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无性繁殖

无性繁殖是指不经生殖细胞结合的受精过程,由母体的一部分直接产生子代的繁殖方法。分为分裂生殖、出芽生殖、孢子生殖、营养生殖和断裂生殖。

无性繁殖是指不经生殖细胞结合的受精过程,由母体的一部分直接产生子代的繁殖方法。在林业上常用树木营养器官的一部分和花芽、花药、雌配子体等材料进行无性繁殖。花药、花芽、雌配子体常用组织培养法离体繁殖。生根后的植物与母株法的基因是完全相同的。 用此法繁育的苗木称无性繁殖苗。(克隆也属于无性繁殖的一种)

1.生长速度快,开花结果早。

2.能保持母体的优良特性、繁殖速度快。

1.不易发生变异,适应外界环境

2.不如有性繁殖简便。

3. 繁殖数量小(但随克隆技术的成熟,此问题已经解决)。

4. 有些依靠种子繁殖的植物长期靠无性繁殖可能会导致根系不完整,生长不够健壮,寿命短;但大部分植物通过无性繁殖不会与母本有任何区别,除非发生突变。

由一个生物体直接分裂成两个新个体,这两个新个体大小形状基本相同。例如:变形虫草履虫细菌等。

在母体的某些部位上长出芽体,芽体长大以后会从母体脱落,成为与母体一样的新个体。如:酵母菌水螅等。

真菌和一些植物,能够产生无性生殖的细胞孢子。孢子在适宜的环境田间下,能够萌发并长出新个体。如:青霉曲霉衣藻苔藓

植物体的营养器官(根、茎、叶)的一部分,从母体脱落后,能够发育成为一个新的个体。如:马铃薯的块茎、草莓的匍匐茎等。

(某些动物也是通过无性繁殖来传播后代的。)

无性生殖方式之一。生物体在一定或不定的部位断裂成两段或几段,然后每小段发育成一新个体。如颤藻涡虫等。

剪取花卉的、茎、叶插入苗床中,使其生长为一棵完整的植株,这种方式叫扦插。用作扦插的材料(根、茎、叶),叫做插穗。

(一)扦插种类

①根插 有些植物枝条生根困难,但其根部却容易生出不定芽,如贴梗海棠等。在晚秋季节,把剪成10~15厘米长的小段,用温沙贮藏,第二年春季插入苗床,约一个月后即可生根萌芽。

②叶插 有些花卉植物的叶片容易生根,并产生不定芽,如秋海棠、虎皮掌、石莲花等。可剪取叶片进行扦插繁殖。扦插秋海棠叶片时,先在叶背面的叶脉处用小刀切些横口,以利产生愈合组织而生根,然后把叶柄插入苗床中,而叶片平铺在沙面上,并盖上一小块玻璃,以帮助叶片紧贴沙面,待叶片不再离开沙面时,再拿去玻璃片。没有叶柄的(如石莲花),将叶片基部浅插在苗床沙面里,会逐步成为新株。虎皮掌叶插时,剪取叶片顶端5-6厘米长,竖直插于沙中,露出地面2~3厘米,下面生根后,上面生出不定芽即厉为一棵完整的植株。

③枝插 这是花卉植物主要的繁殖方法。又分为光枝插、带叶插、单芽植等。

光枝插:多用于落叶木本花卉。冬季落叶后,选取当年生枝条,剪成10~15厘米长的小段,用绳捆好,倒埋于湿沙中越冬,第二年春季取出扦插,入沙深度不超过插穗长度的三分之二。如夹竹桃、石榴、月季花都可用这种方法。

带叶插:多用于一般花卉的生长季节或常绿花卉,采用当年生枝条,剪成7~12厘米的一段(长度因花卉而定),带叶扦插。但在扦插时要把插入沙中部分的叶子剪去,上面只留1~4片中,最好随剪随插,以利成活。如桂花、月季花、石榴、茉莉、夜丁香、大丽花等。

单芽插:又称短穗扦插。为充分利用材料,只剪取一叶一芽做短插穗,插穗长度1~3厘米为宜。扦插时,将枝条和叶柄插入沙中,叶片完整地留在面,如桂花等。

(二)扦插条件

①扦插基质:要求苗床土排水良好,持水力较强,通气性好、升温快,保温性强,无病虫隐患。常用的有下列几种:

