湖北省林木种质资源库建设与应用现状

张文　杨姝琦　黄自谦　吴文昌　胡兴宜

摘要：林木种质资源是国家的战略资源，保护林木种质资源的安全是维护国家长远发展的基础，建设林木种质资源库是目前最有效的林木种质资源保存方式。通过总结湖北省林木种质资源库建设、研究和应用现状，分析目前林木种质资源库建设取得的成绩和存在的问题，并为今后林木种质资源的收集保存和开发利用提出了建议，旨在为科学建设林木种质资源库提供参考。

关键词：林木种质；种质资源库；遗传多样性；生态建设

中图分类号：S324文献标识码：C文章编号：1004-3020（2023）03-0068-04

Construction and Application Status of Forest Germplasm Resource Bank in Hubei Province

Zhang Wen Yang Shuqi Huang Ziqian Wu Wenchang Hu Xingyi

（1.National Ziyunzhai Forest Farm of HonganHuanggang438400；2.Hongan County Forestry BureauHuanggang438400；3.Hubei Academy of ForestryWuhan430075；4.National positioning observation and research station of bamboo forest ecosystem in Mufu mountainXianning437100）

Abstract：Forest germplasm resources are the strategic resources of the country，and protecting the security of forest germplasm resources is the basis for maintaining the long-term development of the country，the construction of forest germplasm resource bank is the most effective way to preserve forest germplasm resources.By summarizing the construction，research and application status of forest germplasm resource bank in Hubei Province，this paper analyzed the achievements and existing problems in construction of forest germplasm bank，and made suggestions for the collection，preservation，development and utilization of forest germplasm resources in the future.Some suggestions were put forward in order to provide reference for the scientific construction of forest germplasm resource bank.

Key words：forest germplasm; germplasm resource bank; genetic diversity; ecological construction

林木種质资源是林木遗传多样性的载体［1］，是开展新品种选育的基础材料，更是林业与生态建设的基础性、战略性资源，具有经济、生态、社会、文化等多种重要功能［2，3］。中国林木种质资源十分丰富，其中木本植物就有9 000余种，特有树种1 100余种［4］。当今世界随着人口快速增长，对森林的砍伐及利用加剧，同时还面临着环境污染、气候变化、森林火灾频发和森林病虫害的威胁，原始林和次生林的面积大幅度缩小，林木种质资源的可持续性和生物多样性都遭到了严重威胁［5］。因此，保护林木种质资源的安全是保护林木遗传多样性以及满足林业可持续发展的基础，是满足国家建设、国民经济发展以及保障美丽中国建设和生态文明建设的需要，更是支撑全球“生物经济”时代国际竞争的需要［4，6］。通过总结湖北省林木种质资源库建设、研究和应用现状，分析目前林木种质资源库建设取得的成绩和存在的问题，并为今后林木种质资源的收集保存和开发利用提出了建议，旨在为科学建设林木种质资源库提供参考。

1林木种质资源库建设的重要性

林木种质资源库是一种保存植物种质资源的设施，建设林木种质资源库是目前最有效的林木种质资源保存方式［7］。林木种质资源库包括原地保存库、异地保存库和设施保存库。原地保存库是在树种自然分布区的天然林或人工林，以保护其遗传资源及生境、维护树种遗传多样性、自然繁殖和更新能力为目标划建的林分，又称原地保存林。异地保存库是根据树种的自然分布区大小及分布区内环境梯度数量，科学确定每个树种的种质资源类型，系统收集能够代表该树种遗传多样性的种质资源（种子或繁殖材料）而营建的保存林分［7-9］。收集一个树种种质资源的保存库称异地保存专项库，收集多个树种种质资源的保存库称为异地保存综合库。设施保存是通过控制温度与湿度等环境条件，将符合林木种质资源要求的，代表种内遗传多样性的种子、器官、组织、细胞、基因等种质材料进行安全保存的方式［10］。因此，需构建就地保存、异地保存、设施保存相结合的种质资源保存体系，加快林木种质资源保护进程，从而为中国林业可持续发展提供重要基础［11，12］。

