, , , (云南省林业厅造林绿化处, 昆明 650)
云南木本油料树种良种选育进展、问题及对策
王红娟1,范林元2,黄钰3,曾德贤4
(云南省林业厅造林绿化处, 昆明 650224)
近10年来,云南木本油料产业在中央的支持下得到迅猛发展,同时在木本油料树种良种选育方面也做了大量工作并取得长足进展。本文在查阅大量文献资料的基础上,系统地总结了云南在木本油料树种良种选育工作中取得的研究成果,同时对存在的问题及今后应采取的对策进行了探讨,以供参考。
木本油料; 良种选育; 问题; 对策
木本油料是指木本植物所生产的油料,如核桃油、茶油、橄揽油、桐油、漆油等,它们既是城乡居民重要的生活必需品,也是国家重要的战略物资。木本油料具有“不与粮争地”的显著特点,又能迅速增加油料供应,从而大大缓解了耕地压力。合理利用云南山区资源,大力发展木本粮油产业,是保障食用油供给、缓解能源危机的有效途径。近10年来,在中央的支持下,云南省大力发展木本油料产业并取得了快速发展。截至2014年,云南省木本油料种植面积已达到313万hm2、产量83万t、产值248亿元,三项指标均居全国各省之冠。在木本油料产业快速发展的今天,如何提高发展的质量和效益被提上了日程,而良种化提高是产业发展质量和效益的关键所在。根据林木育种理论和方法,结合云南木本油料树种良种选育工作现状和产业发展的实际,就如何加快良种选育工作进程、提高良种选育工作效率进行了初浅探讨。
1.1 育种资源收集保存
收集与保存林木育种资源,是开展林木育种工作的基础,目前云南省就近些年大力发展的几个木本油料树种进行了资源的收集和保存。如中国科学院西双版纳热带植物园搜集了300余种含油率高的油脂植物,完成了“万种植物园”重大项目,初步建成了2 hm2的油脂植物种植资源圃及相应的种质资源库。云南省林木种苗工作总站在楚雄州双柏县建设了50 hm2国家膏桐种质资源保存库云南备份库,收集膏桐优树32个、优良林分5个、种源40个。云南省农业科学院在元谋建立膏桐种质资源圃3.4 hm2,收集到52份膏桐种质资源。大理州漾濞县建设核桃种质资源保存库78 hm2,收集保存省外核桃优良品种(无性系)50个、省内泡核桃优良品种(无性系)43个、普通核桃品种57个、泡核桃优良单株200个、铁核桃2个种群50个单株。保山市腾冲县建设腾冲红花油茶种质资源保存库30 hm2,收集保存腾冲红花油茶优良无性系5个、腾冲红花油茶近缘种10种、腾冲红花油茶优良单株100个、腾冲红花油茶自然类型50个。云南省林业科学院收集了来自省内昭通市的永善、巧家、鲁甸县等地青花椒种质资源10份。
1.2 引 种
1.2.1 从国外引种
云南从国外引种木本油料树种始于20世纪初。油橄榄[1]最早于1907年由法国传教士在云南省德钦县和蒙自县试种,现仍有少量保存。1960年从前苏联引进了3个油橄榄品种(克里、尼一、尼二)。1964年从阿尔巴尼亚引种油橄榄品种5个种植于海口林场、云南省林科院和昆明植物所。1972—1984年,云南省林科所、中科院昆明植物研究所等单位先后从西班牙、意大利、希腊、法国、突尼斯、南斯拉夫等国引入82个品种[2]。近年来,云南省林业科学院又从希腊等国引进了十多个品种。
