对嫁接的一些揣测性解释
石声汉
载《石声汉农史论文集》
一、嫁接技术的发展过程
人类可以依照愿望,将一个高等植物个体的某部分,移植到另一个同种或相近种类的个体上,使两者愈合为一,凑成新个体。这种办法,我国近来称为“嫁接”;早期(公元六世纪前后)称为“插”;十世纪前后称为“接”,到十二世纪,称为“接换”;十三世纪,又有人称为“接博”,后来也写作“接驳”。
各个文化古老的民族,似乎各有独立发展出来的嫁接技术起源。嫁接在我国最早起于何时,现在找不出可靠史料①;不过至迟也应当在公元第六世纪以前。公元第六世纪上半段的古农书《齐民要术》中,有着完整详确记录,告诉我们,如何准备砧木,如何接,接时应如何使包含形成层在内的“青皮”互相结合,如何封闭接口,如何维护愈合后的新个体健康成长等等。
在欧洲,有人查出②Aristotle(公元前382—322年)、The- ophrastus(前372—287年)、Cato(前234—149年)、Varro(前
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①近年,曾有人对“桔逾淮而北为枳”这句古语提出解释,认为早期南方群众,用枳树作桔树砧木。这种嫁接植株,移到北方寒冷干燥地带,越冬后,接穗死亡,原来砧木长出的新条,就成了枳树。“桔逾淮而北为枳”,现存最早记录是《周官·考工记》(公元前四世纪末至三世纪初的书);公元三世纪末伪造的《列子》中也引有。不过,这种推测,很难证实,我们暂时不能作结论。
②总结见Bot.Rev.15,423—463(1949年)Roberts,Theoretical Aspects of Graftage的评论介绍。
116—27年)等的著作中,都有关于嫁接的讨论,并且指出了应在阴历各月分哪几天嫁接,接好用粪和泥土封口。但是此后十七个世纪,历史几乎中断了;直到1660年,才有W.Lawson作了一部《新园圃》(A new Orchard and Garden)记载了当时流行的各种嫁接芽接手术,已经包括了近来这方面所用的各种方法。1672年,R.Sharrock的《植物衍殖改进史》(History of the Propagation and Improvement of Vegetables),用图表示了这些嫁接技术;1821年,Thouin所著《嫁接专论》(Monographie des Greffes),记载有119种嫁接的资料。理论方面①,从1892年起,德国的Vǒchting才开始对移植嫁接等现象,作深入而系统的研究;1907年以后,奥国学者Winkler发表的,关于种间嫁接的实验,特别是所谓“嵌合体”的问题,曾认为典范的工作。
从六世纪以后,我国嫁接技术的提高改进,便有明显确凿的史料可寻。唐末(约十世纪)韩鄂《四时纂要》(正月)中,关于“接树”的一节,除对嫁接后愈合所需调护,叙述得比《齐民要术》更具体以外,有几句总结:“其实内子相类者,林檎、梨向木瓜砧上,栗向栎砧上,皆活;盖是‘类’也。”极值得注意。十一世纪末,南宋初年,韩彦直《橘录》,记载永嘉(今温州)果农,培植朱圈(Citrus aurantium Decumana)实生苗,作为多种高级品种柑橘的砧木;同时代的温革《分门琐碎录》②中,记着柑、橘、橙都用枳树作砧。十二世纪末,金吴獭(?)所辑《种艺必用》,有一条“果实几经数次接者,核小”;其中“数次接”三个字,说明重复多次的嫁接,已很广泛,所以能作出这样一个概括。十三世纪黄河流域农书《士农必用》③,总结当时陕西、河南、山西、山东、河北等处嫁接桑树的技术知识,除了提出“时之和融,手之审密,封系之固,拥包之厚,使不致疏浅而寒凝”这一系列原则性指示,以及“春分前十日为上时,前后五日为中时”的时令要求之外,所记四种嫁接方式——“插接”(大致相当于现在的“舌接”)、“劈接”、“靥接”(又名“贴接”。又名“神仙接”,即“芽接”)、“批接”(又名“搭接”,相当于现在的“切接”)——已具备了至今常用的主要方法。而且还记有一套特殊办法可以将腊月中从远处取得的插条,保藏到明年正月间应用。此后四十年,王祯《农书》中《农桑通诀》部分,更将“接博”细分为六个方式,即“身接”(高砧)、“根接”(低砧)、“枝接”(即腹接)、“皮接”(大约相当于“袋接”)、“靥接”、“搭接”。这些记载,比上面所引欧洲十七世纪中叶的书面总结,要早三百五十至七百年。十四世纪以后,我国文献更多,就不必详细举出了。
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①总结见Benecke-Jost:Pflanze“physiologie,Bd Ⅱ,S.87—92.
