林木遺傳育種發展現狀、存在的問題及解決對策

近年來，國內外林木遺傳育種工作取得了快速發展，在林業生產實踐中發揮了越來越重要的作用。特別是，林木基因的不斷改良和改良，不僅可以充分利用自然生產潛力，提高森林新產品的產量和質量，而且對提高森林抵抗力和充分利用山地森林的多種經濟效益起著至關重要的作用。目前，充分考慮林業發展對林木良種的需求，認真分析林木育種中存在的不足，并提出相應的解決辦法，為今后林木遺傳育種工作提供有意義的材料。

林木遺傳育種系是利用遺傳學專業技術，科學研究林木良種培育和育種的基本理論和方法的學科。全球森林遺傳研究的歷史只有200年。到20世紀中后期，森林遺傳育種管理體系逐步形成。今天，基礎科學研究與育種實踐活動已經緊密相連。主要目的是利用較低的林地類型、較好的質量、較高的數量和形狀較好的森林資源和生態產品，以減少對生態森林的依賴，并努力使用較低的人工林生產更多的木材和產品。由于生長期長、樹木高大，且大多為野生型，優質森林品種的培育越來越受到重視。

一、國內外林木遺傳育種工作進展

1、利用數量遺傳學為育種工作提供理論依據

①遺傳力是指遺傳方差在總方差所占的比值，可反映遺傳變量占表型變量的比率，在選擇育種應用中可作為確定選種方法估算遺傳增益的一個重要參數。相關分析表明，基因連鎖和一因多效現象在生物體內普遍存在，特別是表現更為突出的生物體的數量性狀，往往由性狀之間不同程度的相互作用、相關關系所致。但是，遺傳力的局限性在于它只能用于特定環境、特定時間中的特定群體。②遺傳相關是同一遺傳材料的兩個性狀間由于遺傳原因所體現的相關，即這個性狀基因型值間的相關。往往在觀察林木表現型時，很難直接觀測到基因表達的真正性狀，因為其中會夾雜著環境因素對生物的影響；環境作用會對表現型產生很大的影響，生長在不同環境下的同種生物往往表現出不同的形態，利用遺傳相關可剔除環境的影響，比直接觀察表型能更準確地反映兩個性狀間的相關程度。

2、多元統計分析的應用

家系選擇、家系內選擇、互選和無性系選擇都是單株選擇。大多數綠化植物的改良計劃規定并改良了許多性狀，所選性狀的總數將影響選擇效果。多性狀選擇主要包括序貫選擇、單項淘汰、選擇指數等。多樣化選擇是指通過選擇某些性狀，同時改善若干經濟發展性狀或提高總體目標性狀效果。

多元統計分析包括多元回歸分析、主成分分析、聚類分析等。多元統計分析可以在相互關系的條件下分析幾個目標和幾個指標值的統計規律，有利于綜合考慮各種因素之間的關系和相互影響，特別是在林木遺傳育種環節中，當待改良性狀被廣泛整合時，利用多元統計分析可以提高育種效率。

3、應用DNA序列檢測技術進行林木抗性遺傳分析

自20世紀80年代以來，隨著生物科學技術的快速發展，即時檢測RNA編碼序列的統計分析方法已成為現階段最有效的遺傳統計分析方法?，F階段，生物技術主要包括RNA分析標記技術、過程管理流變儀技術、分子雜交技術等，廣泛應用于植物病毒的檢測和評價。林木抗蟲、抗病遺傳育種的科學研究具有重要的現實意義。常見的核糖核酸分子標記包括RFLP、RAPD和SSR。過程管理流變儀因其高靈敏度和非特異性，在林木遺傳育種科學研究中得到廣泛應用。

4、利用生物技術將遺傳改良拓展到分子水平

生物技術在林木遺傳育種中的應用主要包括組織培養技術、細胞試管胚胎生成、分子標記輔助育種、基因工程技術等新技術。尤其是細胞胚誘導和植株再生技術已經在火炬松、丹參、南方松和輻射松等綠色植物中得到應用。形態鑒定、體細胞鑒定、生化鑒定和分子鑒定是不可缺少的遺傳鑒定方法，但各種鑒定都有其局限性。在例會的應用中，將幾種識別方法結合起來，使測試結果更加準確和穩定。

基于核糖核酸分子標記的樹木遺傳圖譜的技術構建和分子標記輔助育種仍在進行中。生物技術的一些關鍵用途是基因工程技術育種，它可以在體外完成基因工程和遺傳轉化，并利用培養基完成基因轉移以取得成果。通過林木遺傳轉化獲得的轉基因食用植物不僅具有普通植物調節氣候、消化吸收空氣污染物、凈化環境的作用，而且還含有具有抗蟲、抗鹽漬土、抗旱、抗除草劑等功能的遺傳基因。森林遺傳改良的市場前景廣闊，創造優良品種可以帶來豐富多樣的經濟效益。然而，轉基因生物引起的一些與環境安全管理相關的問題仍然需要關注。

