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新视窗 植物剥皮再生
作者:生科院植…    文章来源:西北农林科技大学    点击数:1039    更新时间:2010/7/13
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    过去通常认为,树木剥皮后由于切断了营养物质的运输通道,最终会由于根部饥饿而全株死亡。但20世纪70年代末以来,对许多树木和一些草本双子叶植物大面积环状剥皮的大量研究表明,只要技术得当,条件合适,即使剥去几米长的完整一圈,也能再生出完整的新皮。一般说来,所剥树皮是在形成层带附近剥落,但具体位置随树种不同而异,就同一种树来说又随季节不同而异。像杜仲这类孔较小的散孔材树种,除了休眠期在韧皮部中断裂外,在整个形成层活动期都是从形成层带附近剥落。而具较大孔的散孔材和环孔材树种则明显随季节变化,休眠期从韧皮部一侧剥落,早春形成层刚开始活动不久,是在形成层带附近剥落,而当产生大量未成熟木质部细胞后则是在未成熟木质部中断裂。再生新皮的发生部位也随着剥皮部位的变化而变化。当树皮从形成层带附近剥落时,全部未通过细胞分化临界期的未成熟木质部细胞都参与新皮的形成。但当树皮从未成熟木质部中剥落时,则主要由临近表面的射线细胞发生新皮。
    剥皮后的再生过程中往往先形成愈伤组织,在特殊情况下也可以不经过这一阶段。如杜仲剥皮后在高湿环境中不包塑料薄膜时,就是表面1~2层细胞下的十几层未成熟的木质部细胞都恢复分裂,其衍生细胞没有愈伤组织的特征。但是如果剥皮后包裹塑料薄膜,则表面射线细胞很快形成一厚层愈伤组织。其他植物也大体如此。但是,不管是否形成愈伤组织,都是4~5d后首先在表面3~5层细胞下分散出现平周分裂,随后再逐步彼此相连形成完整的一圈木栓形成层,随之在合适条件下向外分化木栓层,而形成周皮。杜仲剥皮后,无论是暴露在潮湿空气中还是包裹在塑料薄膜中,都是由深层的,可深达表面下15~20层处的未成熟木质部细胞恢复平周分裂,直接脱分化形成维管形成层。而在那些先形成大量愈伤组织的植物中,形成层则在愈伤组织的深层发生。不过,开始时在横切面上看只是一些扁平状的分生组织,纺锤状原始细胞与射线原始细胞分化不明显,纵向很短,而且也不连续,后来才逐步分化成典型的连续的维管形成层。因此,形成层活动是否旺盛,特别是未成熟木质部细胞的层数就成了剥皮后能否再生新皮的最重要因素。另外,凡影响形成层活动的条件都影响剥皮后新皮的再生,如水分、温度、空气湿度和光照等都是影响树皮再生的重要条件。有的研究还发现,生长素和细胞分裂素都有利于维管形成层的发生和活动。
    IAA对木质部和韧皮部的形成也有着明显的促进作用。剥皮后内源IAA的含量和过氧化物同工酶的酶带及活性都急剧升高,开始组织分化后又回落到正常水平,其间酯酶同工酶的酶带和活性也发生着有规律的变化。而在木质部分子分化中发生降解的DNA得到修复,而与程序性死亡中DNA降解有关的相对分子质量35000的DNA酶活性则丧失。有关研究表明,剥皮再生的树只在剥皮当年长粗和长高减慢,落叶提前,发芽推迟,第二年就与对照株差异减小,第三年则与对照株差异不显著,甚至超过对照株。而且在整个观察期间,剥皮部位木材的年生长量大于上下未剥皮处,就是未剥皮处的木材年生长量也大于对照株的相应部位。而且三年后的树皮厚度也与对照株的相应部位相似。

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