②《分门琐碎录》,未见原书,据胡道静先生代查结果。
③《士农必用》原书,现在还未发现传本,止见到十三世纪初年元初官农书《农桑辑耍》中的引文。
我国嫁接技术的来源无史料可供考证。推测起来,大约应当从扦插发展而得。《诗经·齐风》有“折柳樊(即围)圃”,是否真正扦插还不能肯定。《战国策》中,却有一段极有意味的比喻①:“夫杨,横树之,则生;倒树之,则生;折而树之,又生。然使十人树杨,一人拔之,则无生杨矣。”这段文章,大致是公元前四世纪末年的人写下的;说明当时对杨树插条极性表现的微弱,已有深刻认识,则对于一般插条的极性,当然了解得更明确。如果不是早已知道利用扦插,这个比喻是作不出来的。公元二世纪中,崔寔《四民月令》中,记有“二月,尽三月,可掩树枝”,并且说明“埋树枝土中,令生根;二岁以上,可移种矣”,是我国用压条法的最早记载。公元四世纪,
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①《战国策·魏策》,惠施劝田需的话。
有一部称为《食经》①的书,其中有一条“种名果法”:“三月上旬,斫取好直枝,如大拇指,长五尺,内(即纳)着芋魁中种之。无芋,大芜菁根亦可用。胜种核,——核,三四年乃如此大耳。”这个办法很值得注意。这么利用芋或芜菁中的水分、有机物质,以及生活组织中生长素类物质,帮助伤口复元生根,固然是很好的经验,而由这种经验,进一步就能过渡到利用其他同种或相近种类树木的根,作为介接环境,加速扦插的成功;也就是说,这种经验,供给嫁接技术以启发思想。《齐民要术》中所记嫁接方法,称为“插”;所记嫁接的好处,是“插者弥疾”(即成熟更早);“插”的意义是“刺人”,即在接穗刺入砧木,和《食经》“种名果法”所说的“纳”意义相同。也许四世纪末五世纪初,果树栽培者已发现芋或芜菁的作用,尽可由树桩代替;而树桩原有根系,供给养分水分的效果,却比芋或芜菁更实际而且持久,因此便将插条刺入砧木中来繁殖。我们知道,我国早期关于果树栽培的记录,所记都是黄河流域群众的经验。这些地区,自然环境和欧洲早期果园所在的地中海区域相差颇大。地中海区,春天温和潮润,嫁接扦插都容易成功。黄河流域,严寒干燥的长冬过去,接着来到的短暂春天,一般是冷风晴日,昼夜温差大,蒸发量高;还未生成根系的插条,已不易成活,暴露面积较大的劈切舌、切等更难保证。腹接、袋接等“刺入”的插法,砧木接穗两方面的困难都减少了,成功便较有把握。止有这种较原始的办法获得成效后,更复杂更细致的嫁接技术,才会有发展的基础。这些推测,完全出于想象,未必可以成立,希望专家赐教。
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①四世纪到七世纪中,曾出现过好几种名为《食经》的书,现在都已佚去。这里所说的,出自《齐民要术》引用的一段。
二、嫁接的应用
嫁接技术,最初止有生产斗争的实用意义;当作理论研究的一种工具,显然是后来的一种发展。最初利用嫁接法的理由,在我国应当是《齐民要术》所说的“插者弥疾”,即提早个体开花结果年龄,也就是《食经》“种名果法”中所谈的道理。嫁接最初利用在梨(用棠Pyres phaeocarpa或杜Pyrus betulae folia作砧木)和柿(用黑枣Diospyros lotus作砧木)这两种果树上,都在《齐民要术》中记载着;当时嫁接后的梨,“三年即结子”。在世界其他民族,这个要求也是创造嫁接法的重要原因。其次,有些栽培植物(果树和花木),没有种子,或种子不易发芽,不能取得实生苗;扦插又难成活,止好靠嫁接繁殖。我国南方所种柑橘类果树,早期都用枳或朱圈作砧木;后来更广泛地用于梨、苹果、荔枝、龙眼、橄榄……唐以后,牡丹盛行嫁接;海棠、山茶以及千叶碧桃等,都可用嫁接法取得新植株。这一类利用,也是世界各民族所共有。近来,对于某些药用材树、某些含有特殊工业用成分的树木,也应用嫁接法,加速发展种植数量。