生理生化指标在林木遗传育种中的应用

徐春龙

广西壮族自治区林业勘测设计院广西南宁530011

摘要：阐述了生理生化指标的特点，总结和总结了与树木生长和抗性有关的常见生理生化指标。自从中国开始规划生态社会建设以来，林业的发展成为生态发展的重点，树木的培育成为社会关注的焦点。讨论了林木育种的技术和措施，探讨了树木育种的发展。

关键词：生理生化指标；林业；育苗；新技术；育种质量

1常用的生理生化指标

1.1与林木生长性状相关的生理生化指标

植物生命活动是建立在各种生理代谢产物的基础上的。因此，植物体及其代谢产物的代谢是反映植物生长发育的良好指标。植物生长相关的生理生化指标主要有以下几种：净光合速率、蒸腾速率、呼吸强度、光呼吸强度、叶面积指数、激素内容，各种各样的酶，如硝酸还原酶、超氧化物歧化酶（sod）等），叶绿素含量、光合作用等。是生产作物的生理基础（树）。它是生理学研究的一个重要领域，在植物的改良中得到了广泛的认可。目前对大豆、玉米、小麦、水稻、小米、杨树、落叶松、杉木等主要栽培作物和树种光合特性的研究，根据树木、油松、北美的灯笼等进行了研究，并不断深入到分子水平。对小麦、大豆和水稻的研究表明，光合速率是一种稳定的遗传性状，可作为育种的选择性指标。然而，光合速率与树木生长速率之间的相关性并没有得到一致的结论。由于树木具有较长的循环寿命，相比之下，森林光合作用的影响因素更大，尤其是不同年龄阶段的树木光合作用的特征是值得研究的。

植物的另一个重要的代谢过程——氮素同化也受到高度重视，在此代谢过程中对关键酶-硝酸还原酶的研究也相应增多。硝酸还原酶是植物体内氮代谢过程中的第一种酶。它也是一种速度限制酶，其活力与植物同化硝酸盐氮的能力和速度直接相关。各种品种的研究表明，该酶可作为作物产量预测的指标。然而，也有报道称生长性状与酶没有显著相关。该酶还在杨树、杉木、竹子等植物中进行了研究。

1.2与植物抗性相关的生理生化指标

树木生长在自然环境中，存在着逆境的风险，因此森林改良育种的主要任务之一就是增强树木的抵抗力。抗性育种的前提是评价森林对逆境的抗性，生理生化指标是植物抗性的良好指标。用来测量植物抗性的指标是光合作用和水条件、渗透性、呼吸、酶活性、激素（如ABA）含量等。植物光合能力反映了植物在逆境中合成物质和能量的水平。植物含水率的降低和水结合水的增加与植物抗性的增强密切相关。在逆境中（如干旱、低温等），可以看到植物原生质膜渗透性的增加。此外，渗透调节物质，包括中性氨基酸、碳水化合物和四价氮化合物、磷脂、不饱和脂肪酸和其他膜脂成分也被用作植物抗性指标。渗透调节物质含量与树木抗性之间的相关性仍存在争议。

2生理生化指标在育种中的应用

2.1亲本选配

提高小麦育种效率的方法之一是利用生理学知识设计更有效的亲代和后代选择方法。一些林木育种学者认为较高的光合能力选择和品种的鉴定，并研究其使用价值作为育种家长非常有意义，选择低二氧化碳补偿点的家长，特别是由于低二氧化碳乞求补偿点除了对光合速率的影响，还提供了一个衡量的尺度效应的水逆境。由于长期的遗传分化，不同种源的树可以形成不同的光周期。

2.2间接选择

生理生化特性与生长与抗性的关系越来越受到重视。一些学者认为，林木幼龄期的一些生理生化指标与成熟期之间存在相关性，因此可以利用生理生化指标对林木生长进行早期选择。

2.3杂种优势的生理生化机制

在树木中，通过杂交获得杂种优势是一种常见的方法，但杂种优势的原因仍存在广泛的争议，有许多假设。基于超显性假说的生理生化基础，杂种优势是配子的结合的结果差异增加了生理刺激发展和影响不同的生理过程，产生不同的酶，所以可以产生比纯粹的积累效应，适合混合个人更大，更高的收益率，抵抗更强。因此，生理生化指标常常被用来评价杂种优势。这些指标主要包括：各种生长激素、光合特性、水分利用、叶绿素含量、解剖结构等。

