南京林业大学学报(自然科学版) ›› 2022, Vol. 46 ›› Issue (6): 10-22.doi: 10.12302/j.issn.1000-2006.202207020
所属专题: 南京林业大学120周年校庆特刊
收稿日期:
2022-07-11
修回日期:
2022-08-11
出版日期:
2022-11-30
发布日期:
2022-11-24
基金资助:
JI Kongshu(), XU Li’an, WANG Dengbao, NI Zhouxian, WANG Zhangrong
Received:
2022-07-11
Revised:
2022-08-11
Online:
2022-11-30
Published:
2022-11-24
摘要:
围绕中国马尾松遗传改良从20世纪50年代末的起步,70年代末80年代初开始的全面发展,到21世纪后现代生物技术的快速融入提升,较全面回顾了60多年3代人坚持不懈的科研历程及取得的主要成就,并着重总结南京林业大学马尾松课题组牵头或参与的优良种源筛选、优树选择、母树林与种子园营建、无性系选育、材性遗传改良、现代生物技术辅助育种等相关研究工作,及其创新与引领性作用、对社会的贡献和遗传改良经验。面对新的机遇与挑战,针对马尾松树种特点、现有研究基础及社会需求、结合生物学领域的发展趋势,进行了该树种的相关研究展望,认为未来该树种的遗传改良应围绕种质资源、多目标选育、家系与无性系林业需求、常规与现代生物技术融合等方面展开,同时需侧重抗松材线虫病、纸浆材、高产脂良种选育,将基础性和前沿性研究融入常规育种等领域,从而使该树种的遗传改良推向一个新高度。
中图分类号:
季孔庶,徐立安,王登宝,等. 中国马尾松遗传改良研究历程与成就[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2022, 46(6): 10-22.
JI Kongshu, XU Li’an, WANG Dengbao, NI Zhouxian, WANG Zhangrong. Progresses and achievements of genetic improvement on Masson pine (Pinus massoniana) in China[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2022, 46(6): 10-22.DOI: 10.12302/j.issn.1000-2006.202207020.
表1
科技部设立的马尾松遗传改良相关科研计划项目"
时期 stage | 项目(课题/专题)名称 project name | 主持单位 the affiliations in charge |
---|---|---|
“七五” | 马尾松种子园建立技术的研究 | 南京林业大学,中国林业科学研究院亚热带林业研究所 |
“八五” | 短周期工业用材林良种选育马尾松专题 | 南京林业大学,中国林业科学研究院亚热带林业研究所 |
“九五” | 马尾松纸浆材树种良种选育及培育技术研究 | 贵州大学,南京林业大学,中国林业科学研究院亚热带林业研究所 |
“十五” | 马尾松纸浆材二代育种和持续高产经营技术研究 | 南京林业大学,中国林业科学研究院亚热带林业研究所 |
“十一五” | 高产优质多抗马尾松新品种选育 | 中国林业科学研究院亚热带林业研究所,南京林业大学 |
“十二五” | 马尾松二代育种技术研究与示范 | 中国林业科学研究院亚热带林业研究所,南京林业大学 |
表3
现存福建省内南京林业大学参与营建的马尾松主要种子园"
地点 site | 建成年份 year | 建园材料 materials | 面积/hm2 area | 世代 generation | 种子园类型 type | 现状 present situation |
---|---|---|---|---|---|---|
沙县官庄国有林场 | 1984定砧,1985嫁接 | 106个无性系 | 11.33 | 1 | 无性系 | 已改建为种质资源库 |
1989 | 198个无性系 | 8.80 | 1 | 无性系 | 已改建为种质资源 库 | |
2008 | 80个无性系 | 8.00 | 2 | 正常产种 | ||
漳平市五一国有林场 | 1985定砧,1986—1987嫁接;1992 | 218个无性系 | 22.07 | 1 | 无性系 | 1997、2001、2005年分3次去劣疏伐,最后保存无性系150~180株/ hm2,转化成去劣种子园。目前已改建为种质资源库 |
