創(chuàng)新林木細胞工程技術(shù)助推良種繁育產(chǎn)業(yè)革命

1、    創(chuàng)新林木細胞工程技術(shù)助推良種繁育產(chǎn)業(yè)革命    董丹妮摘 要：在科學(xué)技術(shù)不斷進步之下，林木細胞工程技術(shù)已然成為當(dāng)下最熱門的研究技術(shù)，同時也取得了很大的突破和進步，并被應(yīng)用到了林業(yè)發(fā)展當(dāng)中，在改良和提升林木質(zhì)量以及繁育優(yōu)良品種方面有著重大意義?；诖耍疚木蛯⒁酝苿恿挤N繁育作為研究對象，對該技術(shù)的應(yīng)用實踐進行分析。關(guān)鍵詞：林木細胞工程技術(shù);良種繁育;產(chǎn)業(yè)革命現(xiàn)如今經(jīng)濟增長速度極快，但資源的過度開采使得給生態(tài)環(huán)境帶來了沉重的負擔(dān)。我國國土面積大，但人均森林占有量卻非常低，且林業(yè)種植面積減少速度日漸加快。從20世紀60年代開始，把林木育種歸入科技攻關(guān)計

2、劃之中。其中最典型的就是生物技術(shù)當(dāng)中的細胞工程技術(shù)，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，該技術(shù)已經(jīng)有所創(chuàng)新，不但從根本上改變了原先育苗繁殖的方式，還使繁殖材料來源變得更為廣泛、陳苗速度快以及配型細胞增殖系數(shù)高等等。一、技術(shù)分析植物細胞本身具有很大的全能性，在相對比較適宜的條件之下，一個植物細胞往往能夠形成一個完整的植株。因此林木細胞工程技術(shù)就是在其全能性的基礎(chǔ)上，對各類不同的組織和細胞實施細胞雜交的遺傳操作，由此使細胞本身的遺傳基礎(chǔ)得到改變，加快其個體繁殖的速度，最終選育最優(yōu)良的品種或者是創(chuàng)新品種。最近幾年在優(yōu)良造苗需求以及瀕危植物保護任務(wù)不斷增加之下，細胞工程技術(shù)在種植資源保護方面、樹木快速繁殖方面以及新品種

3、選育等方面都發(fā)揮了重大作用?，F(xiàn)階段，主要在體細胞胚胎發(fā)生、原生質(zhì)體培養(yǎng)、人工種子、植株再生、細胞雜交以及細胞突變體的篩選與應(yīng)用方面取得了非常大的成就和進展，已經(jīng)基本成功應(yīng)用到了蘋果、梨以及香椿等幾十種經(jīng)濟林木上面。（一）體細胞胚在前期很多研究當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，植物其基因型、氮源、植物激素、活性炭、光照、多胺等都會給體細胞胚帶來影響，在逆境處理當(dāng)中，比如人工去制造低溫和干燥環(huán)境，不但能夠有效促進體細胞胚的發(fā)生，還能夠在其愈傷組織之中降低dna甲基化水平。在體細胞發(fā)生當(dāng)中，體細胞胚分化到發(fā)育過程已經(jīng)有了非常堅實的分子基礎(chǔ)，這是由于過氧化物酶的活性有所增大、同工酶種類變多以及蛋白質(zhì)種類與含量都增多造成的，同

4、時在其發(fā)生過程當(dāng)中，核算也會逐步合成。細胞工程技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)基本成熟，比如在馬尾松和紅豆杉等木本植物之中已經(jīng)得到了體細胞胚;在華山松、雜種鵝掌楸等樹種當(dāng)中，不但得到了體細胞胚，還在其發(fā)生之下得到再生植株。（二）原生質(zhì)體對于林木原生質(zhì)體的研究開始地比較早，也都有數(shù)十種樹木被分離出了原生質(zhì)體。大約在20世紀80年代初期的時候就已經(jīng)使用電擊融合的方法，但是這一方式在林木上并無成功案例，因此整體進展也并不快。關(guān)于原生質(zhì)體的研如今基本被運用在對細胞生理現(xiàn)象、病毒復(fù)制和侵染、細胞核和細胞質(zhì)之間的關(guān)系方面，且已經(jīng)取得了一定成效。通過該項技術(shù)，部分植物已經(jīng)得到了植株。非對稱融合法在林木研究方面是存在一定價

