探索林木逆境适应机制，创制林木种质抗逆“芯”

林木在其漫长的生活史中经常遭受生物（虫害、病害、种间竞争等）和非生物胁迫（干旱、土壤盐渍化、重金属离子、极端温度等）的影响，在生长和遗传发育的过程中已逐渐进化出一系列生理生化机制来感应、传递胁迫信号，并作出适当调整以获得生存和繁殖的机会。从分子、生理、生态等不同角度探究林木应答逆境胁迫的响应机制，培育抗逆林木种质新资源，对推进林木种苗供给侧结构性改革和大规模国土绿化行动具有重要意义。

1 林木逆境适应机制

随着全球气候环境的不断恶化，逆境胁迫对植物生长发育造成的影响越来越严重，在长期的进化过程中，植物已经形成一套复杂的机制来应对这些逆境胁迫。在分子水平上，大量基因参与了植物逆境胁迫应答过程，其中转录因子可以通过直接或间接地识别下游靶基因启动子序列中的顺式作用元件，调控靶基因的过量表达或沉默从而调节植物对逆境的适应能力。同时，逆境条件下，植物叶片气孔的关闭、体内激素含量的变化、细胞壁纤维素的积累、水分输导、碳氮代谢平衡等生理活动也会对其抗逆能力产生显著影响。而从生态宏观尺度上，研究土壤养分含量、容器基质、混交林分配比结构、根际微生物与植物互作等对林木逆境适应能力及病虫害发生的影响亦已成为提高林木质量与产量的重要方面。

2 林木抗逆种质资源

种质资源又称遗传资源，是推动种业创新发展的物质基础，是我国林木种业发展进步的“芯片”。特别是“碳达峰、碳中和”战略目标的提出，赋予了种苗行业更加艰巨的使命。目前，我国造林绿化的主战场已经转移到降雨量400 mm 左右的半干旱和干旱地区，其它地方剩下的宜林荒山荒地都是难啃的“硬骨头”，对林木种苗的质量要求亦越来越高。据统计，2020 年全国可出圃苗木约340 亿株，当年造林绿化实际用苗量约128 亿株，杉木、樟子松、樟树、桂花等用材林树种和园林绿化树种苗木严重过剩，而用于生态修复的优良品种供不应求，林木种苗总量严重过剩与结构性供给不足的矛盾十分突出。另外，山水林田湖草沙综合治理和科学造林绿化明确了要走科学、生态、节俭的绿化发展之路。随着高通量组学技术的发展和应用，优异种质资源形成规律、新基因挖掘与功能解析、产量品质和抗性等重要性状形成的分子机制研究取得了重大进展，分子设计育种等现代科学理论与技术得以发展和不断完善。因此，在利用传统育种手段高水平推进林木良种选育的同时，综合利用分子辅助育种、基因编辑、基因工程等分子设计育种新技术、新方法，创制耐瘠薄、耐盐碱、抗病虫害、抗干旱的优良林木种质资源，对于满足干旱、半干旱地区和特殊立地条件造林绿化的需要，确保大规模国土绿化行动顺利推进具有重要意义。

在上述背景下，在“碳达峰、碳中和”战略实施的关键时期，特在《山西农业大学学报（自然科学版）》组织“林木对逆境的分子与生理响应”专栏。专栏文章针对林木应答逆境胁迫的响应开展相关研究，探索林木逆境适应机制，为创制林木种质抗逆“芯”提供重要参考。