3采用新技术提升育种质量

3.1标记遗传技术

遗传的定义是通过杂交等方式方法价格上一代的特点特征中的部分传递给子一代，子一代在通过这个过程代代相传。在林木育种中，研究人员需要挑选出品质好，成活率高的树木幼苗进行栽培。就拿我国的淮南来谈，最早在七八十年代，可以使用的优良型基因有5000多种，这些都可以作为母体来进行标记遗传。但是，遗传本来就是不确定性的，不是所有的优点都可以遗传到下一代，这就需要对培育的种苗进行挑选，有时候常常需要进过几代的筛选淘汰才能找出品质优良的幼苗，十分复杂。由于现在科学技术发展迅速，生物技术也比以前记不了不少，科学技术人员应用细胞学的知识，通过将分子标记作为遗传标记，快速的找出相应的容易识别出的遗传特性。这样可以加速育种的周期，提高种苗的质量。现阶段。有多种的分子标记技术被应用在林业育种中，我们在实际的育种时候，要联系实际的林木遗传基因等具体情况来选择合适的标记技术。

3.2组织培养技术

组织培养技术是利用植物洗标的全能性这一特点来培育出优质的种苗。组织培养技术是林业育种中重要的技术之一，它具有培育周期短，基因突变频率高，繁殖速度快的特点。这20年来林业细胞工程迅速发展，从20世纪九十年代开始，我国相继对杨树、小叶杨等树种进行了原生质体培养并获得了植株，取得了很好的效果。组织培养不是很依赖外部环境，重复性也强。组织培养技术现在主要被应用在品种和树种的幼苗培育上。根据科学研究表明，组织培养技术可以有效的避免远缘杂交情况下的胚败问题。组织培养技术不仅能用在幼苗的培育，脱毒苗木的生产中也可以应用该技术获得相应的人工种子。因为有的苗木要进行几代的无性繁殖，这就会让苗木感染病毒的几率变大，导致苗木发生严重的病害虫害等情况，从而让林木减少退化，长久下去会影响到整个林木产业。恰好组织培养技术可以完美的解决这些问题。

4有效强化林木育种的举措

林木育种目前已经在我们国家得到了足够的关注，已经是国家林业建设不可缺少的重要部分，我们需要用更多积极有效的方法来不断提升林业育种工作的有效性，应该采取更多有效的方法来培育出优良的种苗。当前林业育种中已经用到了先进的生物技术中的遗传基因学，这就给继续培育出优良的种苗创造了有利的条件。充分运用杂交，基因突变，基因工程等技术让培育优质种苗和推动树种多样性的发展成为可能。因此，随着科学技术的发展，发挥出生产优良种苗，利用良好种苗的优势，可以给林业工程的建设铺垫好一条良好的发展道路。另外。开发出多样性的种苗，适应不同环境下林业建设的需求，可以因地制宜满足不同地区的需要，也可以让新树种与原有的林业和谐共存，可以充分发挥新书中的潜在能力。同时，我们应该大力开展品种适宜区试验，确保培育出的新书中可以满足中国林业建设和发展的实际需求。

结束语

林业育种工作是林业发展的前提和重点。只有林业育种工作顺利，就可以培育出生长迅速，容易存活的林木品种，在实际生态建设中真正做到退耕还林，有效增加林木绿化覆盖率。在林业行业中，林木品质的好坏决定了林木发展的好坏。在林业育种中采用新技术，可以很大程度的提高育种成功率和优质率，从而促进林业的发展。

参考文献：

[1]孙佳琦，梁建国，石少川，高亦珂，张启翔.SRAP标记在观赏植物遗传育种中的应用[J].分子植物育种，2010，8（03）：577-588.

[2]王永飞，马三梅，刘翠平，王鸣.分子标记在植物遗传育种中的应用原理及现状[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2001（S1）：106-113.