河沙:以不含有机质的中等粒度的石英沙为最好,普通沙子也可。它具有通气、排水良好,易吸热、增温和一定的持水能力。

蛭石和珍珠岩是近几年来采用的一种新基质,具有质地疏松、透气性好、保水保温力强等优点,适宜各种花卉扦插或播小粒种子育苗用。 此外,腐熟的木屑、木炭粉、谷壳灰等也可作扦插基质。 各类扦插基质在使用前均应进行消毒,如用高温锅蒸、锅炒或用加水1000倍的高锰酸钾溶液对插床喷酒,以防止病虫危害。消除病虫危害是提高插穗成活率的重要因素之一。 基质铺设度依插穗长短而定,一般是与插穗长度相同或多1/4。不可过厚,否则渗水、透气性差,对生根不利。

②扦插环境、温度:一般花卉插穗生根所需土壤湿度以20~28°C为宜,土温的高低对插穗能否成活影响甚大,土温高于3~6°C对成活更有利。

空气湿度:光枝插穗由于水分蒸腾量小,空气温度可略微低些,但相对湿度不能低于60-;带叶扦插的插穗,要求较高的空气温度,相对温度一般应保持在80-90-。过于干燥,水分供不应求,会赞成扦插失败。

(三)扦插方法

①插条选择:应选择母株长势旺盛、枝叶粗壮、生长充实、时间短、腋芽饱满、无病虫害的新生枝条作为插穗,以利成活。不带叶的插穗扦插后,生根发芽所需要的养料,都依赖于插穗本身来供给。因此,插穗一定要成熟、粗壮、养料充足。带叶的半成熟插穗生根所需要的养料,则领带扦插后插穗所带叶片的光合作用临时制造,所以叶片的多少、大小和质量对生根快慢影响甚大。因此,选择插穗时,要在可能的范围内尽量保留较多的叶片。 就一株母体而言,中上部的枝条较好,一根枝条则以中部为好,而一、二年生枝条又比多年生枝条好。

②枝条剪取:剪取插穗时,下端应从一个叶柄下方半厘米的地方平剪或斜剪下来,这个部位形成层比较活跃,养分积累多,易于生根。上端应保留2-4个芽,从高于芽项0.5~1.5厘米处平剪。

③插穗处理:插穗剪取后,要立即扦插,尤其叶插更应及时,以防萎蔫;仙人掌类肉质花卉的插穗剪后可在通风处晾一段时间,待剪口干缩后再扦插,以免腐烂;含水较多的花卉,如天竺葵、四季海棠等,剪口处流出的汁液较多,应蘸一些草木灰,以防扦插后腐烂;玻璃翠、四季海常、夹竹桃等的插穗,也可在清水中浸泡一段时间,待长出新根后,再直接栽入盆中。

(四)扦插时期
  
花卉的扦插时期以生长期扦插为主,休眠扦插为辅。

①生长期扦插,也叫带叶插,只要条件具备(如在温室条件下),一年四季均可扦插繁殖,自然湿度条件下扦插的最适时期为6-9月份,这一时期,多数木本花卉经春季第一次生长终了,插穗含养分较多,有利成活。

②休眠期扦插,也叫光枝插,通常秋季落叶后采条,经埋藏越冬,第二年春季3~4月份再进行扦。

(五)插后管理

在扦插盆上或苗床上罩以塑料薄膜,以保持一定的湿度和温度。为避免日光暴晒,引起水分大量蒸腾而导致叶片萎蔫,影响成活,要注意遮阴,把扦插盆放在阴蔽处。水份管理,应根据天气情况,适时喷水,保持适宜的空气温度。喷水不易过多,以免基质湿度过大,影响生根。插穗生根后,再停半月左右,就可移出栽入盆中,先放在荫蔽处缓苗,待根系发育良好,植株健壮后,再逐步移到阳光充足之处,按常规进行管理。

嫁接就是把一个植物体的芽或枝,接在另一株植物体上,使两部分长成一株完整的植物体。接上的芽或枝叶叫接穗,被接的植物体叫砧木。

(一)嫁接的意义

接穗要从优良品种上选取,经退接可保持它原来的优良特性。砧木多选用野生种或实生苗,由于它们生长健壮,根系发达,经嫁接后的花卉,能综合两者的优点,即不仅植株生长旺盛,而且性状也能得到改善(如花朵变大、瓣数增加等),从而提高其观赏价值。如用小叶女贞砧木可以嫁接桂花。桂花花香芬芳,但植株发育较慢;小叶女贞植株生长快,但花不香,两者嫁接在一起,就成了生长较快、开发芳香的桂花了。

