淺談林木培育新技

郭秋庚

(江西省吉水縣林業(yè)公司水南采育林場(chǎng) 江西吉安 331613)

維護(hù)生態(tài)平衡、改善生態(tài)環(huán)境,在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中,林業(yè)的作用可謂重大。但令人擔(dān)憂的是,我國(guó)本來(lái)就屬于少林國(guó)家,隨著人口的增加和對(duì)林木資源的破壞,我國(guó)的林木資源越來(lái)越少。林木資源的供給與社會(huì)需求之間的矛盾越來(lái)越尖銳。

隨著形勢(shì)的發(fā)展,人類逐漸認(rèn)識(shí)到了保護(hù)資源的重要性,造林更新作為建設(shè)生態(tài)型社會(huì)的一個(gè)重要途徑被提上了日程,培育林木新品種便是其中的一項(xiàng)主要內(nèi)容。

一粒種子可以改變林業(yè)的命運(yùn),甚至改變一個(gè)國(guó)家發(fā)展的命運(yùn)。林木育種是人工林產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要的基本手段,有助于提高林地生產(chǎn)力,增加森林供給,改善森林質(zhì)量,維護(hù)生物多樣性,可以實(shí)現(xiàn)林業(yè)科學(xué)發(fā)展。

林木育種包括常規(guī)育種與生物技術(shù)育種。林木常規(guī)育種包括外來(lái)干涉樹(shù)種引進(jìn)、種源和優(yōu)樹(shù)選擇、交配、子代測(cè)定、無(wú)性系測(cè)定以及種子園和采穗圃等技術(shù)內(nèi)容。生物技術(shù)育種是在傳統(tǒng)遺傳育種基礎(chǔ)上,加強(qiáng)新技術(shù)開(kāi)發(fā),在遺傳因子的發(fā)現(xiàn)獲取、改良上取得突破,創(chuàng)造和培育新品種。

先進(jìn)的培育技術(shù)可以提高培育率,加快林木培育工作效率,要重視培育新技術(shù)的運(yùn)用。

隨著生命科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)細(xì)胞遺傳學(xué)等新興學(xué)科的迅速發(fā)展,國(guó)外林木育種研究領(lǐng)域也隨之相應(yīng)呈現(xiàn)出了重要特征。

林木育種在許多國(guó)家現(xiàn)代林業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。瑞典是世界上最早開(kāi)展林木育種的國(guó)家。這里的主要造林樹(shù)種歐洲赤松和歐洲云杉已全部實(shí)現(xiàn)由無(wú)性系種子園提供種子。美國(guó)東南部地區(qū),是世界上林木育種成效最顯著的地區(qū)之一。在這里,科研人員已經(jīng)將濕地松、火炬松的遺傳改良發(fā)展到第帶種子園。

越來(lái)越多的現(xiàn)代化技術(shù)如基因工程技術(shù)等多種高新技術(shù)使大規(guī)模良種繁育成為可能。

1 利用基因技術(shù)培育林木

基因工程是指把在體外插入病毒、質(zhì)粒或其他載體分子的核酸分子(目的基因)導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖,使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá),產(chǎn)生出人類需要的基因產(chǎn)物。

植物基因工程在目前社會(huì)中已經(jīng)被應(yīng)用在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中。在林業(yè)工程中采用基因工程對(duì)林木新品種進(jìn)行培育和改良,有助于減少環(huán)境污染,提高林業(yè)效率。

蟲(chóng)害是林業(yè)生產(chǎn)的大敵采用常規(guī)育種手段對(duì)林木抗蟲(chóng)性進(jìn)行改良,不僅周期長(zhǎng),而且抗性資源少,限制了林木的抗性育種。運(yùn)用基因工程技術(shù)培育抗性品種則成為最有效的生物防治之一。

在耐鹽堿基因工程方面,采用先進(jìn)的轉(zhuǎn)基因技術(shù),有利于對(duì)植物復(fù)雜的抗旱、耐鹽機(jī)制開(kāi)展研究,了解植物一系列形態(tài)和代謝過(guò)程的變化。結(jié)合在干旱地區(qū)、海灘種植及可用海水澆灌的林木,開(kāi)展多基因的轉(zhuǎn)化研究,可以增加外援基因的表達(dá)效率。

利用基因技術(shù),體胚誘導(dǎo)技術(shù)、細(xì)胞雜交技術(shù)等尖端技術(shù)不斷發(fā)展。目前,美國(guó)、德國(guó)等林業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家普遍利用組培技術(shù)進(jìn)行了大規(guī)模工廠化育苗,取得了令人矚目的成績(jī)。

2 多世代育種技術(shù)