二、我國林木遺傳育種發展現狀

1、優勢

我國幅員遼闊，經緯度涉及面廣，有相當多的綠色植物。世界上有9000多種樹木，總面積和種類都居世界前列，在大多數北半球國家中首屈一指。我國也是四大文明古國之一，現代農業發展和建筑歷史悠久。它一直非常重視樹種的培育。林木可用于工程建設，這是中國建筑業最需要的材料之一。自中華人民共和國成立以來，我國非常重視樹木的塑造，以及林業和果業人才的培養、教育和教學。在森林遺傳學實驗中，許多專業人員也被運送過來，數千名專家和學者將在中國培育五顏六色的森林樹木。此外，從我國林業發展的角度來看，應立即具體指導農民的生產、制造和種植，并將專業理論知識與實踐活動緊密結合，在一代一代林業發展的前提下，更好地為祖國塑造新一代基因工程項目的接班人，與時俱進。同時，我國建立了林果產業遺傳育種產業基地。專家和教授的支持為中國林業的發展奠定了基礎，進一步推動了中國林果業基因工程項目的發展趨勢，促進了社會進步，改善了自然環境，減少了自然環境的荒漠化，培育了更好的綠色植物，改變了當前的自然環境，推動林業項目快速發展。

2、劣勢

我國幅員遼闊，森林和果業類型的網絡資源十分豐富，在許多國家中排名第一。然而，現階段優良品種利用率低，闊葉喬木和灌木的系統資源也不足。為了促進我國裝飾行業的快速發展，促進建筑工程行業的發展和社會經濟的發展，近年來，我國進一步推進了材料用量的培育，并取得了顯著的成效。然而，電能樹和安全防護樹仍存在問題。工作水平相對較低，也存在一些地區差異。沿海城市森林經營項目進展順利，生產線和研發環境相對穩定，樹木結構合理，能夠為中國持續運輸優良的綠色植物。由于環境和社會經濟的限制以及西部工業基地機械設備標準的缺陷，樹木遺傳研究工作進展緩慢。工業基地的機械設備和科研人員的專業技能是衡量森林和果業樹木種植可持續發展的關鍵。與西方國家相比，我國優良品種的質量仍遠遠落后。為了更好地推動林木育種的發展趨勢，必須進一步加強設備升級和專業化管理。在我國，工業基地的大部分機械和設備都處于試驗的早期和中期階段，尚未建立詳細和全面的產業鏈森林。受產業基地管理機制的限制，無法有效確定良樹的網絡資源，也無法及時升級為林木培育。營銷和推廣的范圍是各種工作發展緩慢的原因之一。產業基地的發展前景受體制制約，資源保護程度不夠，培訓工作一直處于基礎研究階段，沒有得到有效實施。在中國大多數省市的林業站中，沒有明確描述樹木培育的進展和目錄清單，數據的巨大差距導致科學研究的延遲。

3、機遇

近年來，加快生態文明建設，推進綠色社會是我國發展的趨勢。在不久的將來，我國提出了“青山綠水是綠色發展的理念”的發展戰略。自然環境的發展引領著森林類型的發展趨勢，這就要求林業和果業基地在下一次實驗中把培育樹種作為重要內容。植樹護綠工作不斷深化，土壤條件十分不利?；謴蜕絽^綠化的目標使得有必要在干旱地區的許多鹽堿地上植樹。改善綠化植物的生育類型，是發展林果產業基地和科研人員的重要工作，也是切實實施植樹綠化和保護綠化的準備工作。此外，鄉村體驗式旅游的盛行使許多田地較小的村莊能夠找到發展計劃，并確定未來關注的重點。絕大多數農村地區選擇果樹農業來改善農村旅游業，吸引更多游客到農村來開發經濟市場。與此同時，它開闊了公眾的視野，為促進經濟發展注入了新的力量。農村經濟結構的深化促使許多農民選擇植樹的形式，從而帶來更多的效益。林業站應遵守農民的規定，為各個農場提供全方位的樹木網絡資源，提高樹木質量。

三、存在的問題

1、對林木種質資源的收集、保存和利用工作缺乏足夠的認識

花木種質資源是天然的長期可持續進化材料，是選擇優良品種的基礎。育種十分重視種質資源的“質”和“量”。只有保證森林種質資源的主體和客體，遺傳育種的效果才能明顯，也將有助于今后的育種工作。然而，在具體工作中，不可能有效地收集種質資源，一些收集到的特有種不能合理儲存，導致嚴重的消費問題。由于地形地貌的不同，樹木也會結合當地獨特的環境因素產生遺傳變異，使種質資源豐富多彩。然而，對于不同抗性基因的樹木種子，仍然缺乏合理的安排，導致種質資源的消耗。

2、缺乏長期改進計劃

據統計，絕大多數待改良樹種不必根據其現代化發展的不同階段和不同目的制定改良的總體目標。研究綜述缺乏系統性和針對性，無法達到預期的實際改進效果。林木育種的改進工作不具體，無法集中于相關工作，難以推進林木遺傳育種工作。

