冬青属植物无性繁育技术研究进展

Research Progress on Asexual Propagation Techniques of Ilex

摘要: 冬青属具有丰富的植物种类，是世界观赏园艺植物的重要组成部分。冬青属植物数量众多，不同植物的繁育特性存在着较大差异，无普遍适用的繁育技术，种间方法借鉴困难。鉴于此，本文综述了冬青属植物的无性繁育技术研究，主要包括扦插、嫁接和组培，针对不同繁育方式的技术环节进行了总结，以期为不同冬青植物开发利用种苗生产环节提供便利。

Abstract: Ilex boasts a rich variety of plant species, constituting a significant component of global ornamental horticulture. With a vast number of species within the genus, there exist considerable differences in reproductive characteristics, making technical method in different species transfer challenging. Thereby, this review summarized research on asexual propagation techniques for plants in Ilex, primarily focusing on cuttings, grafting, and tissue culture. The review provides an overview of different propagation methods and their respective processes, aiming to facilitate seedling production for various Ilex plants during their development and utilization phases.

1. 引言

冬青属(Ilex)是冬青科(Aquifoliaceae)最大的属，属下大部分种表现为四季常青，结实量大，果色鲜艳，园艺应用广泛，为人所熟知。冬青属植物种类丰富，生活型多样，且杂交后代具有丰富表型变异，育种家通过杂交育种、优株选择等手段选育了性状各异的品种如哈克勒雷冬青系列、钝齿冬青系列等，是世界园艺品种的重要组成部分[1]，主要观赏特点为多变的叶型、叶色和颜色亮丽的果实。根据不同的观赏特点主要有以下3种应用方式[2]：一是公共绿化，一般选择乔木、小乔木的冬青树种，通过孤植、列植等方式种植，突出植株树形和果实等观赏特征；二是庭院种植，耐修剪的种质通过培育造型可符合不同审美的造景需求；三是个人园艺消费，主要通过切枝和盆栽的方式为市场提供产品，目前在采收、包装、物流等环节达到成熟市场化要求的主要为北美冬青类产品，主要品种为北美冬青‘奥斯特’、‘冬红’、‘冬黄’等，市场份额逐年攀升，成为春节花市的热门产品。

苗木繁育是资源利用、新品种推广和产业发展的重要保障，冬青属植物种类繁多，繁育特性也存在着较大的差异，如枸骨(Ilex cornuta Lindl. & Paxton)扦插成活率高，绿冬青(Ilex viridis)扦插成活率低，但种子相对容易发芽[3]，大叶冬青(Ilex latifolia)、全缘冬青(Ilex integra)、铁冬青(Ilex rotunda)等种子需沙藏1年后才可发芽。目前冬青属植物常用的繁育方式有扦插，有助于种苗的快速积累，产业化最成功的北美冬青(Ilex verticillata)多采用扦插繁殖，具有生根快，长势好的特点；部分资源保持为目的的繁育可采用嫁接方式；大别山冬青(Ilex × dabieshanensis K. Yao & M. B. Deng) [4]、北美冬青[5]等有组培繁育的报道。而冬青属植物种子因综合原因存在休眠的特性[6]，实生苗繁育时间较长，为育种工作和产业化育苗都带来了困扰。

本文对冬青属植物的繁育特性，无性繁育的措施及种实特性等进行了综述，以期为研究者在具体冬青植物的繁育研究中提供思路和借鉴。

2. 扦插

在苗木生产过程中，扦插是在冬青属植物中最常用的繁育方式，具有繁殖效率高，场地要求低等特点，是大规模产业化生产苗木的主要手段。冬青属植物扦插繁育研究主要集中于影响扦插成活率的几个重要因素包括插穗枝条的年龄、部位、采集时间季节、扦插苗床的基质、外源激素处理以及过程管理等方面。

扦插穗条的选取关系到繁育材料收集效率、扦插成活率、扦插后的生长等，在北美冬青的产业化过程中已建立了成熟的扦插繁殖技术体系，一般选用半木质化的茎段作为繁殖材料，扦插成活率可到90%以上[7]；孟冬梅等通过对猫儿刺(Ilex pernyi Franch.)扦插各因素的实验总结，也是半木质化成活率最高，相较木质化的材料，成活率高41% [8]；在红果冬青(Ilex rubra) [9]、毛冬青(Ilex pubescens Hook. & Arn.) [10]均是半木质化材料成活率最佳，木质化茎段也可成活但成活率低。

