林木生物技术育种的现代应用

孙秀丽

当今经济增长快速，但资源过度开采对生态环境造成了严重负担。我国国土面积较大，但森林覆盖率较低，我国森林面积仅占世界森林面积的3.9%，人均林地占有量仅为0.12公顷。至改革开放以来，森林面积减少了11.5%，林业的种植面积也急速减少。我国林木育种从20世纪60年代首个种子园建立起步，随后我国将林木育种被纳入科技攻关计划，并开展濒危珍稀树种调查与保存等工作。生物技术包括基因工程、细胞工程等多种工程。近年来，随着生物技术的迅猛发展，结合林木遗传变异规律及林木育种理论为指导，林木在高产、高品质、抗性、矮干、熟期等多种性状方面得到提高，林木选育水平呈现跨越式发展。

目前，广泛應用于杂交培育、品种及纯度鉴定、多样性分析、构建遗传图谱等主要方面的林木分子育种生物技术方法包括：限制性片段多态性技术、随机扩增多态性标记技术、扩增片段长度多态性标记技术、简单重复序列标记技术、简单重复序列问扩增标记技术及第三代分子标记单核苷酸多态性标记技术。发展林业依赖大量苗木，但自然条件下苗木生长周期长，林木分子育种可大幅度缩短育种周期。

伍宁丰等将AalT基因（特异毒杀鳞翅耳昆虫的神经毒素）通过农杆菌导入南方杨树，并成功整合到杨树基因组中，转基因杨树对一龄期舞毒蛾生长的抑制作用明显。Mcnabb等将Pin 11基因（马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因）导入杨树；Klopfenstein等将Pin 11基因导入杂交杨，转基因植株能明显抑制幼虫生长。桉树资源丰富、种问易杂交，且我国引种桉树已有多年，利用分子标记技术鉴定桉树种质资源尤为重要。高建明等对青杨、黑杨的杨树种质利用扩增片段长度多态性技术进行鉴定和遗传相关性研究，基本区分了我国原生品种和引入品种。

林木生长周期长、遗传材料较难构建，给其数量性状的研究造成困难。数量性状基因座是指控制数量性状的基因在基因组中的位置。农艺性状和品质性状大多表现出数量性状的遗传特征，表现为连续变异，受多基因控制。Souza在构建橡胶树遗传连锁图谱的基础上对生长性状进行了数量性状基因座定位，发现春季测定树高性状的数量性状基因座与秋季测定树高性状的数量性状基因座不一样。Gailing以欧洲栎全同胞子代为材料，对叶片形态性状进行了数量性状基因座分析。

常用的育种技术包括细胞工程技术、组织培养技术和转基因技术等。近些年最为常用的是细胞工程技术。体细胞胚与人工种子技术已成功培育出大量优质林木胚胎。至1958年我国首先发现体细胞胚后，已在10多种植物上诱导成功，包括杨树、云杉、按树、落叶松等几十种重要树种。植物细胞具有全能性，在适宜条件下可分化形成完整植株。基于这一特性，可根据不同需求，对组织或细胞进行细胞杂交等遗传操作，改变其遗传特性，选取具有所需特性的优良品种育种。利用嫩枝、子叶、针叶、胚、下胚轴等组织（器官）进行微繁成功的树种有30多个科、120多个种。针叶树有花旗松、巨杉、欧洲赤松等近30种，阔叶树有木麻黄和大叶相思等近70种。通过花药培养诱导单倍体取得显著进展的有20多个种。endprint