淺談生物技術(shù)在林木育種的應(yīng)用

徐陽梅

摘 要 生物技術(shù)的快速發(fā)展給林業(yè)育種也帶來了很多新的發(fā)展機遇，目前基于生物技術(shù)的林業(yè)育種是社會研究的熱點問題。傳統(tǒng)的林業(yè)育種有著非常多的弊端，比如森林病蟲害嚴重、林業(yè)育種優(yōu)選存在漏洞等。目前生物技術(shù)已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于林業(yè)育種中，并且取得了一系列的成果，本文重點討論生物技術(shù)在林木育種的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 生物技術(shù) 林業(yè)育種 基因改良

一、引言

我國林業(yè)育種雖然取得了一系列的成果，但是由于我國林業(yè)育種技術(shù)起步較晚等原因，目前該項技術(shù)與發(fā)達國家相比仍有一定差距。林業(yè)育種技術(shù)要求具備非常高的實踐性，目前生物技術(shù)中分子育種技術(shù)、基因工程等相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成功運用于林業(yè)育種實踐中，討論生物技術(shù)如何推動我國林業(yè)育種技術(shù)快速發(fā)展具有非常高的現(xiàn)實意義。

二、分子育種技術(shù)在林業(yè)育種中的應(yīng)用

目前林業(yè)育種技術(shù)中DNA分子標記技術(shù)被廣泛使用，因為隨著人類活動對自然生態(tài)的影響力度不斷擴大，相關(guān)生態(tài)族群出現(xiàn)了基因遭到破壞、基因遺傳多樣性扭曲等一系列嚴重的后果。在此背景之下，DNA分子標記技術(shù)為林業(yè)育種中的相關(guān)問題提供了解決思路。

以知名學者張博在美洲黑楊的研究成果為例，討論分子育種技術(shù)在林業(yè)育種中的重要應(yīng)用。遺傳圖譜的建立是林業(yè)育種工作中重要的一個環(huán)節(jié)，張博選用美洲黑楊作為林業(yè)母本，建立遺傳圖譜，并且通過相關(guān)技術(shù)建立DNA池。張博在此基礎(chǔ)上成功篩選出了與抗黑斑病性狀基因相連鎖RAPD標記，為林業(yè)育種中的相關(guān)病蟲害的解決提供了寶貴的經(jīng)驗。所以基于遺傳進化的林業(yè)育種技術(shù)對分子標記技術(shù)的要求較高，而DNA分子標記技術(shù)恰巧滿足相關(guān)要求，同時DNA分子標記技術(shù)在應(yīng)對環(huán)境改變基因這一問題上也有相當理想的實驗效果，特別是在覆蓋植株差異基于研究方面有著不俗的表現(xiàn)。所以DNA分子育種技術(shù)可以有效改變傳統(tǒng)林業(yè)育種中的弊端，從引種、育種、產(chǎn)量優(yōu)化等源頭改變林業(yè)育種技術(shù)。

分子標記技術(shù)是遺傳個體間的遺傳標記，反應(yīng)生態(tài)遺傳多樣性。與其他分子標記技術(shù)相比，DNA分子標記技術(shù)有著如下幾個方面優(yōu)點，首先是DNA分子標記技術(shù)對隱性的形狀標記有較高的便利程度，這一點非常契合林業(yè)育種中的要求，為林業(yè)育種中分子標記提高了可靠的技術(shù)保障，其次就是DNA分子標記技術(shù)實現(xiàn)簡單，這也是該項技術(shù)在林業(yè)育種中能夠大規(guī)模被應(yīng)用的重要原因之一。

三、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在林業(yè)育種中的應(yīng)用

轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指用人工的方式將其他生物的DNA導(dǎo)入受體生物的一種生物技術(shù)，目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)在林業(yè)育種方面已經(jīng)有著相當多的應(yīng)用，特別是在林業(yè)育種中抗病蟲害研究方面有著良好的效果。