3、良種選育技術不足

育種、種內基因變異選擇和雜交育種是選擇林木一般優良品種的三種技術。優良品種的選擇一般選擇當地缺乏的品種或具有特殊自然條件的品種。由于花卉和樹木已經生長了很長時間，它們的適應性會隨著不同年份的降雨量和環境溫度而變化。傳統的育種方法難以滿足優良品種育種的需求，而根據林木的長期生長特點，基本育種方法也將持續很長時間，因此迫切需要解決優良品種育種方法的自主創新問題。

四、解決對策

1、林木基因組方面

目前，在林木的基因水平上，分子生物學中的遺傳標記主要包括細胞學、分子標記等，在人群中全面建立核糖核酸，尋找具有基因變異的遺傳模式。目前，林業主要采用SSR、RFLP、AFLP等方法作為分子標記。在細胞生物學工程項目的開發過程中，這種方法已成為細胞生物學行業中廣泛使用的一種形式，并在基因控制方面取得了顯著的成果。作為基本方法的領導者，分子標記具有一定的優勢，但遺傳背景的穩定性不足會推遲基因組計劃。隨著植物基因組計劃的實施，選擇了性能更好的分子生物學技術，為其他植物和樹木遺傳基因的改良提供參考，提升基因轉化的技術性，為研究項目提供極為重要的參考和理論依據，并進一步了解亞結構育種的方式，選擇相應作用的準分子標記，加快技術的發展趨勢。

2、林木遺傳轉化方面

在森林基因工程技術實施之前，基因轉化工程項目的建立是一項課程豐富、綜合能力強的工作。必須建立科學、合理、高效的轉型管理體系，建立和完善明確的轉型基礎。它包括基因轉化、綜合構建、組織培養技術重建和利用外源基因載體的綜合構建。所有這些都要求從事林業和果業基因工程技術的專家學者具有更好的知識積累和專業工作效率?；旧希帜净蜣D化系統軟件必須具有很強的理解RNA的能力，并在體細胞胚胎發生和器官發生兩個階段尋找合適的轉基因食用植物。只有建立了轉基因食品植物的栽培數據信息，資金才能投入社會發展和應用，這也是現階段轉基因食品理想的蛋白激酶系統軟件。在逐步推進遺傳基因轉化和生物技術在應用和育種工作中的應用后，建立和完善基因轉化蛋白激酶系統軟件可以進一步提高轉基因食品植物的特異轉化效率，提高育種概率，有利于在市場上大規模應用，促進環境建設。

3、開展多樹種、多目標、多層次的林木育種工作

鑒于造林區氣候條件復雜，林木育種工作應綜合考慮各種因素。對于復雜的地質構造，有必要進行多樹種、多目標、多維林木育種，并針對不同地段進行不同類型的綠色植物抗性選擇。除了考慮綠色生態、經濟發展和市場需求外，森林網絡資源還具有滿足人們精神需求的作用，如城市美化、景觀設計和文化精神。

4、在傳統育種基礎上創新開發新技術

多年來，通過不斷的實踐和理論反饋，人們知道，基本育種方法對于林木育種來說是相對容易和有效的，并已廣泛應用于育種工作，如育種、選擇性育種、化學誘變育種和雜交育種，尤其是外來樹種的引進和開發。外來樹種的生長可能比當地樹種的生長更好，當地文化樹種無法達到的原木或獨特設備的生產可以在較短的輪作期內獲得，從而提高林地的主要生產力。樹種的引入還具有提高抗旱性、保護生態環境和擴大森林網絡資源的作用，這不僅保證了樹種的多樣性，也為林木育種帶來了更多的原料。

5、林木遺傳育種的前景展望

隨著時代和科學技術的發展，必須選擇更多的技術來促進21世紀的經濟發展。生物技術是一項可以進一步促進人類文明進步和改善我們生活自然環境的高質量技術。它有著良好的發展歷史。微生物消除可以建立一顆種子通信衛星，并可以在太空創建一個工程項目，包括室內環境產生的種子源。生物技術可以更好地用于研究花卉的機理和討論生物學效應，這有利于改進樹種培育。

6、持續投入林木遺傳育種工作

育種工作具有持續性強、承接性密切的特點，需要足夠的資金與大量的種質資源和材料，保障育種工作的長期穩定開展。如果沒有足夠的項目資金投入，不僅會影響研究的進展，還會缺乏對已培育好的樹種的維護，甚至造成種質資源的破壞和浪費。林木育種資源會隨著不同的外界條件發生相應的改變，如立地條件不穩定性變化，主觀生產發展意識喜好的改變，都需要后期不斷完善。

盡管我國在林木育種的科學研究過程中取得了很大的進步和發展，但當前林木育種的發展趨勢仍然包含著許多挑戰和機遇，同時也存在著許多不足和困惑。此時，許多林業和果業工作者需要改進育種方法，積累育種原料，引進尖端科技進步，全面擺脫林木育種的困難。

（作者單位：271202山東省新泰市國有太平山林場）