1948 年云南首次将美国山核桃作为树种资源引种,1974年后云南省林科院把美国山核桃作为果树引入云南进行良种选育、繁殖及早实丰产栽培技术研究[3],并先后从引种的54个品种中选育出5个优良品种进行良种及栽培技术推广[1]。2012—2013年,云南省林科院从荷兰引进了10个核桃品种开展生物学特性观测研究[4]。澳洲坚果是云南的新兴干果,云南省热带作物科学研究所1981年开始引种。中科院昆明植物研究所1984年和1990年从国外引进澳洲坚果种子进行育苗试种[5]。从1993年开始,德宏盈江县、临沧市永德、镇康、耿马等县均开展商品性引种栽培。1999 年,云南热带作物研究所引入澳洲坚果品种15个建立种质资源库,育出砧木苗 36 万余株,为云南进一步扩大发展与种植澳洲坚果做好了准备[6]。目前云南已成为全国澳洲坚果引种栽培面积最大、产量最高的省份,早期引种试种成功为云南澳洲坚果产业化发展奠定了基础。
1.2.2 从国内引种
20世纪70、80年代云南省林科院从新疆引进了新疆早实核桃与云南本地泡核桃作杂交育种试验,剑川县从新疆引进了大量的新疆核桃种子育苗,迪庆州和武定县均从新疆引种了核桃良种新新2号、温185号。云南栽培的普通油茶大多是外省引进品种,主要引种地为广西、湖南、江西等地,以广西引种数量最多[7]。目前,通过引种保留的其他品种有越南油茶、广宁红花油茶、博白大果油茶、浙江红山茶和岑软、湘林、长林等系列的优良品种,分别在红河州的河口、金平、开远,文山州的广南、富宁和德宏州等地种植。云南省热带作物科学研究所1995年从广西引进15个澳洲坚果品种,在热区8个不同地点进行品种比较试验,为云南省不同地区栽培品种的选定提供依据[8]。另外,1971年后云南省在总结油橄榄引种经验教训的基础上,先后从南京、甘肃武都等地引进了中山24号、配多灵、鄂植8号、城固32号、九峰6号等优良品种。云南昭通从四川引种了青花椒,近年来楚雄、丽江相继从昭通引种了青花椒,文山从北方引种了“大红袍”,云南省花椒种植面积每年以5%~8%的速度逐年增加。
木本油料树种引种的成功为各种育种途径提供了丰富的种质资源,丰富了树种种类。
1.3 选择育种
1.3.1 单株选择
20世纪80年代云南省各级林业部门在省林业厅的组织下先后开展了核桃、油桐选优工作,选出油桐优树101株。 2006年云南省林业科学院按照坚果品质和丰产性状制定选优标准,在大理、楚雄等核桃主产区选出了当地的优良单株。截至2013年,据不完全统计,云南省选育出本地泡核桃优良单株700余株,新疆核桃优良单株5株[9]。2006年以来林业部门在文山、保山等油茶主要分布地决选出普通油茶优良单株145株,红花油茶优良单株27株;昆明地区油橄榄实生选种11株[10];在富宁等八角主产区决选出7个莽草酸含量超过10%的八角优良单株,16个高含油量的八角优良单株[11-12];在红河流域、金沙江流域以及澜沧江流域搜集膏桐优良种源达到120多个,选出优株113株[13]。云南省林木种苗工作总站以出仁率为干果经济性状的选优指标,在全省膏桐自然分布区域决选出145个膏桐优良单株[14]。近年来,云南省林科院花椒课题组在花椒种子资源收集的基础上,根据耐寒性指标初步筛选出了耐寒花椒优良单株,选育出来的优良单株在一定程度上缓解了云南省大力发展木本油料产业急需的良种穗条及种子需求,提高了云南省良种穗条供应能力。
1.3.2 无性系选择
自2008年以来,云南先后在16个地州选育核桃优良无性系有70余个,包括云新系列、乌蒙系列、保核系列、红河系列等。2003—2011年,赵平等[15]对1998年永胜县选育出的20个无性系进行复选和决选,最终选出3个优良无性系。周志美[16]在保山市传统栽培的细香核桃中选出保核2号、3号优良无性系。苏为耿等[17]在保山经过一系列选育程序最终选出丰产、矮化、早实的核桃优良无性系龙佳核桃和宁香核桃。2008—2011年,昆明市林业部门经过连续4年的观测、复选、决选,选育出了寻倘1号、东川4号、石林6号3个优良无性系核桃品种[18]。全省各油茶分布区共选育油茶优良无性系53个,包括云油茶系列、窄叶红山茶系列、德林油系列、凤油系列以及腾冲红花油茶系列。云南近些年的木本油料良种选育主要集中在核桃和油茶这2个树种上,其他的树种的选育进展相对较慢,研究较少,如八角,到目前为止仅选出了“云八角1号”、“云八角2号”、“云八角3号”3个八角优良无性系。花椒仅选育了“永善青椒1号”和“永善金江花椒1号”2个花椒优良无性系。
