我國在美國山核桃無性繁殖技術研究情況
美國山核桃，又名長山核桃或薄殼山核桃，原產美國和墨西哥北部，是重要的食用油料、木材和綠化樹種。美國山核桃具有果大、殼薄、肉多的優點，營養價值豐富。我國從 19 世紀末 20 世紀初開始引進美國山核桃，因為存在育種進程緩慢、優良品種資源匱乏、規模化擴繁技術落後、良種苗木供不應求和配套栽培技術不完善等問題，至今尚未形成產業化。近年來，我國學者在美國山核桃的引種栽培、種質資源收集、生物學特性、遺傳多樣性、品種鑑定以及綜合開發利用等方面開展了大量研究工作，取得了許多重要的研究成果，但在無性繁殖研究方面進展一直比較緩慢。美國山核桃實生苗掛果遲，低產甚至完全不掛果，因此多采用嫁接方法進行繁殖育苗。但由於受砧木數量和嫁接技術的限制，美國山核桃的優良品種在我國的種植一直沒有得到大面積推廣。此外，美國山核桃扦插技術和組織培養技術也都存在技術瓶頸，目前國內外有關這個方面的報道文獻較少。筆者擬對國內外學者在美國山核桃無性繁殖方面的研究進行總結，提出合理化建議，旨在為今後美國山核桃快繁技術研究提供參考。
1 美國山核桃研究進展
美國山核桃傳統的繁殖方法以播種繁殖為主，實生繁殖樹 10 年左右才開始開花結果，15~20 年才進入盛果期，從播種到結果所需時間漫長，嚴重製約了美國山核桃的推廣種植，而且實生繁殖不易保持品種的優良特性，容易產生變異，國內許多學者對美國山核桃的嫁接、扦插等無性繁殖方法進行了研究，取得了一定的進展，但仍然難以滿足目前國內市場對美國山核桃優良品種苗木的需求。
1.1 嫁接繁殖
在國外，美國山核桃常見的嫁接方法有芽接、插皮接、四輪接(香蕉接)和舌接等。芽接一般在 6
—8 月份進行。插皮接通常在 4 月下旬至 5 月上旬，適合較小規格的接穗對較粗大的砧木進行嫁接。四輪接(香蕉接)要求接穗稍大於砧木以利於結合，並且接穗和砧木規格越小，嫁接成活率越高，這也是在美國應用最早且最為成功的嫁接方式。舌接通常在 2—3 月份芽尚未萌發時進行。
1950—1990 年江蘇省植物研究所、南京林業大學、雲南省林科院和江西省林科院都先後針對美國山核桃嫁接繁殖技術進行了相關研究，普遍認為美國山核桃通過嫁接，並在良好的管理條件下，能提早結果和增加收益，而且大量的嫁接結果表明，本砧嫁接成活率較高。2011 年翟敏對南京地區薄殼山核桃進行了不同時期的嫁接試驗，結果表明，在 8 月及 9 月初採用芽接成活率為 84.2%~90%，春季枝接成活率較低。2013 年李永榮等根據薄殼山核桃在南京地區生長的生物學特性，總結出了一套在特定時期內(8 月中下旬至 9 月上旬)相適應的“方塊”芽接方法，嫁接成活率可達 95%以上，這為美國山核桃嫁接繁殖技術在實際生產應用提供了高效的技術支持。
1.2 扦插繁殖
對開美國山核桃扦插繁殖技術的研究，國外最早開始於 1939 年，Smith 等採用促進生根的化學藥劑誘導美國山核桃插穗生根。隨後在 1975~1982 年針對美國山核桃扦插後難生根的問題進行了諸多試驗。之後，雖然有相關的解剖方面研究文獻，美國山核桃扦插技術一直沒有用於生產中。我國關於美國山核桃根插繁殖的報道較多，諸多試驗表明：用 1 年生實生苗主根進行扦插，成活率可以達到 90%以上。雖然美國山核桃的根插研究獲得了較好的成果，但是在生產上根插無法培育優質砧木或苗木，並且材料稀缺，無法從根本上解決苗木短缺的問題。
近幾年來，關於美國山核桃硬枝插穗自身特性和激素處理方式的研究都有了相關報道。章建紅等對不同激素種類及濃度處理美國山核桃插穗進行了深入研究，並且從解剖學層面上確定愈傷組織生根的生根類型。曹凡等從 2012 年 11 月開始連續 3 年參與美國山核桃硬枝扦插試驗，發現一種通過激素處理插穗和電熱溫床加熱基質相結合的方法可以極顯著地提高美國山核桃插穗的生根率，並且能夠加速其不定根的生長。這種利用當年生實生苗休眠枝條作為插穗進行扦插的育苗方式，張計育等也證明其在實際生產應用中具有可行性。
1.3 組培及體胚發生
美國山核桃的組培技術比較困難，目前國內仍未見成功的報道，國外相關報道也較少。
2 存在的主要問題
2.1 芽接快繁技術尚需完善