(二)嫁接的方法

①靠接:先选砧木格接穗,把砧木盆植培养,靠接前移到接穗母株旁边。砧木要选用二年生以上的枝干,径粗1~1.5厘米;接穗宜选用成年植株上1-2年生带有分枝的枝条,径粗0.6厘米、长15厘米。砧木接口切好后,再选好接穗部位,在适当位置上横刻一刀,再由两侧自下而上各削一刀至横刻处,使接穗接口成一凸出的三角体,其长度与砧木拉长度相同,然后将砧木与接穗的接口密切吻合。靠接务必把砧木和接穗的形成层对准,不露缝隙,然后用手按紧接口,用塑料薄膜带或麻皮捆紧,并防止雨水灌入。如果砧木和接穗的径粗相近,可用平面靠接法。即把以的靠接部位分别削成平面,然后再靠接在一起。 靠接后均不施肥,但应经常保持盆土湿润。1-2个月切口即可痊愈,然后将接穗与母株之间剪断,即成为独立的植株。靠接法多用于其它嫁接法难以成活的种类,如桂花、佛手以及其他柑桔类等。这是因为在靠接时,砧木和接穗都是在不离开母株的前提下拉在一起的,待成活后才把接穗从母株上剪断,因此用靠接法繁殖最有把握。 靠接的时间,多在夏季花卉生长旺盛的时期进行。

②枝接:枝接多在春季进行。先选取即将出芽、生长健壮的一年生枝条,然后截取枝条中间的一段,长约10~12厘米作为接穗。接穗上保留3~4个芽,上口较最上的一个芽略高,以保护芽不被碰伤,下口应在最下的一个芽的下边3~4厘米处,并在最下的一个芽的两侧各削一刀切成楔形,含于嘴中,并在最下的一个芽的两侧各削一刀切成楔形,含于嘴中,以防止接穗水分的蒸发。 砧木在离地面5~8厘米处截顶,并把剪口削平,然后用刀将砧木处丰崦下劈成纵深3~5厘米长的切口,迅速从嘴中取出接穗,插入砧木的劈口内。如砧木较粗而接穗较细者,一个砧木的劈口内可以同时接上两个接穗。但不论接上一个或两个接穗,都应使砧木的形成层和接穗的形成层充分对齐,用塑料带缠紧。 枝接完毕后,用温土把所嫁接的花卉封埋起来,土要高出接穗1厘米,并防止碰伤接穗。以后要不断地从基部浇水,保持土堆的湿润,到出芽后为止。 枝接1~2个月后,即可出芽,芽出土后,逐渐除去封土,露出接口,若是两个接都成活了,待第二年时应把弱的一枝剪去,以保证留下的一枝健壮生长。

③芽接:芽接在夏末秋初的时节进行。适合这种接法的有月季、梅花、碧桃、海棠等木本花卉。 芽接时,要选用充实健壮的枝条做接穗,剪去枝条上的叶片,保留叶柄,然后在芽的上方一厘米处横切一刀,再从芽的下方1~1.5厘米处向上平削,削下后,从上往下把皮层的木质部剥掉,并把接穗含于嘴中。芽接的砧木宜选用生长健壮的1~2年植株、在距地面5~8厘米处横切一刀,再从切口中间部位向下切长3厘米的立刀,使之成为“T”字形口内,并使接穗上方的横刀口与砧木上方的平刀口处紧密接合,最后用塑料带捆紧即可。在芽接前的1~2天要充分浇水,使砧木树液活动,树皮容易剥离后。芽接后,不宜过多浇水,也不宜在阳光曝晒,以免影响接穗成活。总之,无论是靠接、枝接或芽接、嫁接时,一定要使砧木的形成层和接穗的形成层紧密地吻合在一起才容易成活

利用母株枝条压入土内,采取一定的方法,使其生根,从而得到新的植株的方法叫压条。如贴梗海棠、夹竹桃、母株枝条多而长,压入土中又有生根,因此,多采用压条繁殖。 压条法操作方便,压后不需要特殊的管理,成少率高,因此,它是木本花卉常用的一种繁殖方法。 压条根据部位的高低不同,又分为地面压和空中压两种方法。

(一)地面压条 应选用当年生或二年生健壮的新枝,过老嫩的枝条不易生根。先在母株旁边挖一小沟、沟的长短、深浅依枝条而定。小沟壁靠近母株的一面要挖成垂直面,这样,便于枝条直立伸出地面。进行压条的时候,先对埋入中部分的树皮进行环割或拧劈,这样可以促进生根。覆土时应踏实,使枝梢露出地面。为了防止浇水后枝条弱出沟外,可用“人”形枝杈卡住压条扎入土中。当根系已经形成,枝条上端长出枝叶的时候,就可以把这个发育完整的压条从母株上切断,移栽到花盆中,进行常规管理了。也可采用盆压法,即在母株旁放上盛土的花盆,将选好的枝条压入盆中。具体操作方法和地面压条法相同,如枝条过长,可连续压入几个盆中,生根后,即可切断,成为一盆新的花卉。