1.3.3 品种选择
20世纪70年代,云南省林业科学院方文亮、董润泉等对云南农家栽培核桃进行普查,评选出漾濞泡核桃、三台核桃、细香核桃、大白壳核桃、圆菠萝核桃、娘青核桃等优良农家品种。云南省林科院从引种的美国山核桃品种中,选育出适宜我国南方种植的云光、云星、云早丰、云引7号、云引15号5个优良品种[19]。
云南省林业科学院从1964年建立油橄榄品种园以来,经过10余年的品种观察,最终选出云选1号,云林2号,云林10号3个优良品系群体[10]。丽江明德公司经过多年引种栽培和发展,选育出适应性强的油橄榄丰产品种,并培育出新品种“美贻一号”[20]。
云南澳洲坚果产业调研组在西双版纳、德宏、临沧、思茅等地州建立了50个澳洲坚果品种的环境适应性比较试验基地,初步筛选出适应性较好的优良品种4个。倪书邦等[21]以36个澳洲坚果品种为研究对象,在持续干旱胁迫下测定9项生理指标综合分析,最终选出5个高度抗旱品种。
西双版纳热带植物园利用元江(红河)流域产生的自然突变体采用定向繁殖技术和常规遗传检测育成膏桐新品种——灌状膏桐、皱叶黑膏桐[22]。云南神宇新能源有限公司选育出的多籽膏桐,每果有4~5粒种子。
这些优良品种的选育大大推进了云南省木本油料产业的良种化进程,提高了云南省的造林良种使用率。
1.4 杂交育种
1965—1995年,云南省林业科学院方文亮等[23]首次选用我国南方核桃良种云南薄壳核桃与我国北方新疆早实核桃进行两大种群的杂交育种研究,培育出5个杂交新品系核桃。范志远等[24-25]以三台核桃作母本,以新疆核桃优株新早13号作父本,开展了核桃属种间杂交组合研究,选育出核桃新品种云新系列。习学良等[26]、赵廷松等[27]以漾濞泡核桃作母本,以新疆核桃优良单株云林A 7作父本,育成新品种云新高原和云新云林。杨源等[28]1985—2003年以娘清核桃为母本,漾濞泡核桃为父本进行种内杂交育种,培育出漾杂1号、2号、3号优良无性系。目前,云南省木本油料树种的杂交育种主要集中在核桃上,而其他树种的杂交实验未见报道,今后应加大其他树种相应的研究,培育出高产、抗逆、生活力更强的木本油料良种。
1.5 育种成果推广应用
截止2014年底,全省通过审认定的木本油料良种188 个,其中审定35个,认定153个。核桃良种最多,达84个,其次是油茶53个,膏桐良种21个,澳洲坚果良种11个,油橄榄良种9个,美国山核桃良种8个,花椒良种2个。通过审定认定的木本油料良种,基本上都在全省木本油料产业发展中得到推广使用。良种推广面积最大的是核桃,良种使用率达79%,主要推广品种为漾濞泡核桃、三台核桃、细香核桃、云新系列、华宁大白壳等,如地方优良品种漾濞泡核桃推广面积达133.33万hm2,三台核桃20万hm2,云新系列良种达6.67万hm2。油茶良种推广面积达15.33万hm2,良种使用率达95%以上,主要品种为云油茶系列和云油茶红河系列等。
2.1 主要问题
2.1.1 育种策略比较简单