进入新世纪以来，中国逐步开展对重要乡土树种、珍贵树种、经济树种、名特花卉等种质资源的调查、收集、保护等工作，同步开展了林木种质资源原地保存及异地保存。目前中国林业系统已建立数千处自然保护区、森林公园以及风景名胜区，还查出数百万株古树名木进行挂牌保护，这其中保存了大量的林木种质，为中国林木种质资源的原地保存奠定了基础［13，14］。异地保存方面，各地在长期收集、保存的基础上，初步建立了一批地方林木种质资源异地保存专项库和综合库，全国还有近200个植物园收集保存了大量树种及其种质资源，此外，中国多年来建设的各类林木良种基地也成为重要的林木种质资源异地保存基地［15］。但总体上中国林木种质资源库建设起步较晚，目前还不能很好地满足国民经济和社会发展对林木种质资源保存利用的需求。因此加强林木种质资源调查、收集与保存工作以及加快建设各级林木种质资源保存库仍迫在眉睫［16，17］。

2湖北省林木种质资源库建设现状

湖北位于华中腹地，处于东西渗透、南北交汇的过渡地带和中国植物区系的核心部分，种子植物达3 700多种，是中国植物资源和植物种类最丰富的省区之一。但目前湖北林木种质资源库建设数量、研究成果及应用推广情况均低于全国平均水平，与资源地位相比存在明显差距［18，19］，与生产的需求存在更大差距。

2.1国家级林木种质资源库建设

国家林业和草原局2009年、2016年和2022年分三批共确定161处国家林木种质资源库，初步形成覆盖全国及主要树种的国家林木种质资源原地和异地保存库。按地域分，华东40处、华北22处、华中16处、华南13处、西南22处、西北26处、东北22处，最多的省份是浙江省10处。研究和利用较多的有100多个树种纳入，其中杨树、竹类、红豆杉Iaxus wallichiana var.chinensis、云杉Picea asperata、牡丹Paeoniax suffruticosa、山茶Camellia japonica、油茶Camellia oleifera、南酸枣Choerospondias axillaris、杏Prunus armeniace、松、栎等树种有多处保存库，如杨树有6处，竹类、云杉和红豆杉有5处。另外综合库有42处。但湖北省只有4处国家级林木种质资源库，分别为2016年获批的竹溪县双竹林场楠木国家林木种质资源库和京山市虎爪山林場枫香皂荚对节白蜡国家林木种质资源库，2022年获批的红安县紫云寨林场鹅掌楸国家林木种质资源库和省林木种苗场珍贵树种国家林木种质资源库，一些湖北特有树种和重要造林树种还没有纳入，4处仅占全国161处的2.5%，在各省份中排并列23位。

2.2省级林木种质资源库建设

比国家级起步更晚，2020年、2021年、2022年，湖北省林业局确定三批共31处省级林木种质资源库，主要树种有三角槭（俗名：三角枫）Acer buergerianum、野生牡丹、血皮槭Acer griseum、台湾水青冈Fagus hayatae、蜡梅Chimonanthus praecox、漆Toxicodendron vernicifluum、鹅掌楸Liriodendron chinense、台湾松（俗名：黄山松）Pinus taiwanensis、苦槠Castanopsis sclerophylla、枫香树Liquidambar formosana、红椿Toona ciliata、栗（俗名：板栗）Castanea mollissima、银杏Ginkgo biloba、柿Diospyros kaki、珙桐Davidia involucrata、锐齿槲栎Quercus aliena var. acutiserrata、红桦Betula albosinensis、栓皮栎Quercus variabilis、山桐子Idesia polycarpa、泡桐、胡桃（俗名：核桃）Juglans regia、金钱松Pseudolarix amabilis、罗田垂枝杉、南紫薇Lagerstroemia subcostata、长果秤锤树（俗名：长果安息香）Sinojackia dolichocarpa、黑壳楠Lindera megaphylla、川桂Cinnamomum wilsonii等。综合库有湖北省林业局林木种苗管理总站的造林及珍稀树种（鹅掌楸、枫香树、朴树Celtis sinensis、三角槭、中山杉Taxodium ‘zhongshanshan、野黄桂Cinnamomum jensenianum、红花玉兰Yulania sprengeri ‘Wufengensis Group等）、湖北省太子山林场管理局的绿化树种（红果冬青Ilex rubra、朴树、月季花Rosa chinensis、山茶等）、湖北省林业科学研究院的木本粮油树种（油茶、柿、乌桕Triadica sebifera、木槭榄（俗名：油橄榄）Olea europaea、榧Torreya grandis、山核桃Carya cathayensis、山桐子、胡桃、油桐Vernicia fordii、栗等）、咸宁市种木种苗管理站的亚热带树种（壳斗科、木兰科等）、神农架珍稀特有树种（银杏、秦岭冷杉Abies chensiensis、鹅掌楸、厚朴Houpoea officinalis、七叶树Aesculus chinensis等）、三峡珍稀濒危特有植物（花榈木Ormosia henryi、红豆树Ormosia hosiei、天目铁木Ostrya rehderiana、金钱松、大果青杄Picea neoveitchii等）。由于省级林木种质资源库没有专项建设经费和运行经费，林木种质资源收集和保存不全面、不统一、不规范，研究和利用不连续、不系统、不平衡，且建设时间短，资源库的作用和功能未充分发挥，服务林业生产和生态建设的成效还未充分体现［20，21］。

