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摘要:本文通过研习相关资料记载综述了我国桉树人工林树种改良进展,根据当前国家整体林业育种目标和育种活动要求,分析和提出了中国当前桉树人工林育种宏观策略。
关键词:桉树人工林;发展;育种;宏观策略
分类号】:S757
世界各国不满足于桉树自然杂交的选择,提出多种交配设计,避免在后续世代中出现严重的近交衰退。我国桉杂交始于20世纪60年代,现已形成了有目的、系统的人工杂交育种机制。近年来,广西桉树杂交育种和杂交无性系培育成效显著,尾叶桉、尾巨桉、巨尾桉等优良无性系得到大面积推广,在广西速生丰产林的快速发展中发挥了举足轻重的作用。本文针对广西桉树人工林育种现状进行总结,以期为制定桉树育种策略提供参考和依据
1. 桉树人工林树种改良进展
1.1 1890-1949,早期的引种和以观赏目的为主。引入的树种有大叶桉(Eucalyptusrobusta)、赤桉(E. camaldulensis)、细叶桉(E-. tereticornis)、蓝桉(E. globulus)、柠檬桉(E-. citriodora)、斑皮桉(E. maculata)等。
1.2 1950-1978,改革开放前的人工林和防护林。以广西林业局为代表的国营林场,创造了适合國情的栽培模式和利用途径,开始选择天然杂交种并应用于生产。
1.3 1979-1992,改革开放和国际合作。中澳技术合作东门桉树示范林项目和ACIAR项目进行中、改良工作取得显著进展。澳大利亚与中国的合作研究始于1981 年,引进174个树种/种源、1616个家系,其中,ACIAR国际合作项目包括了两个项目,1985-1992年实施,引进了超过100个树种、388个种源(1300家系),建立了40hm2的种苗园和1400 hm2的桉树试验、示范林,项目为我国桉树改良育种奠定了良好的基础。
1.4 1992至今。大规模推广应用,执行国家造林项目和世界银行项目。国际资金注入、以APP为主的林浆纸公司进入实际操作阶段。国内造林公司大量涌现、成为造林的主力军。近年,ACIAR 又陆续资助了极具商品林潜力的、在华中凉爽地区发展耐寒桉树的试验研究项目(FST / 1996 / 125)。采用的是耐寒桉树,如邓恩桉(E. dunnii)[1 -3]等。
2. 育种目标和育种活动
杂交育种的主要目的是利用多个树种的广泛遗传基础,以实现比单一树种内轮回选择具更高的遗传增益。尤其对于材性、抗病性和抗寒性等质量性状,杂交改良是一条快速而有效的途径。
2.1 结合已有的研究基础,开展桉树杂交育种的目标为:
2.1.1 通过人工杂交,改良桉树生产用种的速生性、材性、抗病性、抗寒性、抗旱性和抗风性等性状,大幅度提高桉树人工林的产量和质量。
2.1.2 建立桉树多目标、高世代的育种系统,保障育种项目可持续遗传增益。
2.1.3 为进一步的深入研究建立多世代的遗传谱系,如桉树基因组研究和桉树雄性不育机理的研究。
2.2 以育种目标为指导,在育种策略中确定了相应的活动和程序,有关的说明如下:
2.2.1 选择的优树和涉及要进行研究的所有树种,且都要进行嫁接保存。
2.2.2 杂交父本的花粉收集、处理和贮藏方法按参考文献[4]的方法操作
2.2.3 育种人工杂交的遗传设计为析因交配设计,但只有部分组合进行杂交且收到种子。
2.2.4选择雄性不育系的高配合力父本主要利用优良杂种的优良单株,由于纯种的父本单株往往与雄性不育的尾叶桉存在花期不遇和花龄有异的问题,即使与尾叶桉雄性不育株配合力高也难于直接用作杂交种子园的父本.
