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生物技术在林业育种中的应用研究

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  林业是国民经济发展的重要产业,需要用先进细胞培养技术、基因工程技术等成熟的生物技术、科学育种技术推动和促进林业的发展,改善目前各地区传统林业育种方式的缺陷和落后的林业发展模式等情况。但由于目前多种综合因素的限制,林业育种培育周期较长,林业的常规化、传统发展已经无法满足现代林业的发展需要与供给。本文从生物技术在林业发展中的优势出发,对林业育种现状与应用以及生物技术在林业育种中的发展前景进行论述,以供参考。
  一、生物技术在林业发展中的优势
  1、实现优良林木品种定向性的筛选和培植。传统林业育种一般是通过杂交和改良品种来实现,在品种筛选上针对性不强,作为一种新型的生物育种方式,生物技术对不同的优良品种林木之间进行细胞融合,通过对筛选品种细胞、基因进行有目的、有计划的改良和研究等生物学原理,对相关生物原料的成分进行处理、改造和利用,按需求对林木进行改造,得到一个新兴的林木育种途径,实现优良林木品种定向性的筛选和培植,缩短林木的培育周期,产生新的林木品种,增加产量,增强树木的抗旱涝、抗虫、抗盐碱、抗寒冷、抗病等的能力,以实现林木品质的提升和保护濒危林木品种,全面提高林业生产效能。
  2、实现经济与生态效益的融合,促进行业的长远良性发展。林业育种在我国经济发展与建设中具有举足轻重的地位,新时期下,面对科学技术的迅速发展,生物技术逐渐应用到林业育种当中来,解决了各种林业育种问题,在优化自然环境、促进林业生态平衡、保持林业资源多样性、快速培育优质树苗,减少病虫害侵害等方面,发挥了优良品种优势,有效增加生物性能,改善种子病菌的基因和细胞,提高了林木抵抗力,提升林木质量和产量,增加了林业育种成活率,促进了林业新能源体系的发展,拓宽了林业育种的发展模式。为此,应加大力度,引进先进的生物育种技术应用于林业育种工作中来,推动其平稳、有序发展与进行,促进我国林业建设与生态文明建设有更高程度的可持续化发展。
  二、林业育种现状与应用
  1、林业生物技术的应用在我国起步较晚,大概在上世纪70年代左右逐渐开始较为系统性的研究植物组织培养、基因工程、分子标记辅助育种等技术。但由于设备和条件的限制,对育种基因的关注点只能停留在很浅薄的程度。目前,我国生物技术在植物组织培养研究中取得了一定程度的进展,林业育种的应用领域也越来越广阔,在植物繁殖、林木新品种培育、病虫害防治等领域的技术,日益成熟。
  2、生物技术在林业育种中的应用
  (1)细胞培养技术。细胞培养技术实现植物在更适宜的环境中发育,在植物生长的过程中,对植物的某些部位进行组织细胞分离和培植,可有效保留植物优秀基因,提升植物产量,加快植物繁殖速度,实现林业植物数量增加,保障林业建设更高的经济效益。应用变异和遗传培养植物细胞,可保植物细胞具有更高的突变率,对其细胞进行有效筛选和科学繁殖,培养出性能较好的植株。应用单倍体培养方式进行植物培养,科学诱导未成熟花粉,使其能够有效成长为单倍体,植入体系包和原生质体,通过科学处理分化、恢复细胞壁等方式,使其形成完整新的植株。
  (2)基因工程技术
  ①随着生物科技的快速发展和广泛应用,基因工程的鉴定与分离、植物细胞的遗传变异、转基因植物识别等技术得到广泛应用,它利用基因遗传的理念,在受体植物中提取优良性状的目标基因,导入到細胞体中,进行整合与孕育、分离与重组的过程,改变林木的DNA原本性能,以此创造出更优良的林木新品种,达到林木更高的抗害性、抗旱性,缩短植物生长周期,快速生长,最终形成新的林木品种,最大限度保障林业资源。或根据林木的地域生态环境有针对性地保护生态环境,并改变林木原有的相关性,推进育种工作效率。
  ②基因技术不仅改善易染病基因链,防止林木病虫害的发生,为了提高林木的防病基因通过对林木基因的研究,改善其DNA中容易发生病变的基因链。从一些优秀的林木植株中分离提取出更好有效地抗体基因,改良现有的林木品种,提高植株的抗病基因。
  (3)分子标记辅助育种技术。该技术延伸发展于分子生物学基础上,对多组基因数据科学重组、利用分子标记方式标记植物基因的一项技术,在生命科学的各个研究领域中广泛应用,可通过限制性片段多性、随机扩增多态性、扩增性片段多态性以及简单重复序列等手段,或根据特定林木特点进行分子设计,用作新技术手段下的林木品种的鉴定、遗传多样性的分析,并在杨树、松树等主要经济林等树种中建立遗传图谱,以此标记遗传具体位置,这对植物基因科学重组、筛选和培育林业优良品种、满足林业多方面、多领域的种植需求都提供了重要的支撑作用,同时,在实现植物基因快植物繁殖,丰富林业资源,对研究分析树种高度、胸径、干型等指标也具有重要的意义。
  三、生物技术在林业育种中的发展前景
  生物技术在林业育种中的应用,具有非常广阔的应用前景和较高的应用价值。随着生物新技术和一些新的设备改良技术的发展,林业生物育种也将顺序进入到后基因时代。在未来的日子里,生物技术不只在植物组织栽培技术、基因工程技术等方面发挥重要作用,在林业产品深加工、开发利用林产品、天然植物色素研究、生态保护、新能源发展等领域也将有更广阔的发展前景与空间。在今后的林业工作中,应加大对林业生物技术的重视,有效处理生物技术和常规技术之间的关系,使二都达到平衡,提高林木育种中常规育种工作,促进林业资源的可再生利用,解决全球环境问题。
  综上所述,林木是人类生存和发展、植树造林中必不可少的重要保障,随着现代生物技术的不断发展,实现了林木品种的改良、培育,林业育种中的研究和应用越来越成熟,促进了林业育种工作的创新发展,推进林业建设发展,满足现代社会对生态环境的需求,发挥经济效益、生态效益和社会效益,为林业的可持续发展起到了重要的推动作用。
  (作者单位:277011山东省枣庄市薛城区陶庄镇林业站)
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