湖北省林木種質資源庫建設與應用現(xiàn)狀

張文　楊姝琦　黃自謙　吳文昌　胡興宜

摘要：林木種質資源是國家的戰(zhàn)略資源，保護林木種質資源的安全是維護國家長遠發(fā)展的基礎，建設林木種質資源庫是目前最有效的林木種質資源保存方式。通過總結湖北省林木種質資源庫建設、研究和應用現(xiàn)狀，分析目前林木種質資源庫建設取得的成績和存在的問題，并為今后林木種質資源的收集保存和開發(fā)利用提出了建議，旨在為科學建設林木種質資源庫提供參考。

關鍵詞：林木種質；種質資源庫；遺傳多樣性；生態(tài)建設

中圖分類號：S324文獻標識碼：C文章編號：1004-3020（2023）03-0068-04

Construction and Application Status of Forest Germplasm Resource Bank in Hubei Province

Zhang Wen Yang Shuqi Huang Ziqian Wu Wenchang Hu Xingyi

（1.National Ziyunzhai Forest Farm of HonganHuanggang438400；2.Hongan County Forestry BureauHuanggang438400；3.Hubei Academy of ForestryWuhan430075；4.National positioning observation and research station of bamboo forest ecosystem in Mufu mountainXianning437100）

Abstract：Forest germplasm resources are the strategic resources of the country，and protecting the security of forest germplasm resources is the basis for maintaining the long-term development of the country，the construction of forest germplasm resource bank is the most effective way to preserve forest germplasm resources.By summarizing the construction，research and application status of forest germplasm resource bank in Hubei Province，this paper analyzed the achievements and existing problems in construction of forest germplasm bank，and made suggestions for the collection，preservation，development and utilization of forest germplasm resources in the future.Some suggestions were put forward in order to provide reference for the scientific construction of forest germplasm resource bank.

Key words：forest germplasm; germplasm resource bank; genetic diversity; ecological construction

林木種質資源是林木遺傳多樣性的載體［1］，是開展新品種選育的基礎材料，更是林業(yè)與生態(tài)建設的基礎性、戰(zhàn)略性資源，具有經濟、生態(tài)、社會、文化等多種重要功能［2，3］。中國林木種質資源十分豐富，其中木本植物就有9 000余種，特有樹種1 100余種［4］。當今世界隨著人口快速增長，對森林的砍伐及利用加劇，同時還面臨著環(huán)境污染、氣候變化、森林火災頻發(fā)和森林病蟲害的威脅，原始林和次生林的面積大幅度縮小，林木種質資源的可持續(xù)性和生物多樣性都遭到了嚴重威脅［5］。因此，保護林木種質資源的安全是保護林木遺傳多樣性以及滿足林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎，是滿足國家建設、國民經濟發(fā)展以及保障美麗中國建設和生態(tài)文明建設的需要，更是支撐全球“生物經濟”時代國際競爭的需要［4，6］。通過總結湖北省林木種質資源庫建設、研究和應用現(xiàn)狀，分析目前林木種質資源庫建設取得的成績和存在的問題，并為今后林木種質資源的收集保存和開發(fā)利用提出了建議，旨在為科學建設林木種質資源庫提供參考。

1林木種質資源庫建設的重要性

林木種質資源庫是一種保存植物種質資源的設施，建設林木種質資源庫是目前最有效的林木種質資源保存方式［7］。林木種質資源庫包括原地保存庫、異地保存庫和設施保存庫。原地保存庫是在樹種自然分布區(qū)的天然林或人工林，以保護其遺傳資源及生境、維護樹種遺傳多樣性、自然繁殖和更新能力為目標劃建的林分，又稱原地保存林。異地保存庫是根據樹種的自然分布區(qū)大小及分布區(qū)內環(huán)境梯度數量，科學確定每個樹種的種質資源類型，系統(tǒng)收集能夠代表該樹種遺傳多樣性的種質資源（種子或繁殖材料）而營建的保存林分［7-9］。收集一個樹種種質資源的保存庫稱異地保存專項庫，收集多個樹種種質資源的保存庫稱為異地保存綜合庫。設施保存是通過控制溫度與濕度等環(huán)境條件，將符合林木種質資源要求的，代表種內遺傳多樣性的種子、器官、組織、細胞、基因等種質材料進行安全保存的方式［10］。因此，需構建就地保存、異地保存、設施保存相結合的種質資源保存體系，加快林木種質資源保護進程，從而為中國林業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供重要基礎［11，12］。