2.2.5以往的杂交育种策略大多只进行一个世代,而本育种策略中强调更高世代的育种,主要通过优良杂种的优良单株按一定的交配系统再杂交(排除近交)和再测定,以选育更高世代的优良杂种和优良杂种无性系。
2.2.6 为了在高世代避免或尽量减少近交,必须采用有效的育种系统(如核心育种),保持育种谱系的亲缘关系,并且从新的树种肿源试验或其它途径引进新的优良基因以扩大遗传基础。
2.3.7 该杂交育种策略是一个开放的系统,目标性状可根据实际需要确定,新的优良遗传材料可以随时加入到育种活动中,并可根据具体情况对亲本数量和遗传设计进行适当的调整。
3. 中国桉树人工林育种宏观策略
3.1 明确育种目标,制定育种计划。
根据我国生产和市场的需要,首先确定桉树的培育方向主要为工业纤维材(纸浆和纤维板)和实木用材。围绕这两个用途,制定育种目标和详细的育种计划,组织协调全国的育种技术力量,进行分工合作,开展联合攻关,多方出资,做到资源共享,成果共享,用好有限的资金,避免重复研究。
3.2 有性育种,无性利用。
这是大多数人工林树种育种的技术路线。桉树为杂合基因型,很难形成纯种,通过有性杂交,可以得到很多优良基因型组合,再通过无性繁殖办法,便可以把这些优良基因型固定下来,在生产上推广应用。目前生产上大量使用的尾巨桉等优良无性系都是通过有性杂交,在F1代中选择优树经测试后,通过无性繁殖进行推广。
3.3 立足长远,注重实效。
桉树育种是一项长期和持续不断的工作,桉树新品种的生命周期一般为10-20年,因此,研究单位或企业研发部门必须有长期的育种计划,不断培育出新品种,才能满足生产和市场的需要。立足长远,首先必须重视种质资源收集和保存,这是育种工作的基础。桉树是一个庞大的种群,有近千个树种,收集和保存种质资源的任务艰巨,需要大量的土地和财力支撑,但这是必不可少的。注重实效,就是我们在育种过程中必须紧紧围绕育种目标和生产需要来进行工作,用好有限的资金,多快好省地培育桉树良种,以满足生产的需要。例如,当前生产上最需要的品种,一是耐寒品种,以适用于在中亚热带广阔的地域栽培;二是抗风品种,以适用于在沿海台风多发地区栽培。
3.4 开展合作,建立联盟。
育种是一项投入高、周期长的公益事业,需要政府和社会共同参与,多方合作。从2010年开始,国家林业局桉树研究开发中心等单位发起成立的“中国桉树育种联盟”是一种很好的产学研合作模式,是由从事桉树育种与培育的科研机构和生产企业自愿组成的全国性的桉树育种技术合作组织。该联盟旨在发挥企业的资金优势、市场导向功能,同时,整合桉树育种资源与研究力量进行联合攻关,以提高我国桉树遗传改良的自主创新与持续发展能力。该联盟建立的新机制与模式将对解决桉树良种资源远远不能满足产业发展的需要,研究单位之间研究单位与企业之间缺乏沟通,各自为政,政府投入研发资金有限,桉树育种重复规模小发展慢等弊端发挥重要的作用。
3.5 保护新品种权益,形成育种促进产业。
产业推动育种的良性循环局面 这是桉树育种可持续发展的有效途径 保护新品种权益一是靠国家立法,二是靠政府和社会监管,三是靠企业和公民自觉遵守法规。目前,我国在知识产权保护方面存在的问题较多,还很不规范,需要全社会共同努力,营造一种保护新品种的氛围,最终实现桉树良种产业的可持续发展。
参考文献:
[1] 白嘉雨,等.桉树丰产栽培与利用[M].北京:中国林业出版社,200l.
[2] 中国林业科学研究院和澳大利亚国际农业研究中心.澳大利亚树种在中国的栽培和利用国际研讨会论文集[Z]. 广州,l988.
[3] 洪菊生.澳大利亚阔叶树种研究[M].北京:中国林业出版社,l993.
[4] 吴坤明,吴菊英,徐建民等.桉树杂交育种的研究[J].林业科学研究,1996,9(5):504-509.