某些引入植物,原产地虽可用实生苗或扦插繁殖,但是对当地气候或土壤条件适应力低,不能生殖、生长,可以利用当地近亲种类作为砧木,提高适应力。有些优良老树,生产力衰退了,可以利用少壮砧木的根系,从嫁接中获得复壮效果。《士农必用》中所记插接劈切,主要就是为老桑树的复壮创造的;靥接也可以更新一部分枝干。嫁接可以改变某些树木的树形,即通常所谓“乔化”与“矮化”。《齐民要术》对梨树的嫁接,已提出可按栽种地点来选取接穗:“园中者用旁枝,庭前者中心”,注解说:“旁枝树下(即矮)易收(采果实),中心上耸不妨(房屋)。”此外,龙爪槐、垂枝柏等,用垂枝作接穗,可以将正常型枝改为垂枝型,作成观赏树。有些半乔木花卉,有自发变成灌木倾向的(例如枸Cotoniaster及珊瑚木Viburnum),嫁接后可以防止发生吸枝。多种花卉,自己的根茎过于纤弱,载不起繁茂的花;用野生植株作砧木时,便能禁受。西洋蔷薇、香水花等,多用单瓣蔷薇作砧木嫁接。我国用青蒿接插菊花,一株上可容七八个大形花序。优良品种成树,茎干基部受到器械伤害,不易挽救时,可用靠接法换上新根系。过于纤弱的枝条,也可以利用靠接方式使他们骈合。为了创制新奇,可以在同一砧木上,嫁接多个不同接穗,使一株果树上结出不同果实。我国有所谓“边桃边李”、“边梅边杏”、“梅李杏”以及一棵青蒿上接上多种不同菊花的办法。西方国家市郊果农,也往往种植这种多果型苹果、梨、樱桃等。有些品种,自株授粉不孕,还有些雌雄异株植物,没有适当或足够的异性株,都可以用嫁接法获得果实。非洲尼亚萨兰引入千年桐(Aleurites montana)后,曾借这个方法取得桐子①。还有,因为操作错误,培植了大批不合理想的植株后,一律改作砧木,用嫁接法换成合目的的种类,也有过实例。某些果树花卉品种,具有抗病抗虫特色,可用来嫁接,使无抗性的植株,获得免疫性。不易接成的两个品种,有时可用靠接。靠接仍有困难,可以用“介接”的枝段,在中间“过渡”,施行重迭嫁接。以上都是园艺方面实施中发展出来的。近来,由这些实施,进一步发展,利用嫁接作为一种研究技术,来解决学理上的问题,曾获得许多优异成绩。
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①见BioL Abstr.17(1943年)14516所引Webster,C.C.;Nyasaland Agr.Quart, Jour.2:10—15.1942年.
嫁接应用于“纯理论”的研究,最早的应当还数嫁接技术本身的问题。嫁接后,常发生所谓“不协调”的现象。这种现象,有时表现得颇早——最早,是根本上接不成功;一般并不把这种情形算人“不协调”之内——有时,看上去接活了,但几年之后,接穗忽然整个死亡,或者从接口上断裂。有时,结实好几年之后,接穗上缀满了大量果实,正是结实旺盛的时期,一旦断裂,以致前功尽弃,造成重大损失。胡桃,竞有接后四十年之久,才表现出这种“迟发性不协调”的情形。为了了解其中底蕴,许多果树园艺学者曾企图从形态解剖、木材显微结构、生理、生物化学——如物质综成部位、转运过程、生物化学活性物质(生长素类、“中间产物”等等)——方面下手,研究观察,进一步提出解答。这方面,有些成就,但往往由于偏执一面,解答并不完全正确。
因为嫁接可以改变接穗感染病虫害的程度,所以利用嫁接来研究病理原因、免疫及感染机制,也成了一个重要方向;近来“病毒学”方面,利用嫁接法的特别多。也还有人在寻找能抵抗喷药损害的砧木。
植物生理学和植物生物化学方面,为了要了解植物体内某些特殊物质(如生物碱、萜类、色素、苷类……),究竟在哪些部位综成?如何运转?如何分解?……也利用种间嫁接作探索。用茄科植物嫁接来研究烟碱、莨菪碱、颠茄碱、马铃薯球蛋白等的综成中心,已获得相当丰富的成果。关于“成花素”、“开花素”的争论,有人用靠接乃至嫁接来作实验说明①。还有组织培养和形态建成方面的研究中,考虑组织分化机制时,也有用过类似嫁接的方法,试探顶端生长点对培养中薄壁细胞的分化所生影响的。对物质运转过程及极性等,也有人用嫁接法探索,获得一些启示性结果及证据。
