孟凡金
(遼寧省林業科學研究院,遼寧沈陽 110032)
近年來,在櫟樹繁育的過程中,人們已經開始采用試管快速繁育技術、體細胞胚胎發生技術,這有助于加快櫟樹繁殖速度,提升種子的繁育質量,促進櫟樹的有效繁殖,為其后續發展夯實基礎。
櫟樹的試管快速繁育,通常需要利用無菌短枝進行扦插與叢生芽的繁殖處理。就目前的研究可知,合理選擇外植體是重點環節。在繁育之前,人們應選擇再生能力較高的外植體,并做好無菌處理與消毒工作。其中,需要對初代培養所采用的外植體進行表面的消毒處理,如若頂芽與莖外已經被絨毛附屬物包裹,可以采用流水沖洗2 h左右,然后使用毛刷清洗。如果將種子作為外植體,需要將其設置于工作臺上對種皮進行剝離處理,然后用0.2%多菌靈消毒30 min,也可以用0.05%氯化泵消毒10 min。對于櫟樹的培養基而言,通常需要選擇MS或WPN作為主要的培養基,莖端的初代培養與繼代增植培養需要采用同一類型的培養基,將BA細胞分裂素作為生長調節劑。如果采取胚胎培養方式,那么要在使用BA的基礎上,在其中添加其他營養物質,促進胚胎快速萌發。例如:在櫟樹胚胎培養過程中,在MS培養基中加入0~7 μmol/L BA與0~7 μmol/L TDA,以此促進胚胎的健康發育。
2.1 誘導外植體 外植體是胚胎發生相關技術應用的主要載體,合理選擇外植體,有助于提升胚胎的發生率。當前,在櫟樹繁育的過程中,主要采用合子胚及成熟的葉片制作外植體。例如,1989年相關報道中提出了采用合子胚制作外植體進行胚胎發生的誘導,可以利用直接亦間接的方式,成功進行無性胚胎繁育,實現植株的再生。另外,還可以將營養器官作為外植體,選擇生長較為優良的櫟樹,利用幼葉制作外植體,誘導胚胎的發生。在幼葉長度為0.5~1.5 cm時,對其進行采集,制作成為外植體,可進行胚胎發生的誘導載體處理。
2.2 技術的應用途徑 呂秀珍[1]研究表明,櫟樹體細胞的胚胎發生途徑主要包括間接類型與直接類型途徑,細胞起源可以分為單個及多個。對于直接類型的體細胞胚胎而言,源自胚胎發生的相關預決定細胞,其與胚胎的發生狀態較為接近,極易形成誘導作用,直接類型的方式多應用在合子胚的相關組織培養工作中。例如,在合子胚相關幼葉的表面直接形成相關體細胞胚胎組織,可于WPM培養基中添加細胞分裂素,也可以添加0.5 μmol/L左右BA,這樣能直接誘導生成顏色為白色的體細胞胚胎。
間接類型的途徑,源自相關的胚性愈傷口組織細胞,在脫分化以后,可以將其作為誘導環節的決定性細胞成分。在誘導之前,于櫟樹愈傷組織中獲取體細胞胚胎,對其進行萌發處理。例如,在櫟樹葉子中導出愈傷胚胎組織,采用0.45 μmol/L 2,4—D,誘導率在67%左右,有助于成功誘導出體細胞胚胎。
2.3 成熟與同步化分析 完成誘導環節之后,為了達到同步化的最終目的,人們需要在成熟培養階段開展調控工作。而成熟培養有助于促使體細胞胚胎的良好發育,預防出現異常問題,提高萌發效果。在此期間,ABA屬于體細胞胚胎成熟方面的主要誘導激素,有助于促使單個胚胎的良好發育,預防畸形問題與裂生問題。劉清霞等[2]研究認為,外源ABA有助于促使胚胎快速成熟,不會影響其水分含量,可以提高其質量,并預防萌發過程中出現畸形問題。當前有關研究中的體細胞胚胎發育系統存在一定差異,人們在某些培養基中會觀察到不同的培養體,筆者建議人們在體胚成熟階段針對性采用同步化的方式開展繁育工作。
2.4 體胚的具體萌發分析 當前,在櫟樹繁育體胚技術研究中,萌發率較低是體胚向幼苗轉變的主要抑制因素,這可能與內源激素、組織發育特點存在直接聯系。在萌發階段IAA與ABA的使用數量與體胚的成熟有密切聯系,在內源生長素使用劑量與細胞分裂素使用劑量較高的情況下,萌發效果會有所提升。
對于成熟的體胚而言,采用物理刺激法與化學刺激法,有助于提升櫟樹的萌發效率;利用干燥處理方式及復水處理方式,有助于打破櫟樹體胚中的胚軸休眠狀態,提高萌發效率。與此同時,外源類型的細胞分裂激素,有助于促使櫟樹體胚的萌發。研究可知,0.04~4.00 μmol/L BA,能使得櫟樹的體胚萌發,使得小植株生長出頂端部分,且TDZ在一定程度上可以增加櫟樹的體胚萌發數量,使其在成熟期間產生“饑餓感”,從而增加體胚的萌發數量,滿足櫟樹的繁殖工作需求。
近年來,櫟樹的繁殖技術與相關育種技術已經得到廣泛應用,尤其在體胚繁殖方面,已經經歷了試管與體胚相關的繁殖階段,櫟樹的繁育速度得到提升,為造林工作的開展夯實了基礎。