扦插基质一般选用透气性好的珍珠岩、泥炭等进行配比，清洗灭菌的河沙也可作为扦插基质。在扦插过程中，根据植物特性的不同选取合适的外源激素处理可大大提高扦插成活率，在冬青属植物中也有多种不同激素的应用，总结如表1所示：

Table 1. The application of hormones in the cutting propagation of Ilex

表1. 冬青属植物扦插中的激素应用

种类	激素类型	最宜浓度	扦插成活率	使用方法	参考文献
大叶冬青	ABT1	100 mg∙L^−1	81%	浸泡0.5 h	[11]
绿冬青	萘乙酸NAA	100 mg∙L^−1	32.66%	浸泡0.5 h	[3]
构骨	生长素IAA	300 mg∙L^−1	75.39%	浸泡0.5 h	[3]
浙江冬青	生长素IAA	300 mg∙L^−1	51.72%	浸泡0.5 h	[3]
红果冬青	萘乙酸NAA	200 mg∙L^−1	91.6%	浸泡3 h	[12]
华中冬青	α-萘乙酸钾盐	1000 mg∙L^−1	79.8%	速蘸5 s	[13]

由表1可知，不同种的扦插成活率存在着较大差异，红果冬青可达91.6%，绿冬青仅为32.66%，主要应用的激素类型为生长素、萘乙酸，除此之外ABT系列的生根粉因广谱性在实际生产中应用广泛，并取得良好的实际效果。除常用激素外，通过添加辅助物质也是提高扦插成活率的重要手段，章建红[14]等人在全缘冬青扦插使用生长调节剂时，还添加抗氧化剂维生素C (Vc)、PVP和活性组分二甲基亚砜(DMSO)能有效提高生根率，处理方式为200 mg∙L⁻¹ NAA + 1% DMSO + 500 mg∙L⁻¹ Vc或者200 mg∙L⁻¹ NAA + 1% DMSO + 1000 mg∙L⁻¹ PVP浸泡0.5 h，最终成活率可达80%。

3. 嫁接

嫁接是植物繁殖中常用的手段，可有效保存种质的优良性状，提早植物开花结实的时间，有助于种质的快速保存和加速育种周期。嫁接研究的主要领域包括不同砧木接穗的亲和性、嫁接后物质激素的传递等。嫁接后砧木与接穗间传导系统的重建及激素的平衡等是嫁接成功的关键。张爱明[15]以枸骨和无刺枸骨为砧木嫁接了蓝天使(Ilex × meserveae ‘Blue Angel’)等5种花叶类冬青，结果表明枸骨的亲和性优于无刺枸骨，嫁接成活率平均高5%左右；章建红[16]等对‘贝尔奇卡金’哈克勒雷冬青(Ilex × altaclerensis ‘Belgica Aurea’)开展了嫁接研究，枸骨和全缘冬青均为良好的砧木材料，其中嫁接接穗的粗度是影响成活率的主要因素。在巴拉圭冬青(Ilex paraguariensis)的产业化过程中同样通过嫁接的方式防止植株的老化和遗传背景不同带来的叶片有效物质含量差异太大[17]。

4. 组织培养

组织培养作为植物繁育的重要手段，可打破产业化过程中遇到的材料少、季节限制性强等制约，为植物的保护和开发利用提供了种苗保障。冬青属植物在组织培养技术上开展了外植体、培养基选择、激素诱导等开展了相关研究并建立了成熟体系。

在冬青植物组培中外植体材料一般选择半木质化的茎段、自然授粉的果实(取未发育胚胎的珠孔)等，灭菌通常用无水乙醇 + 升汞组合的方式，处理后材料污染率可控制在5%以下。