2009 | 90个无性系 | 18.73 | 2 | 无性系 | 2020年底疏伐,现保留密度300~330株/hm2。正常产种 | |
2019 | 30个无性系 | 2.00 | 2 | 无性系 | 正常产种 | |
上杭县白砂国有林场 | 1991 | 56个家系 | 7.67 | 1 | 实生苗 | 2000、2004年分别疏伐。已改建为种质资源库 |
1992 | 142个优良家系 | 4.67 | 1 | 实生苗 | 为种子生产与优树子代测定为一体的种子园。目前为测定林 | |
2009 | 58个无性系 | 13.33 | 2 | 无性系 | 正常产种 | |
华安县西陂国有林场 | 2010、2012 | 42个无性系 | 24.20 | 2 | 无性系 | 已改建为种质资源库 |
表4
福建省马尾松子代测定的遗传增益"
测定林材料 test material | 地点site | 林龄/a age | 性状 characteristic | 家系/个 familie | 对照 CK | 增益 gain | 参考文献 source of literature |
---|---|---|---|---|---|---|---|
马尾松优树自由授粉子代林 | 6个林场的多点试验 | 7 | 树高 | 598 | 天然林分种子 | 高于CK的10%家系293个,占49%家系。家系遗传力( | [ |
马尾松种子园自由授粉子代测定林 | 漳平五一国有林场 | 8 | 材积 | 120 | 天然林分种子 | 55.5%家系>CK,高于CK 10% 以上的家系占 22.7%。入选率30%,建立无性系种子园遗传增益为12.33% | [ |
马尾松种子园自由授粉子代测定林 | 三明市官庄国有林场 | 10 | 材积 | 233 | 天然林分种子 | 高于CK 10%的家系占 22.7%,入选70个家系建立无性系种子园,增益28.51% | [ |
漳平五一林场种子园的36家系种子 | 将乐国有林场 | 5 | 材积 | 36 | 当地林分种子 | 子代群体>CK,增益11.37% | [ |
马尾松种子园自由授粉子代测定林 | 漳平五一国有林场 | 12 | 材积 | 162 | 当地母树林种子 | 子代均值>CK的达30.5%,其中47个家系与对照差异极显著,占27%。从优良家系中选择优株,建立第2代种子园,预估遗传增益46% | [ |
实生种子园子代 | 上杭县白砂国有林场 | 5、6 | 材积 | 70 | 当地人工林种子 | 子代测定的现实遗传增益8.54%。实生种子园进行家系15%、家系内85%的去劣疏伐,遗传增益预期再提高5.70% | [ |
表5
南京林业大学已开展的马尾松相关基因研究情况汇总"
序号 No. | 克隆的基因名称 name of cloned gene | 基因主要功能 main function of the gene | 参考文献 source of the literature |
---|---|---|---|
1 | PmCOMT、PmCAD、PmCesA1、PmCesA2、PmMYB7、PmMYB4、 PmAP2/ERF、PmbHLH、PmWRKY | 与木材形成相关,与纤维素、木质素、次生壁的合成相关 | [ |
2 | PmDXR、PmGPPS、PmDXS1、PmDXS2、PmDXS3、PmMCT、PmCMK、 PmMDS、PmHDS、 PmHDR1、PmHDR2、 PmIPPI、PmCYP720B1 | 参与马尾松萜类物质的生物合成和转录调控,与产脂、抗线虫相关 | [ |
3 | PmPIN1、PmPIN2、PmIAA1、PmIAA2、PmIAA3、PmTIR1 | 与生长素运输和信号转导相关 | [ |
4 | PmCYP734A | 与细胞分裂素合成相关 | [ |
5 | PmRCA1、PmRCA2、PmPGK1、PmGPIC | 与光合作用相关 | [ |
6 | Pm LFY、Pm NLY、Pm TFL1、PmMADS13 | 与成花相关 | [ |
7 | Pm SHR、Pm SCR、Pm SCL1 | 与根发育相关 | [ |
8 | PmNAC8、PmAOX、PmSnRK2s、PmSnRK2.3 | 与抗非生物胁迫相关 | [ |
9 | miRNAs | 与球果分化与发育、木质部发育相关 | [ |
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