進入新世紀以來，中國逐步開展對重要鄉(xiāng)土樹種、珍貴樹種、經濟樹種、名特花卉等種質資源的調查、收集、保護等工作，同步開展了林木種質資源原地保存及異地保存。目前中國林業(yè)系統(tǒng)已建立數千處自然保護區(qū)、森林公園以及風景名勝區(qū)，還查出數百萬株古樹名木進行掛牌保護，這其中保存了大量的林木種質，為中國林木種質資源的原地保存奠定了基礎［13，14］。異地保存方面，各地在長期收集、保存的基礎上，初步建立了一批地方林木種質資源異地保存專項庫和綜合庫，全國還有近200個植物園收集保存了大量樹種及其種質資源，此外，中國多年來建設的各類林木良種基地也成為重要的林木種質資源異地保存基地［15］。但總體上中國林木種質資源庫建設起步較晚，目前還不能很好地滿足國民經濟和社會發(fā)展對林木種質資源保存利用的需求。因此加強林木種質資源調查、收集與保存工作以及加快建設各級林木種質資源保存庫仍迫在眉睫［16，17］。

2湖北省林木種質資源庫建設現(xiàn)狀

湖北位于華中腹地，處于東西滲透、南北交匯的過渡地帶和中國植物區(qū)系的核心部分，種子植物達3 700多種，是中國植物資源和植物種類最豐富的省區(qū)之一。但目前湖北林木種質資源庫建設數量、研究成果及應用推廣情況均低于全國平均水平，與資源地位相比存在明顯差距［18，19］，與生產的需求存在更大差距。

2.1國家級林木種質資源庫建設

國家林業(yè)和草原局2009年、2016年和2022年分三批共確定161處國家林木種質資源庫，初步形成覆蓋全國及主要樹種的國家林木種質資源原地和異地保存庫。按地域分，華東40處、華北22處、華中16處、華南13處、西南22處、西北26處、東北22處，最多的省份是浙江省10處。研究和利用較多的有100多個樹種納入，其中楊樹、竹類、紅豆杉Iaxus wallichiana var.chinensis、云杉Picea asperata、牡丹Paeoniax suffruticosa、山茶Camellia japonica、油茶Camellia oleifera、南酸棗Choerospondias axillaris、杏Prunus armeniace、松、櫟等樹種有多處保存庫，如楊樹有6處，竹類、云杉和紅豆杉有5處。另外綜合庫有42處。但湖北省只有4處國家級林木種質資源庫，分別為2016年獲批的竹溪縣雙竹林場楠木國家林木種質資源庫和京山市虎爪山林場楓香皂莢對節(jié)白蠟國家林木種質資源庫，2022年獲批的紅安縣紫云寨林場鵝掌楸國家林木種質資源庫和省林木種苗場珍貴樹種國家林木種質資源庫，一些湖北特有樹種和重要造林樹種還沒有納入，4處僅占全國161處的2.5%，在各省份中排并列23位。

2.2省級林木種質資源庫建設

比國家級起步更晚，2020年、2021年、2022年，湖北省林業(yè)局確定三批共31處省級林木種質資源庫，主要樹種有三角槭（俗名：三角楓）Acer buergerianum、野生牡丹、血皮槭Acer griseum、臺灣水青岡Fagus hayatae、蠟梅Chimonanthus praecox、漆Toxicodendron vernicifluum、鵝掌楸Liriodendron chinense、臺灣松（俗名：黃山松）Pinus taiwanensis、苦櫧Castanopsis sclerophylla、楓香樹Liquidambar formosana、紅椿Toona ciliata、栗（俗名：板栗）Castanea mollissima、銀杏Ginkgo biloba、柿Diospyros kaki、珙桐Davidia involucrata、銳齒槲櫟Quercus aliena var. acutiserrata、紅樺Betula albosinensis、栓皮櫟Quercus variabilis、山桐子Idesia polycarpa、泡桐、胡桃（俗名：核桃）Juglans regia、金錢松Pseudolarix amabilis、羅田垂枝杉、南紫薇Lagerstroemia subcostata、長果秤錘樹（俗名：長果安息香）Sinojackia dolichocarpa、黑殼楠Lindera megaphylla、川桂Cinnamomum wilsonii等。綜合庫有湖北省林業(yè)局林木種苗管理總站的造林及珍稀樹種（鵝掌楸、楓香樹、樸樹Celtis sinensis、三角槭、中山杉Taxodium ‘zhongshanshan、野黃桂Cinnamomum jensenianum、紅花玉蘭Yulania sprengeri ‘Wufengensis Group等）、湖北省太子山林場管理局的綠化樹種（紅果冬青Ilex rubra、樸樹、月季花Rosa chinensis、山茶等）、湖北省林業(yè)科學研究院的木本糧油樹種（油茶、柿、烏桕Triadica sebifera、木槭欖（俗名：油橄欖）Olea europaea、榧Torreya grandis、山核桃Carya cathayensis、山桐子、胡桃、油桐Vernicia fordii、栗等）、咸寧市種木種苗管理站的亞熱帶樹種（殼斗科、木蘭科等）、神農架珍稀特有樹種（銀杏、秦嶺冷杉Abies chensiensis、鵝掌楸、厚樸Houpoea officinalis、七葉樹Aesculus chinensis等）、三峽珍稀瀕危特有植物（花櫚木Ormosia henryi、紅豆樹Ormosia hosiei、天目鐵木Ostrya rehderiana、金錢松、大果青杄Picea neoveitchii等）。由于省級林木種質資源庫沒有專項建設經費和運行經費，林木種質資源收集和保存不全面、不統(tǒng)一、不規(guī)范，研究和利用不連續(xù)、不系統(tǒng)、不平衡，且建設時間短，資源庫的作用和功能未充分發(fā)揮，服務林業(yè)生產和生態(tài)建設的成效還未充分體現(xiàn)［20，21］。