过去的育种工作中,在育种研究规划上没有针对每个主要木本油料树种制定并落实长期育种计划,存在搞一段停一段的问题。在育种策略上育种目标过于单一,存在单方面强调某一育种目标而忽视其他目标的现象,如核桃良种选育只注重果实产量、质量,未注重用材核桃、文玩核桃、工艺原料等特殊用途品种的选育及核桃砧木育种方面的研究;八角选育未开展叶用林优良品种的选育工作;膏桐、油桐、乌桕未开展抗寒、抗病、抗旱性等抗逆品种的选育。另外对于多年生树木来说,高度杂合、自交不亲和、育种周期长、前期投入大、经济效益回收慢等特点导致常规育种的低效率,目前云南在木本油料育种进程中大都采用常规育种方法,较少借助现代分子标记等辅助育种技术手段进行种质资源的遗传分析和育种工作,也很少开展性状相关或早晚期相关性研究,育种进程缓慢。
2.1.2 育种群体遗传基础较窄
拥有丰富的育种资源、保持育种资源的遗传多样性是保障良种选育工作成效的重要基础。云南引进的外来树种如油橄榄、澳洲坚果等种源的遗传基础狭窄,本地树种如油桐、乌桕等种质资源又没有得到及时有效的收集保存,造成育种群体遗传基础狭窄,不仅极大地限制了现代生物技术在木本油料树种良种选育工作中的应用,也影响到木本油料树种杂交育种的发展,制约着木本油料产业发展质量和效益的提高 。
2.1.3 不重视选育品种的遗传测定
云南木本油料树种育种工作中,不重视重要性状遗传变异的研究和遗传测定工作,在品种测定过程中忽视基因型与环境的互作效应。近10年来,云南大力发展木本油料产业,但由于林木良种选育和品种审定工作起步晚,各地良种缺乏,为了缓解良种供不应求的矛盾,对没有经过遗传测定而申报的木本油料品种给予认定,暂时作为良种在较小范围内推广种植,这些通过认定的木本油料品种还需进一步进行遗传测定,优中选优。有些品种即使经过测定,也存在遗传测定试验不规范、试验结果可靠性不够等情况,这在一定程度上影响了通过审认定良种的质量。
2.1.4 不注重授粉品种的选育和品种配置研究
木本油料树种大多存在自花授粉不孕或自花授粉座果率低、雌雄异熟以及自交孕后种子小或经济价值低等特性,而不同品种之间的杂交授粉,会使初期坐果率大大增加,提高产量和品质。目前云南很少开展木本油料树种授粉品种的选育和品种配置研究,在核桃、油茶、油橄榄等树种的栽培种植中多为单一品种造林和无规则的混种,没有因地制宜地选择良种,没有科学合理地进行品种配置,导致一些品种在部分种植基地表现出生长发育不良、花而不实、坐果率低等现象。
2.1.5 常规育种与现代生物技术结合不够
现代生物技术的发展为木本油料树种良种选育带来新的发展契机,尤其是转基因技术、辐射诱变技术、航天育种技术的利用可以帮助获得新的变异和基因型资源,可以丰富和补充自然品种资源。在高新技术方面,开展分子标记、基因克隆、转基因育种研究,分离和克隆出与经济性状有关的功能基因,可以为木本油料转基因育种提供很好的材料基础。而云南木本油料树种在育种方法和育种手段上仍停留在传统水平,仅个别树种开展了ISSR或RAPD分子标记辅助选择育种和遗传多样性及亲缘性分析,基因克隆、转基因育种研究几乎没有开展,现代生物技术与常规育种研究结合不够,在全省大规模发展木本油料的过程中,缺乏科技支撑,科技研究开发已远远落后于生产的需要。
2.2 对 策
2.2.1 完善育种策略
完善的育种策略能提高育种工作效率。 1) 育种目标要由单一性变为多样性。既要追求产量、品质,又要改良抗性;要从过去的高产优质转向既高产优质又多抗高效的目标发展,要由单纯的追求高产出转向低投入与高产出相结合,把低投入和高资源利用作为良种选育的目标之一,逐步实现云南木本油料树种育种的可持续性。 2) 要解决重生产群体、轻育种群体的问题。要加强育种资源的调查收集和育种群体的建立,并把育种群体和生产群体分开,走育种群体和生产群体并行发展的路子,使育种的路子越走越宽,保证育种工作的可持续发展,为林业生产不断提供更多更好的良种。 3) 要坚持走有性育种、无性利用的路子。木本油料树种大多都能无性繁殖,采取有性杂交和诱变、基因融合等技术创造选育出优良基因型,再用组培、嫁接、扦插等无性繁殖技术进行扩繁应用于生产,使优良基因型得到稳定遗传,提高育种成效。 4) 在育种手段上要把分子标记辅助育种、遗传多样性及亲缘性分析、基因克隆、转基因育种等现代生物技术手段应用到育种研究工作中来,缩短育种周期,提高育种效率。