嵌合体是嫁接用于遗传学研究的开端。本世纪初到前十年左近,嫁接曾多次以“无性杂交”的名称,出现为一种研究技术。
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①罗士苇等编《植物激素》第五章,1963年,上海。
三、种间嫁接
高等植物分生组织的分布及活动,是强大复元再生本领的根据。由于复元再生本领强大,所以扦插和器官移植容易成功,这就是嫁接技术的基础。嫁接的成就,又开创了种间嫁接这一个特殊的方便。植物的种间嫁接,有大量的记录材料。这些材料,有的非常明确肯定,有的多少有些可疑,还有一部分,则似乎颇为神奇怪异,情况很复杂。我们现在依主观判断,把这些记录,归纳作三类:1.经过多次实际证明,确凿可信的。这些,绝大多数就是同一“种”的各个变种、或亚种、“变异型”品种,其次是同一亚属的各个种,或同一属的亚属和相近的属所作实施;科之间嫁接,要算作特例。我国用棠(褐梨?)、杜,乃至木瓜作梨砧,海棠果、沙果、三叶海棠作苹果砧,黑枣作柿砧,枳树、朱圈作柑、橘、橙、金橘的砧木,用穀接荆桑,鲁桑接荆桑,以及梅、杏、桃、李互换嫁接,千叶碧桃、缃桃、千叶山茶、茶靡、木香等都用单瓣植株作砧木,菊花用青蒿接等。西方国家这类的例也很多。著名的“黄金两”(Cytirsus Adami,用紫木豆C.purpurea和金链花La- burnum vulgare嫁接而成)曾以彩色插图,出现于经典的植物学教科书中。Strasburger的Lehrbuch der Botanik,及其多种文字的译本中,果树花卉许多屡经证实的嫁接,应当都属于这一类。可是,我们还必须记住,同样也是多次实践中证明了的另一些事实:同“种”的变异型、品种、变种和亚种,常表现高度不协调,有时根本上接不活;而且,有时不协调的程度比异种间反而大些。有些可以协调的品种或种间嫁接,接穗与砧木的关系不能对调。嫁接能否成功,成功后有无迟发性不协调,往往由砧木接穗间年龄及过去生长条件等决定,常作不出概括性结论。
2.传说已久,但实践效果始终“不可捉摸”的:《齐民要术》“插梨第三十七”,有一个小注“桑梨大恶;枣及石榴上接得者为上梨,虽治十,收得一二也”。这个注,不论它是否真是著者原文,或是后人搀入,所记内容,总是有些问题的。放下梨和桑、枣、石榴进化系统上的亲缘远近不谈,木材结构相差不小,究竟如何愈合,很难想象。《农桑辑要》引有《博文录》①一条,说在枣树上钻一孔,将葡萄藤从孔中穿过,愈合后,切去葡萄根,所结的葡萄,就和枣一样坚实;最后还补上一句“北地皆如此种”。这句话,是南宋江南人记载黄河流域的情形,可能是“所传闻又异词”。《农桑辑要》编篡者保存着这句话,如果不是承认确有其事,也应当是“有此一说”。李时珍《本草纲目》(卷33,葡萄“集解”)引(南宋赞宁)《物类相感志》,也记有让葡萄穿过枣树的说法,但无“斫去葡萄根”和“北地皆如此种”的话。这种传说,流传颇广②。据说太湖洞庭山有这么一棵枣砧葡萄实物,可是东洞庭说它在西洞庭,西洞庭说它在东洞庭。南京有一位同志,找遍了东西两个洞庭山,查看了每一棵葡萄蔓,并未见到有枣砧。追问起来,大家推来推去,说“听人说过”,不承认自己有。又像金、元、明的书中,记有“桑树上接杨梅则不酸”,“牡丹于芍药根上接,易发无失”,“茄根上接牡丹”③,“木犀接石榴,开花必红”④,“柿接桃则为金桃”,“楝树上接梅花,则成墨梅”⑤等等。还
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①《博文录》,据倪灿《补宋史艺文志》,为宋陈元靓撰,共十卷。原书未见,止见《农桑辑要》引文。
②《种树书》,1962年农业出版社出版,康成懿校注本,第64面注释⑦,有一些总结,可以参考。
③见《种艺必用》,1963年农业出版社出版,胡道静校注本,第97、122、146条。
