
现代林木育种关键核心技术研究现状与展望
陈赢男, 韦素云, 曲冠正, 胡建军, 王军辉, 尹佟明, 潘惠新, 卢孟柱, 康向阳, 李来庚, 黄敏仁, 王明庥
南京林业大学学报(自然科学版) ›› 2022, Vol. 46 ›› Issue (6) : 1-9.
现代林木育种关键核心技术研究现状与展望
The key and core technologies for accelerating the tree breeding process
良种是提升人工林生产力和增强其碳汇能力的重要基础。“林业种质资源培育与质量提升”是国家“十四五”重点研发任务之一。突破制约林木育种效率和遗传增益提升的瓶颈对于保障国家木材安全和实现“双碳”目标具有十分重要的战略意义。由于传统林木育种周期长、效率低、表型选择精度差,以分子育种为代表的现代育种技术可以显著缩短林木育种周期,精准改良目标性状,成为实现高效林木遗传改良的关键途径。笔者分析了限制林木遗传改良进程的主要问题,阐述了全基因组选择育种等现代林木育种关键核心技术的发展现状及应用情况,并对这些技术未来发展方向进行了展望,为加速林木遗传改良的重大技术创新提供参考。
Elite cultivars provide important foundations for enhancing carbon sink capacity and increasing the productivity of forest plantations. Forestry germplasm resources breeding and quality improvement has been one of the national key research and development programs during the 14th Five-Year Plan period in China. For ensuring timber safety and achieving dual-carbon goals, it is strategically important to break through the bottleneck that restricts the increase in breeding efficiency and the genetic gain of forest trees. Due to the long period, low efficiency, and low phenotypic selection accuracy of traditional breeding approaches, modern breeding technologies represented by molecular breeding have become a critical path towards high-efficient genetic improvement of forest trees. This is because it can considerably shorten breeding cycles and improve target traits with precision. This paper analyzed the main problems limiting the genetic improvement of forest trees, reviewed the key and core technologies for accelerating the tree breeding process, such as genomic selection breeding, and further discussed some future perspectives for this area. This review will provide useful information for accelerating the revolution and innovation of genetic improvement in forest trees.
林木育种 / 全基因组选择育种 / 双单倍体(DH)系育种 / 多倍体育种 / 多基因聚合育种 / 基因编辑育种
tree breeding / genomic selection breeding / doubled haploid(DH) breeding / polyploid breeding / multi-gene pyramid breeding / gene editing breeding
[1] |
陈家鑫, 徐子然, 宋经纬, 等. 我国木材资源供应与用材林培育建设分析[J]. 林业科技通讯, 2021(11):18-21.
|
[2] |
徐纬英, 佟永昌. 新杂交种:群众杨[J]. 林业科学, 1984, 20(2):122-131.
|
[3] |
桑玉强, 李继东, 李淑玲. 杨树育种研究的现状与展望[J]. 河南农业大学学报, 2001, 35(2):134-139.
|
[4] |
王章荣. 林木高世代育种原理及其在我国的应用[J]. 林业科技开发, 2012, 26(1):1-5.
|
[5] |
|
[6] |
|
[7] |
|
[8] |
|
[9] |
|
[10] |
|
[11] |
|
[12] |
|
[13] |
|
[14] |
|
[15] |
杨宁, 姜力. 动物遗传育种学科百年发展历程与研究前沿[J]. 农学学报, 2018, 8(1):55-60.
|
[16] |
|
[17] |
|
[18] |
|
[19] |
|
[20] |
|
[21] |
|
[22] |
|
[23] |
|
[24] |
张如养, 段民孝, 赵久然, 等. 单倍体技术在玉米种质改良和育种中的应用方向[J]. 作物杂志, 2012(5):4-8.
|
[25] |
赵久然, 王帅, 李明, 等. 玉米育种行业创新现状与发展趋势[J]. 植物遗传资源学报, 2018, 19(3):435-446.
|
[26] |
张冰玉, 苏晓华, 周祥明, 等. 林木花药培养研究进展及展望[J]. 植物学通报, 2003, 20(6):656-663.
