無(wú)絮楊新品種選育及其生態(tài)適應(yīng)性研究

摘要：無(wú)絮楊新品種的選育是解決楊絮污染問(wèn)題的關(guān)鍵途徑，對(duì)改善生態(tài)環(huán)境、提升城市宜居性具有重要意義。本文系統(tǒng)梳理了無(wú)絮楊的育種技術(shù)路徑，包括傳統(tǒng)雜交選育、基因編輯技術(shù)及分子標(biāo)記輔助選擇，并探討其生態(tài)適應(yīng)性與推廣策略。研究表明，多技術(shù)融合可顯著提高育種效率，培育出兼具速生性、抗逆性和無(wú)絮特性的新品種。同時(shí)，優(yōu)化栽培模式與區(qū)域適應(yīng)性評(píng)估是保障無(wú)絮楊大規(guī)模應(yīng)用的核心環(huán)節(jié)。本文旨在為無(wú)絮楊的科研創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化推廣提供理論支撐，推動(dòng)楊樹(shù)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：無(wú)絮楊；新品種選育；基因編輯；生態(tài)適應(yīng)性；分子標(biāo)記

楊樹(shù)在我國(guó)造林綠化體系中占據(jù)重要地位，其生長(zhǎng)迅速、適應(yīng)廣泛，是常用的城市綠化與防護(hù)林種類。然而，楊絮飄散問(wèn)題日益引發(fā)公眾關(guān)注，成為城市生態(tài)管理中的棘手難題。每年3—5月間的楊、柳樹(shù)飛絮已逐漸顯現(xiàn)為一個(gè)大的生態(tài)問(wèn)題，給人民的生產(chǎn)生活和身體健康帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響[1]。因此無(wú)絮楊品種的選育作為應(yīng)對(duì)該問(wèn)題的重要技術(shù)路徑，其研究?jī)r(jià)值不僅體現(xiàn)在公共環(huán)境改善上，也延伸至林木種質(zhì)創(chuàng)新與景觀系統(tǒng)優(yōu)化。傳統(tǒng)育種手段在育種效率和性狀定位方面存在制約，新興技術(shù)，如基因編輯與分子標(biāo)記篩選等，為目標(biāo)性狀的識(shí)別與調(diào)控提供了支撐。本文綜合分析了楊樹(shù)無(wú)絮性狀的遺傳基礎(chǔ)、環(huán)境適應(yīng)規(guī)律與產(chǎn)業(yè)化推廣策略，力圖構(gòu)建一套科學(xué)完整的無(wú)絮楊研究邏輯體系，服務(wù)于未來(lái)林木選育與城市綠化的升級(jí)需求。

1 無(wú)絮楊育種技術(shù)路徑

1.1 傳統(tǒng)雜交選育與表型篩選

在無(wú)絮楊的選育過(guò)程中，傳統(tǒng)雜交方法作為基礎(chǔ)路徑依然發(fā)揮著不可替代的作用。通過(guò)控制雌雄親本組合，人工授粉后進(jìn)行種子采集和培育，培育群體中出現(xiàn)的表型差異成為判斷是否具備無(wú)絮潛力的重要依據(jù)。表型篩選一般聚焦于芽期性別、開(kāi)花表現(xiàn)與楊絮產(chǎn)生狀況，結(jié)合芽頭形態(tài)、葉片結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)速率等指標(biāo)，初步篩除帶絮或絮量大的個(gè)體。由于無(wú)絮性狀的顯現(xiàn)通常集中在性成熟期，這使得整個(gè)育種周期十分漫長(zhǎng)，耗時(shí)數(shù)年才能完成一個(gè)輪次的鑒定。為提高效率，選育工作往往需借助階段性修剪觀察法或短花期激發(fā)處理，加速目標(biāo)性狀的顯現(xiàn)進(jìn)程。盡管傳統(tǒng)方法在時(shí)間成本與資源配置方面存在瓶頸，但其在實(shí)地種植環(huán)境下對(duì)個(gè)體抗性與綜合適應(yīng)力的檢驗(yàn)依舊具有重要參考價(jià)值，為其他先進(jìn)手段提供基礎(chǔ)種質(zhì)支撐。

