王彥力,王德強,謝 朋,張忠輝,李利軍,王艷春
(1.九臺市林業(yè)局,吉林 長春 130500;2.吉林省林業(yè)勘察設計研究院,吉林 長春 130022;3.吉林省林業(yè)科學研究院,吉林 長春 130033; 4.九臺市胡家林場,吉林 長春 130511)
林木種質(zhì)資源是生物長期進化的產(chǎn)物,是選育新品種的物質(zhì)基礎。種質(zhì)資源現(xiàn)存數(shù)量的多寡和質(zhì)量優(yōu)劣直接影響著一個國家生物學研究的深度和廣度[1,2]。林木種質(zhì)資源整理與整合是實現(xiàn)林木種質(zhì)資源工作標準化、信息化和現(xiàn)代化,促進林木種質(zhì)資源事業(yè)發(fā)展的一項重要任務,對規(guī)范林木種質(zhì)資源的收集、整理、保存、鑒定、評價和利用,度量林木種質(zhì)資源的遺傳多樣性和豐富度,確保種質(zhì)資源的遺傳完整性,實現(xiàn)種質(zhì)資源的充分共享和高效利用有著極其重要的作用。筆者針對吉林區(qū)域性林木種質(zhì)資源整理整合的狀況進行了分析,并提出了對策,旨在為吉林省林木種質(zhì)資源的保護與利用提供參考。
吉林省獨特的地理位置和自然條件,孕育了遺傳性多樣的林木資源,遺傳改良的潛力巨大。吉林省有計劃地開展林木遺傳育種改良和研究工作始于20世紀50年代;60年代成立了吉林長白山國家級自然保護區(qū);70年代初開始建設種子園,并開展了樟子松、紅松、落葉松等針葉樹種的研究;80年代,開展了班克松引種造林試驗,樟子松、長白落葉松種源試驗及優(yōu)良林分選擇,隨后又進行了紅松、樟子松、落葉松豐產(chǎn)技術的研究,提出紅松速生豐產(chǎn)林專業(yè)標準;90年代,逐漸走上定向育種的軌道,進行紅松育種資源選擇及紅松果材良種選育技術研究,紅皮云杉人工林培育技術、豐產(chǎn)技術研究,紫杉種質(zhì)資源保護技術研究等。到目前為止,我省主要開展了紅松、樟子松、長白落葉松、日本落葉松、紅皮云杉、班克松、沙松等針葉樹種的遺傳改良研究[3~9]。闊葉樹遺傳改良工作開展得比較晚,90年代開始建設種子園,到目前,主要開展了水曲柳、核桃楸、黃菠蘿、蒙古櫟、紫椴等闊葉樹種研究[10~16]。
經(jīng)過多年的遺傳改良,吉林省各個單位保存了大量豐富的種質(zhì)資源。筆者經(jīng)過1 a的調(diào)查整理, 標準化整理整合分散在吉林省3個種子園、5個林場及3個科研單位的3 520份林木種質(zhì)資源,包括7科12屬。主要樹種有紅松、樟子松、紅皮云杉、赤松、長白落葉松、日本落葉松、水曲柳、大青楊等(表1)。其中露水河種子園擁有紅松無性系600多份、家系260多份,是亞洲最大的針葉樹種繁育基地。
表1 吉林區(qū)域性林木種質(zhì)資源保存狀況
吉林區(qū)域性林木種質(zhì)資源整理整合是對吉林省各市、各縣長期積累的林木種質(zhì)實物整合和對數(shù)據(jù)進行整理,目的是全面掌握吉林省各科研院所、高等院校、林業(yè)部門的資源情況,應用統(tǒng)一描述、規(guī)范標準對資源進行數(shù)字化表達,并運用網(wǎng)絡技術使這些資源成為國家科技基礎平臺中的一部分,實現(xiàn)信息上的共享。同時,以信息共享帶動實物共享,通過資源信息的整合和服務,促進實物資源的利用和共享。
到目前為止,共進行了2 000份種質(zhì)資源共性數(shù)據(jù)的整理與整合,包括松科的松屬、落葉松屬、云杉屬、冷杉屬,楊柳科的楊屬、柳屬,木犀科的白蠟樹屬,茄科的枸杞屬,胡頹子科的沙棘屬、胡頹子屬,薔薇科的李屬,椴樹科的椴樹屬。每份種質(zhì)資源完成了35個描述項的數(shù)據(jù)整理,整理數(shù)據(jù)61 670項,數(shù)據(jù)完整率達98%(見表2)。
表2 吉林區(qū)域性林木種質(zhì)資源整理整合、補充采集數(shù)據(jù)統(tǒng)計