作者简介:
唐正涛,男,(1980.03-),工作单位:广西桂江林业调查规划设计有限公司
通讯地址:南宁市青秀区东葛路107号林海大厦9楼
邮编:530000
联系方式:13377009799
关键词:桉树人工林;发展;育种;宏观策略
分类号】:S757
世界各国不满足于桉树自然杂交的选择,提出多种交配设计,避免在后续世代中出现严重的近交衰退。我国桉杂交始于20世纪60年代,现已形成了有目的、系统的人工杂交育种机制。近年来,广西桉树杂交育种和杂交无性系培育成效显著,尾叶桉、尾巨桉、巨尾桉等优良无性系得到大面积推广,在广西速生丰产林的快速发展中发挥了举足轻重的作用。本文针对广西桉树人工林育种现状进行总结,以期为制定桉树育种策略提供参考和依据
1. 桉树人工林树种改良进展
1.1 1890-1949,早期的引种和以观赏目的为主。引入的树种有大叶桉(Eucalyptusrobusta)、赤桉(E. camaldulensis)、细叶桉(E-. tereticornis)、蓝桉(E. globulus)、柠檬桉(E-. citriodora)、斑皮桉(E. maculata)等。
1.2 1950-1978,改革开放前的人工林和防护林。以广西林业局为代表的国营林场,创造了适合國情的栽培模式和利用途径,开始选择天然杂交种并应用于生产。
1.3 1979-1992,改革开放和国际合作。中澳技术合作东门桉树示范林项目和ACIAR项目进行中、改良工作取得显著进展。澳大利亚与中国的合作研究始于1981 年,引进174个树种/种源、1616个家系,其中,ACIAR国际合作项目包括了两个项目,1985-1992年实施,引进了超过100个树种、388个种源(1300家系),建立了40hm2的种苗园和1400 hm2的桉树试验、示范林,项目为我国桉树改良育种奠定了良好的基础。
1.4 1992至今。大规模推广应用,执行国家造林项目和世界银行项目。国际资金注入、以APP为主的林浆纸公司进入实际操作阶段。国内造林公司大量涌现、成为造林的主力军。近年,ACIAR 又陆续资助了极具商品林潜力的、在华中凉爽地区发展耐寒桉树的试验研究项目(FST / 1996 / 125)。采用的是耐寒桉树,如邓恩桉(E. dunnii)[1 -3]等。
2. 育种目标和育种活动
杂交育种的主要目的是利用多个树种的广泛遗传基础,以实现比单一树种内轮回选择具更高的遗传增益。尤其对于材性、抗病性和抗寒性等质量性状,杂交改良是一条快速而有效的途径。
2.1 结合已有的研究基础,开展桉树杂交育种的目标为:
2.1.1 通过人工杂交,改良桉树生产用种的速生性、材性、抗病性、抗寒性、抗旱性和抗风性等性状,大幅度提高桉树人工林的产量和质量。
2.1.2 建立桉树多目标、高世代的育种系统,保障育种项目可持续遗传增益。
2.1.3 为进一步的深入研究建立多世代的遗传谱系,如桉树基因组研究和桉树雄性不育机理的研究。
2.2 以育种目标为指导,在育种策略中确定了相应的活动和程序,有关的说明如下:
2.2.1 选择的优树和涉及要进行研究的所有树种,且都要进行嫁接保存。
2.2.2 杂交父本的花粉收集、处理和贮藏方法按参考文献[4]的方法操作
2.2.3 育种人工杂交的遗传设计为析因交配设计,但只有部分组合进行杂交且收到种子。
2.2.4选择雄性不育系的高配合力父本主要利用优良杂种的优良单株,由于纯种的父本单株往往与雄性不育的尾叶桉存在花期不遇和花龄有异的问题,即使与尾叶桉雄性不育株配合力高也难于直接用作杂交种子园的父本.
