杨树常规杂交育种技术体系的改进

周忠诚袁继池肖文萍侯开举侯梅冷艳芝孙宪猛

（1.湖北生态工程职业技术学院，湖北 武汉 430200；2.湖北省野生动植物保护总站，湖北 武汉 430070；3.湖北省国有林场工作站，湖北 武汉 430070）

杨树是世界和我国重要造林树种，因此其育种工作一直受到世界主要栽植国的重视，其中杂交育种一直在获得杨树新品种方面发挥着重要作用。英国学者Henr y于1912年首次进行了杨树人工杂交试验，我国最先开展杨树杂交育种的是叶培忠于1946年在甘肃天水开展的河北杨Pop ulus hop eiensi s Hu et Chow与山杨P op ulus.Davidiana Dode,河北杨与毛白杨P op ulus.T omentosa Carr.杂交试验。现在诱变育种、倍性育种、分子育种等新技术在杨树育种中发挥着越来越重要的作用,但杂交育种仍是获得杨树良种的主要途径，即使利用新技术进行杨树育种工作也离不开常规育种技术的配合；因此对杨树常规育种技术体系进行完善仍然具有非常重要的科学意义和现实意义，笔者在长期的杨树育种工作中，对杨树常规育种技术体系进行了探索，已在授粉控制技术、播种育苗技术、选择指标、选择路线等方面进行了改进，并在杨树杂交育种中得到应用，现简要介绍如下。

图1 室外植株斜置杂交法

1 杨树杂交控制授粉新技术

以往杨树杂交主要采用室外大树搭架法杂交和室内切枝水培法杂交。搭架法杂交具有果实自然发育成熟，能够得到大量种子从而可以提高选择强度的优点；也有母树选择受限制、搭架成本高和对试验人员比较危险等诸多弊端。室内切枝水培杂交优点是不用搭架，节省了费用，而且安全；同时也有试验条件严格、管理麻烦和果实种子少而且质量也不好等缺点。笔者对二者进行了有针对性的改进，提出了室外植株斜置法和室外切枝扦插法。

1.1 室外植株斜置法

室外植株斜置法即将用于杂交的杨树母本植株斜置并与地面呈一定角度，杨树母本植株斜置后保留部分须根即可存活，在地面进行杂交试验的一种方法，从而避免室外大树搭架法带来的成本高和安全风险等弊端（见图1）。

1.2 室外切枝扦插法

室外切枝扦插法即利用杨树枝条极易扦插成活的特性，将带有雌花序的枝条扦插后进行授粉杂交，扦插的雌花枝能够萌发根系吸收养分并能长出新梢正常进行光合作用，从而保证杂交种子正常发育并成熟，避免了室内切枝水培法繁重的劳动和因营养不够导致的落果等弊端（见图2）。

1.3 两种新方法的评价

图2 室外切枝扦插杂交法

（1）室外植株斜置法其优点是在室外进行，但不用搭架，节省费用，而且安全；同时种子和果实自然成熟，质量好，数量多，管理简单。其弊端是破坏了母树，具有一定的局限性；因为在林木育种中，通常要保存母树作为对照研究。解决办法是在杂交种子采收后，将母树截梢至10m左右就地扶正定植，以继续保存母树用于观察和比较研究。

图3

（2）室外切枝扦插法其优点是在室外进行，不用搭架，节省费用，而且安全；同时种子和果实接近自然成熟，质量较好，数量较多，管理简单并且雌花枝可以继续保存用于观察。可以说同时具备室外搭架法和室内水培法的优点，具有较大的应用价值。

（3）室外植株斜置法和室外切枝扦插法主要是对杨树传统杂交技术改进而开展试验研究提出来的，应该也可以在其它易生根的乔木树种中进行杂交时使用，这需要进一步试验。

2 杨树杂交种子播种育苗新技术

杂种苗只能通过播种育苗的方法获得。在多年杨树杂交育种工作中，通过借鉴棉农棉花育苗技术，总结了一个简易、经济、出苗率高的杨树播种育苗新技术-营养钵直播直移法。

2.1 营养钵直播直移法简介

营养钵直播直移法即利用棉农育苗的制钵器，将预先处理好的泥土，制成营养钵，每个营养钵里播种1粒杨树种子，等杨树实生苗生长到5厘米左右时候，直接按照一定株行距定植到育苗区的方法。

2.2 评价

在多年的杨树杂交育种工作中，借鉴棉花营养钵育苗技术，并加以改进，提出杨树营养钵直播直移法播种育苗新技术，并得到实际应用，取得很好的效果。新技术比苗床直播移栽具有不存在缓苗期等优点，比营养袋等容器育苗具有节省费用等优点，而且苗木相对生长量大、劳动强度低、方便就地取材、便于连续进行苗期观察。

3 选择中的几个新指标

3.1 芽保存率、苗期节间距

3.1.1 概念

芽保存率指当年扦插苗，未萌发为侧枝的芽数站总芽的比例，芽保存率高意味着繁殖系数高，而且育苗管理过程中修除侧枝的工作量小。其计算公式如下：

芽保存率（%）=芽数/（芽数+侧枝数）节间距指杨树苗木两个侧芽的距离。

其计算公式如下：

节间距（cm/节）=苗高（cm）/（芽数+侧枝数）

3.1.2 应用

笔者利用芽保存率和节间距用以苗期选择参考，在对7个家系、104个无性系进行评价时，表明各家系间、无性系间其芽保存率和节间距存在显著差异。

3.1.3 意义

相对于通常的杨树杂交育种苗期选择所采用的指标，根据生产实践的需求，增加了节间距和苗期芽保存率两个指标，具有一定参考价值。节间距大，生长快，顶端优势明显。苗期侧枝少说明该无性系顶端优势明显，繁殖系数大，另外在育苗中可以大幅降低育苗成本（苗期如果大量芽萌发为侧枝，必须不断抹去侧枝，以免影响苗木高生长，而这需要大量人工）。

3.2 冠径比

3.2.1 概念

冠径比指杨树立木冠幅直径（cm）与胸高直径（cm）的比值，用以数量化描述树冠与胸径的比例关系。其计算公式如下：冠径比=冠幅直径（cm）与胸高直径（cm）之比。

3.2.2 应用

笔者利用冠径比对4年生32个杨树品种进行了分析，选择出速生、冠径比小的107杨、鲁山杨、W46杨、95杨、895杨等5个品种。

3.2.3 意义

将冠幅大小与胸高直径的关系作为杨树品种特征来加以研究，有实际应用价值：第一，在保证速生的前提下，根据不同林种和培育目标，选择冠径比不同的品种，有利于提高土地利用率，从而提高经济效益；第二，合理确定造林密度。

杨树是强阳性树种，林分郁闭后其生长速度显著变慢；故杨树造林以达到培育目标时林分恰好郁闭为宜。因此可以各品种冠径比和培育目标计算出参考密度，依据笔者提出的冠径比的概念可以推出参考株行距的计算公式如下。

参考株行距（m）=培育目标（cm）×冠径比/100

4 基因库与试验林二元路线选择法

4.1 概念

基因库与试验林二元路线选择法即在苗期选择时提前营建基因库，在苗期选择结束并有足够苗木时营建试验林，同时参考基因库和试验林进行选择的方法。

4.2 选择过程示意图（图3）

4.3 意义

利用基因库可以提前1-3年左右观察造林后的生长情况，可以辅助进行苗期选择；根据笔者的观察，只要基因库立地条件相对一致，其单株基因库的表现与试验林的生长表现有较高的正相关。同时基因库可以作为种质备份，集中观察比较各家系及无性系的生长、物候、病虫危害等情况。

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