2.2.2 制定并坚持实施长期稳定的育种计划
育种周期长是林木育种工作的主要特点,制定并坚持实施长期稳定的育种计划是保证林木育种工作能够顺利进行和取得成效的首要任务。针对云南木本油料树种育种现状,今后的育种工作应当制定并坚持实施长期稳定的育种计划,尊重育种工作的长期性。林木育种工作的长期性,主要体现在两个方面:一是林木的生命周期长,从苗期到开花结果少则几年,多则几十年,要培育出一个优良品种至少需要10年以上的时间。二是育种工作是一个连续的渐进的长期过程,培育出的优良品种没有最好,只有更好,且育种进程不能间断,一旦间断就事倍功半甚至前功尽弃。因此需要科技主管部门将林木育种工作统筹纳入科技发展规划和年度投资计划,保证有长期稳定的工作计划和资金来源。同时要有长期稳定的研究合作机制和研究团队,保证育种计划的顺利实施和完成质量。
2.2.3 坚持适地适树、适地适品种
云南的木本油料树种极为丰富,油桐、乌桕、青剌果、蒜头果、滇牡丹、南美油藤、木姜子、油棕等树种目前没有得到应有的重视,有的树种如青刺果、蒜头果等尚处于未开发状态,有的树种如油桐、乌桕等虽然栽培历史悠久,但良种选育工作停滞不前。云南发展木本油料产业的区域极为广阔,客观上要求树种的多样性以适应多样化自然条件对其生物生态学要求,然而云南目前并没有根据不同的木本油料树种及其优良品种开展区域适应性及种植区划研究,造成各地盲目发展,未充分利用各地的自然优势,没有发挥出不同品种的优良效应。因此,应当制定科学合理的种植规划,根据不同自然地理条件选择适合的木本油料树种和品种,充分挖掘和利用好广大发展区域自然条件,发挥出“种”的优势,提高产量和质量,走出一条木本油料产业可持续发展道路。
2.2.4 重视遗传测定和区域性试验研究
遗传测定和区域性试验是林木育种工作的核心和关键环节。通过遗传测定可以选出遗传型真正优良的品种,估算和分析相关遗传参数,为进一步育种制定科学合理的策略和不同品种种植配置提供依据。区域性试验的作用在于揭示试验品种在不同环境下的适应表现及其与环境的互作效应,为品种选择和推广范围的确定提供依据。若没有经过遗传测定和区域性试验而作为良种推广,有可能存在良种遗传品质不高和推广风险的问题。今后要重视遗传测定和区域性试验研究工作,采取科研、生产、管理相结合的方式来推进,同时在育种工作中引入现代生物技术手段加以研究,以加快良种选育工作进程,提高良种选育成果的质量。
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Current Situations and Problems and Developing Proposals on the Breeding of Woody Oil Plants in Yunnan
WANGHongjuan1,FANLinyuan2,HUANGYu3,ZENGDexian4
2016-12-30
王红娟(1983—),女,四川遂宁人;工程师,硕士,主要从事林木种苗及森林经营工作。
曾德贤(1958—),男,正高级工程师,主要从事林木种苗技术与管理工作。
10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.05.091
S 722
A
1001-4705(2017)05-0091-05