2.2.5以往的杂交育种策略大多只进行一个世代,而本育种策略中强调更高世代的育种,主要通过优良杂种的优良单株按一定的交配系统再杂交(排除近交)和再测定,以选育更高世代的优良杂种和优良杂种无性系。
2.2.6 为了在高世代避免或尽量减少近交,必须采用有效的育种系统(如核心育种),保持育种谱系的亲缘关系,并且从新的树种肿源试验或其它途径引进新的优良基因以扩大遗传基础。
2.3.7 该杂交育种策略是一个开放的系统,目标性状可根据实际需要确定,新的优良遗传材料可以随时加入到育种活动中,并可根据具体情况对亲本数量和遗传设计进行适当的调整。
3. 中国桉树人工林育种宏观策略
3.1 明确育种目标,制定育种计划。
根据我国生产和市场的需要,首先确定桉树的培育方向主要为工业纤维材(纸浆和纤维板)和实木用材。围绕这两个用途,制定育种目标和详细的育种计划,组织协调全国的育种技术力量,进行分工合作,开展联合攻关,多方出资,做到资源共享,成果共享,用好有限的资金,避免重复研究。
3.2 有性育种,无性利用。
这是大多数人工林树种育种的技术路线。桉树为杂合基因型,很难形成纯种,通过有性杂交,可以得到很多优良基因型组合,再通过无性繁殖办法,便可以把这些优良基因型固定下来,在生产上推广应用。目前生产上大量使用的尾巨桉等优良无性系都是通过有性杂交,在F1代中选择优树经测试后,通过无性繁殖进行推广。
3.3 立足长远,注重实效。
桉树育种是一项长期和持续不断的工作,桉树新品种的生命周期一般为10-20年,因此,研究单位或企业研发部门必须有长期的育种计划,不断培育出新品种,才能满足生产和市场的需要。立足长远,首先必须重视种质资源收集和保存,这是育种工作的基础。桉树是一个庞大的种群,有近千个树种,收集和保存种质资源的任务艰巨,需要大量的土地和财力支撑,但这是必不可少的。注重实效,就是我们在育种过程中必须紧紧围绕育种目标和生产需要来进行工作,用好有限的资金,多快好省地培育桉树良种,以满足生产的需要。例如,当前生产上最需要的品种,一是耐寒品种,以适用于在中亚热带广阔的地域栽培;二是抗风品种,以适用于在沿海台风多发地区栽培。
3.4 开展合作,建立联盟。
育种是一项投入高、周期长的公益事业,需要政府和社会共同参与,多方合作。从2010年开始,国家林业局桉树研究开发中心等单位发起成立的“中国桉树育种联盟”是一种很好的产学研合作模式,是由从事桉树育种与培育的科研机构和生产企业自愿组成的全国性的桉树育种技术合作组织。该联盟旨在发挥企业的资金优势、市场导向功能,同时,整合桉树育种资源与研究力量进行联合攻关,以提高我国桉树遗传改良的自主创新与持续发展能力。该联盟建立的新机制与模式将对解决桉树良种资源远远不能满足产业发展的需要,研究单位之间研究单位与企业之间缺乏沟通,各自为政,政府投入研发资金有限,桉树育种重复规模小发展慢等弊端发挥重要的作用。
3.5 保护新品种权益,形成育种促进产业。
产业推动育种的良性循环局面 这是桉树育种可持续发展的有效途径 保护新品种权益一是靠国家立法,二是靠政府和社会监管,三是靠企业和公民自觉遵守法规。目前,我国在知识产权保护方面存在的问题较多,还很不规范,需要全社会共同努力,营造一种保护新品种的氛围,最终实现桉树良种产业的可持续发展。
参考文献:
[1] 白嘉雨,等.桉树丰产栽培与利用[M].北京:中国林业出版社,200l.
[2] 中国林业科学研究院和澳大利亚国际农业研究中心.澳大利亚树种在中国的栽培和利用国际研讨会论文集[Z]. 广州,l988.
[3] 洪菊生.澳大利亚阔叶树种研究[M].北京:中国林业出版社,l993.
[4] 吴坤明,吴菊英,徐建民等.桉树杂交育种的研究[J].林业科学研究,1996,9(5):504-509.
作者简介:
唐正涛,男,(1980.03-),工作单位:广西桂江林业调查规划设计有限公司
通讯地址:南宁市青秀区东葛路107号林海大厦9楼
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