第三节 果树嫁接成活的原理
植物的任何营养器官,甚至细胞的一部分,都有恢复、再生、发育成为一个完整植物有机体的能力,这种现象称为植物的“再生作用”。这是因为植物任何一个营养器官的细胞内,都携带着完整的控制母体生长发育的遗传基因,由此基因指导的形态建成过程,也必然会保持母体的特性。所以,嫁接是利用植物“再生能力”来进行的。嫁接时,使两个伤面的形成层靠近并扎紧在一起,结果因细胞增生,彼此愈合成为维管组织连接在一起的一个整体。即砧木和接穗受伤后形成层产生愈伤组织,双方愈伤组织愈合成为一体,并分化产生疏导组织,使得双方的水分、养分等营养物质相互交流,这样,产生了新的个体。
一、形成层和愈伤组织
从解剖学看出,高等植物的生长并不是所有植物体的细胞都在分裂和生长,主要有三个生长区,一是根尖细胞,使根伸长,向地下生长;二是茎尖细胞,使枝条伸长,向空中生长;三是形成层,使植株横向生长,促进茎和枝条的加粗。
植物的形成层是介于木质部和韧皮部之间的一层很软的薄壁细胞层。它具有非常强大的生命力,在果树的生长过程中,向内不断形成新的木质部细胞,向外不断形成新的韧皮部细胞。形成层是果树植物一生中最活跃的部分,果树的枝干每年都不断地加粗更新就是由于形成层活动的结果。
愈伤组织原指植物体的局部受到创伤刺激后,在伤口表面新生的组织。其原因是由于受创伤的刺激后,伤面附近的生活组织恢复了分裂机能,加速增生而将伤面愈合。在植物组织培养中,愈伤组织是指植物细胞在培养过程中形成的无一定结构的组织团块,在适宜的条件下,愈伤组织可再分化,形成芽、根,再生成植株。它由活的薄壁细胞组成,可起源于植物体任何器官内各种组织的活细胞。
在植物体的创伤部分,愈伤组织可帮助伤口愈合。在嫁接中,可促使砧木与接穗愈合,并由新生的维管组织使砧木和接穗沟通;在扦插中,从伤口愈伤组织可分化出不定根或不定芽,进而形成完整植株。砧木和接穗的愈伤组织主要是由形成层细胞形成,也可由其他薄壁细胞重新恢复分裂能力形成。
二、愈伤组织的愈合作用
果树嫁接后,可以看到在开始的2~3天内,由于切削表面的细胞被破坏或死亡,而形成一层薄薄的浅褐色隔膜,有些单宁含量高的植物,褐色隔离膜更为明显。嫁接后4~5天,褐色层逐步消失,7天后产生少量的愈伤组织,10天后接穗愈伤组织可达到最高数量。如果此时砧木没有产生愈伤组织相接应,那么接穗所产生的愈伤组织就会因养分耗尽而逐步萎缩死亡。砧木愈伤组织前期并不比接穗生长快,但10天后,由于根系和叶片能不断供应水分和营养,因此砧木伤口形成的愈伤组织数量要比接穗多得多。
嫁接时,双方接触处总会有空隙,但是愈伤组织可以把空隙填满。当砧木愈伤组织和接穗愈伤组织连接后,由于细胞之间有胞间连丝联系,因而,使水分和营养物质可以初步得到沟通。此后,双方进一步分化出新的形成层,新的形成层和砧木、接穗的形成层互相连接,并能形成新的木质部和韧皮部,使砧木和接穗之间运输水分和营养物质的导管和筛管组织,互相连接起来。这样,砧木的根系和接穗的枝芽,便形成了一个新整体。
无论采取什么嫁接方法,都必须使砧木和接穗的形成层相互接触。接触面积越大,一般嫁接成活率就越高。在嫁接实践中,即使切削技术比较差、砧木和接穗空隙比较大,只要能保证形成大量的愈伤组织,便仍然能将中间的空隙填满,嫁接就易成活。所以,砧木和接穗能否长出足够的愈伤组织并紧密结合,是嫁接成活的关键。
三、愈伤组织的愈合过程
果树嫁接后,愈合过程大致可分成以下四个步骤。
第一步:砧木和接穗形成层细胞及活的薄壁细胞向伤口外分裂和生长,形成愈伤组织。
第二步:愈伤组织与薄壁细胞之间互相连接和混合。
第三步:愈伤组织中靠近砧木和接穗形成层处的细胞,分化形成新的形成层细胞,并且和砧木、接穗的形成层连接起来。
第四步:新的形成层产生新的维管组织,形成新的韧皮部和新的木质部,并产生新的导管和筛管,使双方运输系统相连通。砧木可以供给接穗水分和无机盐,使接穗生长和展叶,叶片进行光合作用,供给砧木根系所需要的有机营养。
果树嫁接成活过程,大约需要20多天。气温高时,砧木和接穗生活力强,嫁接成活所需要的时间短一些;反之,愈合的时间就会长一些。
在芽接时,如果嫁接在砧木茎、叶的下部,接后不剪砧,则嫁接成活的过程仅停留在第三步。剪砧后接芽萌发,再进入第四步。