在冬青属植物的组织培养过程中，使用过的培养基有MS、1/2MS、1/4、B5、MT、WPM等，其中选用最高的为MS，且培养基的选择对于最终组培效果无较大差异。

在组培中有两条基本路径，即通过在外植体诱导不定芽的直接再生和通过愈伤组织分化产生不定芽的间接再生。根据已有报道将冬青属植物的组培体系进行了整理。大叶冬青(Ilex latifolia)通过不定芽诱导形成植株，最佳激素为5.0 μmol/L TDAZ (TDZ)和IAA 5.0 μmol/L的组合可使愈伤组织块直径达到最大[18]；直立冬青(Ilex crenata ‘Sky Pencil’)通过果实中取出的体胚诱导萌发，在2.28 μmol/L ZT处理下，可以增加芽数和芽长[19]。巴拉圭冬青(Ilex paraguariensis)也可以使用体胚的方式进行微繁，同样使用ZT可促进未成熟胚的生长发育，但高浓度可能导致异常发育[20]。推荐使用1/4MS和特定浓度的玉米素。‘格瑞’(Ilex glabra (L.) A. Gray)的不定芽诱导激素通过比较，ZT对提高不定芽增殖系数比BA更有效，最长芽可达4.6 cm [21]。冬青(Ilex chinensis)组织培养的启动阶段，在MS培养基中加入0.5 mg/L BA和1.0 mg/L GA3可以提高腋芽萌发率[22]。北美冬青‘奥斯特’(Ilex verticillate ‘Oosterwijk’)腋芽诱导的最佳激素组合为MS + 0.5 mg/L BA + 0.1 mg/L IBA的培养基诱导率最高，达95.5% [23]。光滑冬青(Ilex glabra)不定芽诱导的最佳培养基和激素处理为MS + 1.5 mg/L BA [24]。印度极濒危的冬青属植物Ilex khasiana的不定芽诱导激素组合为在MS培养基中添加BA 8.88 mol/L和KT 4.46 μmol/L可有效诱导出大量不定芽[25]，而在苦丁茶(Ilex kudingcha)中，BA激素同样可以促进芽的分化，但需控制浓度，过高过低均不利。在苦丁茶的增殖培养阶段最佳激素组合为1.5 mg/L BA和2.0 mg/L KT，芽增殖系数最高[26]。金叶日本冬青(Ilex crenata)的愈伤组织诱导激素组合为MS + 1.0 mg/L KT + 0.2 mg/L NAA可获得最佳愈伤组织诱导效果[27]。岗梅(Ilex asprella)组织培养中，以茎段为外植体诱导不定芽的组合为在MS培养基中添加0.5 mg/LBA + 0.05 mg/L NAA + 0.2 mg/L GA3；而叶片直接诱导不定芽最佳培养基为WPM，另外添加0.3 mg/LBA + 0.1 mg/L NAA [28]。产业化过程中，北美冬青的组织培养最为成功，在引种之后北美冬青表现出良好的适应性和商品性受市场欢迎，种苗供应成为瓶颈，组培技术的突破为产业的发展提供了保障，在种苗达到一定规模后，扦插技术也得到突破并成为主要的繁殖技术。

冬青属植物目前主要用途为观赏，高效的繁育技术体系是种苗需求的重要保障，在实际生产中因技术和场地条件等因素倾向于使用扦插技术，相较而言国内组培技术应用于种苗生产更为广泛，在北美冬青、冬青、大别山冬青等均有报道，而国外相关报道较少。

5. 结语

冬青属植物的繁育技术对于优良种苗的生产、新品种的选育、转化体系的构建及珍稀资源的收集保护均有重要意义。因种间遗传差异大，在繁殖特性上也存在显著差异，表现为种子的休眠深度、扦插难易程度、砧木组合的亲和性等。在我国，冬青属植物的产业化开发处于起始阶段，根据产业化规模，目前系统研究的主要为北美冬青，在产业调研中，各生产企业已建立了成熟的繁育技术体系。我国乡土冬青种质资源中具有一定规模的为无刺枸骨，无刺主要通过扦插和播种繁殖。针对冬青属植物总结出通用的扦插激素处理或组培方法是很难的，冬青属植物的产业化开发仍有很长的路要走。

为加速冬青属植物资源的开发利用，可加强以下几方面的研究，为繁育技术的建立奠定基础。一是系统化研究我国乡土冬青种质资源间系统进化关系，为嫁接砧木的选择提供依据，提高效率；二是对冬青属植物种质的愈伤组织形成分化的分子机理进行研究，为高效组培体系的建立提供参考。

基金项目

宁波市重点技术研发专项(2024Z268)。

NOTES

^*通讯作者。