|
[27] |
王敬驹, 朱至清, 孙敬三. 杨树花粉植株的诱导[J]. 植物学报, 1975, 17(1):56-59,81.
|
[28] |
朱湘渝, 王瑞玲, 梁彦. 杨树花粉植株的诱导[J]. 林业科学, 1980, 16(3):190-197,242.
|
[29] |
|
[30] |
|
[31] |
|
[32] |
|
[33] |
|
[34] |
|
[35] |
|
[36] |
|
[37] |
|
[38] |
张圣仓, 魏安智, 杨途熙. 果树单倍体和加倍单倍体(DH)技术研究与应用进展[J]. 果树学报, 2011, 28(5):869-874.
|
[39] |
吴丽萍. ‘冬枣’花药培养体系优化和再生植株鉴定研究[D]. 北京: 北京林业大学, 2013.
|
[40] |
汤永禄, 杨武云, 魏会廷, 等. 利用人工合成六倍体小麦突破小麦产量瓶颈的机会与潜力[J]. 中山大学学报(自然科学版), 2010, 49(3):86-92.
|
[41] |
王同坤, 张京政, 齐永顺, 等. 我国果树多倍体育种研究进展[J]. 果树学报, 2004, 21(6):592-597.
|
[42] |
康向阳. 林木多倍体育种研究进展[J]. 北京林业大学学报, 2003, 25(4):70-74.
|
[43] |
朱之悌, 林惠斌, 康向阳. 毛白杨异源三倍体B301等无性系选育的研究[J]. 林业科学, 1995, 31(6):499-505.
|
[44] |
姚春丽, 蒲俊文. 三倍体毛白杨化学组分纤维形态及制浆性能的研究[J]. 北京林业大学学报, 1998, 20(5):18-21.
|
[45] |
|
[46] |
康向阳. 杜仲良种选育研究现状及展望[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(3):1-6.
|
[47] |
|
[48] |
任满田. 四倍体刺槐生物学特性及经济价值[J]. 山西林业, 2003(5):29.
|
[49] |
田梦迪, 李燕杰, 张平冬, 等. 高温诱导银灰杨花粉染色体加倍创制杂种三倍体[J]. 林业科学, 2018, 54(3):39-47.
|
[50] |
耿喜宁, 任勇谕, 韩志强, 等. 高温诱导大孢子染色体加倍选育毛白杨杂种三倍体[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(11):12-18.
|
[51] |
周晴, 吴剑, 桑亚茹, 等. 秋水仙碱处理诱导银灰杨2n花粉与杂种三倍体创制[J]. 北京林业大学学报, 2020, 42(3):119-126.
|
[52] |
|
[53] |
薛勇彪, 种康, 韩斌, 等. 开启中国设计育种新篇章:“分子模块设计育种创新体系”战略性先导科技专项进展[J]. 中国科学院院刊, 2015, 30(3):393-402,282.
|
[54] |
|
[55] |
|
[56] |
|
[57] |
|
[58] |
|
[59] |
|
[60] |
|
[61] |
张益文, 任亚超, 刘娇娇, 等. 转双抗虫基因欧美杨107杨中外源基因的表达[J]. 林业科学, 2015, 51(12):45-52.
|
[62] |
任敏霞, 张子恒, 曾月霞, 等. 转抗虫基因107杨对主要节肢动物种群的影响[J]. 林业与生态科学, 2021, 36(3):277-284.
|
[63] |
陈盼飞, 左力辉, 王桂英, 等. 盐胁迫下转复合多基因欧美杨107杨幼苗生长及生理响应[J]. 林业科学, 2017, 53(7):45-53.
|
[64] |
|
[65] |
|
[66] |
|
[67] |
|
[68] |
|
[69] |
|
[70] |
|
[71] |
陈赢男, 陆静. CRISPR/Cas9系统在林木基因编辑中的应用[J]. 遗传, 2020, 42(7):657-668.
|
[72] |
|
[73] |
|
[74] |
|
/
〈 |
|
〉 |