林木生物技術育種的現代應用

孫秀麗

當今經濟增長快速，但資源過度開采對生態環境造成了嚴重負擔。我國國土面積較大，但森林覆蓋率較低，我國森林面積僅占世界森林面積的3.9%，人均林地占有量僅為0.12公頃。至改革開放以來，森林面積減少了11.5%，林業的種植面積也急速減少。我國林木育種從20世紀60年代首個種子園建立起步，隨后我國將林木育種被納入科技攻關計劃，并開展瀕危珍稀樹種調查與保存等工作。生物技術包括基因工程、細胞工程等多種工程。近年來，隨著生物技術的迅猛發展，結合林木遺傳變異規律及林木育種理論為指導，林木在高產、高品質、抗性、矮干、熟期等多種性狀方面得到提高，林木選育水平呈現跨越式發展。

目前，廣泛應用于雜交培育、品種及純度鑒定、多樣性分析、構建遺傳圖譜等主要方面的林木分子育種生物技術方法包括：限制性片段多態性技術、隨機擴增多態性標記技術、擴增片段長度多態性標記技術、簡單重復序列標記技術、簡單重復序列問擴增標記技術及第三代分子標記單核苷酸多態性標記技術。發展林業依賴大量苗木，但自然條件下苗木生長周期長，林木分子育種可大幅度縮短育種周期。

伍寧豐等將AalT基因（特異毒殺鱗翅耳昆蟲的神經毒素）通過農桿菌導入南方楊樹，并成功整合到楊樹基因組中，轉基因楊樹對一齡期舞毒蛾生長的抑制作用明顯。Mcnabb等將Pin 11基因（馬鈴薯胰蛋白酶抑制劑基因）導入楊樹；Klopfenstein等將Pin 11基因導入雜交楊，轉基因植株能明顯抑制幼蟲生長。桉樹資源豐富、種問易雜交，且我國引種桉樹已有多年，利用分子標記技術鑒定桉樹種質資源尤為重要。高建明等對青楊、黑楊的楊樹種質利用擴增片段長度多態性技術進行鑒定和遺傳相關性研究，基本區分了我國原生品種和引入品種。

林木生長周期長、遺傳材料較難構建，給其數量性狀的研究造成困難。數量性狀基因座是指控制數量性狀的基因在基因組中的位置。農藝性狀和品質性狀大多表現出數量性狀的遺傳特征，表現為連續變異，受多基因控制。Souza在構建橡膠樹遺傳連鎖圖譜的基礎上對生長性狀進行了數量性狀基因座定位，發現春季測定樹高性狀的數量性狀基因座與秋季測定樹高性狀的數量性狀基因座不一樣。Gailing以歐洲櫟全同胞子代為材料，對葉片形態性狀進行了數量性狀基因座分析。

常用的育種技術包括細胞工程技術、組織培養技術和轉基因技術等。近些年最為常用的是細胞工程技術。體細胞胚與人工種子技術已成功培育出大量優質林木胚胎。至1958年我國首先發現體細胞胚后，已在10多種植物上誘導成功，包括楊樹、云杉、按樹、落葉松等幾十種重要樹種。植物細胞具有全能性，在適宜條件下可分化形成完整植株?；谶@一特性，可根據不同需求，對組織或細胞進行細胞雜交等遺傳操作，改變其遺傳特性，選取具有所需特性的優良品種育種。利用嫩枝、子葉、針葉、胚、下胚軸等組織（器官）進行微繁成功的樹種有30多個科、120多個種。針葉樹有花旗松、巨杉、歐洲赤松等近30種，闊葉樹有木麻黃和大葉相思等近70種。通過花藥培養誘導單倍體取得顯著進展的有20多個種。endprint