摘 要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,林業(yè)生態(tài)建設(shè)事業(yè)突飛猛進(jìn),對(duì)林木繁育提出了新的更高要求。林木種質(zhì)繁育要符合品種多樣化、品質(zhì)優(yōu)良化。我國林木種質(zhì)繁育的發(fā)展基礎(chǔ)比較薄弱,與社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)體制和林業(yè)快速發(fā)展的要求還不相適應(yīng),林木種質(zhì)繁育建設(shè)的任務(wù)依然非常繁重。所以必須高度重視和加強(qiáng)種苗繁育工作,依靠育種新技術(shù)加速發(fā)展園林植物培育。
關(guān)鍵詞:育種;園林植物;生物技術(shù)
林木種質(zhì)創(chuàng)新,即林木育種、品種改良。穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效是育種的目標(biāo)。樹木性狀改良已由單一性狀向抗逆、抗病蟲和材性改良多性狀改良發(fā)展。然而,由于過去比較重視育種實(shí)踐,而林木遺傳理論和育種原理的研究相對(duì)滯后,對(duì)重要性狀形成的遺傳學(xué)機(jī)制缺乏認(rèn)識(shí),遺傳改良理論和育種策略往往套用一年生林木的,大大制約了林木育種進(jìn)程,成為林木遺傳改良發(fā)展的瓶頸。組織培養(yǎng)的植物細(xì)胞是在細(xì)胞水平上分析研究的理想材料,從植物快繁、花藥培養(yǎng)發(fā)展到原生質(zhì)融合以及DNA重組技術(shù)等,植物組織培養(yǎng)技術(shù)為園林植物發(fā)展和性狀改良提供了新的途徑。
1 林木育種
1.1 林木育種特點(diǎn)
林木育種工作的特點(diǎn):育種資源豐富;育種周期長;樹木可供研究利用的時(shí)間長,可以在遺傳測定后進(jìn)行再選擇;優(yōu)良性狀可以通過無性繁殖方法得到保存和利用;多數(shù)為異花授粉樹種,遺傳基礎(chǔ)廣泛和穩(wěn)定,近交衰退;在多數(shù)情況下,選育和繁殖遺傳基礎(chǔ)廣泛的林木品種或使用混合品種是適宜的。
表型選擇 遺傳測定 良種繁育 區(qū)域化測定
基本群體—→優(yōu)良類型——→原種——→品種———→良種(多年多點(diǎn)栽培試驗(yàn),中試)
林木良種化過程圖
1.2 林木育種主要方法
目前的育種方法主要有以下幾種:
1.2.1 選種。在花草育種中應(yīng)用普遍,具體方法則因目的和種類不同分為混合選擇和純系育種。對(duì)于多年生花草及園林樹木,由于多數(shù)可用營養(yǎng)繁殖方式使優(yōu)良性狀保持較長時(shí)期不變,只須經(jīng)過一次選擇,即可將優(yōu)良變異植株固定下來。
1.2.2 雜交育種。尤其是,一直是創(chuàng)造園林植物新品種的基本途徑。60年代以來,中國在百合、早菊、巖菊、、荷花、等雜交育種方面取得了較好成績。
1.2.3 多倍體育種。園林植物多倍體品種具有植株粗壯(高大)、花大、色艷、重瓣性增加、瓣厚、花期長、耐貯運(yùn)等特點(diǎn),這種方法在花卉育種中有逐漸發(fā)展的趨勢(shì)。中國鳳仙花屬、百合屬等花卉的多倍體育種已取得一定成績。在美國,麝香百合、金魚草和萱草等的四倍體品種已投入切花生產(chǎn)和園林應(yīng)用。此外,輻射育種在園林植物育種中也有應(yīng)用。育種程序與果樹育種大體相同。
2 林木育種改良的策略和程序
采用常規(guī)育種技術(shù)進(jìn)行新品種選育不僅時(shí)間長、見效慢。而且還存在基因源缺乏等制約因素。通過把現(xiàn)代基因工程與常規(guī)育種技術(shù)相結(jié)合,可極大地縮短林木育種周期、加速育種進(jìn)程。對(duì)營造優(yōu)質(zhì)人工林、緩解木材供需矛盾、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。林木改良的策略和程序,制定育種方案,引種、選擇育種、雜交育種(包括產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性和適應(yīng)性育種等)理論與方法,以及林木良種繁育途徑和方法。
2.1 無性繁殖的應(yīng)用
無性系選育是樹木育種的一種手段,能使雜合體的基因型材料,通過無性繁殖和無性系測定,形成遺傳型和表現(xiàn)型一致的群體,它們不僅繼承了母株的加性效應(yīng),還繼承了母樹的顯性和上位作用效應(yīng),可能獲得最大的遺傳增益,性狀穩(wěn)定,不產(chǎn)生性狀分離。對(duì)于用材樹種,人們習(xí)慣于稱為無性系,對(duì)于人工栽培的園藝植物或特用經(jīng)濟(jì)樹種,則習(xí)慣稱為品種。
通過無性系改良而實(shí)現(xiàn)無性系造林,生產(chǎn)無性繁殖苗木直接用于造林。在集約栽培的人工林中無性系造林所占的比例正在擴(kuò)大,一些速生用材造林樹種,如楊樹、柳樹、桉樹、杉木、日本柳杉、輻射松、云杉等,無性系育林已成為更新造林的重要方式。這種林分林相整齊,產(chǎn)量高,產(chǎn)品品質(zhì)一致,便于集約經(jīng)營和加工利用。營造生產(chǎn)性林木種子園,促進(jìn)早結(jié)實(shí),多結(jié)實(shí),增加種子產(chǎn)量和提高品質(zhì)。對(duì)于多年生果樹、觀賞樹木和特用經(jīng)濟(jì)樹種,無性繁殖一直是一種主要的生產(chǎn)繁殖方式。除上述原因外,還可用于繁殖保存一些花器退化,不能產(chǎn)生種子或種子不具生活力的品種、雜種;用于生產(chǎn)脫毒苗,消除病害;嫁接繁殖還可以利用砧木的特性來彌補(bǔ)接穗品種的某些缺陷,或更好地發(fā)揮接穗品種的特性。
