生物技术在林木遗传育种中的应用

发布时间：2021-04-12

　　摘要:林木遗传育种中常见的生物技术主要包括以下几方面，如:分子标记技术。RAPD、RFLP、SSR、AFLP是林业研究中最常用的四种分子标记，促进了林木分子遗传图谱的构建，而林木遗传图谱的构建也在一定程度上为控制林木重要经济性状等基因的分子标记辅助选择定位奠定了基础。基因工程技术。主要包括抗性相关基因工程、材质相关基因工程、生殖相关基因工程和生长性状改良基因工程。将基因工程技术合理应用到林木遗传育种中，人们便可以对林木品种的遗传特性进行改造，这不仅能够打破种间杂交不亲和的界限，还能创造出新的育种资源。细胞工程技术。主要包括体细胞胚胎发生、人工种子、原生质体培养和体细胞杂交。体细胞胚胎作为人工种子和转基因的良好材料，具有较好的稳定性和较高的繁殖效率。体细胞杂交不经过有性过程，避开了有性杂交不亲和的生殖障碍，为新品种的培育提供了新的途径。

　　关键词:生物技术;林木遗传育种;应用

　　林木遗传育种作为林业发展的核心内容，能够为林业种植提供大批新型高质量品种。常规育种技术难以有效更改树木本身的遗传特性，这对林木遗传改良发展非常不利。而生物技术不仅能打破常规育种技术的弊端，还能在一定程度上提高林木育种质量。

　　1分子标记技术

　　分子标记技术作为一种新型遗传标记技术具有较好的稳定性和多态性，被广泛应用在同源性分析、遗传育种、基因定位等方面的研究。要想更好地了解分子标记技术，可从以下两方面入手:第一，主要的DNA分子标记技术。第二，DNA分子标记技术的应用。

　　1.1主要的DNA分子标记技术

　　DNA分子标记已经从最初基于酶切的RFLP标记发展到当前以SNP芯片技术、转录组测序、基因组测序为基础的分子标记。目前，RAPD、RFLP、SSR、AFLP是林业研究中最常用的四种分子标记。

　　1.2DNA分子标记技术的应用

　　DNA分子标记技术不会受到组织类别和发育时期的限制，准确性高、多态性高、简便快捷，为林业研究提供了帮助。相关学者利用SNP芯片技术对凹叶木兰的遗传多样性进行了初步分析。还有一些学者对国家级杉木种质资源库保存的遗传材料进行了遗传多样性分析。分子标记技术的发展促进了林木分子遗传图谱的构建，而林木遗传图谱的构建也在一定程度上为控制林木重要经济性状等基因的分子标记辅助选择定位奠定了基础。

　　2基因工程技术

　　基因工程属于生物技术的一种，又被称为DNA重组技术。基因工程主要是将不同来源的基因按照预先设计的蓝图导入到活细胞中。若将基因工程技术合理应用到林木遗传育种中，人们便可以对林木品种的遗传特性进行改造，这不仅能够打破种间杂交不亲和的界限，还能创造出新的育种资源。但从目前来看，人们很少在林木遗传育种中应用基因工程技术，这对促进林木业的进一步发展来说非常不利。要想改变这一现状，必须深入研究抗性相关基因工程、材质相关基因工程、生殖相关基因工程和生长性状改良基因工程，让人们意识到基因工程技术对林木遗传育种的重要性。

　　相关期刊推荐：《农业与技术》杂志创刊于1980年，由中国科技期刊编辑学会、吉林省科学技术信息研究所主办，本刊报道的范围是：国内外农村科技研究与生产技术动态，如新成果、新理论、新经验、新技术、新工艺、新产品;有关热带可持续农业理论和实践研究论文，动植物品种选育、农业资源高效利用、现代集约化种养技术、农业生物灾害防治、农产品储运保鲜加工等科学试验报告;农业经济管理，农业高新技术产业研究，新技术开发、应用和推广，图书信息情报学，科研体制改革和管理等原始论文，以及考察报告、综述、人物介绍等。

　　抗性相关基因工程。抗性基因是选择基因的一种，属于标记基因。近年来，人们一直致力于研究抗性相关基因工程，并陆续取得了一些优异成绩。

　　材质相关基因工程。为了减少纸浆材中的木质素含量，可以利用基因工程手段对CCOAOMT、C3H、MYB、4CL、CCR、CAD等基因进行调控，有效降低能源消耗，切实改善人们赖以生存的生态环境。

　　生殖相关基因工程。林木的生长周期非常长，不仅影响了林木育种，还在一定程度上阻碍了林木遗传改良的发展。在运用基因工程手段之后，不仅促进了林木生产，还缩短了育种周期。例如，野生杨树开花的周期一般在10～20年，而转LFY基因的杨树只需5个月就可以开花。基因工程不仅能够对不育的转基因林木新品种进行培育，还可以减少因转基因花粉引起的基因逃逸，从源头上阻断遗传弊端。

　　生长性状改良基因工程。将基因工程技术合理应用在林木遗传育种中，不仅能够有效调节树木内源的激素平衡，还能对林木的生长性状进行适当改良。据了解，将rolA、B、C基因转入到植物中，既可以促进根的形成与发育，还可以促进植株地上部分的生长与发育。

　　3细胞工程技术

　　为了改变细胞的遗传基础，林木细胞工程应以全能性为基础对不同的细胞和组织进行遗传操作，加快林木的繁殖速度，为确立隐性性状变种而选择培育优良的造林苗木。目前，细胞工程技术在人工种子、体细胞突变体、原生质体培养、细胞杂交、体细胞胚胎发生、植株再生的筛选与利用等方面已取得了巨大进展。

　　3.1体细胞胚胎发生和人工种子

　　体细胞胚胎作为人工种子和转基因的良好材料，具有较好的稳定性和较高的繁殖效率。目前，杨树、马尾松等数十种木本植物已获得了体胚;杉木、华山松、核桃等树种也通过体胚发生获得了再生植株;云杉、桑树、桉树等木本植物已成功利用体胚制成了人工种子。

　　3.2原生质体培养及体细胞杂交

　　原生质体已成功应用于外源基因导入、原生质体转化、体细胞杂交等方面。目前，一些木本植物已利用原生质体培养获得了再生植物，如桉树、松树和杨树。通过原生质体融合创造杂交品种的方法被称为体细胞杂交，由于体细胞杂交不经过有性过程，避开了有性杂交不亲和的生殖障碍，为新品种的培育提供了新的途径，比如利用体细胞杂交。将野生欧白芥对黑斑病的抗病性导入甘蓝中，从而得到高度抗病的体细胞杂交品种。——论文作者：王聪慧1，付强2，赵日玲3