1.2 基因編輯技術(shù)的應(yīng)用與優(yōu)化

隨著分子工具的發(fā)展，基因編輯技術(shù)成為無(wú)絮楊精準(zhǔn)改良的突破手段。通過(guò)識(shí)別與楊絮生成密切相關(guān)的關(guān)鍵功能基因，在植株發(fā)育早期對(duì)其進(jìn)行定點(diǎn)敲除或序列修飾，可有效控制性別表達(dá)路徑或抑制絮毛發(fā)育過(guò)程。當(dāng)前常用的編輯系統(tǒng)包括CRISPR/Cas9、TALEN等，其共同特征在于編輯效率高、操作精度強(qiáng)，能夠在不改變整體基因組結(jié)構(gòu)的前提下實(shí)現(xiàn)特定位點(diǎn)的調(diào)控。應(yīng)用過(guò)程中，需首先構(gòu)建表達(dá)載體，將目標(biāo)編輯元件引入受體組織，通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)完成植株再生。為確保遺傳穩(wěn)定性，往往需開(kāi)展多代回交與分離驗(yàn)證，剔除非預(yù)期變異個(gè)體[2]。

1.3 分子標(biāo)記輔助選擇與高通量篩選

在無(wú)絮性狀早期識(shí)別中，表型表達(dá)存在滯后性，使得選育過(guò)程面臨時(shí)間與空間的雙重壓力。分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)則通過(guò)建立基因型與性狀表現(xiàn)之間的關(guān)聯(lián)模型，在幼苗階段即完成對(duì)目標(biāo)基因型的識(shí)別，大幅壓縮篩選時(shí)間。該方法依托于全基因組測(cè)序、基因芯片或SSR、SNP等標(biāo)記體系，提取樣本DNA后進(jìn)行比對(duì)分析，以高通量方式快速定位是否攜帶無(wú)絮相關(guān)等位基因。在篩選效率上，標(biāo)記技術(shù)突破了傳統(tǒng)觀察依賴，提高了單位時(shí)間內(nèi)的檢測(cè)規(guī)模與準(zhǔn)確率。以利辛縣綠韻苗圃為例，2025年度分子標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用覆蓋

4 hm2育苗區(qū)，篩選數(shù)量超過(guò)30萬(wàn)株，合格率達(dá)96%，有效提升了無(wú)絮基因型識(shí)別效率。為提升標(biāo)記系統(tǒng)的適用性，還需建立與不同遺傳背景兼容的引物庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)，使該方法具備跨品系使用的穩(wěn)定性。

2 無(wú)絮性狀的遺傳機(jī)制研究

2.1 性別決定基因的鑒定與功能分析

無(wú)絮楊的選育過(guò)程中，性別判定是一項(xiàng)關(guān)鍵變量。由于楊絮主要來(lái)源于雌株的種子絮毛組織，控制性別的基因成為育種精準(zhǔn)化的重要突破口。在性別決定機(jī)制的解析中，研究者重點(diǎn)聚焦于與花性發(fā)育密切相關(guān)的特異表達(dá)位點(diǎn)。通過(guò)對(duì)雄株與雌株芽體組織的差異表達(dá)譜進(jìn)行比對(duì)，可鎖定存在于性染色體上的功能基因區(qū)域。這些區(qū)域在轉(zhuǎn)錄活性、表達(dá)時(shí)序與調(diào)控模式上表現(xiàn)出特異性，通常集中在調(diào)節(jié)生殖結(jié)構(gòu)發(fā)育的轉(zhuǎn)錄因子家族中。基因功能的分析往往通過(guò)遺傳互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)與基因敲除技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)一步明確其在雄蕊或雌蕊形成中的作用位置。

2.2 楊絮發(fā)育相關(guān)基因的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

楊絮作為種子散布結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，其生成過(guò)程涉及多個(gè)發(fā)育階段的協(xié)調(diào)調(diào)控，從子房形成到胚珠成熟，再到種毛結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)與延展，每一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開(kāi)精細(xì)的基因網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)。在楊絮發(fā)育相關(guān)基因研究中，研究者識(shí)別出一批與細(xì)胞生長(zhǎng)、分化及激素調(diào)節(jié)相關(guān)的核心節(jié)點(diǎn)。這些基因不僅控制絮毛長(zhǎng)度和數(shù)量，還影響細(xì)胞壁松弛度與生長(zhǎng)速率。常見(jiàn)的信號(hào)通路，如乙烯、脫落酸與生長(zhǎng)素的交互作用，對(duì)種毛形成具有聯(lián)動(dòng)效應(yīng)。某些微調(diào)控因子則通過(guò)調(diào)節(jié)mRNA剪接或降解速率，間接決定相關(guān)蛋白的功能時(shí)效性。隨著轉(zhuǎn)錄組測(cè)序與共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建出多個(gè)層級(jí)的調(diào)控模型，揭示出楊絮形成并非單一通道主導(dǎo)，而是由多個(gè)路徑交叉與反饋形成的復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

