求实求新 育种育人——记北京林业大学林木育种专家康向阳

◎ 康修文 铁铮

康向阳在良种基地观察新品种繁育情况

上世纪80年代，内蒙古赤峰市的少年康向阳如愿被内蒙古林学院沙漠治理专业录取了。“如果能在沙漠里收获果实，这一定是最能实现自己人生价值的事业。”那时的他对未来充满信心。

40年转瞬而逝。如今，他已成为北京林业大学林木分子设计育种高精尖创新中心学术带头人、生物科学与技术学院教授、博士生导师，专攻林木染色体组操作育种技术方向。

在他所领导的研究团队成绩单上，记下了一项项突破性进展：

攻克了染色体加倍有效处理时期及其即时判别等系列技术难题，建立了施加理化处理诱导花粉、大孢子、胚囊及体细胞染色体加倍选育林木多倍体技术体系；

发明了“树木非离体枝芽加热处理装置”，突破杜仲等不能离体处理的高大乔木树种高温诱导配子染色体加倍的技术障碍；

选育出生长快、纤维长、木素低、纤维含量高的“北林”系列三倍体白杨用材林新品种，以及生长迅速、叶片巨大、药物成分含量高的“京仲”系列药用、叶用三倍体杜仲新品种……

这些研究成果已应用于林业生产，对缓解我国木材进口压力、减少天然林采伐、促进国家和地方经济发展等意义重大。

潜心育成无絮杨

进入4月，北京又到了“春风不解禁杨花，蒙蒙乱扑行人面”的日子。今年城区杨柳飞絮持续到了5月初。

康向阳向澳大利亚和越南来访专家介绍多倍体育种进展情况

毛白杨是北京城乡绿化最适宜的基调树种。“解决杨柳飞絮问题的方法其实简单，只要在城乡绿化和用材林栽培中替换种植雄株品种即可。”康向阳说，杨树是雌雄异株，飞絮实际就是雌株果实成熟后附着在种子上的种毛。4月上旬到5月上旬，毛白杨、柳树、青黑杨杂种、黑杨等种子依次成熟，形成可持续40 天左右的杨柳种絮漫天飞舞的景象。

只要种植雄株品种就不会有飞絮问题。但是，由于过去国家主要林木育种目标均是选育用材林品种，而且大多在开花前选择，杨树雌株因前期生长较快而被选中的概率较大；加之市场苗木销售多按直径粗细计价，因育苗经济效益相对较高，前期生长较快的雌性品种被大量繁育、销售。这是种植的雌株品种相对较多的主要原因。

康向阳团队已选育出生长迅速、树形美观、雄株不飞絮的白杨国家良种“北林雄株1 号”与“北林雄株2 号”。这是我国首例采用秋水仙碱溶液处理诱导2n 花粉授粉杂交获得白杨杂种三倍体新品种，经多年多点栽培试验和木材材性测试等，于2014年通过国家林木良种审定。

为了这两个国家良种，康向阳团队花费了22年的时间。他说，它们能在国家用材林建设和治理杨树飞絮中发挥作用，自己感到非常欣慰。

精研学问守初心

大学毕业后，康向阳到甘肃农业大学林学院任教，开始转向林木育种研究。

1991年，康向阳考入北京林业大学攻读硕士研究生，师从林木遗传育种学科教授朱之悌。朱先生高度的社会责任感深深地影响着康向阳，他用“受益终生”四个字概括这段求学经历。

1992年，康向阳在其学位论文研究中通过染色体镜检证明导师等杂交获得的毛新杨×毛白杨杂种中有三倍体存在，从此揭示了我国已经完成毛白杨三倍体选育的客观事实。

康向阳向考察者介绍杜仲三倍体新品种

三倍体毛白杨的检出，让他张开了思索的翅膀。这些三倍体毛白杨是怎样起源的？为什么会产生天然未减数2n 花粉？怎样利用人工手段高效获得未减数2n 花粉？采用高比率2n 花粉授粉获得三倍体得率极低的原因是什么？如何能通过一定的技术措施来提高三倍体诱导得率……一个个问题被提出、求证、解决。通过5年硕士转博士研究生的艰辛求索，他终于用心血与汗水写就了博士学位论文。而此间创制的白杨三倍体中的2 个无性系，就是如今的“北林雄株1 号”与“北林雄株2 号”。

