美国山核桃的组织培养

1 引言

美国山核桃(Carya illinoensisK·Koch)又名薄壳山核桃、长山核桃，为胡桃科山核桃属落叶乔木。原产美国南部和墨西哥北部,树高可达20～70m,其海拔要求在800～1600m;年平均气温15～20℃,冬季平均气温1～10℃;生长季4～10月份降雨量至少5000mm,无霜期250天以上;要求土层深厚(2m以上)潮湿且排水良好,土壤的PH值为5.8～7.0的砂质土和沙壤土以及粘土。美国山核桃壳薄,仁饱满,并具有特别香润而爽口的食味,是世界上著名的油料干果树种。美国山核桃于1900年左右引入我国,先后在江苏的江阴、南京,浙江的杭州,福建的莆田等地栽植。引种范围较广,北到北京,南至海南岛,但以江苏、浙江、福建和安徽等地引种较多。

美国山核桃树形高大,树姿优美,树冠开展,根系发达,少病虫害,生长速度快,是良好的行道树和庭园绿化树种。7年生树平均胸径为16.95cm,平均冠幅为36.32㎡,10年生树平均胸径为21.67cm,平均冠幅为82.1㎡。木材坚韧,纹理致密,不易伸缩和翘裂,可作雕刻、家具等用材。树体寿命长,可达百年以上,盛果期持续时间长,果实采收容易,坚果耐贮藏。坚果外壳薄而光滑美观,取仁容易,仁肥大,出仁率高达50%以上,仁香略带甜味,口感好。果仁营养丰富,含油量高,含脂肪高,是高档的营养保健品。

美国山核桃的经济效益高，在试验基地内通过连续几年调查其产量,10年生树产量可达18～40kg,15～25年生树产量可达25～60kg,以市场价60元/kg计算,株产产值可达1080～3600元,以目前按美国山核桃丰产栽培技术规范每667㎡最少栽10株,单产值可达10800～36000元。若大规模推广后,价格下降为20元/kg,产值也可达10000元/667㎡以上。美国山核桃壳薄,仁饱满,并具有特别香润而爽口的食味,是世界上著名的油料干果树种。目前,全球美国山核桃年产量为12万t,其中美国年产量为10万t,年销售量达9万t,每1t约1.7万美元,是干果中价格最高的,但仅能出口约700t。在我国国内年产量不足10 t,现在只有在北京、上海、广东、浙江一带的大型超市里才见有上市商品,价格非常昂贵。随着我国人民生活水平的提高,对高档果品的消费需求日益旺盛,加之美国山核桃在我国还是一种比较新颖的商品,今后相当长一段时间内,都会很受人们欢迎,非常畅销,将供不应

求。

美国山核桃传统的繁殖方法以播种繁殖为主,播种繁殖的成本比较高，而且实生苗种植15年后才能正常结果,由播种至结果苗龄所需的时间漫长,给栽培者造成很大压力,从而影响了人们栽植山核桃的积极性。而且实生繁殖不易保持其品种的优良特性。对于嫁接扦插等无性繁殖虽然进行了多种有益的实践和探讨,但始终未能有效应用于生产。传统的繁殖方法是采用实生繁殖，由于自然杂交，核桃种子繁殖必然发生变异，而不能保持母本优良性状，使得种性良莠不齐，造成产量低、结果晚、品质差，降低了核桃的经济价值；采用嫁接繁殖，存在繁殖系数低，速度慢，成活率不稳定，受穗条数量限制等不利因素；采用扦插繁殖方法，由于核桃体内存在有大量单宁抑制物质，扦插不易生根。上述种种不利因素均严重制约核桃生产的迅速发展。本实验采用组织培养的方法进行无性繁殖，旨在通过无性快繁殖的研究，建立无性快繁技术体系，大量快速培育苗木，利用于生产，促进山核桃的生产发展。

2 材料与方法

2.1实验材料

实验材料采取中南林业科技大学株洲校区夕阳红花圃的美国山核桃幼树。

2.2化学药品

MS培养基母液：大量元素（50ml/L）、微量元素（5ml/L）、铁盐（5ml/L）、有机元素（5ml/L）、蔗糖（40g/L）和琼脂粉（10g/L）.

DWK培养基母液：大量元素（50ml/L）、微量元素（5ml/L）、铁盐（5ml/L）、有机元素（5ml/L）、蔗糖（40g/L）和琼脂粉（10g/L）.

75%酒精，0.1%升汞，无菌水，蒸馏水,NaOH(1mol/L), NAA（0.5mg/ml）, 2,4-D(1mg/ml),6-BA(1mg/ml).

2.3实验仪器

电子天平，超净工作台，自动高压灭菌锅，冰箱，恒温培养室，加热器。2.4实验器皿和工具

200ml、100ml三角瓶，培养皿，50ml、5ml量筒，5ml、2ml、1ml移液管烧杯，药匙，牛皮纸，橡皮筋，酒精灯，酒精棉，打火机，剪刀，秒表，镊子，滤

纸，解剖刀，签字笔，PH试纸。

2.5实验方法

2.5.1外植体材料的选取

实验材料采取中南林业科技大学株洲校区夕阳红花圃的美国山核桃幼树，选取叶及茎作为外植体进行组培。

2.5.2外植体清洗与消毒

本实验采用同一外植体茎段对灭菌药剂的种类、药剂浓度、处理时间以及处理程序等进行设计并设置了4组不同的灭菌措施。首先将外植体用洗衣粉饱和溶液上清液精刷一遍,再用流动清水冲洗12 h,用滤纸吸干外植体表面水分后,采用不同方法对外植体进行灭菌处理。

美国山核桃外植体灭菌措施与程序为:

第1组：70%酒精浓度浸泡30s，2%次氯酸钠10 min,0.1%升汞浸泡

10 min。

第2组：70%酒精浓度浸泡30s，0.1%升汞15min.

第3组：70%酒精浓度浸泡30s，0.2%升汞10min。

第4组：70%酒精浓度浸泡30s，0.2%升汞15 min,培养基中加入0.2%活性碳,前1周暗培养。

2.5.3茎、叶同一培养基的组培

本实验选用不同外植体叶和茎在同一DKW培养基上进行培养观察，同时在培养基中添加1mlNAA+2ml2、4-D等激素。

2.5.4叶片不同培养基的组培

本实验叶片组培所用基本培养基为DKW和MS两种培养基，PH值都为5.8，分别添加不同的激素，其激素配比组合见表1：

表1叶片DWK和MS培养基激素组合(ml)

Table 1 and leaves DWK MS medium hormones

单位:ml、瓶

生长素0.5mg/ml DKW MS