林业育种和生物技术的应用探讨

陈仙红 屈勇鸿

摘 要：林业发展极大程度上取决于育种技术是否成熟，传统育种技术尽管可用于优秀树苗，但培育周期较长，难以满足社会发展需求，而应用生物技术可解决此问题。基于此，本文阐述了林业育种中应用生物技术可筛选优良品种，推动林业实现健康可持续发展。并从林木组织培养育苗、基因工程、细胞技术这几方面出发，探究林业育种中生物技术具体应用措施，以期为相关工作者提供有益借鉴。

关键词：林业育种;生物技术;应用

随着科学技术的发展，我国在林业育种领域获得了诸多成就，但相较于其他发达国家，仍有所不足，需创新、引进和应用生物技术，维持生态平衡，推动林业实现进一步发展。而生物技术则是利用生物体系，结合生物学原理与工程技术原理，通过加工或不加工处理相关底物原料，以生产市场产品。生物技术包含细胞工程、基因工程、组织培养等，与林业育种具有密切联系，将此技术应用之林业育种内，可有效提高林木品质，满足市场需求。

一、林业育种中生物技术应用优势

林业育种作为林业发展的基础前提，传统林业育种主要是培育树苗，尽管可获得优质苗木，但受到培育技术落后影响，其培育周期较长，产量较低，难以适应当前市场对林木的需求。而生物技术作为新时期研发的科学育种方法，结合了工程技术与生物学，从生物基因与细胞切入，通过改造生物体让其具备多种功能，且应用现代栽培技术让种子能够在短时间内培育成功，将育种周期缩短，提高产品质量，确保林业育种工作能够顺利完成[1]。同时，生物技术还可借助细胞基因技术，改善种子易感染病菌基因，进而减少植物生长中病虫害发病几率，培育更多优质品种，增加林业产量。

二、林业育种中生物技术应用措施

1.林木组织培养育苗

林业生产的重点在于生产大量优质种苗与培育良种。林木存在结构复杂、生长周期长、多年生特点，在繁育与良种选育方面难度较高。如，有形繁殖后代易分离，无法完全保持优良的母本形状，而传统的分株、嫁接、扦插等无性繁殖方式难以短期内拥有大量植株，对于季节性林业大规模生产需求难以满足。生物技术中组培育苗方式可将上述问题解决，不仅能够保持优良的母本形状，还能短期内获得大量植株。

林木组培培养是指利用林木组织器官作为外植体，迅速繁殖林木的技术，当前有120多种木本植物可利用组织培养防治，且逐年增加。1978年美国已经应用火炬松组培苗实现小范围造林，于1983年里格斯苗圃生产规模已经达到100万株，且加拿大、法国、德国等国家对于桉树、杨树、云杉等树种培育也实行了系统性研究，达到了工厂化生产目的[2]。我国则是20世纪七十年代研究林木组织培养，在经过科研工作者努力下，马尾松、桉树、杉木、马褂树、桑树、杨树、泡桐、湿地松等树种已经可利用组织培养获得再生植株。我国当前林木组织培养迈入工厂化生产阶段，且在华南、华北建立组织培养育苗工厂，部分研究中心年产桉树组培苗达到了300万株。

2.林木基因工程

现代生物技术中，基因工程作为其核心，为改良林木遗传性状提高了新的研究方向，经分离出的、经过选择的外源基因植入到林木基因组内，借助其他物种定性基因，让其在新遗传背景中表达新性状，进而创造育种资源。基因工程技术不会受到发育阶段与环境的影响，打破了树种之间杂交不亲界限，结合人们目的与意愿对现有林木遗传特性进行改造。近几年，在桉树、杨树等20多种树木中展开基因工程研究，其内容侧重于抗虫基因工程、抗病基因工程及抗逆基因工程。