(二)空中压条 凡是枝条较硬,不易弯曲或植株过分高大,无法采用地面压的时候,即可采用空中压条法。 压条时,先准备好一个与压条部位等高的例子或木架,再把装土的花盆置于木凳上,以备利用。 空中压条的基本方法与地面压条法相同。为防止枝条弹出盆外,覆土后应充分压实,上面再压一块砖。也可不用盆压,而是把环割过的枝条,用劈开的直径约10百米的竹筒夹住,筒内装土。甚至还可用塑料袋代替花盆或竹筒。无论采用哪种方法,都要经常浇水保持适当的湿度。压条后1~3个月生根,生根后切离母株,单独栽培。压条的时间以春季最好,6~7月份也可进行。如夹竹桃5月份压条,7月份切离,月季花7月份压条,9月份切离,桂花6月份压条,9月份切离。

分株繁殖是把花卉植株的蘖芽、球茎、根茎、匍匐茎等,从母株上分割下来,另行栽植而成独立新株的方法。 分株法分为全分法和半分法两种。

(一)全分法

将母株连根全部从土中挖出,用手或剪刀分割成若干小株丛,每一小株丛,可带1~3个枝条,下部带根,分别移栽到他处或花盆中。经3-4年后又可重新分株。

(二)半分法

分株是势必将母株全部挖出,只在母株的四周、两侧或一侧把土挖出,露出根系,用剪刀剪成带1~3个枝条的小株丛,下部带根,这些小株丛移栽别处,就可以长成新的植株。 不同的花卉,进行分株繁殖的器官也不相同。 分匍匐茎,如大丽花、美人蕉、晚香玉、鸢尾等,即其地下部分分生的仔块茎、块根、移植栽培,就能发育成新株。分蘖芽,如玉簪花、文竹、石竹花、贴梗海棠等,可挖根部滋生出来的蘖芽,栽植它处。采用分株法,多在早春新芽萌动之前进行,也可提前在晚秋落叶后进行。春季分株时,不可过晚,否则影响当年现蕾和开花。

在林业上常用树木营养器官的一部分和花芽、花药、雌配子体等材料进行无性繁殖。花药、花芽、雌配子体常用组织培养法离体繁殖。生根后的植物与母株法的基因是完全相同的。 用此法繁育的苗木称无性繁殖苗。

有性繁殖是用种子进行播种繁殖,故又称种子繁殖。其优点是繁殖数量大,根系完整,生长健壮。缺点是一些通过异花授粉的花卉容易发生变异,不易保持原品种的优良特征。无性繁殖是利用母体营养器官的一部分作为繁殖材料,进行分生、扦插、压条、嫁接繁殖和组织培养快速繁殖及植物的无融合生殖等,使之形成一个新的个体,所以又称营养繁殖。无性繁殖的优点是能保持品种的优良特性、生长快。缺点是繁殖方法不如有性繁殖简便。

植物组织培养为例,它是快速繁育优良品种无性系苗木的现代高新技术,具有繁殖系数、代数多、育苗时间长、材料消耗少、繁殖效率高的优点,但由于植物组织培养存在一次性投资大,成本高,技术步骤繁杂,技术易传性差,农民在生产上不能直接利用试管苗,成活率低,推广难度大等缺点,该技术在实际工厂化育苗中所形成的生产力还相当有限,真正形成大规模产业化的植物品种在世界范围内不超过上百个。常规育苗如扦插、嫁接、压条、分株法、种子繁殖在人类历史上已经应用了近2000年。目前国内外还在使用,甚至还用它在作论文。它技术简单,容易推广的优点决定了它使用寿命很长。但繁殖慢,育苗时间长、材料消耗大、受气候影响大,每年生产代数少,不能工厂化生产的缺点,长期没有得到解决。