3湖北林木種質資源庫研究和應用現(xiàn)狀

3.1林木種質資源庫建設取得的成效

林木種質資源庫建設和林木種質資源研究應用是互相促進的，一方面，林木種質資源庫建設會推動林木種質資源研究和利用取得巨大成績，近年來，隨著種質資源庫建設力度的加大，中國林木新品種申報和獲批數量大幅度提升，市場化和商品化成效顯著，一些鄉(xiāng)土樹種等得到了廣泛推廣應用，有力促進了科學造林綠化。另一方面，林木種質資源理論研究不斷深化、林木種質資源調查工作穩(wěn)步推進、林木種質資源保護和管理體系初步形成，如一些省市和地方對松屬、楊屬、樺屬、櫟屬、杏屬、丁香屬以及竹類植物等重點樹種進行本底調查、遺傳多樣性及變異狀況調查，并以此為基礎制定了遺傳改良和種質資源保存策略，為這些樹種建設林木種質資源庫和有效利用奠定了良好基礎［22］。湖北20世紀八九十年代對林木種質資源進行了卓有成效的調查、保護、收集以及研究利用，如水杉的保護和推廣應用、楊樹的引進和產業(yè)發(fā)展、馬尾松和杉木種源試驗與種子園建設，以及油茶、濕地松、落葉松、柏木等良種選育均取得顯著成效，建設了一批良種基地或采種基地，有效支撐了林業(yè)產業(yè)發(fā)展，在全國具有一定地位和較好影響。但進入21世紀以來，種質資源的研究和應用與其他省份，逐漸產生差距，種質資源庫建設也落后于全國平均水平［23］。

3.2林木種質資源庫建設存在的問題

（1）林木種質資源研究不明確和不系統(tǒng)。一是缺少各級單位和各地共同參加的協(xié)作研究。二是缺少長期性和系統(tǒng)性研究，林木種質方面出成果的周期都比較長，持續(xù)支持的研究項目也不多，缺少潛心研究的激勵和氛圍。三是種質資源庫的建設單位大多為林場等基層單位，技術人員缺乏，主要以收集、保護和管理管護為主，研究和利用考慮較少，即使有研究的意愿，技術能力也不夠。因此，依托林木種質資源庫開展資源評價、核心種質構建、種質保存技術等科學研究不多，獲得新品種等科技成果較少，指導和服務生產的能力還比較欠缺［24］。

（2）林木種質資源信息系統(tǒng)不健全。林木種質資源較多，分布較為廣泛，雖然多次開展了不同規(guī)模不同深度的資源調查，但標準化與規(guī)范化不足，全面性和系統(tǒng)性更是存在較大差距，仍存在種質資源現(xiàn)狀不清等問題，也還有重復保存和遺漏現(xiàn)象，一定程度上影響了林木種質資源的保存與利用。另外，湖北省林業(yè)科學研究院和湖北省林業(yè)局林木種苗管理總站都在建設各自的林木種質資源平臺，全省統(tǒng)一的林木種質資源信息系統(tǒng)推廣使用不夠，信息共享機制不健全，不利于種質資源交流、交換和共享［25］。

（3）林木種質資源收集與保護不充分。一方面收集種質資源的方法較為傳統(tǒng)，對林木種質資源概念也存在認識偏差，因此在林木種質資源的劃分上還不夠細致和全面［22］，在收集之前，也沒有充分開展是否為優(yōu)良種源、優(yōu)良家系或優(yōu)樹的科學評價，往往憑借個人經驗，使得收集效果大打折扣。另一方面，林木種質資源的保護管理意識不強，在發(fā)現(xiàn)新的種質資源后沒有及時地保護、利用和研究，導致了很大一部分種質資源的流失［26.27］。