（1）抗虫基因工程。树木生长中虫害对其健康具有严重影响，甚至可造成森林大面积毁灭，大量喷洒农药不仅会破坏环境、对人体健康造成危害，还会增加害虫抗压性，消耗诸多资金且对正常生态链造成影响。因此，可通过重组林木基因，以培育具有较强抗虫能力的品种，减少虫害损失。当前，部分科研工作者在杨树中修饰改造蛋白酶抑制剂基因、抗虫蛋白基因，构建表达载体，培育抗虫转基因植株。

（2）抗病基因工程。林业降低生产率的原因之一为病害，在林木中导入抗病基因应用前景广泛，当前有抗真菌基因、抗病毒基因、抗细菌基因等。

（3）抗逆性基因工程。抗逆性包含林木抗盐性、抗旱性与抗寒性。不同逆境条件胁迫所造成的反映具有相似之处，低温、盐碱与干旱等逆境均会引发林木受损，相应的抗逆基因，如甜菜碱脱氢酶基因、脯氨酸合成酶基因、CBF转录因子基因、AFP抗冻蛋白基因等已被克隆，且转入至林木中获得一定成果。随着研究基因标记、林木分子遗传土坯等不断深入，抗旱、抗病及抗盐基因定位会愈发深入，培育出更多生长良好、抗逆性强的品种。

3.林木细胞技术

近几年来生物技术发展迅猛，特别是细胞技术发展较为成功，可在林木育种中应用该技术。植物细胞存在全能特性，此技术主要是利用植物细胞特性培养，在适宜条件下让其发展为完整植物胚胎。因此，可利用此现象研究简单植物细胞，挑选拥有优质基因细胞单独发育，以培育性能优良的植物种子[3]。并且，传统林木管理中，受到技术限制，造成诸多珍稀树种消亡，可利用细胞技术提取此类植物细胞，以加速细胞分裂技术提高其细胞数量，选择优质基因加以培养，提高植物成活率。

如，在梵净山冷杉濒危树种培育中，由于其分布地区狭窄，数量稀少，自然更新缓慢，为增加树种数量，则需要采取细胞技术。首先，在梵净山冷杉果实与种子中提取生长细胞，在相同环境下对细胞进行比对，分析成活率与生长率较高细胞，添加催生激素，利用细胞分裂技术推动细胞实现分裂再生长，且在新生長细胞中选取优质细胞单独培养，通过基因技术对其结实率较低基因加以改造，增加结实率后，培养为植物胚胎，最终拯救濒危树种。

三、生物技术发展前景

随着环境问题愈发突出，我国近几年加大了对林业发展的重视。同时，生物技术也在林业育种中广泛应用，对促进林业发展具有重要作用。而随着基因检测设备与技术的不断更新发展，终会迈入基因组时代，尽管植物组织培养、基因工程及细胞技术在应用中仍存在一定问题，但其发展前景十分广阔，利用现代生物技术对林业产品进行加工，对开发创新林业产品、研究天然植物色素具有重要意义。并且，林业属于可再生资源，应用生物技术对推动能源发展作用重大。

四、总结

林业育种不仅可推动林业实现可持续发展，还有助于维持生态平衡。而生物技术作为现代化科技发展产物，其拥有较强优越性，不仅可加快培育种子周期，增加产量，还能改善种子中易引发病虫害等劣质基因，以免植物生长发生病变，推动林业实现进一步发展。因此，林业研究人员应当加强对生物技术研究，保证我国林业育种获得更好成绩。

参考文献：

[1]刘孟荧，黎秋玲，李志，张庆华，周智友，李汉广.不同育种技术在乙醇及丁醇高产菌株选育中的应用[J].微生物学通报，2020，47（03）：976-983.

[2]夏溪，奉树成，张春英.新型分子生物学技术在花卉定向育种中的应用进展[J].南京林业大学学报（自然科学版），2019，43（06）：173-180.

[3]邱建勋，殷贤章.生物技术在林业育种中的应用研究[J].农业开发与装备，2018（05）：50+78.

（陕西省延安市洛川县行政审批保障服务局  陕西  延安  727400）