迎接21世紀(jì)現(xiàn)代林木生物技術(shù)育種的挑戰(zhàn)(已修改)
2025-04-19 04:04 本頁(yè)面
【正文】 迎接21世紀(jì)現(xiàn)代林木生物技術(shù)育種的挑戰(zhàn)/SPAN施季森南京林業(yè)大學(xué)摘 要： SPAN class=zy林木組織培養(yǎng)及其工廠化育苗技術(shù)，細(xì)胞工程種苗工廠化生產(chǎn)新技術(shù)，林木體細(xì)胞胚胎發(fā)生、植株再生和人工種子技術(shù)，林木原生質(zhì)體培養(yǎng)和細(xì)胞雜交，體細(xì)胞突變體的篩選與利用和林木基因工程育種等是林業(yè)面向21世紀(jì)的新型產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)。21世紀(jì)我國(guó)林業(yè)生物技術(shù)育種，要充分重視擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的林木基因和基因工程品種培育, 同時(shí)林木基因工程應(yīng)從單基因生物抗性轉(zhuǎn)向持久抗性，生物抗性轉(zhuǎn)向非生物因子抗性；要重視優(yōu)良基因型的體細(xì)胞胚胎發(fā)生工程的實(shí)用化和自動(dòng)化研究、常規(guī)育種技術(shù)與現(xiàn)代生物技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，林木轉(zhuǎn)基因植株的環(huán)境安全性評(píng)估問(wèn)題也應(yīng)予以重視。/SPAN關(guān)鍵詞：SPAN class=gj生物技術(shù)；組織培養(yǎng)；細(xì)胞工程；基因工程；環(huán)境安全一、傳統(tǒng)生物技術(shù)正在向現(xiàn)代生物技術(shù)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)生物技術(shù)（或稱生物工程學(xué)，Biotechnology）的原始應(yīng)用雖可以追溯久遠(yuǎn)，但現(xiàn)代生物技術(shù)主要是指近20～30年以來(lái)，生命科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)在理論和方法、乃至計(jì)算機(jī)和信息學(xué)的技術(shù)革命，從而形成的現(xiàn)代高技術(shù)，主要包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和生化工程。林業(yè)生物工程技術(shù)的應(yīng)用，特別是在應(yīng)用生物工程技術(shù)進(jìn)行林木新品種的培育和改良、林產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)中的環(huán)境污染的生物技術(shù)凈化、木質(zhì)生物原料生物工程技術(shù)加工和能源轉(zhuǎn)化等方面都具有十分廣闊的前景。 生物技術(shù)作為20世紀(jì)人類科技事業(yè)最偉大的成就之一，不僅正在推動(dòng)著世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，也對(duì)整個(gè)國(guó)際科技戰(zhàn)略發(fā)展格局產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響。因此，許多國(guó)家把發(fā)展生物技術(shù)作為重要國(guó)策，以期在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中長(zhǎng)期占據(jù)有利地位。世界許多著名的企業(yè)都紛紛注入巨資投資生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。據(jù)不完全估計(jì)，到2000年世界生物技術(shù)市場(chǎng)約為4 000億美元，21世紀(jì)世界農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量增長(zhǎng)89%～90%將主要來(lái)自生物工程技術(shù)；2020年70%的農(nóng)作物品種將是基因工程品種。農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)保和海洋生物技術(shù)將成為繼醫(yī)藥生物技術(shù)浪潮之后的第二浪潮，我們必須清晰地意識(shí)到中國(guó)的林木育種業(yè)也如同其他生命科學(xué)領(lǐng)域一樣，面臨21世紀(jì)從傳統(tǒng)生物技術(shù)向現(xiàn)代生物技術(shù)轉(zhuǎn)變和迅猛發(fā)展的挑戰(zhàn)。現(xiàn)代生物技術(shù)在林木遺傳育種中的應(yīng)用，主要涉及細(xì)胞工程、基因工程及其相關(guān)的前沿領(lǐng)域。二、國(guó)內(nèi)外林木生物技術(shù)育種的現(xiàn)狀與進(jìn)展（一）林木組織培養(yǎng)及其工廠化育苗技術(shù)自20世紀(jì)60年代以來(lái)利用組織培養(yǎng)再生植株的植物種類已達(dá)到近1 000種，其中木本植物達(dá)200多種，并且在不斷增加。美國(guó)1978年已開(kāi)始用火炬松優(yōu)樹(shù)的組培苗進(jìn)行小面積造林，1983年其里格斯苗圃就有100萬(wàn)株組培苗的生產(chǎn)規(guī)模；新西蘭林業(yè)研究中心用組培方法生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)輻射松苗，目前達(dá)200萬(wàn)株左右；另外，德國(guó)、法國(guó)、加拿大和巴西等在三倍體山楊、云杉、楊樹(shù)、桉樹(shù)等樹(shù)種的組培方面進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，使林木組織培養(yǎng)苗木進(jìn)入工廠化和實(shí)用化階段。20世紀(jì)70年代以來(lái)，我國(guó)開(kāi)展了這方面的研究。先后分別有楊屬、杉木、馬尾松、泡桐、桉樹(shù)、落葉松、火炬松、濕地松、馬褂木、柚木、竹子和桑樹(shù)等樹(shù)種從器官、莖尖、成熟胚、花藥和愈傷組織誘導(dǎo)成苗。自1983年國(guó)家實(shí)施“六五”林業(yè)科技攻關(guān)計(jì)劃以來(lái)，我國(guó)的林木組培育苗研究已從實(shí)驗(yàn)室走向工廠化大生產(chǎn)，分別在華南和華北地區(qū)建立了具有國(guó)際先進(jìn)水平的，年產(chǎn)桉樹(shù)組培苗250萬(wàn)株、楊樹(shù)組培苗150萬(wàn)株的全自動(dòng)控制育苗工廠。與此同時(shí)，一些地方性的林業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)也有很好的發(fā)展，生產(chǎn)的組培苗木被廣泛應(yīng)用于國(guó)家林業(yè)兩大體系的建設(shè)和世界銀行貸款造林項(xiàng)目的實(shí)施，尤其在南方商品林如桉樹(shù)商品林基地建設(shè)中起了十分重要的作用。在林木組織培養(yǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展出的一系列基因轉(zhuǎn)移、DNA直接導(dǎo)入技術(shù)成為基因工程的核心技術(shù)，組織培養(yǎng)也成為生物技術(shù)的重要組成部分。（二）細(xì)胞工程種苗工廠化生產(chǎn)新技術(shù)1．林木體細(xì)胞胚胎發(fā)生、植株再生和人工種子技術(shù)體細(xì)胞胚胎發(fā)生和植株再生以及人工種子技術(shù)的思想，主要來(lái)源于1902年Haberlandt提出的植物細(xì)胞的全能性理論。由于植物每一個(gè)體細(xì)胞從理論上都存在誘導(dǎo)成胚的可能性，具有繁殖速度快、不受地區(qū)、季節(jié)和氣候性災(zāi)害等自然條件的限制；對(duì)于木本植物來(lái)說(shuō)，不必等待漫長(zhǎng)的有性時(shí)代，一旦獲得優(yōu)良材料就可以比常規(guī)繁殖快數(shù)十倍甚至上百倍的速度繁殖，因此具有十分誘人的潛力。林木的體細(xì)胞胚胎發(fā)生始于20世紀(jì)70年代后期，90年代初得到迅速的發(fā)展，并獲得了極大的成功。全世界目前
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