（4）林木種質資源庫建設和管理體系不完善。在種質資源庫建設上，一方面數量和覆蓋面還不夠，離《全國林木種質資源調查收集與保存利用規(guī)劃（2014～2025年）》中湖北省的目標還有較大差距；另一方面缺乏整體的規(guī)劃設計，種質資源收集區(qū)、試驗評價區(qū)、擴繁區(qū)（包括采穗圃和繁育圃）、生產輔助區(qū)等功能區(qū)不健全或不科學。在種質資源庫管理上，缺少專業(yè)管理人員和完善的管理體系，相應的法律法規(guī)和規(guī)章制度也不健全，很大程度上制約了林木種質資源的保護與利用［28，29］。

（5）林木種質資源庫利用效果不顯著。目前湖北省的國家級和省市級林木種質資源庫都還把重點放在資源收集和保存方面，對原地保存庫大多做一些簡單的撫育管護工作，對異地保存庫主要是擴大保存量，有計劃和系統(tǒng)開展科學研究較少，培育的林木新品種或林木良種也少，遠遠不能滿足科學造林綠化需要的鄉(xiāng)土樹種化、良種化、多樣化等要求，還沒有實現(xiàn)保護是為了更好利用，支撐林業(yè)生產和生態(tài)建設的效果還不顯著。

4建議

4.1完善種質資源庫建設和管理體系

本著因地制宜、分區(qū)規(guī)劃、分類經營、規(guī)模生產、合理利用土地資源的原則［13］，結合實地勘查，科學規(guī)劃種質資源收集區(qū)、試驗評價區(qū)、擴繁區(qū)、生產輔助區(qū)等功能分區(qū)。要調查分析保存對象的生物學特征、生長環(huán)境以及繁殖方法等，并以此進行方案設計，確定相關保存技術和建設規(guī)模。資源庫建設要充分做好近期和遠期設計銜接，既要為以后需納入保存的物種預留儲存空間，也要為今后技術和設備升級預留發(fā)展空間。資源庫管理上要順應林木生長自然規(guī)律，定期開展去雜松土、衛(wèi)生伐、病蟲害防治等撫育措施［30］。

4.2完善林木種質資源數據庫建設

完善和落實國家林木種質資源收集保存的相關標準與規(guī)定，提升林木種質資源保存利用統(tǒng)一化、規(guī)范化水平。完善林木種質資源信息平臺，實現(xiàn)種質資源信息的匯集和分析處理、信息互通互聯(lián)、實物種質資源開放共享，為政府管理、科學研究和科學育種提供有力的數據支撐。

4.3加強種質資源評價與創(chuàng)新利用

對已保存和收集的重點樹種林木種質資源，開展生物學特性研究和遺傳多樣性評價，了解其適應性、穩(wěn)定性及抗逆性等，在評價的基礎上開展創(chuàng)新利用研究。充分利用DNA標記分析與種質鑒定，快速繁殖技術研發(fā)等技術將已保存種質資源進行分子育種和遺傳改良［25］。在有效保存的前提下，盡快實現(xiàn)資源的開發(fā)利用。如紅安鵝掌楸國家林木種質資源庫建議采用群體遺傳學、數量遺傳學、分子標記、全基因組測序等手段，從形態(tài)、生理到分子層面對鵝掌楸種質資源進行遺傳評價，研究林木主要性狀的遺傳變異規(guī)律，鵝掌楸的形成機制、分子進化歷程以及親緣關系等，建立高效、精準林木種質資源評價技術體系與平臺，篩選核心種質，構建育種群體，為鵝掌楸新品種選育和推廣應用奠定基礎。

4.4加強宣傳引導和政策規(guī)劃落實力度

應注重加大宣傳力度，增強工作人員的責任意識，同時還要承擔起科普的工作，創(chuàng)新宣傳形式，以群眾喜聞樂見的形式去宣傳保護種質資源的重要性，提高全民林木種質資源的保護意識，讓更多人加入到林木種質資源保護的工作中來。要認真貫徹落實中辦國辦關于生物多樣性保護的意見，以及國家林草局和各級林業(yè)主管部門相關林木種質資源調查收集與保存利用規(guī)劃，提高林木種質資源庫建設水平和成效，服務我國經濟社會高質量和可持續(xù)發(fā)展［12，16］。

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（編校：唐嵐）