3湖北林木种质资源库研究和应用现状

3.1林木种质资源库建设取得的成效

林木种质资源库建设和林木种质资源研究应用是互相促进的，一方面，林木种质资源库建设会推动林木种质资源研究和利用取得巨大成绩，近年来，随着种质资源库建设力度的加大，中国林木新品种申报和获批数量大幅度提升，市场化和商品化成效显著，一些乡土树种等得到了广泛推广应用，有力促进了科学造林绿化。另一方面，林木种质资源理论研究不断深化、林木种质资源调查工作稳步推进、林木种质资源保护和管理体系初步形成，如一些省市和地方对松属、杨属、桦属、栎属、杏属、丁香属以及竹类植物等重点树种进行本底调查、遗传多样性及变异状况调查，并以此为基础制定了遗传改良和种质资源保存策略，为这些树种建设林木种质资源库和有效利用奠定了良好基础［22］。湖北20世纪八九十年代对林木种质资源进行了卓有成效的调查、保护、收集以及研究利用，如水杉的保护和推广应用、杨树的引进和产业发展、马尾松和杉木种源试验与种子园建设，以及油茶、湿地松、落叶松、柏木等良种选育均取得显著成效，建设了一批良种基地或采种基地，有效支撑了林业产业发展，在全国具有一定地位和较好影响。但进入21世纪以来，种质资源的研究和应用与其他省份，逐渐产生差距，种质资源库建设也落后于全国平均水平［23］。

3.2林木种质资源库建设存在的问题

（1）林木种质资源研究不明确和不系统。一是缺少各级单位和各地共同参加的协作研究。二是缺少长期性和系统性研究，林木种质方面出成果的周期都比较长，持续支持的研究项目也不多，缺少潜心研究的激励和氛围。三是种质资源库的建设单位大多为林场等基层单位，技术人员缺乏，主要以收集、保护和管理管护为主，研究和利用考虑较少，即使有研究的意愿，技术能力也不够。因此，依托林木种质资源库开展资源评价、核心种质构建、种质保存技术等科学研究不多，获得新品种等科技成果较少，指导和服务生产的能力还比较欠缺［24］。

（2）林木种质资源信息系统不健全。林木种质资源较多，分布较为广泛，虽然多次开展了不同规模不同深度的资源调查，但标准化与规范化不足，全面性和系统性更是存在较大差距，仍存在种质资源现状不清等问题，也还有重复保存和遗漏现象，一定程度上影响了林木种质资源的保存与利用。另外，湖北省林业科学研究院和湖北省林业局林木种苗管理总站都在建设各自的林木種质资源平台，全省统一的林木种质资源信息系统推广使用不够，信息共享机制不健全，不利于种质资源交流、交换和共享［25］。