④见《种艺必用补遗》(即注③所举的《种艺必用》后附的部分)第201条。
⑤见《种树书》(版本同注②),55、48面。
有,传说中豇豆蔓上接黄瓜,结出来的瓜,止有七八分长,嫩而且脆,是腌制“虾瓜”①的材料;用凤仙花接壶卢蔓,结下的小壶卢可作妇女们的耳坠……同样的传说,在其他民族中也不少;例如欧洲人相信长丝瓜是菜豆和南瓜嫁接所得之类。这些传说,究竟有多少实践根据,我们没有足够的材料,不能立即作出结论,不过从经验看来,总觉得现实性不会太高。
3.有些“科学的”报导,真实性方面无可怀疑;但是否真正算是“嫁接成功”,则要看嫁接的定义决定。1927年,澳洲昆士兰Herbert报导,有一株单子叶植物和一株双子叶植物(木蔓和树),形成了“天然嫁接”,互相交换养分,但并无管束上的联络②。1930年,美国宾西尔凡尼亚的Derickson,,说他发现有西班牙栎树(Quercus rubra)和欧洲甜樱桃(Prunus avium)在根部形成“天然嫁接”③。
同年,Simon在Jahrbficher fur wissenschaftlichen Botanik(72:137—160)报告他用紫茄(Solanum melongena)和毛萼血苋(Iresine Lindeni,苋科)嫁接,愈合之后,接穗上新分化出导管出来,建立了“简单的接触”。1931年Kunkel报导,他将患有病毒的紫菀(Aster)带芽枝条,插在桃树上,这些草本枝条,生活了两个月④。所有这些例,乃至于菟丝子与槲寄生和寄主的关系,Robe,s都当作“嫁接”的情形⑤。
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①“虾瓜”是江南有名的精致咸菜;据多次了解,所用材料,止是拔蔓时残留下来的小瓜,并不是象这样嫁接获得的。
②Biol.Abstr.(1932年)6:18443所引P.Roy.Queensland,39:115—118,1927年.
③Derickson,S.H.,Proc.Penn.Acad.Sci.4:27—29,1930年.
④Kunkel,L.O.,Contr.Boyce Thompson Inst.3:85—123,1921年.
⑤同168页注②。
四、一些试探性的假定说明
嫁接牵涉到植物学的许多部门:从分类学的基本理论体系,到形态、生理、生物化学、生态、遗传,到园艺的果树、蔬菜、花卉各方面,都有关系。目前这点简略的总括,触及的文献虽极贫乏,却已经可以显示出,从古至今,东方西方两个主要文化传统中,关于嫁接,都有紊乱之处。上面所引Roberts的叙述,是美国近代果树园艺实践专家,总结着479种文献作成的评介,可以代表一般工作者认识上的分歧。这个问题,很值得从生理学的理论角度,作一番整理与澄清。因为近年在教学讨论中,以及各方同志的咨询里面,得到一些启示,自己由纯粹的冥想,形成了一些粗浅的偏见;现在简略提出,作为边哨上的初讯,请求大家指教。“负信号可以引起正面而有益的反应”;外行人不正确的意见,有时能刺激专家们,让他们注意目前偶然忘记或未注意到的事件,因而引导出优异的实验研究方向,使理论得到提高。倘使我现在所给的负信号,能在我国植物学者中引起正面有益的反应,那就是极为可庆幸的事了。
首先,想考虑用生理学的语言,为“嫁接”画一个界说。我想,“嫁接”应当解释为用人工使接穗脱离自己原有根系,利用砧木根系为吸收土壤养分的器官,继续生活生长到进行生殖。除了靠接中接穗暂时还保留自己的根系,但后来仍要脱离,完全依靠择定的砧木之外,所有其他嫁接方式,接穗都是割断下来的枝条,割断后,便立刻没有原来的根了。任何植物都不能自主地使苗系与根系脱离;由于自然的器械伤害离根的苗系,尤其不能自己找一个砧木,来利用它的根。
