林業育種和生物技術的應用探討

陳仙紅 屈勇鴻

摘 要：林業發展極大程度上取決于育種技術是否成熟，傳統育種技術盡管可用于優秀樹苗，但培育周期較長，難以滿足社會發展需求，而應用生物技術可解決此問題。基于此，本文闡述了林業育種中應用生物技術可篩選優良品種，推動林業實現健康可持續發展。并從林木組織培養育苗、基因工程、細胞技術這幾方面出發，探究林業育種中生物技術具體應用措施，以期為相關工作者提供有益借鑒。

關鍵詞：林業育種;生物技術;應用

隨著科學技術的發展，我國在林業育種領域獲得了諸多成就，但相較于其他發達國家，仍有所不足，需創新、引進和應用生物技術，維持生態平衡，推動林業實現進一步發展。而生物技術則是利用生物體系，結合生物學原理與工程技術原理，通過加工或不加工處理相關底物原料，以生產市場產品。生物技術包含細胞工程、基因工程、組織培養等，與林業育種具有密切聯系，將此技術應用之林業育種內，可有效提高林木品質，滿足市場需求。

一、林業育種中生物技術應用優勢

林業育種作為林業發展的基礎前提，傳統林業育種主要是培育樹苗，盡管可獲得優質苗木，但受到培育技術落后影響，其培育周期較長，產量較低，難以適應當前市場對林木的需求。而生物技術作為新時期研發的科學育種方法，結合了工程技術與生物學，從生物基因與細胞切入，通過改造生物體讓其具備多種功能，且應用現代栽培技術讓種子能夠在短時間內培育成功，將育種周期縮短，提高產品質量，確保林業育種工作能夠順利完成[1]。同時，生物技術還可借助細胞基因技術，改善種子易感染病菌基因，進而減少植物生長中病蟲害發病幾率，培育更多優質品種，增加林業產量。

二、林業育種中生物技術應用措施

1.林木組織培養育苗

林業生產的重點在于生產大量優質種苗與培育良種。林木存在結構復雜、生長周期長、多年生特點，在繁育與良種選育方面難度較高。如，有形繁殖后代易分離，無法完全保持優良的母本形狀，而傳統的分株、嫁接、扦插等無性繁殖方式難以短期內擁有大量植株，對于季節性林業大規模生產需求難以滿足。生物技術中組培育苗方式可將上述問題解決，不僅能夠保持優良的母本形狀，還能短期內獲得大量植株。

林木組培培養是指利用林木組織器官作為外植體，迅速繁殖林木的技術，當前有120多種木本植物可利用組織培養防治，且逐年增加。1978年美國已經應用火炬松組培苗實現小范圍造林，于1983年里格斯苗圃生產規模已經達到100萬株，且加拿大、法國、德國等國家對于桉樹、楊樹、云杉等樹種培育也實行了系統性研究，達到了工廠化生產目的[2]。我國則是20世紀七十年代研究林木組織培養，在經過科研工作者努力下，馬尾松、桉樹、杉木、馬褂樹、桑樹、楊樹、泡桐、濕地松等樹種已經可利用組織培養獲得再生植株。我國當前林木組織培養邁入工廠化生產階段，且在華南、華北建立組織培養育苗工廠，部分研究中心年產桉樹組培苗達到了300萬株。

2.林木基因工程

現代生物技術中，基因工程作為其核心，為改良林木遺傳性狀提高了新的研究方向，經分離出的、經過選擇的外源基因植入到林木基因組內，借助其他物種定性基因，讓其在新遺傳背景中表達新性狀，進而創造育種資源。基因工程技術不會受到發育階段與環境的影響，打破了樹種之間雜交不親界限，結合人們目的與意愿對現有林木遺傳特性進行改造。近幾年，在桉樹、楊樹等20多種樹木中展開基因工程研究，其內容側重于抗蟲基因工程、抗病基因工程及抗逆基因工程。