（3）林木种质资源收集与保护不充分。一方面收集种质资源的方法较为传统，对林木种质资源概念也存在认识偏差，因此在林木种质资源的划分上还不够细致和全面［22］，在收集之前，也没有充分开展是否为优良种源、优良家系或优树的科学评价，往往凭借个人经验，使得收集效果大打折扣。另一方面，林木种质资源的保护管理意识不强，在发现新的种质资源后没有及时地保护、利用和研究，导致了很大一部分种质资源的流失［26.27］。

（4）林木种质资源库建设和管理体系不完善。在种质资源库建设上，一方面数量和覆盖面还不够，离《全国林木种质资源调查收集与保存利用规划（2014～2025年）》中湖北省的目标还有较大差距；另一方面缺乏整体的规划设计，种质资源收集区、试验评价区、扩繁区（包括采穗圃和繁育圃）、生产辅助区等功能区不健全或不科学。在种质资源库管理上，缺少专业管理人员和完善的管理体系，相应的法律法规和规章制度也不健全，很大程度上制约了林木种质资源的保护与利用［28，29］。

（5）林木种质资源库利用效果不显著。目前湖北省的国家级和省市级林木种质资源库都还把重点放在资源收集和保存方面，对原地保存库大多做一些简单的抚育管护工作，对异地保存库主要是扩大保存量，有计划和系统开展科学研究较少，培育的林木新品种或林木良种也少，远远不能满足科学造林绿化需要的乡土树种化、良种化、多样化等要求，还没有实现保护是为了更好利用，支撑林业生产和生态建设的效果还不显著。

4建议

4.1完善种质资源库建设和管理体系

本着因地制宜、分区规划、分类经营、规模生产、合理利用土地资源的原则［13］，结合实地勘查，科学规划种质资源收集区、试验评价区、扩繁区、生产辅助区等功能分区。要调查分析保存对象的生物学特征、生长环境以及繁殖方法等，并以此进行方案设计，确定相关保存技术和建设规模。资源库建设要充分做好近期和远期设计衔接，既要为以后需纳入保存的物种预留储存空间，也要为今后技术和设备升级预留发展空间。资源库管理上要顺应林木生长自然规律，定期开展去杂松土、卫生伐、病虫害防治等抚育措施［30］。

4.2完善林木种质资源数据库建设

完善和落实国家林木种质资源收集保存的相关标准与规定，提升林木种质资源保存利用统一化、规范化水平。完善林木种质资源信息平台，实现种质资源信息的汇集和分析处理、信息互通互联、实物种质资源开放共享，为政府管理、科学研究和科学育种提供有力的数据支撑。

4.3加强种质资源评价与创新利用

对已保存和收集的重点树种林木种质资源，开展生物学特性研究和遗传多样性评价，了解其适应性、稳定性及抗逆性等，在评价的基础上开展创新利用研究。充分利用DNA标记分析与种质鉴定，快速繁殖技术研发等技术将已保存种质资源进行分子育种和遗传改良［25］。在有效保存的前提下，尽快实现资源的开发利用。如红安鹅掌楸国家林木种质资源库建议采用群体遗传学、数量遗传学、分子标记、全基因组测序等手段，从形态、生理到分子层面对鹅掌楸种质资源进行遗传评价，研究林木主要性状的遗传变异规律，鹅掌楸的形成机制、分子进化历程以及亲缘关系等，建立高效、精准林木种质资源评价技术体系与平台，筛选核心种质，构建育种群体，为鹅掌楸新品种选育和推广应用奠定基础。

4.4加强宣传引导和政策规划落实力度

应注重加大宣传力度，增强工作人员的责任意识，同时还要承担起科普的工作，创新宣传形式，以群众喜闻乐见的形式去宣传保护种质资源的重要性，提高全民林木种质資源的保护意识，让更多人加入到林木种质资源保护的工作中来。要认真贯彻落实中办国办关于生物多样性保护的意见，以及国家林草局和各级林业主管部门相关林木种质资源调查收集与保存利用规划，提高林木种质资源库建设水平和成效，服务我国经济社会高质量和可持续发展［12，16］。

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（编校：唐岚）