因此,“天然嫁接”这个名称,根本不能成立。Herbert(澳洲)和Derickson(美国)所见到的情形,是“自然愈合”。愈合后,两个植株仍各有独立自主的根系,至多也止能和靠接前段操作完成后的情形相比,绝非已完成的嫁接。这种自然愈合,苗系比较少见,但也并不稀罕:我国所谓“连理枝”和“连理树”,便是两个植株地上部自然愈合的情形。根系活动空间较小,接触后彼此紧压,极易愈合,近来发现的很多。我国古书中记载的“同根树”恐怕比“连理树”还多。Herbert说明了他所见的“天然嫁接”中,没有管束上的交通,似乎连愈合都还有问题在。
其次,嫁接整个过程,也应当试以植物生理学的名词,作一番归纳。我估计,第一步操作,是对作为接穗和砧木的两个植株,加以强烈器械性创伤,造成暴露面伤口。第二步,使两个伤口尽可能地严密接触。第三步,在接触面以外,造成一个湿度大而透过性低的包护层;多数还无意中向伤口供给一些能促进细胞分裂或生长的激素类物质;罗马人用粪土包裹(Ro- hens对这点很注意,以为粪土供给了生长素)。我国《士农必用》中记下要将接穗及靥接用的带芽树皮,含在口中,让唾液滋润,唾液中就有口腔细菌所产生的吲哚羧酸及派生物;《种艺必用》中,推荐用尿多次浸透晒干的泥土包裹,也是供给生长素的一种方法。作完了这三步(除了靠接还有将来要切断一个根系之外),人类的操作便终止了;以后,仅仅经常维护管理,听任这两个受伤的植株残部,进行它们自己所能办到的自节调整——复元,再生,分化,愈合。
我不相信:植物体的生活细胞,彼此完全被细胞壁铜墙铁壁似地隔断着。相反,我觉得一个生活植物体内所有生活细胞,正常都应有“胞间连丝”或其他原生质桥梁①,彼此相互联
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①Lames及MacDaniels,Text-Book ofPlantAnatomy(1951年,第二版)中的说法。他们承认连丝存在,但认为还另有其他桥梁。这方面,吴素萱、娄成后各位关于“核穿壁”的研究,是一步很大的讲展。
系,全部结合为一个“原生质联体”整体,像动物体的原生质一样。细胞壁虽则也是一个整体的构架,而且还需要有这个构架,水链系统才有依附根据,来供原生质联体吐纳水分,但决不会由这个构架将原生质割裂成闭锁的小块,断绝它们相互的交通。这两点,原是根据“陈旧”的观念:从前世纪末,Tangl①提出“原生质的交通”即现在称为“胞间连丝”的原生质丝。值得顺便提及的,Tangl的“原生质交通”,正是以嫁接成功后的枞属植物,接穗与砧木间的胞间连丝为根据;而且胞间连丝所“通过”的壁孔,曾有一段时间称为Tangl’s Lǒchelchen(T氏小孔)。本世纪初,Dixon②提出水内聚学说后,本已不成问题。可是本世纪二十年代以后,植物细胞生理学方面许多工作,注意力集中在以细胞为单位来研究,发展下来,大家欢喜将各个细胞,“割裂”着讨论,似乎每个细胞里面的一小块原生质,先天地自己用细胞壁与“质膜”两重墙壁紧密闭锁起来,细胞间一切交流,都止可靠渗透性透过质膜来执行。因此原生质联体这个整体观念,很长一段时间已经束置高阁,细胞壁也在观念中逐渐变成了钢板。现在恢复从旧观念出发,将整体性赋予原生质联体,并且假定原生质联体与细胞壁水链系统相互依赖存在——没有水链系统,原生质联体不能生活;没有生活原生质联体从根尖到苗尖调节着,水链系统也不能维持存在。——这个基本假定,是否正确,先请求大家考虑决定;如果假定根本不能成立,以下的推论也就完全失去根据。
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①Tansl,1879年:Jahrb.wiss.Bot.12,170-190,尤其是Sitz.Akad.Wien,90(Abt.1)10-38(1884年)“植物组织内原生质的连续存在”,值得重读。
②Dixon,1914年,Transpiration and the Ascent of Sap in Plants:又1924年: The Transpiration Stream.