（1）抗蟲基因工程。樹木生長中蟲害對其健康具有嚴重影響，甚至可造成森林大面積毀滅，大量噴灑農藥不僅會破壞環境、對人體健康造成危害，還會增加害蟲抗壓性，消耗諸多資金且對正常生態鏈造成影響。因此，可通過重組林木基因，以培育具有較強抗蟲能力的品種，減少蟲害損失。當前，部分科研工作者在楊樹中修飾改造蛋白酶抑制劑基因、抗蟲蛋白基因，構建表達載體，培育抗蟲轉基因植株。

（2）抗病基因工程。林業降低生產率的原因之一為病害，在林木中導入抗病基因應用前景廣泛，當前有抗真菌基因、抗病毒基因、抗細菌基因等。

（3）抗逆性基因工程。抗逆性包含林木抗鹽性、抗旱性與抗寒性。不同逆境條件脅迫所造成的反映具有相似之處，低溫、鹽堿與干旱等逆境均會引發林木受損，相應的抗逆基因，如甜菜堿脫氫酶基因、脯氨酸合成酶基因、CBF轉錄因子基因、AFP抗凍蛋白基因等已被克隆，且轉入至林木中獲得一定成果。隨著研究基因標記、林木分子遺傳土坯等不斷深入，抗旱、抗病及抗鹽基因定位會愈發深入，培育出更多生長良好、抗逆性強的品種。

3.林木細胞技術

近幾年來生物技術發展迅猛，特別是細胞技術發展較為成功，可在林木育種中應用該技術。植物細胞存在全能特性，此技術主要是利用植物細胞特性培養，在適宜條件下讓其發展為完整植物胚胎。因此，可利用此現象研究簡單植物細胞，挑選擁有優質基因細胞單獨發育，以培育性能優良的植物種子[3]。并且，傳統林木管理中，受到技術限制，造成諸多珍稀樹種消亡，可利用細胞技術提取此類植物細胞，以加速細胞分裂技術提高其細胞數量，選擇優質基因加以培養，提高植物成活率。

如，在梵凈山冷杉瀕危樹種培育中，由于其分布地區狹窄，數量稀少，自然更新緩慢，為增加樹種數量，則需要采取細胞技術。首先，在梵凈山冷杉果實與種子中提取生長細胞，在相同環境下對細胞進行比對，分析成活率與生長率較高細胞，添加催生激素，利用細胞分裂技術推動細胞實現分裂再生長，且在新生長細胞中選取優質細胞單獨培養，通過基因技術對其結實率較低基因加以改造，增加結實率后，培養為植物胚胎，最終拯救瀕危樹種。

三、生物技術發展前景

隨著環境問題愈發突出，我國近幾年加大了對林業發展的重視。同時，生物技術也在林業育種中廣泛應用，對促進林業發展具有重要作用。而隨著基因檢測設備與技術的不斷更新發展，終會邁入基因組時代，盡管植物組織培養、基因工程及細胞技術在應用中仍存在一定問題，但其發展前景十分廣闊，利用現代生物技術對林業產品進行加工，對開發創新林業產品、研究天然植物色素具有重要意義。并且，林業屬于可再生資源，應用生物技術對推動能源發展作用重大。

四、總結

林業育種不僅可推動林業實現可持續發展，還有助于維持生態平衡。而生物技術作為現代化科技發展產物，其擁有較強優越性，不僅可加快培育種子周期，增加產量，還能改善種子中易引發病蟲害等劣質基因，以免植物生長發生病變，推動林業實現進一步發展。因此，林業研究人員應當加強對生物技術研究，保證我國林業育種獲得更好成績。

參考文獻：

[1]劉孟熒，黎秋玲，李志，張慶華，周智友，李漢廣.不同育種技術在乙醇及丁醇高產菌株選育中的應用[J].微生物學通報，2020，47（03）：976-983.

[2]夏溪，奉樹成，張春英.新型分子生物學技術在花卉定向育種中的應用進展[J].南京林業大學學報（自然科學版），2019，43（06）：173-180.

[3]邱建勛，殷賢章.生物技術在林業育種中的應用研究[J].農業開發與裝備，2018（05）：50+78.

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