植物微嫁接研究进展_周艳

2期
周 艳，等： 植物微嫁接研究进展
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1 微嫁接的机理研究
1． 1 微嫁接的的生理学研究 嫁接生理学研究主要限于激素、毒素和营养物
质在砧木与接穗问交流 3 个方面（ Yeoman，1978） 。 在嫁接理论研究早期，人们就注意到植物激素特别 是生长素的作用，嫁接的极性现象就可能与生长素 的极性运输有关。近 10 年来，对嫁接过程中植物激 素作用的研究不断深入。卢善发等的研究表明，嫁 接初期，接穗和砧木问失去共质体联络，随着嫁接面 产生隔离层，生长素的极性运输受阻，在维管束切割 面附近积累并释放到周围组织，引起嫁接面生长素 分布发生变化（ 卢善发等，1999） 。细胞分裂素主要 影响结合部愈伤组织中维管束桥的分化和形成层的 再生，嫁接接合部木质部汁液中细胞分裂素的浓度 随砧木活力的增加而增加。接穗和砧木结合部之间 的物质交流，早期主要限于砧木和接穗间生物碱、开 花刺激物传递和病毒转移的研究，近年来主要集中 于结合部同化产物的运输和矮化中间砧的作用机制 等的探讨。已有实验表明，同化产物可以通过质外 体，也可以通过共质体越过嫁接面。共质体路线可 以是活细胞间的胞间连丝（ 或筛管） 。科内组合通 过筛管的可能性大些，而科间组合主要通过胞间连 丝，这可能是由于科间组合结合部形成的韧皮部多 数是不能执行运输机能的。另外，卢善发和杨振杰 的研究表明，砧木和接穗之间在共质体连通前后均 存在电波传递。 1． 2 微嫁接的生物化学研究
由于上述方法嫁接成活率低，不易操作，费工且 不实用，1991 年，Ahmed 等“发明”了一种微嫁接器， 简化了 微 嫁 接 过 程，并 大 大 提 高 了 嫁 接 成 活 率 （ Ahmed，1991） 。微嫁接器由 2 层构成，外面是— 层柔韧易弯曲的铝箔，里面是一层吸水纸，铝箔与吸 水纸用一薄层乳胶粘合在一起，并裁成 1． 3 cm × 3. 9 cm 的长方形小块，在长方形的一边剪去一个 1. 0 cm × 1． 3 cm 的长方形，这样就形成了徽嫁接器的一 个臂。在相对的—边剪—个长约 1． 3 cm 的水平剪 口，这样就形成了另一个臂。将剪好的铝箔卷成筒状 就作成了带有两个臂的微嫁接器。为了促使愈伤组 织的形成，里面的吸水纸可以用植物激素或其他化合 物处理。嫁接时，将砧木的顶端插入微嫁接器的一 端，使其顶部切口到达微嫁接器圆筒的中间位置，把 微嫁接器下面的一个臂缠绕在砧木上。再把接穗从 微嫁接器的上面插入微嫁接器中，使其下部切口正 好与砧木的上部切口相接，然后把微嫁接器上面的 臂缠绕在接穗上，这样砧木与接穗便在微嫁接器的 圆内被固定在一起。接好后，插入培养基中培养。
杨世杰用光学显微镜和电子显微镜系统观察 2 种凤仙花种间嫁接组（ Impatiens walleriana / Impatiens olivieri） 形成过程的初步结果表明，嫁接初期，隔 离层两层细胞发生一系列变化： 高尔基体、内质网和 线粒体等细胞器大量增加，细胞核和核仁体积增加， 细胞质染色强度减弱，淀粉积累以及大量的小泡、多 泡体、壁旁体的出现。亲和性组合接穗与砧木细胞 问有胞问连丝的次生形成（ 杨世查，1987） 。嫁接过 程细胞学变化与生理功能相关。许多小泡、壁旁体、 多泡体的出现与细胞内外物质运输、隔离层及细胞 壁物质的消长有关，高尔基体数量的增加与细胞物 质的沉积有关，细胞核和核仁体积的增加及内质网 数量增多与嫁接后蛋白质合成速度提高有关。王幼 群等的实验表明，异种嫁接西葫芦（ Curcubita pepo） 南瓜（ Cucurbita moschata） 和南瓜自体嫁接后 6 ～ 8 d，在接穗、砧木的薄壁细胞和嫁接面处愈伤组织细 胞中分化出管状分子和筛分子，连接接穗和砧木的 木质部和韧皮部桥在嫁接后 8 d 形成，以后其数目 随着发育天数的增加而增加（ 王幼群等，2000） 。
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贵州科学
