尽量选择黑暗的环境。

3.2 芽组织的诱导

在杉木组织培养繁殖过程中，芽组织的诱导应该是比较简单的环节。在MS和1/2MS培养基中，只要加入0.2～0.5 毫克/升的生长素和0.5毫克/升的激动素，就可以诱导出大批的不定芽，在生长旺盛的情况下，还可以形成苗茎。这说明不同浓度的生长素和激动素的配合，对不定芽的诱导和苗梢生长有重要影响。因为在诱导过程中，生长素的作用是促进生长的，而激动素的作用是促进不定芽的形成和分化的，二者配合浓度直接影响芽组织培养的方向。浓度配合适当，有助于促进芽组织的生长和分化。目前市面上应用广泛的生长素有IBA、IAA、NAA等型号，都可以选用。

3.3 根组织的诱导

在杉木组织培养中，根组织的诱导要比芽诱导困难一些，诱导外植体生根比较不容易。在添加20克/升蔗糖的1/2MS培养基中，+NAA或者IBA0.25～0.5毫克/升生长素，也可以采用+IBA0.5毫克/升+ IAA0.5毫克/升对苗期幼树上的外植体进行诱导，或者采用附加+NAA0.5毫克/升来诱导苗木上的茎段，效果也是不错的。通过上述实践得出的结果可以看出，当IBA、IAA、NAA等浓度大于1.0毫克/升时，就会形成较大的愈伤组织，分化出来的根很难和茎相连，植株成活率就比较低。而当IBA、IAA、NAA等浓度小于0.5毫克/升时，外植体发根也比较困难。所以，生长素的使用浓度应该在0.5～1.0毫克/升之间为宜。针对壮龄杉木的茎段的根的诱导，需要加大生长素的浓度，因为这类外植体难诱导难脱分化，IBA、IAA、NAA浓度可达2.0毫克/升。

4 建立杉木的快速繁殖体系

杉木快速繁殖方式有很多，有性繁殖则是通过种实培育实生苗，无性繁殖则是通过组织培养的方式，对茎芽、愈伤、嫩梢等组织进行培养。从发展的眼光来看，无性繁殖将是未来林业发展的主方向。

培养基可以分为诱导愈伤组织培养基、分化培养基和长根培养基等，培养基调配之后，要导入试管中，用脱脂棉塞好，然后进行消毒处理。接种后的培养基器皿，要用胶带封口。诱导愈伤组织，接种后要转入分化培养基中，置于光照下。如果培养基不适合愈伤组织生长和分化，就要将愈伤组织切成小块，转移到新鲜的培养基中。

杉木经过一系列的培养后形成了试管苗，将这些试管苗移植到苗床上，这样就可以建立起优株组培苗采穗圃，形成优株组培苗快速繁殖体系，可以为后来造林所用了。在扦插接穗时，接穗必须从成株上采取，采集的时间最好是晴天的早上，选择生长期5年以上枝条，木化一定要充分。采用组培技术育苗能够保持常规组培苗的优点，当然有很好的发展空间。

5 杉木组培研究中存在的问题与思考

组培技术毋庸置疑，但现在的组培技术设备还比较落后，特别是试管苗组培成本比常规育苗成本还要高，不利于工厂化育苗的推广。如何在技术和设备上进行革新简化，有待进一步的改进。

杉木组培研究还比较落后，缺少强有力的科技支撑，仅凭经验办事当然会存在许多短板。对杉木器官和胚状体发生机理还需要做进一步的探讨，尽量减少研究中的盲目性。

在激素平衡问题上还需要细化研究和探索。因为原始外植体在植株的不同部位所受到的遗传内在因素影响有差异，内含激素水平当然就不均衡，导致诱导效果出现差异，如何确定最佳激素水平，提高繁殖系数降低诱导成本，也是需要认真对待的问题。

6 结语

杉木组织培养技术已经被广泛地应用到杉木的繁殖过程之中，这对杉木品种改良、降低苗木培养成本，都有非常重要的现实意义。虽然杉木组织培养中还存在一些技术难题，但随着现代分子生物学、细胞学等方面新成就的互相渗透，杉木组织培养发展前景值得期待。

参考文献

[1] 黄修林，文清岚.杉木的组织培养与快速繁殖.技术与市场，2012年08期.

[2] 吴大忠.不同杉木无性系组织培养繁殖特性的比较研究.福建农林大学，2007年.

[3] 陈剑勇.杉木愈伤组织培养中的褐化控制研究[J].亚热带植物科学，2011年03期.

[4] 林景泉.速生优良杉木组培继代及生根培养研究[J].安徽农业科学，2011年15期.

作者简介：肖建军，男，广西融安人，就职于广西融安县西山林场，研究方向：营林技术、良种杉苗培育。