牡丹組織培養的興起、發展、消退的探討

魏春梅 孫建州

摘? ? 要：牡丹是原產中國的傳統名花，千百年來被中華民族視為富貴吉祥的象征，具有較高的經濟價值。闡述了中國牡丹園藝品種群的形成及生長發育的特點，分析了社會需求促使牡丹組織培養繁殖技術研究的出現，探討了牡丹組織培養、繁殖、衰落的原因。

關鍵詞：牡丹;組織培養;生態環境

20世紀，改革開放后，牡丹作為旅游觀賞資源，價值倍增。但因多種原因，多數牡丹種植園業已荒廢或不復存在;牡丹品種大量流失，種植數量稀少，名貴品種更是鮮見。由于牡丹品種價格高、數量少，且傳統的繁殖方法生產周期長、效率較低，促使牡丹“組織培養”繁殖風起云涌。因缺少較完整的牡丹每個生長、發育階段所需的溫度、溫差、光周期等生態環境數據資料，均無果而終。

1? ? ?中國牡丹園藝品種群的形成與牡丹生長發育的特點

1.1? ?牡丹園藝品種群的形成

中國牡丹現有的園藝品種，基本是由原產我國的10余個野生原始種（包括亞種），經長期的自然雜交、變異，人工選擇而形成。這些原始種多數分布在北緯30°～40°、海拔1000m以上的高山峽谷中生長繁殖。這些地區均為四季分明的溫帶氣候，光照時數、溫度、溫差等隨季節而變化，牡丹的生長發育與所處的氣候環境相適應，生長、發育（生根、長葉、開花）、落葉休眠等生命活動，完全與其生存的自然生態環境相依相存，世代周而復始。

1.2? ?牡丹生長發育的特點（特殊性）

1.2.1? ?牡丹的嫁接時期。牡丹栽培品種的繁殖，大多用嫁接的方法進行。主要用一種結實率高、開單層花的牡丹——鳳丹2年生播種苗作砧木，用花大色艷、觀賞價值高的園藝品種作接穗嫁接，方法簡便易行，可大規模進行，成活率可達80%以上。

一般木本植物嫁接時期在每年的早春或夏季進行，但是，牡丹嫁接的最適宜時間只有在每年9月初～9月末，個別年份可延長至10月上旬，超出這個時間范圍，牡丹嫁接的成活率下降，距最適嫁接時間越遠（過早過晚），成活率越低。筆者觀察這種現象近10余年后，發現牡丹的形成層細胞的“活躍”分裂期每年（基本）只有1次，在牡丹形成層活躍分裂期，嫁接的切口（砧木和接穗的結合處）愈傷組織生長得快，能使接穗與砧木較好地結合成活，若超出“形成層”活躍分裂期，相同的嫁接方法，成活的幾率極低。

1.2.2? 牡丹的栽植時期。移栽的成活率和次年成活后的生長勢強弱與栽植時期有關。一般年份，在洛陽10月下旬～11月上旬（個別年份可延長至11月下旬），栽植成活率和次年的生長勢表現最好。筆者對這種表現也做了10余年的觀察：每年10月下旬～11月上中旬栽植的牡丹產生的新根很多，11月中旬后栽植的牡丹新生根較少，甚至沒有產生新根，可一直延續到次年10月份后，才開始產生新根。這種現象說明牡丹新根產生高峰1年基本也只有1次即10月下旬～11月上中旬;距這個時期愈遠（過晚），新根的產生率越低，次年的成活率和生長勢越差。由此說明，牡丹的主要生長發育階段是受其所處的生態環境、季節氣候的影響，不同組織器官（形成層、愈傷組織、根）的形成、產生與其所處的生態環境條件（溫度、溫差、光周期等）密切相關。

2? ? ?社會需求促使了牡丹組織培養繁殖技術研究

牡丹作為原產我國的名花，在我國歷史上曾是國花，其觀賞經濟價值較高，曾有“一叢深色花，十戶中人賦”即一株深紅色的牡丹花，價值相當于當時十戶中等人家的一年稅賦。由此可見，牡丹的盛衰和社會經濟發展相吻合;社會經濟的高度發展也是牡丹發展的鼎盛期。

花型碩大、花色靚麗的優良牡丹品種更是達到“千金難求”的地步。面對如此商機，很多有識之士、海歸學子及有快速繁殖苗木技術設施的研究機構，組織人力、物力在實驗室內進行牡丹組織（莖、葉、芽等切片）培養，探討取得快速大量以工廠化生產規模繁殖牡丹優良品種的途徑，以求快速繁育牡丹種苗，來滿足社會的需要。

3? ? ?牡丹組織培養、繁殖、衰落的原因探討

在自然環境條件下，植物在不同的生長發育階段，隨著季節、氣候、溫度、光照時數的變化，產生不同的內源激素。眾所周知：冬小麥的生長發育需要0℃以下的低溫，春化階段才能啟動產生內源激素——赤霉素的機制，只有這個機制完成，遇到適宜生長的環境條件才能拔節生長。若沒有經過有效的低溫春化階段，即使有適宜生長條件，也不能拔節生長。據報道，美國園藝學家加納Garner和阿拉德Allard研究日照長度對植物開花結實的影響：蒼耳是一種短日照一年生草本植物，營養生長達到一定的程度， 在短日照條件下，即可開花結實。同樣的生長狀態， 在長日照條件下，即使營養體生長達到一定的程度，也不會開花結實，一直保持營養生長狀態。但把蒼耳生長到一定程度的營養體分隔，一半給于短日照的生長環境，另一半給于長日照生長環境，一定天數后， 在短日照條件下的一半營養體開花結實，在長日照生長環境條件下的另一半也同樣開花結實。由此證明， 在短日照條件下的營養體內產生了一種物質，這種物質傳導到處于長日照條件下的另一半營養體，促使它和短日照條件下的營養體同樣進入新的生長發育階段——開花結實。這種在自然界中形成的光周期現象，對植物的生長發育有較大的影響。

目前，筆者所了解到的組織培養室多為恒溫全光照（即24h光照），把在四季分明環境條件下生長的牡丹的組織放到恒溫全光照條件下的組培室，采用人工合成的激素處理，促使其達到愈傷組織分生、發芽、生根的方法過程，由于不能提供牡丹在長期進化、栽培中所需的環境條件，促使其產生根、莖、葉的方法，是不科學的。

把在自然界四季分明生態環境中形成的牡丹品種，放入恒溫、全光照的“生態”條件下培育，不論用多么純正的合成內源激素，也不會產生、分化出具有生理功能的根、莖、葉等器官，在組培條件下，培育出的幼苗因不具有自養能力，離開培養基后逐漸衰竭死亡。目前，筆者所知的組培單位無一例生產出具有市場價值的牡丹種苗。

4? ? ?結語

由于沒有完全掌握牡丹在自然生態環境條件下的萌發、生長、開花、生根等各個生長發育階段所需的光周期、溫度、溫差等詳細、真實的數據資料作參照，所以在組培室內無法模擬牡丹各生長發育階段所需要的生態環境條件。若完全掌握了上述數據資料，在組培室內盡可能地準確模擬牡丹自然生態環境條件，各生長發育階段所需要較準確的數據，牡丹組織培養繁殖，才有可能取得較理想的效果。

作者簡介：魏春梅（1965-），女，高級農藝師，從事牡丹栽培技術，牡丹資源收集、馴化、新品中培育。孫建州（1947-），男，原洛陽國家牡丹基因庫主任、總工，高級農藝師，從事牡丹栽培技術，牡丹資源收集。