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2． 2 徽嫁接方法 整个过程在无菌条件下进行，徽嫁接方法的有
4 种： 腹接、劈接、倒“T ”形点接、徽嫁接器嫁接法。 腹接是将微接穗用解剖刀削成楔形，并去掉切
口表面上的表皮，削好后放在铺有无菌湿润吸水纸 的培养皿中保存。在砧木上斜切一个长约 0． 5 cm 的切口，将接穗插入切口并用无菌铝箔固定，然后插 入培养基中培养。
欧洲酸樱桃（ Prumus cerasus） 组合的韧皮部中发现 蛋白质稍有变化（ Schmid et al． ，1985 ） 。杨世杰和 卢善发以番茄自体嫁接（ auto graft） 和黄瓜同种异体 嫁接（ homograft） 为材料，进一步证实嫁接过程中的 确有 特 异 蛋 白 质 合 成 （ 杨 世 杰，1987； 卢 善 发 等， 1999） 。这说明嫁接是一个与愈伤组织反应不同的 更为复杂的生理过程，是探讨嫁接亲和性机制的一 条新途径。 1． 3 微嫁接的细胞学研究
展、微嫁接技术的程序、影响微嫁接成活的主要因素及该项技术在生产研究中的应用（ 嫁接亲和性鉴定、植物病毒快速检测、
病毒脱除、快速繁育无病毒苗木、繁殖保存珍贵的育种材料和种质资源，砧木生长型鉴定等） 。
关键词： 植物微嫁，研究进展，应用
中图分类号 S 339． 45 文献标识码 A
文章编号 1003-6563（ 2013） 02-0084-05
根据微嫁接所选用的接穗不同，可分为茎尖嫁 接（ stem apex grafting） 、微枝嫁接（ micro shoot grafting） 、愈伤组织嫁接（ callusgrafting） 和细胞嫁接（ cell grafting） 等。与常规的嫁接方法相比，微嫁接具有 其自身特有的优越性：
1） 周期短、费用低、占地少、成活率高； 2） 进行微嫁接后，生长条件可以人为控制，提 高了有关科学研究的可信度； 3） 不受季节的限制和环境的影响，可以在实验 室常年进行； 4） 有利于进行嫁接亲和力的研究。该文阐述 了微嫁接技术的机理及程序，并介绍了该项技术在 生产研究中的应用，以为今后的转基因及育种工作 提供参考。
2 微嫁接的程序
2． 1 砧木与接穗的准备 用作微嫁接的砧木可是接种在琼脂培养基上的
种子萌发成的幼苗，或是直接选用试管苗。用镊子 小心地将试管苗从琼脂培养基上取出，在距子叶上 方 1 cm 处或距根部 2 cm 的地方剪去其顶部，用解 剖刀去掉多 余 叶 片 及 腋 芽，切 去 过 长 的 根，作 为 砧 木。用作微嫁接的接穗，可以直接取试管苗的枝芽， 或是采 田 间 或 温 室 中 旺 盛 生 长 的 幼 嫩 枝 条，经 0． 1 % 的升汞表面消毒后直接剥取茎尖作接穗。在 嫁接时，随嫁接方法及芽的形态的不同，将接穗切成 不同的大小与形态。根据接穗的大小与形态，微嫁 接可以分为微芽接与微枝接。
Abstract： Micrografting is a in vitro technology which grafted rootstock to scion． This paper expounds the cytological studies of micrografting progress，physiological and biochemical research on micrografting，micrografting technology program，main factors affecting micrografting survival，and introduces the application of this technology to the production including identification of grafting affinity，rapid detection of plant virus，removal of plant virus， rapid propagation of virus-free seedling breeding material，breeding and preservation of precious and germplasm resources，and identification of rootstock growth． Key words： micrografting，latest research，application