在北林任教后，康向阳开始了提高杨树多倍体育种效率和效果研究。十几年的艰苦研究换来了丰硕的收获，限制杨树雌配子、合子和体细胞染色体加倍的一个个技术难题得以攻克，从而建立了一套杨树多倍体高效诱导技术体系。其中，通过雌配子染色体加倍的杨树三倍体诱导率达到40%—60%，而四倍体诱导率超过10%。2020年，他们选育出的“北林5 号”杨通过了国家良种审定。

当时，分子生物学已经成为研究热点，倍性育种受到冷落。但康向阳依然坚持当初选择的杨树多倍体育种研究。正是因为他的坚持，才有了诸多研究的突破和国家发明专利、新品种、良种的诞生。

育种高峰敢登攀

林木育种工作如同登山，而且总是山外有山。

在基本解决杨树多倍体诱导技术的同时，康向阳带领团队开始尝试将相关技术向新的树种拓展，瞄准了胶用药用树种杜仲、橡胶树和桉树。

杜仲是第三纪孑遗树种，中国传统中药材。它的叶片内含有绿原酸、桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸等70 多种活性成分，具有降低血压、血糖以及提高免疫力和抑癌等功效。除了药用之外，杜仲叶粉等还可作为抑菌和增强免疫力的饲料添加剂原料使用，市场空间巨大。杜仲还是极具潜力的温带胶源树种，利用杜仲胶的热塑、热弹、共混及形状记忆等特性，开发新型功能材料具有低温可塑、抗撕裂、耐磨、防腐蚀、透雷达波、储能吸能、减震等功能，市场潜力巨大。

数量大、易收集、成本低的叶片应该是杜仲胶和药物提取的最佳原料。不过，杜仲叶片含胶量只有2%—3%，胶提取成本高也成了限制杜仲产业发展的难题之一。由于杜仲以单科单属单种存在，无法利用种间远缘杂交获得杂种优势。康向阳带领团队开始了通过多倍体育种提高叶片杜仲胶等次生代谢产物含量及叶片产量的研究。

国家良种“北林5号”杨

他在杜仲多倍体育种道路上花了近20年时间，终于获得了世界上首批杜仲三倍体新种质，从中选育出“京仲1 号”等8 个三倍体新品种。研究表明，三倍体新品种具有生长快、叶片大、胶和药效成分含量高等特点，一些三倍体新品种的叶、皮产量和含胶量比二倍体提高30%以上，桃叶珊瑚苷、绿原酸等药效成分含量甚至成倍增加，产业应用优势凸显。

他还研究出了“条林密植化栽培、机械化平茬采收、分部位综合利用”的产业化模式——以制胶为核心，叶脉和树皮制胶、制药，叶肉制药或饲料添加剂，茎干制作重组木，实现了“一份原料，多重收益”的杜仲产业高效发展。

同步推进的还有橡胶树、桉树的科研攻关。橡胶与钢铁、煤炭、石油并称为世界四大工业原料。目前，采用传统杂交育种改良橡胶树的遗传潜力挖掘已接近极限。利用多倍体次生代谢产物增加的特性，通过有性多倍化途径开展多倍体育种，是提高橡胶树产胶量的可行途径。康向阳带领弟子经过10 余年的研究，在世界上首次通过高温处理诱导雌配子染色体加倍获得了橡胶树三倍体，为橡胶树新品种选育探索了新的途径。

桉树是世界三大速生用材林树种之一，我国桉树人工林种植面积超过540 万公顷，每年提供近27%的国产木材。在解决桉树花发育规律、雌雄配子发生发育进程及其相互关系，以及理化处理诱导染色体加倍技术条件等系列难题的基础上，康向阳和团队成功创制出来源于大孢子染色体加倍的桉树三倍体新种质，实现了半个多世纪桉树育种人追寻的夙愿。

他在一本专著的前言中写道，我们选择了林木多倍体育种这座高山，并努力从促进理论与技术结合的角度出发探寻前进的道路……有多少次“山重水复疑无路”的沮丧与茫然，就有多少次“柳暗花明又一村”的振奋与欣喜。

在林木育种路上，康向阳仍然在继续努力……