3 無(wú)絮楊的生態(tài)適應(yīng)性評(píng)估

3.1 不同氣候區(qū)的生長(zhǎng)表現(xiàn)分析

無(wú)絮楊的推廣應(yīng)用需要建立在對(duì)其在各類氣候條件下生長(zhǎng)行為的充分認(rèn)知之上。例如，在利辛縣城郊共布局4個(gè)育苗小區(qū)，總面積達(dá)4 hm2，涵蓋不同坡向與地形微氣候帶，結(jié)果表明‘南林3804’和‘中林2025’兩個(gè)品系在土壤水分差異環(huán)境下均維持90%以上的成活率與良好節(jié)律性生長(zhǎng)。從干旱區(qū)到濕潤(rùn)區(qū)，從寒溫帶到暖溫帶，無(wú)絮楊在光照、溫度、降水等氣候要素差異顯著的區(qū)域中，其生長(zhǎng)節(jié)律、枝條分化與葉面積指數(shù)表現(xiàn)出明顯差異。在低溫區(qū)，部分品系出現(xiàn)萌芽延遲與年生長(zhǎng)量縮減的情況；而在高溫高濕環(huán)境中，植株早期發(fā)育速度加快，但枝條結(jié)構(gòu)密度趨于松散，容易影響后續(xù)木材質(zhì)量。溫度變化對(duì)休眠機(jī)制啟動(dòng)與終止的時(shí)間節(jié)點(diǎn)具有直接干預(yù)效應(yīng)，進(jìn)而影響生長(zhǎng)周期穩(wěn)定性[3]；另外，日照時(shí)長(zhǎng)變化對(duì)無(wú)絮楊的葉綠素積累與蒸騰強(qiáng)度也產(chǎn)生反饋式調(diào)節(jié)，改變光合作用效率。若希望實(shí)現(xiàn)品種與區(qū)域的高適配，就需在育種階段引入對(duì)氣候條件響應(yīng)敏感的指標(biāo)體系，將地帶性的生理反應(yīng)納入選育評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中，建立適應(yīng)性曲線與栽培建議庫(kù)，減少環(huán)境－品種之間的錯(cuò)配風(fēng)險(xiǎn)[4]。

3.2 土壤類型與水分利用效率的關(guān)系

不同土壤結(jié)構(gòu)對(duì)無(wú)絮楊的根系分布、養(yǎng)分吸收與水分保持能力構(gòu)成重要影響。在砂質(zhì)壤土條件下，土壤透氣性強(qiáng)，根系生長(zhǎng)速度快，但水分與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)容易流失，需配套精細(xì)化灌溉措施；在黏重土壤中，水分保持力強(qiáng)，但通氣性差，容易造成根部缺氧與根腐病滋生。在鹽堿地與弱酸性土壤環(huán)境中，部分無(wú)絮楊品種展現(xiàn)出較強(qiáng)的調(diào)節(jié)適應(yīng)能力，具備抗?jié)B透脅迫或根際酸堿中和機(jī)制，使其在非理想土壤環(huán)境下仍具備較強(qiáng)生存潛力。水分利用效率作為衡量生態(tài)適應(yīng)能力的重要指標(biāo)，直接關(guān)聯(lián)植株在干旱脅迫下的蒸騰調(diào)控能力與葉片氣孔開(kāi)放度。為提升品種的栽培適應(yīng)性，應(yīng)將水分利用效率指標(biāo)與土壤條件相結(jié)合，構(gòu)建復(fù)合型適應(yīng)能力評(píng)價(jià)模型，輔助種植區(qū)劃分與種植策略制定。

3.3 抗病蟲害及抗逆性綜合評(píng)價(jià)

無(wú)絮楊在實(shí)際種植環(huán)境中需面對(duì)多種生物與非生物脅迫壓力，包括干旱、凍害、高溫、病蟲害侵染等復(fù)合因素。其抗性能力構(gòu)成一個(gè)多層次的防御體系，涉及形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理代謝與遺傳調(diào)控等多個(gè)層面。在抗蟲方面，部分無(wú)絮楊品系表現(xiàn)出葉片組織硬度提升、揮發(fā)性物質(zhì)釋放增強(qiáng)等防御特征，有效延緩害蟲取食過(guò)程。在抗病能力上，則依賴于特定信號(hào)通路，如水楊酸通路的激活程度，啟動(dòng)類黃酮合成與防御酶體系，從而降低真菌或細(xì)菌入侵后的為害程度。在抗逆方面，干旱應(yīng)激下的滲透調(diào)節(jié)能力、低溫脅迫下的細(xì)胞膜穩(wěn)定性、高溫暴曬下的蛋白質(zhì)保護(hù)機(jī)制，均構(gòu)成對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)支撐。根據(jù)實(shí)施方案，項(xiàng)目實(shí)施的苗木病蟲害防治以氯氰菊酯、阿維菌素等藥劑為主，連續(xù)2～3次噴施后，苗期病害發(fā)生率控制在2%以內(nèi)，有效保障了苗木健壯度和推廣成活率。