林木多世代育種的關(guān)鍵是維持育種項(xiàng)目的遺傳基礎(chǔ),保持育種群體的基因多樣性。過(guò)去,育種工作大多沒(méi)有過(guò)多考慮多樣性的保存,也沒(méi)有在提高遺傳增益、保持基因多樣性和減少近親交配的多重目標(biāo)方面取得突破。近親繁殖及基因多樣性對(duì)群體的長(zhǎng)期遺傳變異力、對(duì)適應(yīng)未來(lái)氣候和環(huán)境變化的能力以及對(duì)其它生物學(xué)特性,如抗病蟲(chóng)能力等起重要作用。在育種群體或種子園內(nèi),建立優(yōu)化育種模型對(duì)遺傳材料進(jìn)行優(yōu)化配置是一種可行的方法。通過(guò)其它育種方法如無(wú)性系選育和高世代育種可獲得更大的遺傳增益。

3 利用激光進(jìn)行育苗

利用激光輻照生物體誘導(dǎo)其發(fā)生遺傳性變異,再根據(jù)育種目標(biāo)進(jìn)行選擇和培育新品種就是激光育種技術(shù)。激光具有極高的功率密度,可被應(yīng)用于種子催芽和誘變育種,作為林木和園藝植物育種和基因改良的新技術(shù)手段。

我國(guó)廣大育種工作者不懈努力,最近幾年,激光誘變育種研究有了新的進(jìn)展。

激光被應(yīng)用于育種主要體現(xiàn)在:可以刺激植物種子催芽。小劑量激光輻照對(duì)生物有刺激效應(yīng)。研究已表明,種子的休眠狀態(tài)可以被激光輻照打破,這樣種子活力得到提高,形態(tài)結(jié)構(gòu)得到改善,植株生長(zhǎng)發(fā)育更好。激光輻照誘變育種技術(shù)操作簡(jiǎn)單、安全,正變率高,輻射損傷輕,誘變當(dāng)代即可出現(xiàn)遺傳性突變等特點(diǎn),是林木遺傳育種研究中一種十分有效的技術(shù)手段。

此外,激光加熱還可引起林木種子一系列的變化,如酶失活、蛋白質(zhì)變性,促使生物產(chǎn)生生理遺傳變異。再如,激光加熱以后,電磁場(chǎng)發(fā)揮作用,產(chǎn)生自由基導(dǎo)致DNA損傷,種子的微觀結(jié)構(gòu)改變,進(jìn)而引起遺傳突變。

4 林木容器育苗技術(shù)

容器育苗技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn),如育苗周期短,苗木健壯整齊,運(yùn)輸方便不會(huì)傷根,成活率高等。相對(duì)傳統(tǒng)造林方式,容器育苗能夠節(jié)約種子,縮短苗期,減少苗圃占地。尤其在對(duì)一些種子昂貴且成活率低的林木來(lái)說(shuō),容器育苗技術(shù)顯得尤為重要。

容器育苗中最關(guān)鍵的技術(shù)就是育苗基質(zhì)的配比和育苗容器的選擇。

容器形狀不同,所育苗的根系發(fā)育情況也會(huì)有所不同。研究表明,塑料薄膜容器所育樹(shù)苗生長(zhǎng)勢(shì)態(tài)良好,長(zhǎng)勢(shì)均勻,生長(zhǎng)速度也非?？?苗木在水滴形容器中培育,生長(zhǎng)側(cè)根多,且根系質(zhì)量良好。對(duì)于容器的選擇,用的較普遍的有:穴盤、薄膜容器、紙質(zhì)容器、硬塑杯等。其中,塑料薄膜容器適用百日苗。但對(duì)于所需培育時(shí)間較長(zhǎng)的苗木,培育過(guò)程中易生窩根。紙杯容器易于折疊運(yùn)輸,種植過(guò)程中也可以帶筒定植,方式簡(jiǎn)便,且節(jié)約土地并能防止肥料流失。

選擇育苗地時(shí),溫度、濕度的控制能力是應(yīng)該考慮的主要內(nèi)容。樹(shù)種及生物學(xué)特性決定了不同樹(shù)種培養(yǎng)基質(zhì)的配制方法。但不管哪種方法,所有的培養(yǎng)基都需要透氣性好、能保水性,肥分較高、質(zhì)地輕盈,還得沒(méi)有病蟲(chóng)害、雜草種。

新技術(shù)的應(yīng)用加快了林木育種發(fā)展的腳步,但需要注意的是,重視高新技術(shù)不能排斥常規(guī)育種技術(shù)。育種新技術(shù)必須以常規(guī)育種項(xiàng)目為依托,才能真正發(fā)揮作用。高新技術(shù)不能脫離常規(guī)的良種選育、試驗(yàn)等方面技術(shù),要走高新技術(shù)與常規(guī)技術(shù)相結(jié)合的路子。

[1]崔學(xué)松.重視林木培育,加快造林更新.中國(guó)農(nóng)業(yè)信息,2013.1 5.

[2]曾成林張傳承.淺論國(guó)有林區(qū)更新造林的改革措施.科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012.14.

[3]韋如萍.林木育苗技術(shù)研究綜述.山西林業(yè)科技,2002.09.

[4]鄧宇劉志峰.溫室容器育苗基質(zhì)及苗木生長(zhǎng)規(guī)律的研究.林業(yè)科學(xué),2000.09.