5、值的，現(xiàn)階段比較成功的案例就是將楊柳屬雜種和山茄當(dāng)作親本，通過原生質(zhì)體的融合，最后得到再生植株形態(tài)相似的楊樹。這種方式導(dǎo)入植株的只有少量遺傳信息，但雜種細胞在實用性等方面都有了一定可用性。在該方法中微小核相對比較典型，它能夠通過細胞阻害劑處理，使細胞變成一個通常的細胞，進而成為具有績效遺傳信息的微小核，但是這一方式也存在缺陷，在實際使用過程中要選拔雜種細胞。（三）人工種子目前對于人工種子的研究，基本集中在固定雜種優(yōu)勢、生產(chǎn)較少受環(huán)境影響、縮減栽培成本以及縮短育種周期等方面，主要是為了減少或避免現(xiàn)有種子的缺陷。制作人工種子的基本前提就是要先制作出來具有良好質(zhì)量的體細胞胚。二、育種實踐應(yīng)用（一）人

6、工種子與體細胞胚胎發(fā)生體細胞再生比較容易，繁殖效率也很高，同時其后代具有良好的穩(wěn)定性，是轉(zhuǎn)基因和人工種子最佳的材料。它主要通過胚狀體形成植物遺傳單一和增值迅速的特點，結(jié)合胚狀體和其發(fā)生體系包裹制成人工種子，以此達到種子生產(chǎn)的目的。經(jīng)過幾年研究楊樹、馬尾松等幾十種木本植物都已經(jīng)得到了體胚。核桃、華山松、杉木等樹種也都已經(jīng)提供體胚發(fā)生得到了再生植株。最近幾年，南京林業(yè)大學(xué)的施季森教授帶領(lǐng)團隊和多家單位進行了合作，生產(chǎn)了雜交鵝掌楸體胚苗上百萬株，杉樹優(yōu)良無性系組織培養(yǎng)以及體胚芽苗木也有了千萬株。云杉、桑樹以及桉樹木本植物也都已經(jīng)被成功通過體胚制作出了人工種子。（二）原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細胞雜交現(xiàn)階段，部

7、分松屬、楊屬、桉樹和北美鵝掌楸等木本植物已經(jīng)通過原生質(zhì)體培養(yǎng)得到了再生植株，原生質(zhì)體已經(jīng)被成功運用到了體細胞雜交、外源基因?qū)胍约霸|(zhì)體轉(zhuǎn)化等多個方面，其中最典型的就是與體細胞雜交。它能夠得到上呈雙親個體遺傳基因的綜合，在細胞體雜種培養(yǎng)和林木業(yè)的發(fā)展方面極為有利;同時能夠依照實際情況，設(shè)置兩個以上親本遺傳物質(zhì)去融合，從而對原生質(zhì)體培養(yǎng)和細胞合體培養(yǎng)進行分析;體細胞雜交在細胞融合之下產(chǎn)生雜種，使其不再需要通過有性過程，有效解決了遠源雜交不親和的相關(guān)問題，給新品種的培育開辟出了一個嶄新的途徑，目前最常見的幾種林木無性變異突變體研究名錄如表1。從目前其雜交情況分析，進行研究的林木植物非常多，比如有花旗松、白樺、榆樹以及云杉等等，且很多林木都已經(jīng)誘導(dǎo)出了植株。三、結(jié)束語總之，林業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)今世界最重要的行業(yè)之一，對其進行改良和培育，提升林木的存活率及質(zhì)量，以實現(xiàn)保護的目的，是當(dāng)下整個領(lǐng)域發(fā)展的主要目標(biāo)。對此，通過細胞工程技術(shù)促進林木繁育良種已然成為必然選擇。同時該技術(shù)在林木育林之中的應(yīng)用日漸廣泛，相關(guān)的研究也有了很大突破。對此這就要求林業(yè)領(lǐng)域需要充分運用該技術(shù)繁育良種，提升林木質(zhì)量，促進林