4 無(wú)絮楊的產(chǎn)業(yè)化推廣策略

4.1 良種繁育體系的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

無(wú)絮楊的大規(guī)模推廣離不開(kāi)一套高效、穩(wěn)定、可復(fù)制的良種繁育體系。繁育環(huán)節(jié)作為產(chǎn)業(yè)鏈的起點(diǎn)，其標(biāo)準(zhǔn)化水平直接決定了后續(xù)生產(chǎn)質(zhì)量與推廣成效。在技術(shù)路徑上，應(yīng)統(tǒng)一種源母本的選定規(guī)范，建立明確的種質(zhì)登記與身份認(rèn)證機(jī)制，確保繁育材料的遺傳純度與無(wú)絮特性不發(fā)生變異。在操作環(huán)節(jié)，要規(guī)范化扦插、組培、脫毒處理、出圃時(shí)間等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，形成從母株建園到苗木出圃的全流程技術(shù)規(guī)程。配套體系還應(yīng)引入健康監(jiān)測(cè)與病蟲篩查機(jī)制，將植株健康狀態(tài)納入日常管理指標(biāo)中。以利辛縣綠韻公司2025年無(wú)絮楊項(xiàng)目為例，項(xiàng)目計(jì)劃育苗總量30萬(wàn)株，采穗全部來(lái)源于登記認(rèn)證母株區(qū)，并按編號(hào)分級(jí)保存，確保種源一致性與追溯能力。在區(qū)域分布上，建議設(shè)立多中心繁育基地，覆蓋典型氣候帶，構(gòu)建出“核心選種+區(qū)域繁育+跨域調(diào)撥”的組織網(wǎng)絡(luò)。為提升規(guī)模化效率，可引入自動(dòng)化組培流水線、智能育苗溫控系統(tǒng)等設(shè)備技術(shù)，在降低人工成本的同時(shí)，提升繁育質(zhì)量的一致性與苗木的可追溯性，為產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定提供基源保障[5]。

4.2 區(qū)域化栽培模式的優(yōu)化設(shè)計(jì)

無(wú)絮楊在不同生態(tài)帶中的適應(yīng)性差異，決定了其栽培模式需因地設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)匹配。區(qū)域化栽培不僅是種植模式的空間調(diào)度，更是對(duì)自然資源、環(huán)境負(fù)荷與品種特性的動(dòng)態(tài)整合。在平原水系密布地區(qū)，可推行灌溉調(diào)控型密植模式，強(qiáng)調(diào)根系擴(kuò)展與葉面積管理；而在西部風(fēng)沙區(qū)或北方寒冷帶，更需構(gòu)建低密度、深根導(dǎo)向的防護(hù)型模式，強(qiáng)化其生態(tài)屏障功能。對(duì)坡地、鹽堿地等邊緣性土地，應(yīng)引入適應(yīng)性較強(qiáng)的品系，搭配精準(zhǔn)施肥、滴灌等定向干預(yù)手段，提升成活率與生長(zhǎng)一致性。在推廣策略層面，可引導(dǎo)各地構(gòu)建“一區(qū)一策”栽培規(guī)劃圖譜，制定涵蓋密度配置、整形修剪、施肥節(jié)奏、采伐輪次等在地化指導(dǎo)方案，構(gòu)建地域特色與標(biāo)準(zhǔn)體系雙重協(xié)同的栽培技術(shù)平臺(tái)。