嫁接作為一種傳統的無性繁殖方法，已被廣泛應用於農林領域中的良種擴繁保存、品種改良、新品種選育等方面，它能夠有效提高作物產量、抗逆性，改變植物的開花結果習性及改良果實品質。勒棟樑等採用的美國山核桃“方塊”芽接方法，其在砧木準備、嫁接技術以及嫁接後管理等方面都還需改進。首先，需要加強規模化和產業化實生種子育苗技術體系研究，尤其對矮化砧木的培育工作，才能為這種成活率和繁殖係數較高的芽接技術提供優質矮化壯苗，也為美國山核桃合理矮化密植創造有利條件。其次，在實際生產中對嫁接技術進行相關改良，如嫁接刀規格、嫁接膜材質及傷流導口位置等。嫁接後管理也可以採取適時灌溉或是補充植物營養液等技術手段，可以顯著提高嫁接成活率。
2.2 品種苗扦插難題未解決
近年來，通過生長調節劑處理組合的選擇及扦插後環境調控等方面的相關研究，美國山核桃實生苗插穗硬枝扦插技術研究已經有所進展，而優良品種苗插穗扦插後仍然難形成不定根。針對該難題，參考其他核桃屬品種苗扦插生根的成功方式，從插穗採集處理到扦插後管理整個扦插育苗過程進行深化改良，比較種子實生苗和嫁接品種苗枝條的差異，為品種苗插穗進行合理處理和提供合適的扦插環境，以探索一套有效的美國山核桃品種苗硬枝或嫩枝扦插方法。
3 研究展望
隨著生物技術的發展，關於美國山核桃無性繁殖技術的研究應該借鑑其他植物無性繁殖技術多元化的開發及應用模式，為美國山核桃無性繁殖技術研究開闢新的途徑。
3.1 芽苗砧接
芽苗砧接是採用剛出土未展葉的幼苗作為砧木嫁接胚芽、嫩枝或成熟枝條的一項無性繁殖新技術，其具有簡化嫁接複雜工序、提高嫁接成活率、保持遺傳增益和加快良種繁育進程等特點，已在油茶、銀杏、板栗、核桃等多個植物展開相關研究。李小飛等採用‘斯圖爾特’、‘卡多’、‘契科特’和‘德西拉布’4 個美國山核桃國外優良品種休眠枝接穗，進行芽苗砧嫁接試驗，並對嫁接苗接芽萌發動態、成活率及新梢生長量的差異進行分析，其中‘卡多’成活率最高，達到 82.9%；‘契科特’和‘德西拉布’接芽成活和生長最快。芽苗砧接在美國山核桃無性繁殖發展中具有極大的應用前景，但是其嫁接方式還需進一步改良，具體嫁接適宜時間也需進一步試驗以確定。
3.2 砧木品種化利用
合理的矮化密植符合我國美國山核桃栽種現狀的要求，因而迫切需求加強美國山核桃優良品種化矮化砧木的培育。2015 年勒棟樑等採用美國山核桃嫁接未剪砧矮化苗和矮化實生苗，經幾次篩選，獲得極矮化美國山核桃已嫁接單株 10 個和實生單株 12 個。但是，這些通過表型選擇的單株具有不確定性，其嫁接是否矮化需要驗證。此外，矮化單株的無性系擴繁、矮化砧木抗逆性、矮化調控機制及矮化相關基因等研究也需要更加深入，以實現美國山核桃品種化矮化砧木在實際生產中的運用。
3.3 微嫁接
微嫁接是一種在試管內將砧木與接穗進行嫁接的技術，是組培與嫁接技術的結合。自從1972
年 Murashige 等創立了微芽嫁接技術以來，微嫁接技術已廣泛應用於多個經濟樹種的研究與生產中。在美國山核桃無性繁殖研究中嘗試微嫁接技術，可以採用種胚組織培養，這樣可以避免品種苗莖段中的酚類物質抑制生根。該方法目前尚存在 2 個技術瓶頸，一是組培苗胚根的誘導，二是微嫁接砧穗之間的親和性，這些都有待試驗摸索相應的方案。總之，微嫁接技術不受時間和空間的限制，如果能在美國山核桃上得到應用是對傳統無性繁殖技術的重要突破，具有極高的應用價值。吉山花瑤
3.4 不定根形成機理
深入美國山核桃不定根形成機理的研究，對解決目前扦插和組培技術瓶頸有重要的指導意義。可從轉錄組、蛋白質組和代謝組學等方面採取相應的技術手段，分析不定根形成調控基因、激素的分子作用機理、鑑定激素調節的信號作用相關途徑等。在生理機理方面，除了分析貯藏營養和內源激素外，可以嘗試從微量元素（如硼元素等）、生根相關酶（如 IAAO、SOD 等）和抑制生根物質（如單寧、核桃醌等）等方面進行研究。只有有效地誘導美國山核桃不定根的形成，才能採用除了嫁接以外的其他無性繁殖技術實現美國山核桃品種苗的大規模擴繁。
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