比如Fillati成功實現(xiàn)了抗舞毒蛾和天幕毛蟲效果的楊樹轉(zhuǎn)基因植株，該項技術(shù)成功地運用到一系列病蟲害殺毒藥品研究中，使得相關(guān)林業(yè)病蟲害的解除效果高達70%以上。而根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，轉(zhuǎn)基因技術(shù)為基礎(chǔ)研制而成的相關(guān)藥物對舞毒蛾的解除效果甚至達到了80%至90%之間。除了轉(zhuǎn)基因技術(shù)在林業(yè)育種中顯示出的不凡的抗病蟲害效果，轉(zhuǎn)基因技術(shù)還可以有抗逆性和控制育種改良、生產(chǎn)植物藥物等多種廣闊的前景。在轉(zhuǎn)基因?qū)崿F(xiàn)抗逆性技術(shù)研究中，許多植物基因改良后根部的穩(wěn)固性明顯有所增強，且根系的深度也有所提高。比如抗凍蛋白（AFP），這種基因技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于草莓、大豆等植物的育種環(huán)節(jié)中。同時在控制育種改良轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以改變傳統(tǒng)的育種優(yōu)選方法，比如講花粉DNA通過相關(guān)技術(shù)導(dǎo)入至大豆栽培中，該大豆的蛋白質(zhì)含量明顯有所提升。

雖然目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)還沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用，同時轉(zhuǎn)基因技術(shù)目前也存在著一系列質(zhì)疑的聲音。但是轉(zhuǎn)基因技術(shù)在林業(yè)育種中的起到的效果十分明顯，特別是在應(yīng)對病蟲害防治、育種優(yōu)化等方面，所以大力將轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用于林業(yè)育種技術(shù)中對推動林業(yè)技術(shù)發(fā)展有著非常重要的意義。

四、組織培養(yǎng)技術(shù)在林業(yè)育種中的應(yīng)用

利用組織培養(yǎng)技術(shù)可以極大地提高林業(yè)育種的效率，因為可以較高程度降低林業(yè)育種中的重復(fù)性，所以組織培養(yǎng)技術(shù)在林業(yè)育種中有著相當廣泛的應(yīng)用。

比如，目前林業(yè)育種技術(shù)已經(jīng)在葡萄、草莓、白楊樹等40余種植物中取得成功。從實際育種環(huán)節(jié)來看，組織培養(yǎng)方式可以改變傳統(tǒng)育種中容易出現(xiàn)的胚胎失敗問題，所以很大程度上提高了林業(yè)育種的周期。特別是在一些早熟植物的育種環(huán)節(jié)中，組織培養(yǎng)基因突變率可以達到40%左右。另外組織培養(yǎng)技術(shù)還可以和其他生物技術(shù)進行深度融合，共同提高林業(yè)育種的效率。比如組織培養(yǎng)技術(shù)可以和DNA技術(shù)融合實現(xiàn)體細胞育種，進而實現(xiàn)林業(yè)育種中的優(yōu)選優(yōu)育。目前采用這一融合技術(shù)可以實現(xiàn)榆樹、桑樹等的種植。

組織培養(yǎng)技術(shù)培植而成的相關(guān)林木種子由于經(jīng)過人工授精的工序，所以可以很大程度上降低該種子的基因風險，特別是在林木一些關(guān)鍵性的部位如根部、莖部等可以實現(xiàn)達到少菌無菌的效果。利用組織培養(yǎng)技術(shù)進行林業(yè)育種，可以大幅度提升良種概率，改變傳統(tǒng)育種過程中植物成品質(zhì)量參差不齊的惡果，從而可以大幅度地提高林業(yè)技術(shù)帶來的經(jīng)濟效益。

五、結(jié)語

林業(yè)育種是一門實踐性很強的學科，而生物技術(shù)的興起對林業(yè)育種技術(shù)也起到了非常大的改變效果。正確處理生物技術(shù)和林業(yè)育種的關(guān)系有利于林業(yè)育種技術(shù)的進步，特別是將分子標記、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、組織培養(yǎng)技術(shù)等應(yīng)用于林業(yè)育種中已經(jīng)是目前的主流趨勢。任何一項技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展及其應(yīng)用都有著不確定性，將生物技術(shù)與林業(yè)育種深度融合之路還有待多方努力共同實現(xiàn)，所以對從事林業(yè)育種相關(guān)技術(shù)人員的事業(yè)心、責任心也有更高的要求。

（作者單位為貴州大學明德學院）

參考文獻

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