贵 州 科 学 31（ 2） ： 84 － 88，2013 G 艳1，2 周洪英1 朱 立1 黄丽华3
（ 1 贵州省植物园，贵阳 550004； 2 贵州大学林学院，贵阳 550025； 3 贵州科学院，贵阳 550001 ）
摘 要： 微嫁接是一种在试管内将砧木与接穗进行嫁接的技术。本文阐述了微嫁接细胞学研究、微嫁接的生理生化研究进
劈接是在去头的砧木上纵切一个长约 1 cm 的 切口，将接穗用锯剖刀削成楔形，削面长约 1 cm，将 接穗入砧木的切口中 将嫁接口固定，并插入培养基 中培养。
倒“T”形 点 接 是 在 去 头 的 砧 木 顶 端 切 一 个 倒 “T”形切口，将只含顶端分生组织和 2 ～ 3 个叶原基 的微茎尖（ 0． 2 ～ 0． 4 mm） 插入倒“T”形的切口中， 使微茎尖的底部切口与砧木的水平切口上的皮层或 形成层相接触 。接好的植抹转入盛有嫁接培养基 的试管中，管内放置中央有孔的滤纸桥． 接苗根部穿 过小孔，以固定嫁接苗 。
The Latest Research on Plant in Vitro Micrografting
ZHOU Yan1，2 ZHOU Hong-ying1 ZHU Li1 HUANG Li-hua3 （ 1 The Guizhou Botanical Garden，Guiyang Guizhou 550004，China； 2 College of Forestry，Guizhou University， Guizhou Guiyang，Guizhou 550025，China； 3 Guizhou Academy of Sciences，Guiyang，Guizhou 550001，China）
收稿日期：2012-01-19； 修回日期：2012-01-25 基金项目：贵州科学院基金项目黔科院 J 合字［2010］003 号； 贵州省科 学技术基金项目黔科合 J 字［2011］2178 号； 贵州省农业攻关项目黔科 合 NY 字［2011］3075 号。 作者简介： 周艳（ 1983-） ，女，硕士研究生，助理研究员。研究方向： 植物 资源学。E-mail： zy1983415@ 126． com 通讯作者：黄丽华 （ 1980-） ，女，硕士，副研究员。研究方向： 植 物 资源 学。E-mail： hlh128@ 163． com
微嫁接过程中的生物化学研究主要限于酶学和 蛋白质化学。酶学研究主要包括： 过氧化物酶、细胞 色素氧化酶、多酚氧化酶、酸性磷酸酯酶、酸性转化 酶和酸性磷酸酶等的活性变化规律检测。已有实验 表明，在亲和与不亲和组合中，一些酶的活性高峰出 现时间有先后不同，亲和性组合早于非亲和性组合； 酸性转化酶在结合部的活性增高与结合部的单糖含 量升高有关： 过氧化物酶活性的变化与木质素沉积 有关，说明细胞色素氧化酶与嫁接面细胞的呼吸供 能有关，而多酚氧化酶与伤呼吸及木质素的合成有 关。有关嫁接过程中蛋白质化学的研究是从 1978 年开始的。YeomanH． Met 和 S-Met 孵育培养嫁接后 3 d 的番茄自体嫁接茎段时，发现有新蛋白质出现。 Schmid 和 Feucht 在欧洲甜樱桃 （ Prumus avium） 和
生物技术在社会科技进步中发挥着越来越重要 的作用，而微嫁接则是生物技术的基本手段。微嫁 接是一种在试管内将砧木与接穗进行嫁接的技术， 它是组培快繁与嫁接技术的结合。自 1972 年 Murashige 等剖立了微芽嫁接技术以来 ，微嫁接技术已 被广泛地应用于枣、柑桔、苹果、桃、葡萄、龙眼、沙田 柚等多种果树的研究与生产中。