植物营养繁殖

[拼音]:zhiwu yingyang fanzhi

[英文]:vegetative reproduction,propagation of plants

由植物体的根、茎、叶等营养器官或某种特殊组织产生新植株的生殖方式。这种生殖方式不涉及性细胞的融合,所以是无融合生殖的一种方式,属于广义的无性生殖范畴。如果人为地取下植物体的部分营养器官或组织,在离体条件下培养成新植株,则称人工营养繁殖。

植物有性生殖的后代具备双亲的遗传特性容易发生变异,而营养繁殖则不然,如高度杂合的木本多年生植物(如果树),通过人工营养繁殖可保持母本的优良遗传性状。营养繁殖实质上是通过母体细胞有丝分裂产生子代新个体,后代一般不发生遗传重组,在遗传组成上和亲本是一致的。

自然营养繁殖

不同植物类群,有不同的繁殖方式。低等植物通过孢子(无性孢子)或植物体碎片和裂片形成新个体。有些苔藓植物表面可以产生一种特殊器官──胞芽杯,由它长出绿色胞芽。胞芽成熟后从植物体上脱落,遇到适当条件便可长成新的配子体。

种子植物的茎段,是多数植物繁殖的有效器官。例如,草莓属的匍匐茎,即一种细长而沿著地表生成的茎,是从莲座状叶腋中长出,它的每个节都可以长出新的植株(图1)。用这种方式繁殖的还有蛇莓、狗芽根、白三叶草、筋骨草和虎耳草等。许多草本多年生植物可通过变态的茎繁殖,如鳞茎、球茎、块茎和根状茎,这些变态茎具有贮藏食物的功能,也是营养繁殖的器官。鳞茎实际上是短而膨大的竖立苗端,肉质叶鳞包围其生长点和花原基。由叶鳞腋间产生小鳞茎,最终脱离母鳞茎形成新植株。这种繁殖方式见于洋葱、水仙、郁金香、风信子、百合、大蒜和贝母等。有的百合叶腋可以长出零馀子,即小鳞茎,又叫珠芽,它脱离母体后可以长成一个新植株(图3b)。唐菖蒲、藏红花和小苍兰贝的茎是球茎。唐菖蒲球茎上有4个芽原基,这些芽原基在适当条件下可以发育形成新球茎,以后老球茎开花后死亡。在每个新球茎周围,又可长出一些大小不同的小球茎,当他们生长1~2年以后也可达到开花阶段。块茎为肉质地下茎缩短膨大的产物,把具芽眼的马铃薯块茎切成小块栽培时,从芽眼可长出苗,再由苗端下部长出不定根。根状茎是地下水平生长的主茎,具节和节间,叶、花轴和不定根等可从节上发生。如鸢尾、美人蕉、竹子和有毒杂草、阿拉伯高粱等都有根状茎。许多重要经济植物如香蕉和姜,蕨类和某些禾本科植物也是靠根状茎繁殖的(图2)。

根是营养繁殖的另一种重要器官。例如:玫瑰、杨树、覆盆子和悬钩子等植物的水平根系上可产生不定芽(根出条),并可以陆续发育出新植株。每个带新根的苗都可移植成株。块根为膨大肉质的变态地下根,如果把白薯可食部分的块根放在苗床上,可长出不定芽,由不定芽茎部长出不定根,种植后由不定根又可膨大形成新的块根。

叶和芽也能繁殖。如落地生根的肉质叶缘每一缺刻都能产生“胚”,这种胚发育到一定程度,小苗就可落地生根,并发育为独立的新植株。过山蕨和鞭叶铁线蕨的叶轴顶端尖细,并延伸成鞭状,著地后即可生根,长出新的植株。浮萍和凤眼蓝等水生植物还可由叶子茎部的侧芽产生新植株。龙舌兰在开花死后,新植株可由老叶的腋芽产生(图3)。

人工营养繁殖

常用的方法有:

(1)扦插,自亲本植物体撷取根、茎、叶或鳞片等营养器官,在适当条件下插入土中,由于它们的分生机能和再生(植物)能力,使失去的器官重新产生,并发育成为新植株。草本植物茎切割时,不定根一般由维管束附近的薄壁组织细胞产生;但在多年生木本植物中,不定根起源于维管形成层区,通常在幼嫩韧皮部的薄壁组织处产生。根据撷取植物体的部位不同,可把扦插分为枝插、叶插、叶芽插和根插等。常见的枝插植物有水杉、柏树、油橄榄、榕树、葡萄、榅桲、月季、杨柳、柠檬、杜鹃花、山茶、冬青、丁香花、秋海棠、菊花和甘蔗等。叶扦插繁殖的植物有毛叶秋海棠、虎尾兰和落地生根等。

(2)压条,将母株的枝条或茎蔓埋压土中,生根后再与母株刈离成株。根据埋压方法和部位的不同,压条又可以分顶芽压条、简易压条、根株压条和高空压条四种方式。顶芽压条与简易压条的主要区别在于前者将长蔓末端埋入地下,而后者将枝条压土后,末梢露出地面。根株压条是把泥土堆到枝干分枝处,埋覆枝条生根后,切刈移植。高空压条是将空中枝条区域性用土或其他介质环包,保持一定溼度,当包裹部位长根后刈取移植。印度三叶橡胶、荔枝、龙眼、柑橘、桂花和玉兰花等植物常用此法繁殖。

(3)嫁接,优点是可以获得遗传性状优良的品种。嫁接是把一种植物的枝或芽,嫁接在另一种植物的茎或根上。前者称为接穗,后者称为砧木或台木。接穗一般用具2~4个芽的苗,嫁接后成为植物体的上部或顶部;砧木嫁接后成为植物体的根系部分。嫁接能否成功首先取决于接穗与砧木之间的亲和性,一般来说,植物亲缘关系越近,则亲和力越强;此外还要取决于两者切削面上形成层细胞的再生能力,以及嫁接技术的好坏等因素。嫁接常用于优良果树的繁殖,如苹果、梨、柑橘等。

70年代以来植物组织和细胞培养也已成为植物营养繁殖的重要手段。其主要方法是采用一小块植物体组织,在无菌条件下培养。由于植物体根、茎、叶等各种器官都可以切刈成很小的组织,每一小块组织都可培养诱导产生新根或苗端系统,最终形成大量小植株。它的特点是可以很快获得无病毒植株。到1980年止,已经培养成功的植物有 200多个属,其中包括各种兰科植物,百合、草莓、萱草、甘蔗、菊花、秋海棠、虎耳草、桉树、油棕、印度橡胶、天竺葵、一品红、铁树、垂叶榕、多蕊木、绣球、蓬莱蕉、绿萝和霞草等。单就兰科植物而言,已约有40个属培养成功。目前,植物组织培养已走向工厂化,它的产品已纳入商品生产范畴。

参考书目

R.C.M.Wright,A.Titchmarsh,The Complete Book of Plant Propagation, Ward Lock Limited,London, 1981.

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