接穗这么一个切断下来的部分,应当保有生活的原生质联体;不过它的生命活动,正处在低潮中:一切物质代谢,包括水和有机物,都很微弱,从而生长速度,也小到无可测定。因此,《士农必用》所推荐的接穗保藏方法(包扎后,放在新的柿漆油篓中,加蒲穰塞满,再密封住),应当可以有效地把它们保存一个月左右,不致死亡。但是既经切割,伤口附近的原生质,毕竟已经受过强烈伤害,一部分已破坏死亡,未死的,应当由收缩蛋白质的牵引,向邻近健全细胞中退缩回去。原生质联体中邻近伤口一段,内部要起一系列“自节调整”变化,作为复元与再生的准备:创伤造成的器械性的刺激、和暴露面上氧分压骤然加高,似乎都应有局部提高呼吸强度的效果;受伤死亡的原生质拆卸分解,产生一些小分子产物,归入“中间产物公积”中,一部分当作呼吸基质,消费供能,一部分应由“升变”综合成新原生质,构成部件。局部加强呼吸所产生的能,一部分消散为热,可以助长综合反应。伤口附近胚胎状细胞,可以用新生成的原生质进行生长、分裂,造成过渡性愈伤组织,为复元的根据。原则上,由于接穗都是含死组织较少的器官,生活原生质的保水能力,应当可以发挥大作用,制止过蔓失水。砧木伤口附近,当然也会有同样的自节调整与复元准备。不同的,也许伤口的失水和呼吸,可以引起根系某种程度的吸水活动。这方面,希望能有实验观察的数据,作确切的说明。推想中,愈合过程中,会有“核穿壁”现象出现。
从受伤后开始自节调整,到与砧木完全同步泯合,接穗最大的问题,是获得足够的水分供给,以保证原生质生命活动的进行。切割造成伤口失水还是小事,最大的扰乱是使接穗中水链系统与原有水源破断,一时不易得到正常补偿。尤其当环境温度增高后,自然蒸发量加大,原生质生命活动加强时所需水分也增多后,必须有更多的补给。止要有足够的水分供应,接穗原生质联体中所含后备性养分,可以供给它进行相当正常的生命活动:花芽叶芽,都可以继续生长,以至全部展开,到原有养分耗竭为止。可以由花瓶中所插花枝,体会到这些情况。
接穗对于水分(和无机盐)的供应来源,一般似乎并无苛刻要求。花瓶中的水可以用,湿润土壤可以用——扦插用插条可以说明——乃至另一生活植株中的水链系统也可以用。上面所说Kunkel用紫菀插在桃树上,生活了两个月,未必为嫁接成功,而止是桃树所供水分,够它的需要。另外,生活的砧木,也可以供给某些小分子的有机养分——止要适合“专一性”的要求,或至少“无毒”——作为呼吸基质与综合新原生质的构成部件。前些年,盛传棉花和柳树无性杂交成功,苹果幼果和南瓜大形果实无性杂交成功,豌豆和玉米无性杂交成功……看来大致应是“插”活了而不是真正的嫁接,与《食经》所记用芋或芜菁来插果枝的前一段过程同样。
接穗也尽可以利用砧木所能供应的一切物质,进行生长与分化,形成新的传导管束,乃至长出新的器官,但不达到同步泯合。这时,砧木的作用,止是一种“培养基”,接穗等于半寄生个体。前面所引Simon的实验——紫茄与毛萼苋的“嫁接”,——就止可以当作这样的例处理,决非真正的“嫁接”。从原则上说,菟丝子乃至于槲寄生,止是寄生与半寄生,谈不上接穗砧木。倒过来,雨林和季雨林中某些着生植物,特别是兰科的某些种类,生长后期,根系被所着生的大树吞没后,会被迫营半寄生生活,同样也与“嫁接”无关。
很明显,接穗与砧木各自原有的“新陈代谢型”,对两者的愈合及愈合后生命活动的同步泯合,是重要的内在决定因素。作为原生质基本结构物质的蛋白质巨分子,其蜗旋的内径、外径、旋向、分子内氨基酸序列及侧链位置、方向以及所附酶性辅基性质、序列、活性要求等专一性最高的特征,如果彼此相同或极相近,则两个切断了的原生质联体,相互接触后,止须经过较小的调整,便可以很快地融和,两个联体也就很快地汇合成为一个完全同步泯合的整体,以后的生命活动,可以有最好的物质基础,协调前进。接合时,形成层彼此完全凑上(事实上这样的例不容易有),加上内产及外加生长激素类物质的辅助,自然最方便。纵使有些参差,在两个原生质联体接触泯合,物质交流畅通之后,分生组织可以重新分配,通过吸入重组、原生质增长、细胞分裂、分化等活动,终会有共同形成层联接,不过完全同步泯合所需的时间稍长一点①。劈接时砧木很大,接穗相对地小,砧木含过多的死组织,很难全部吸入重组,但始终可以融和,不会有什么不协调,不过树颈不美观而已。
要是原生质基本结构相差颇大,接触后,双方的蛋白质巨分子不能融和,甚至在楼口相互凝聚或沉析。或一方的某些代谢产物(如酚陛化合物),使对方蛋白质变性沉析,结果物质交流有阻碍甚至闭锁,接穗可以死于饥饿或干燥,砧木如没有残留的光合组织,也会饿死。远缘嫁接之所以死于不协调,这里可能是最重要的原因。如果相差虽大,短期的相互调整,即使不能达到同步泯合,但原生质联体在某些点融和了,水分、盐分,乃至小分子中间产物公积,可以交流,专一性高低程度不同的成分,可有综成机会。这样的嫁接,为生物化学开辟过新途径:某些生物碱和色素的综合,某些中间产物的代谢过程都曾由这类嫁接获得一些启示性结果。这里面,有程度种种不同的不协调,也有种种适应性改变:包含许多实验研究课题。
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①参看.Krenke,1933年Wundkompensation,Transplantation,und Chim?ren bei pflarizen.
