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中国林科院研究员王军辉创新育种技术

中国林科院研究员王军辉创新育种技术
2021-03-03 10:05:54 来源:人民网

核心阅读:云杉大多分布在自然条件艰苦、人迹罕至的地区。因苗期生长较慢、生长周期较长,云杉的育种研究及成果也相对较少。

中国林业科学研究院林业研究所研究员王军辉苦心钻研云杉遗传育种20多年,创新育种技术,构建育苗新体系,缩短育苗周期,推动研究成果转化为生产力。

“不同种的云杉,针叶排列方式以及球果大小、颜色等,都有很大差异,对环境的适应性也有很大不同。”对于云杉的形态特征和生活习性,中国林业科学研究院林业研究所研究员王军辉摸得门儿清。

云杉早期生长缓慢,从育种、育苗到造林周期都比较长,但哪怕只是看到林子一点点的新变化,王军辉的心里都由衷地高兴。回首20多年云杉遗传育种研究的经历,王军辉感慨:“青海、甘肃等地的大大小小200多处云杉实验林,就是我最大的收获。”

走遍云杉各主要分布区,建立系统种质资源库

云杉属于松科,树干高大通直,可长至40多米高。从云南白马雪山、香格里拉到新疆天山、伊犁,从四川稻城、木里到西藏林芝等高海拔地区,一株株云杉笔直挺立,用通天的躯干守护着一方水土。

“云杉分布广,具有很强的适应性,是防止水土流失的理想树种,对于调节气候也有重要作用。”王军辉表示,研究云杉的遗传育种,就是通过选优、杂交等,从种源上对云杉进行树种改良,让云杉速生丰产、木材更优质,同时保护其遗传多样性,更好地发挥生态效益。

2000年,王军辉从北京林业大学林木遗传育种专业博士毕业后,来到中国林科院工作,起初的研究方向是落叶松。云杉的分布海拔比落叶松高一些。当时,国内云杉相关研究还比较少。另一方面,虽然云杉早期生长慢,但是后期生长快,且材质轻软、纹理通直、声学性能好,具有很高的研究价值。在林木遗传改良专家马常耕和中国工程院院士张守攻的指导下,王军辉确立了云杉遗传育种这一研究方向。

要提高人工林的产量和品质,必须选育林木良种,而丰富的遗传种质资源,是持续遗传改良的基础。王军辉研究工作的第一步,就是建立云杉种质资源库,摸清云杉种质资源并进行系统分类。

从2000年开始,王军辉的足迹遍布青海、甘肃、四川、西藏等云杉主要分布区。

云杉分布区大多自然条件艰苦、人迹罕至,调查、选取优良个体是个苦差事。2000年9月,王军辉听说四川甘孜藏族自治州有一块林分比较好的云杉天然林,但路途很远,也不通车。

“选优,就必须选择这种天然林分比较好的单株,树木高大、树形圆满,没有病虫害和损伤。我当时和当地林业局的同志一起,来回一共步行了10个多小时。那块云杉天然林郁郁葱葱、茂密挺拔。我们那次收获颇丰,选了40多棵优树,把种子采回来。”王军辉说,“这些第一手的调查资源,为我后续的云杉遗传改良研究奠定了坚实的种质材料基础。”

摸清云杉秉性,大大缩短育苗周期

云杉是出了名的“慢性子”。“云杉相关研究少,一个很重要的原因是它长得太慢了。”王军辉说,云杉正常育苗7年才能长到40厘米到50厘米高,要满足出圃标准,时间上等不起。

因为这个原因,王军辉心里也一度打过退堂鼓。马常耕老先生的勉励改变了他的心意:“林木育种研究,与树同候,要坐得住冷板凳,耐得住寂寞。”

一边收集云杉种质资源,另一边同步建实验林。如何用最短的时间建成实验林,成为摆在王军辉面前的又一道难题。

根据传统的植物生理学,适宜的光照、温度,是植物生长重要的外部条件。王军辉研究发现,云杉是前定生长树种,当年育苗期间的人工处理对第二年的生长有影响,当年的芽第二年生长,但是过了7月份就会休眠,且在野外一年生长时间也就两三个月。

王军辉思索着,既然野外条件不合适,能不能人为调控光照、温度,加速云杉幼苗生长?

“光照有很多讲究,强度多少、需不需要梯度变化、时长多少、光谱范围如何,这些都需要一点点去试验。”王军辉说,2000年左右的时候,市场上要找一个合适的灯具很难,“那会儿,几乎跑遍了北京的市场,联系了很多灯泡厂,有时甚至还得自己改造。”

温度调控也是如此。王军辉和青海省大通回族土族自治县东峡林场合作,经过一点一点地摸索和反复试验,终于发现了不同云杉种补光的最佳光源和光谱范围,最终构建了以延长光照为主的光温综合调控强化育苗新体系。

就这样,云杉属27个树种的种子育苗时,经3年补光,绝大多数苗高可达20厘米以上,育苗周期缩短3—5年,3年就能达到国标造林苗木规格和质量。

创新繁育技术,推动林业育种研究成果转化成生产力

“林业育种研究成果不能停留在实验室里,还要转化成生产力。”王军辉说,这其中的关键就在于,选育出成材快、适应性好的良种,并把繁育成本降下来。

截至目前,王军辉和他的团队选育出了适应西南地区的丽江云杉、川西云杉,绿化树种蓝云杉、白云杉等,并初步筛选出6个优良种源,选出红皮云杉优良家系58个,科技成果在甘肃小陇山、湖北宜昌等地进行规模化应用,培育种苗300多万株。

2019年10月,王军辉入选国家百千万人才工程,并被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号。如今,高新技术正在林业育种中发挥越来越大的作用,这也成为王军辉新的研究方向。王军辉告诉记者,他和团队已经攻克了胚性细胞团诱导、体细胞胚胎分化等关键技术。

《 人民日报 》( 2021年03月03日 12 版)

(责任编辑:贾瑞)