4.3 政策支持與市場(chǎng)推廣機(jī)制

無(wú)絮楊的產(chǎn)業(yè)化落地，不能單依賴育種與種植技術(shù)，更需要政策驅(qū)動(dòng)與市場(chǎng)機(jī)制的系統(tǒng)配合。在政策層面，應(yīng)設(shè)立專門的財(cái)政支持渠道，對(duì)繁育基地、科技示范園、栽培轉(zhuǎn)型項(xiàng)目提供資金扶持和稅收減免，鼓勵(lì)企業(yè)、高校、科研單位參與多維度協(xié)作；還應(yīng)將無(wú)絮楊列入城市園林綠化推薦品種清單，推動(dòng)其在城市道路、公園、河岸等綠地系統(tǒng)中的優(yōu)先應(yīng)用，構(gòu)建綠色采購(gòu)的政策導(dǎo)向。在市場(chǎng)機(jī)制上，應(yīng)打造從種源培育到產(chǎn)品銷售的全產(chǎn)業(yè)鏈體系，通過(guò)認(rèn)證機(jī)制構(gòu)建“無(wú)絮品質(zhì)”品牌信任，以區(qū)域集群或聯(lián)盟方式推動(dòng)品種授權(quán)、技術(shù)共享與利益共擔(dān)。借助數(shù)字化平臺(tái)開(kāi)展宣傳推廣、項(xiàng)目招標(biāo)與供應(yīng)鏈調(diào)度，也可大幅提升市場(chǎng)認(rèn)知度與響應(yīng)速度。通過(guò)政策、資本、宣傳三線聯(lián)動(dòng)，建立起多主體共建共享的推廣格局，使無(wú)絮楊在生態(tài)治理、產(chǎn)業(yè)振興與城市品質(zhì)提升中形成聯(lián)動(dòng)效應(yīng)。2025年項(xiàng)目申請(qǐng)財(cái)政資金45萬(wàn)元，占總投資56%，直接帶動(dòng)約100人就業(yè)，并實(shí)現(xiàn)良種使用率與苗木合格率均達(dá)100%的績(jī)效目標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

無(wú)絮楊的選育工作是生態(tài)與產(chǎn)業(yè)雙重驅(qū)動(dòng)下的重要命題，其本質(zhì)在于構(gòu)建一種兼具無(wú)絮特性、生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)與適應(yīng)能力的樹(shù)種體系。在育種路徑選擇上，單一方法已無(wú)法滿足快速選育的現(xiàn)實(shí)要求，因此需通過(guò)傳統(tǒng)與現(xiàn)代手段的融合，增強(qiáng)性狀控制的準(zhǔn)確性與育種周期的靈活性。分子標(biāo)記技術(shù)可縮短性狀識(shí)別周期，基因編輯工具則為關(guān)鍵調(diào)控區(qū)域的精準(zhǔn)改良創(chuàng)造條件。在遺傳機(jī)制研究方面，明確性別決定因子與楊絮形成基因的表達(dá)模式，有助于實(shí)現(xiàn)性狀剝離與功能定向調(diào)控，為選育策略提供了理論依據(jù)。在生態(tài)適應(yīng)層面，無(wú)絮楊需面對(duì)多樣化氣候、土壤與生物脅迫條件的挑戰(zhàn)，其生長(zhǎng)潛力不僅取決于品種本身，還受限于栽培管理水平[6]。因此，對(duì)栽培區(qū)域的適應(yīng)性分析、抗病蟲害評(píng)估及水分利用效率的監(jiān)測(cè)應(yīng)納入標(biāo)準(zhǔn)體系之中。實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣，還需構(gòu)建覆蓋種源繁育、區(qū)域試驗(yàn)、政策支持與市場(chǎng)運(yùn)作的系統(tǒng)機(jī)制，推動(dòng)科研成果向工程應(yīng)用有效轉(zhuǎn)化。從種質(zhì)創(chuàng)新到生態(tài)融合，無(wú)絮楊的推廣不應(yīng)僅限于樹(shù)種更新層面，更應(yīng)成為現(xiàn)代林業(yè)科技支持綠色發(fā)展戰(zhàn)略的一部分，在城鄉(xiāng)生態(tài)治理、林木景觀升級(jí)與健康人居構(gòu)建中發(fā)揮長(zhǎng)效價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 王艷.無(wú)絮楊.無(wú)絮柳的發(fā)展前景及育苗技術(shù)[J].現(xiàn)代園藝，2017（4）：25-26.

[2] 葉艷濤，劉若楠，李艷霞，等.周口市無(wú)絮楊選育與應(yīng)用研究初報(bào)[J].河南林業(yè)科技，2016，36（4）：9-11+48.

[3] 周志濤.無(wú)絮楊發(fā)展及豐產(chǎn)栽培技術(shù)要點(diǎn)[J].河南農(nóng)業(yè)，2022（35）：10-12.

[4] 李亞鵬，孔娜.無(wú)絮楊栽培中的弱化現(xiàn)象及管理方法[J].農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備，2020（2）：220+224.

[5] 張兆波，徐振哲，李留振.無(wú)絮楊品種介紹及造林技術(shù)[J].鄉(xiāng)村科技，2019（4）：65-66.

[6] 祝松.無(wú)絮楊在不同土壤條件下的生長(zhǎng)表現(xiàn)及生態(tài)適應(yīng)性研究[J].中國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)，2024（9）：97-98.