《國家自然科技資源平臺植物種質(zhì)資源共性描述規(guī)范(試行)》的共性描述項有46項。在資源共性數(shù)據(jù)整理整合中,針對吉林省林木種質(zhì)資源的特殊性,筆者又進行了有關數(shù)據(jù)的補充采集。到目前為止,主要完成了紅松、樟子松、長白落葉松、日本落葉松、紅皮云杉、赤松、水曲柳等644份林木種質(zhì)資源的共性數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)整理,同時完成了上述種質(zhì)資源的經(jīng)度、緯度、海拔、土壤類型數(shù)據(jù)的補充采集,采集數(shù)據(jù)量達2 576個,數(shù)據(jù)完整率達100%(見表2)。
此外,還開展了紅松、樟子松、日本落葉松、長白落葉松、水曲柳、品種楊等1 000份林木種質(zhì)資源圖像數(shù)據(jù)的采集,每份種質(zhì)資源分別采集了生境特征、群體、個體、典型產(chǎn)物圖像,并全部上傳到中國森林植物種質(zhì)資源信息系統(tǒng),可提供1 800多份林木種質(zhì)資源的基礎信息共享。
吉林省的種子園、林場、科研單位在林木種質(zhì)資源保存中發(fā)揮了重要作用,并產(chǎn)生了一定的社會效益,每年向相關科研單位及教學單位提供種質(zhì)材料上百份,提供的材料多數(shù)用于國家級科研項目和國家自然基金項目的研究,部分材料用于高等院校和科研單位博士生、碩士生論文的研究材料,還有部分材料用于造林生產(chǎn)。
吉林省保存了大量的林木種質(zhì)資源,可全面開展林木種質(zhì)資源鑒定與深入評價研究,充分挖掘和利用全省豐富的種質(zhì)資源,為生態(tài)建設和林業(yè)生產(chǎn)提供最為重要的物質(zhì)基礎,最終實現(xiàn)部分林木種質(zhì)資源實物圖片和信息數(shù)據(jù)資源的網(wǎng)絡平臺共享(見圖1)。
圖1 吉林區(qū)域性林木種質(zhì)資源共享框架
對已收集和保存的大量種質(zhì)材料在抗逆性、材質(zhì)特性、分子生物學特性等方面缺乏系統(tǒng)而深入的評價和研究,需加快鑒定評價與篩選利用的步伐,對資源進行生物學、細胞學和分子生物學方面的鑒定、評價,弄清楚各種質(zhì)資源的遺傳背景和遺傳特性,從中評選出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強、抗病蟲性強等優(yōu)良性狀突出的種質(zhì)資源。同時應用RAPD、RFLP、SRR 等分子技術對種質(zhì)的遺傳多樣性、親緣關系進行研究,并構(gòu)建與不同物種材料、表型性狀、基因型相應的DNA分子標記指紋圖譜,為今后林木種質(zhì)資源的遺傳育種、種質(zhì)創(chuàng)新及開發(fā)利用等研究奠定物質(zhì)基礎[17]。
到目前為止,共性數(shù)據(jù)整理僅完成了保存資源數(shù)據(jù)量的35%,還需進行大量關鍵數(shù)據(jù)的補測,數(shù)據(jù)補充采集工作將越來越困難,部分描述項的數(shù)據(jù)標準需在數(shù)據(jù)整理的過程中不斷完善和進一步修訂。
《國家自然科技資源平臺植物種質(zhì)資源共性描述規(guī)范》是共性數(shù)據(jù)整理的依據(jù),包括六大類描述項,主要描述資源的植物學分類名稱、原產(chǎn)地、來源地、觀測地、選育地的具體信息,重點描述保存信息及共享途徑。在資源整理整合過程中發(fā)現(xiàn),一些種質(zhì)資源保存單位管理工作薄弱,缺乏嚴密組織;一些檔案資料缺失,少部分資源無法追溯其根源。今后,必須樹立種質(zhì)資源觀,明確保護對象及保護目標,切實做好種質(zhì)資源保護工作。
種質(zhì)資源保護與利用是一項長期、細致、嚴謹?shù)墓ぷ?,又是一項資金投入巨大而短期不能見效的工作,需要政府部門投入和參與。因此,有必要成立吉林省林木種質(zhì)資源保護與研究委員會,其主要任務包括:制定并完善保護計劃、保護名錄和保護立法;吸納管理資金,資助科研項目;完善科技體制,充分發(fā)揮學科人員的作用,避免研究隊伍萎縮;通過各種途徑和媒體,加大宣傳,使各級、各部門領導和生產(chǎn)經(jīng)營者認識到保護林木種質(zhì)資源的重要性。
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