2.2 雜交育種
雜交育種是通過雜交取得雜種,并對(duì)雜種進(jìn)行鑒定、選擇,最終獲得優(yōu)良品種的過程。雜交育種比單純的選擇育種更富有創(chuàng)造性和預(yù)見性,雜交育種與其他育種方法相結(jié)合,如引種、倍性育種、有變育種等,常會(huì)有更好的效果,雜交育種仍是植物新品種的最主要方法和有效途徑。過雜交取得雜種,可能具有雙親特有的優(yōu)良特性,或在生長勢(shì)、生產(chǎn)力或抗逆性方面比親本強(qiáng),雜種出現(xiàn)的這種優(yōu)勢(shì)叫雜種優(yōu)勢(shì)。
2.3 植物組織培養(yǎng)應(yīng)用
將取自優(yōu)良植物體的莖尖、腋芽、葉片、花托、鱗片、球莖等器官以及它們的組織切片,在無菌條件下進(jìn)行離體培養(yǎng),使之在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量遺傳性狀一致的植物個(gè)體的方法。利用組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行花卉育苗有以下優(yōu)點(diǎn):可在較短時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)出大量優(yōu)質(zhì)苗木,還可獲得單倍體、三倍體、多倍體及非整倍體;利用莖尖組織培養(yǎng)技術(shù),可從染病毒植株經(jīng)培養(yǎng)獲得無病植株;繁殖效益高;它受自然環(huán)境的影響較小,并節(jié)省土地、勞力和時(shí)間,具有很高的增殖率;通過細(xì)胞融合可以打破種屬間的界限,克服遠(yuǎn)緣雜交不親合性,在植物新品種的培育和種性的改良中發(fā)揮了巨大作用。
2.4 重視常規(guī)育種技術(shù)與現(xiàn)代生物技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。林木的常規(guī)育種技術(shù)為我國的林業(yè)科技進(jìn)步作出了很大的貢獻(xiàn),而現(xiàn)代生物技術(shù)以其優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)與常規(guī)育種技術(shù)形成相輔相成、不可分割的整體。從林木遺傳多樣性、林木生態(tài)環(huán)境的多樣性和可持續(xù)發(fā)展的角度看,現(xiàn)代生物技術(shù)育種培育的新品種必須經(jīng)受各種自然環(huán)境的考驗(yàn)。因此,常規(guī)育種是現(xiàn)代生物技術(shù)育種的基礎(chǔ),現(xiàn)代生物技術(shù)育種必須與常規(guī)的育種技術(shù)結(jié)合,才能取得理想的效果。
3 結(jié)語
隨著基因工程的迅猛發(fā)展,生物技術(shù)的安全問題也引起了人們的高度重視。對(duì)于轉(zhuǎn)基因生物的環(huán)境安全性,目前還沒有明確的研究結(jié)論,但是生物、生態(tài)學(xué)家從理論上推斷轉(zhuǎn)基因生物的潛在危害肯定是存在的。轉(zhuǎn)基因工程樹木對(duì)樹木以外生物多樣性的也會(huì)產(chǎn)生影響等。但這與轉(zhuǎn)基因技術(shù)所創(chuàng)造的效益相比,是微不足道的。另外,轉(zhuǎn)基因工程培育的林木新品種,主要是作為工業(yè)原料,而不是象農(nóng)作物那樣,供人們直接食用,危險(xiǎn)性要小得多。但林木生長期長,有性生殖過程中往往形成大量的花粉或其他大量的空氣漂浮物,也可能造成環(huán)境安全性問題。因此,應(yīng)盡早重視轉(zhuǎn)基因林木的環(huán)境安全問題,建立轉(zhuǎn)基因生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)管理的技術(shù)體系;開發(fā)生物安全管理信息系統(tǒng)也是林木生物技術(shù)育種當(dāng)務(wù)之急。
參考文獻(xiàn)
[1]孫曉梅,楊秀艷.林木育種值預(yù)測方法的應(yīng)用與分析[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011年02期.
[2]張紅梅.北京市主要闊葉樹種天然優(yōu)良林分選擇的標(biāo)準(zhǔn)與方法研究[D].北京林業(yè)大學(xué);2011年.
[3]李火根.楊樹冠型、根系的分形特征及楊樹改良策略[D].南京林業(yè)大學(xué),2003年.
[4]王明庥.森林遺傳管理的現(xiàn)代基礎(chǔ)理論與技術(shù)—林木遺傳育種學(xué)[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2001年05期.