新陈代谢型至今还是一个笼统概念。它代表着许多酶促性以及非酶促性生物化学反应的总和;代谢中间产物与终结产物的专一性,也有种种差别与改变。作为生长及细胞分裂物质基础的原生质增多,以综合大于分解为根据。综合反应过程,哪一些,哪几个步骤,可以由相类似材料代替?或者化学结构相近似的化合物反而会引起兢取性抑制,阻碍综成?需要些什么辅助性条件?——例如Skoog和崔潋等所发现的,腺嘌呤与吲哚乙酸比例的改变,决定烟草组织分化是生根还是生芽①——固然未必绝对一成不变;但是,改变需要多久时间?一些什么条件?诸如此类,具体全面的总结,暂时还不能作出。不过,从基本原理上看,如果说,这些过程,都是无穷无尽的适应性反复改变,是发展着的矛盾,随时统一有随时转化向新的矛盾再统一,大概应是实际情形。一年生植物,短促生涯中,协调不了是常事;多年生植物,更未必始终都完全协调。不协调,发展到某种地步,可以爆发成局部乃至全面的崩溃。一株实生苗的树,还会因为内部种种程度不同的不协调,死去一些小枝条乃至于一部分大枝干,最后全树也始终是必死的。嫁接,勉强使两个个体的残部,凑合在一处共同生活;即使表面上看来已经完全同步泯合,实际上既然先天地已经埋下不协调的因子,过了三年五年,十年二十年,乃至于四十年,接穗断裂或死亡,正也不难理解。显然,“不协调”也是一个笼统的概念,矛盾的方面及来源很多;不会在所有事例中,都止是一种唯一的因素在发挥作用。用某一种独特的理由或原因,来说明嫁接中不协调现象的全部,恐怕不会很圆满合理;希望根据实验研究,分别对待加以说明。
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①参看罗士苇《植物组织培养研究的现况和展望》,《科学通报》1963年1月,23面。
有些研究工作者,认为某些不协调的原因,是病毒传染的结果;还有些人以为矮化也是病毒引起的现象。病毒学学者们自己没有作出大家都同意的结论以前,外行人很难代替说话。但是,从营养的整个局面看,病毒病终结现象之一,是复合蛋白质的综成走上了不正常轨道,生成对生活植物本身无益的复合物,生活细胞陷入饥饿。饥饿,可以使植株矮小,也可以导致死亡与枯萎断裂,正是一种代谢上严重的“不协调”。设想中,原生质基本结构里面蛋白质巨分子蜗旋是依照旧有分子“样板”在旧分子附近塑造出来的,则纵轴“统计的走向”大致也应相当恒定。因此,原生质流动或收缩时,流向流速,会受到这种走向的影响;而某些非结构的大分子溶质或溶胶,通过原生质基本结构转时,也会受到“指定”。原生质联体中养分流动,通常有极性方向,或者与这些因素不无关系。接穗的根苗极不能倒转;环割一圈树皮颠倒极性接上,常使嫁接延迟甚至失败,是不是养分流极性现象所决定的?同一个组合中的接穗与砧木,关系不能倒转,也许仍得由极性的决定方面下手去进行研究。
一般地说,砧木既保存原有根系,对原有环境,已有较久的适应性作基础,因此在嫁接后的同步泯合中,常表现优势决定。实际分析,证明砧木对接穗的影响,常大于接穗对砧木的作用。矮化、乔化、适应风土本领等,多半是砧木发挥优势影响,从理论上了解,应是必然。多重嫁接中的介接枝,可以缓和但不能消灭砧木的决定力量。靥接所用接穗,既止是未开展的芽,所带原植株的物质量小,塑性又高,当然受砧木的影响更大。可是砧木完全去枝摘芽之后,有机养分来源主要得自接穗,自然也不免有动因出自接穗的改变。嫁接成功,要靠砧木与接穗的互相适应,不是完全由一方面主宰。不协调的责任,双方都有,也要根据实验研究,分析说明。
以上这些推论,完全出自纯粹的冥想。冥想是不可信赖的,实验研究才是解决问题的正确途径。我的愿望,止在提出一些要求,请实践工作者考虑;希望由负的信号引起正面反应。
(《植物生理通讯》1963年第5期)

