林木常规育种与生物技术的应用与发展.pdf

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林木常规育种与生物技术的应用与发展

温靖宇1，刘小英2，富文瑾2
1.甘肃农业大学草业学院，甘肃兰州（730070）
2.甘肃农业大学林学院，甘肃兰州（730070）
摘要：林木育种的根本任务是选育和繁育林木优良繁殖材料,是实用性很强的学科。该文
简要介绍了林木育种的发展历程,选育良种的主要途径及国内外取得的主要成就及对生产的
贡献,并评价了我国与林业发达国家当前的发展水平。生物技术的兴起是客观的需要,也是科
学技术发展的结果,概括了林木遗传标记和基因工程取得的主要进展,并论述了生物技术在林
木中应用的特点和展望。笔者认为,正确处理常规育种技术与生物技术的关系,是持续、健康、
高效发展我国林木育种,发展林业生产的基础,新技术与常规育种是相互依存、相互促进的两
个方面,但当前应实施以常规育种为主的育种策略。
关键词：林木遗传改良;林木常规育种;生物技术
1林木常规育种发展现状和近年来国内外林木良种生产趋向

林木种内遗传变异的早期研究可查考到400年前[1]。但直到20世纪40年代后期才逐步
在一些树种中开展遗传改良工作[2]，美国在上世纪50年代前林木遗传改良还不能被公众接
受,认为林木生长主要受环境影响[3]。可见,林木育种的发展是近半个多世纪来的事,但半个多
世纪以来有了长足的进步。
林木遗传改良是生产实践性很强的技术,其根本任务是选育和大量繁殖遗传品质得到不
同程度改良的繁殖材料。对林木育种的评价首先应考虑它对林业生产的作用。几十年来国内
外取得了显著成绩,对生产做出了重要贡献。国外如美国北卡罗来纳火炬松协作组用初级种
子园种子造林,材积增益为8%～12%,林分的实际增益达20%.该协作组50年中累计投资9500
万美元,用改良的繁殖材料造林690万hm2以上,由木材产量和品质提高带来的收益高达20亿
美元。利用良种获得了丰厚的经济回报,投入与产出比为1：21。新西兰、澳大利亚、阿根廷、
智利等利用一部分自然条件好的国土造林,采用良种和集约经营措施,不仅解决了自己的木材
需求,而且变成了木材出口国。即使在气候比较冷,生长期较短的北欧瑞典,近年也开展了多世
代育种,种子园种子造林的增效为10%～15%,由测定亲本建立的第3代种子园,增效在25%左
右[4]。在我国,也有令人欣喜的报道。杉木、马尾松经遗传改良后的增益达到了20%以上;桉
树采用优良无性系造林,使人工林年产量由7.5m3/hm2提高到18m3/hm2;湿地松×加勒比松杂
种较湿地松增产一倍[5,6]。林木遗传改良在半个多世纪来能从个别国家和地区推广到全世界
约100个国家不是偶然的,林木育种已成为高效、优质实现林业生产任务的重要措施之一[7]。
在生产科研实践中,林木育种学科已发展成为植物遗传育种中颇具特色的独立分支,趋于
成熟。林木遗传育种主要由选育、遗传测定和良种繁殖3个部份组成。选育的方式包括:树
种、种源和优树选择,杂交育种、倍性育种等,遗传(育种)资源是开展良种选育的基础。遗传
测定包括子代测定和无性系测定两种方式。选择(selection)～组配(mating)～遗传测定(testing)
是林木育种3个重要的基本环节,是提高改良效果的根本措施。林木繁育的主要途径是母树
林、种子园和采穗圃,也可包括组织培养和胚繁殖。选育、测定和良种繁殖是一个整体,相互

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联系和依存[1]。上述研究内容通称为林木常规育种。
提高人工用材林单位面积木材产量是经营者普遍追求的目标。为实现这个目标,提高选
育繁殖材料的增益是关键。为此,从上世纪60～70年代便逐步开展了由混合选择及基于子代
测定的再选择,研究缩短育种世代,加速选育周期措施,划分功能不同的育种群体[1,2],等等。这
些举措在很大程度上反映了林木育种工作水平的提高。以选育一个世代经历的时间为例,美
国北卡罗来纳火炬松协作组第1代育种由1955年开始到1987结束,历经32年;第2代由1975
年到1995年,历经20年;第3代,由1991年到2003年,仅用了12年;再如美国佛罗里达湿地松
协作组,第1代,由1955年到1987年,也经历了32年;第2代,由1986年到2004年,历时18年。
可见,在缩短育种世代方面已取得了显著的成绩。林木育种技术水平的提高,也反映在制种方
式的更新上,集中表现为选育繁殖材料增产效益的提高。现在,林业发达国家针叶树种造林用
种已由单亲混系种子发展到双亲控制授粉种子,甚至优良家系子代扦插苗造林;容易营养繁殖
的阔叶树种用无性系造林已成为常规[1]。
到上世纪80年代,我国生产上已开始使用选育出来的各类良种造林,特别是南方用材林
区已用种子园单亲混系种子造林,缩短