生物技术与林木试管微型选育.pdfVIP

世界林业研究 WORLD FORESTRY RESEARCH ^3 1~10 生物技术与林木试管微型选育 袁 巧 平 (中国林科院林研所) 擅誓 本文对生物技术在林木遗传育种方面的应用潜力、现状和前景进行了分 析，论 述 了林 木试管微型选育系统的一般原理及各主要方面． 主一饲 生●_抗术一#业 ■置矗育一 束 包括基因工程、细胞工程，酶工程帮发酵工程的现代生物技术 已经在农业 医药， 化工，食品 能源，矿产工业、环境保护等众多领域得到了广泛的应用，其中基因工程 和细胞工程与林术遗传改良密切相关。近十几年来，国内外林业生物技术研究工作者在 林木微型快速繁殖，单倍体和原生质体培养，体细胞杂交，细胞诱变及体细胞无性系变 异筛选 基因转导等多方面进行了探索性的研究 ，并已取得了部分成果，近百余种木本 植物可以通过体细胞组织和器官的离体培养形成完整植株，其中西德的欧洲山杨、新西 兰的辐射拯、．美国许多木本花卉、中国的毛 白杨、河北杨及棱树等已进行苗木工厂化生 产。此外．通过生物工程技术的方法 已在杨树，橡胶、桉树等林木树种 内成功地培育出 一 些速生，优质．．高产，抗逆性强的优 良林术品系。 现代生物技术在林木遗传育种方面既可 以有效地创造新的林木遗传变异 ，又可以快 速进行林术有用变异体的选择和测 试；既能迅速进行优 良材料的繁殖推广，又能有效地 进行林术釉质资源的保存和交换；构成了一种有机的新型选，引，育、繁林木遗传育种 系统，这就是林术试管微型选育系统．与传统的林木遗传育种系统相 比．林木试管微型 选育系统将会大大节约空间 时间及人力、物力而取得 良好的效果。随着无性系育种和 无性系林业的发展，这种林木试管微型选育系统将发挥越来越大的作用。 一 、 林木试管微型选育系统中的变异来源 遗传变异是植物育种和改 良的基础。在林木试管微型选育系统中，除了利用 自然变 异和常规育种所创造的变异 以外．还有多种途径可 以创造遗传变异。 1．单倍博培养 对棒木进行单倍体培养可以在短期内育藏许多具有不同基周型的 本文干1口0o年8月2o日收蓟， 生物技木与林本试管镦型选育 sl 纯系，将其中表现优 良的个体加倍后使之成为育种柏原始材料，也可以利用单倍体产生 原生质体，并进行单倍体原生质体的融合以产生可育的二倍体细胞杂种．我国学者在单 倍体培养方面做了大量的工作，仅木本植物就已有二，三十种树种获得了花粉植株，并 巳初选出一些优 良的杨树，橡胶等花粉植椿品系． 多数单倍体植株都有自然加倍而变为二倍体植株的趋势．此外，还可通过入工加倍 处理，促进纯台二倍体的形成．单倍体和纯台二倍体材料的获得，对于林木遗传学的研 究及林术遗传改良具有重要的意义．例如 ，用单倍体材料来研究染色体间的部分同源性 要比二倍体更方便。用纯合二倍体进行杂交试验就可 以较容 易地真正搞清控制各种性 状的基因是显性还是隐性，是单基因控制还是多基因控制等等．同一母体材科来源的花 粉植株所表现的变异范围比无性系和家系材料要大得多，从中可 以直接选择出有用的遗 传变异加以利用．在杨树及橡胶树等林木树种中巳初选出了一些优 良的花粉树无性系． 可以预料 ，随着单倍体培养技术的进一步完善，单倍体培养在林木遗传育种 中将发挥出 越来越大的作用． ． 2．■生曩体培韩和捆臆杂交 自1960年 Cocking用酶法分离出高等植物原生质 体以后 ，由原生质体培养再生完整植株的植物 已达60多种 ，利用原生质体融合方法也获 得了一批体细胞杂种植株。其中木本植物中经过原生质体培养 已获得完整植株的树种有 杨树，榆树，檀香、柑桔等近iO种，-并且进行了杨树种问及杨树+泡桐的原生质体融合 试验． 具有活性的原生质体也为细胞杂交及各种遗传操作提供了理想的材料。无壁的原生 质体之间在特定的条件下会发生融合形成杂种细胞．利用单倍体材科的原生质体融合可 以获得二倍