植物非试管高效快繁技术经过在全国各地各种气候带、各种土壤连续18年的研究、试验、开发、生产、推广,已形成一个完整的技术体系,是一项十分成熟的植物高效快繁技术。由于可在简易条件下使千千万万个经特殊训练的普通人员直接在田间实施,增强了快繁技术的易传性和大众化;增强了实际上的综合快繁效率,最大限度的降低了工厂化育苗的生产成本(一次性投资比组织培养快繁技术低几十倍,完美巧妙地克服了植物组培试管快繁和常规育苗技术的全部缺点,并保留和发挥了它们二者的全部优点)。生产投资效益比可达1:5-1:10以上。

植物非试管高效快繁技术的高效快繁所有技术指标,都是与试管组培快繁技术指标经过长期对照研究成功后实现的。该技术用大多数植物的一叶一芽,类似试管茎段、茎尖培养的微型繁殖材料单位,经“科隆补液”的特殊处理后,直接接种在辅助有简易条件的大田沙床上,不需要组培大楼、不需要组培全部设备和瓶瓶罐罐,也不需要常规育苗改进技术电离子处理、磁化处理、自动温湿控制等设施设备,使大多数经济植物离体材料在第二代后4天-11天获得再生完整植株,并且成活率高达85--98-。大多数植物每15天-60天繁殖一代,可按几何级数高效快繁。不同植物繁殖系数达到2-15以上,比试管内快繁系数高,比试管快繁结合试管外生根快繁技术的综合快繁效率也高。大多数植物从一叶一芽单位材料连续繁殖12个月可繁殖数十万至数百万甚至上数千万株纯种苗。

在林业上常用树木营养器官的一部分和花芽、花药、雌配子体等材料进行无性繁殖。花药、花芽、雌配子体常用组织培养法离体繁殖。生根后的植物与母株法的基因是完全相同的。 用此法繁育的苗木称无性繁殖苗。

北京时间2011年7月20日消息,据英国BBC网站报道,基因研究显示,竹节虫已经有100万年没有发生过性行为了。

近期加拿大科学家对一种竹节虫(Timema stick insect)的DNA进行了分析,这种竹节虫主要分布在美国西海岸的灌木丛中。科学家们追踪DNA中隐藏的信息,来回溯这种昆虫长期无性繁殖的历史根源。他们获得的数据将有助于生物学家们更好的理解无性繁殖在生物界的可能性。来自加拿大西蒙菲莎大学的科学家们将有关这一研究的论文发表在了《当代生物学》杂志上。

科学家们一直以来就知道这种竹节虫的某些亚类是依靠无性繁殖繁衍后代的,这些亚类的雌性不需要雄性受精便能直接产下后代。也就是说这些昆虫直接产生了对自己DNA的复制品。

谭雅史万德(Tanja Schwander)博士和她的小组着手分析这些基因,希望了解这种亚类物种的历史,并进一步揭示它们是从何时开始进化出这种奇特的繁殖方式的。

通过DNA分析,科学家们能够追根溯源,了解在历史上的什么时期,某种生物开始正式脱离其他物种,独立进化。小组分析发现有5个亚种非常古老,其基因指向至少50万年之前,而另外两个种则更加古老。

她告诉BBC记者说:“这两个种在100万年之前便已经进化出了无性繁殖特点,也就是说它们已经有至少100万年没有发生过有性繁殖了。”

在此之前生物学界普遍持有这样一种观点,即无性繁殖是一条死胡同,会造成种族的迅速灭亡。此前研究的案例也确实说明了这一点。但是此次对于竹节虫的研究却打破了这一观点。

通过化石研究,如蛭形轮虫(bdelloid rotifer)和介形虫(darwinulid ostracod)这样的无脊椎动物已经被描述为很早便实现无性繁殖的物种。

但是围绕这些古老的无性繁殖,学界存在很大的争议。有很多学者认为无性繁殖似乎应当被认定为一种在相对近期形成的繁殖特征。

而此次史万德博士和她的小组的基因分析显示竹节虫看起来已经有很长时间采用无性繁殖的方式了。

她说:“这种竹节虫是目前已知历史最悠久的,拥有确凿证据显示其无性繁殖特征的物种。”

通过对采用有性繁殖和无性繁殖的竹节虫亚类进行对比,科学家们将更好地了解性在生物进化繁殖中的意义。

无性繁殖确实会带来一些优势,如迅速的繁殖及其带来的种群数量迅速上升。但是直接的DNA复制导致的多样性不足和进化乏力也是一个非常大的弱点。因为这就意味着它们的后代适应不断变换中新环境的能力会被削弱,这将影响它们种族的延续。

史万德博士表示:“尽管有这些负面的影响,这些采用无性繁殖的竹节虫确为何能幸存至今,让人非常好奇,因此也是这项研究的着重点。”

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