浅析林业育种和生物技术的应用
2014-09-27曾祥标
曾祥标
(广东省五华县林业局,广东 五华514400)
1 引言
林业育种不仅能促进林业持续健康发展,也有利于保持生态平衡。多年来我国在林业育种方面作了大量的工作,也取得了不小的成绩。但和国外相比,林业育种技术仍相对滞后。伴随着生物技术的发展,林业育苗技术在林业中发挥着越来越重要的作用。因此,要处理好林木常规育种和生物技术间的关系,首先要确保我国林业育种工作取得更好的成绩。
2 林木常规育种现状
林业资源具有调节自然生态平衡的作用。因此,必须高度重视林业工作,特别是要抓好林木的遗传育种工作。从20世纪40年代起,国外才陆续开展林木遗传改良工作。通过近半个世纪的发展,林木育种工作取得了长足的进展。在林木培育中,林木的遗传与基因改良是两项关键技术[1]。通过选育相关优良林木品种,并大量繁殖这些林木品种,进而确保林业资源得到持续性补充。这既能确保优良林木品种的存续与发展,也能缓解市场对木材的大量需求。通过多年的发展,林木育种技术也日渐完善,形成了一套比较成熟的技术,主要分为3个环节,分别是选育、遗传测定与良种繁殖。随着我国林业工作的不断改革与发展,对林木育种工作提出了更高的要求,因此,有必要寻找新的发展方向,并创新相关育种技术,以确保林业的可持续发展。
3 生物技术在林木育种中的应用
3.1 生物技术的概念
生物技术属于一门新兴的跨学科技术,是指利用相关生物体系,并运用先进的生物学及工程技术原理,通过加工或不加工相关底物原料,生产市场所需产品或达到某个目的的技术。该技术主要包括三方面,基因工程、细胞工程与组织培养。生物技术在不少领域中发挥着重要的作用。该技术和林木遗传育种有着紧密的联系。将生物技术运用到林木育种中,能有效改善林木的品质,并增强相关抗性,如抗病、抗虫、耐旱、耐寒、抗盐碱等。同时,还能极大提升林木的生长量,满足市场对林木的需求。
3.2 生物技术的应用原理及优点
作为一门新兴的科学,植物生物技术的内涵比较宽泛。20世纪30年代,Schleiden与Schwann共同提出了细胞学说。直到50年代,相关学者证实了细胞全能性的设想。这为后来的组织培养技术奠定了技术理论[2]。伴随着组织培养技术的不断完善,也极大促进了很多技术的发展,包括植物快繁、无病毒苗培养、新品种的创造及种质资源保存等技术。到70年代后,出现了基因重组技术,从而大幅提高了遗传操作技术水平。因此,育种学家有了更广阔的发展空间。
与传统常规育种方式相比,生物技术育种具有很多优势,集中表现为三点:常规育种方式主要依靠杂交技术来达到改良品种的目的。生物技术育种是通过对细胞、基因的改变来达到改造品种的目的;常规育种无法确定方向,带有一定的盲目性,而生物技术育种能深入细胞,从而定向地改造品种;生物技术育种不受种间杂交的限制,从而扩大了育种范围,更有利于对种质资源的创新。
3.3 生物技术育种的应用
和很多生物体不同,林木具有较长的生长期。它们在幼年与成年时期所表现出的相关生理性状有明显的差异。此外,林木具有较高的遗传杂合性。上述因素在一定程度上都制约了林木育种的进一步发展。因此,应采用生物技术改良林木育种技术,确保林木资源的优产、优质。
3.3.1 遗传标记
遗传学的相关理论认为遗传标记是指具备良好性状,并且遗传稳定性较好,极易识别的相关遗传特征。通常包括形态特征、细胞学及分子标记等。DNA分子具有多态性,它能体现出生物的相关基因特征。因此,分子标记将其作为遗传标记。目前,在林木育种工作中使用的分子标记手段主要有4种,分别是限制性片段多态性、随机扩增多态性、扩展片段多态性和简单重复序列等。在实际的应用过程中,应结合林木的遗传基因情况,合理进行筛选。同时,还要考虑技术应用成本、基因识别与检测是否方便、快捷等因素。目前,分子标记技术已得到了极大的发展。通过遗传图谱能看到遗传标记的具体位置,并能观测和研究相关染色体。利用遗传图谱开展林木育种工作有很积极的意义,有利于良种的选育与培养。指纹识别属于分子标记中一项技术,也在林木育种中得到了一定的应用。“指纹”是一种类比人的定义,是指能区别于其它种、种内群体或个体的特异性DNA片段。“指纹”的典型特征是高度的特异性与稳定性[3]。利用指纹识别技术来分析树种基因,可以识别出个体间的亲缘关系,从而避免林木发生交叉遗传。
3.3.2 基因工程
近年来,基因工程在林木育种工作中得到了大量的应用。其中涉及到的主要技术有目的基因的分离鉴定、植物细胞遗传转化及转基因植物的识别等。基因工程在林木育种中的应用机理是将目标基因植入到相应的受体植物内,进而改变林木的DNA,创造出新的林木品种。采用基因工程技术,能够突破林木种间杂交不亲和的现状,进而改变林木自身的相关性状,从而形成新的林木品种[4]。另外,基因工程无需花费过多的时间便能实现。
4 正确处理常规育种和生物技术间的关系
4.1 二者是相互依存的关系
常规育种是生物技术育种的基础。生物技术只有在常规育种的基础上才能获得不错的效果。同理,常规育种要借助生物技术来不断完善自己,逐渐改善自身的不足,如世代长、性状不易鉴别等。因此,两种技术都是相互联系、相互影响的。
4.2 常规育种仍占主导地位
纵观国内外林业技术的发展,生产中所使用的林木良种均是利用常规育种技术选育出来的。因此,常规育种仍属于当前林业选育优良品种的主要途径,或者说应该是目前唯一的途径。当前仍应将常规育种作为主要的育种方式,要高度重视对常规育种的科研探究,并保证足够的生产投入。
4.3 生物技术仍处于探索阶段
生物技术尽管有良好的应用前景,但不足之处是技术仍不够成熟。因此,还存在很多局限性,需要人们进一步摸索研究。遗传图谱与辅助选择离实际应用目标还有不小的差距。目前,基因工程还无法生产出可用于生产实践的良种[5]。此外,人们还担忧转基因食品的安全性。因此,生物技术还有待进一步研发和创新。由于生物技术具有“高、精、尖”的特性,因此,只有少数科研部门与技术人员才能开展这方面的研究。
4.4 生物技术强调创新
任何新理论与新技术的形成都是从无到有的过程。这也属于一个学习与模仿的过程。生物技术需要创新,若只是一味地模仿现有的技术手段,那么将会停滞不前,逐渐失去自身的意义。常规育种不同于生物技术,就算没有创新,依然能产生一定作用,为林业生产提供符合要求的繁殖材料。只要根据常规育种的相关技术要求,在不同的地点,采用不同的研究对象也能有所收获。由此可见,生物技术更强调创新。
[1]尚瑞明,王世兰.林木育种中生物技术的应用[J].河北林业科技,2013(4):95~96.
[2]沈熙环.林木常规育种与生物技术的应用[J].林业科技开发,2006,20(1):1~4.
[3]马和平,臧建成,李 毅,等.生物技术在林木育种中的应用[J].河北林果研究,2005,20(4):343~346.
[4]王雪菲.浅谈林木育种的作用及发展策略[J].城市建设理论研究,2013(19):132~134.
[5]鲍龙华.浅谈林木常规育种与生物技术的应用[J].城市建设理论研究,2013(14):1~2.