《北林报》  
上一期    下一期

“雄大”“雄二”诞生记

   期次:第613期      查看:153   


  ●“雄大”“雄二”的诞生,可以说与一次学术研讨会有关。1990年11月,作为甘肃农业大学林学院教师的我,参加了于西安召开的西部农业生物技术研讨会。在几天会议之中,聆听了李振声院士关于蓝粒单体小麦研究等10余个学术报告,感受到了外部的变化,从此促成了我的新一轮求学生涯。1991年,我考入北京林业大学林木遗传育种学科攻读研究生,也开始了自己林木多倍体育种的科研之路。
  由于在进京攻读研究生之前,自己曾从事过杨树染色体制片工作。因此,导师朱之悌先生给我的学位论文题目就是“回交杂种杨中新疆杨染色体组分贡献的细胞学研究”。1992年6月中旬,去河北省易县林木良种繁育场取实验材料;7月初,通过染色体镜检证明导师等在1984年获得的毛新杨×毛白杨杂种中有三倍体存在;12月底,采集毛白杨父本观察花粉,证明这些三倍体来源于天然未减数2n花粉授粉杂交,从此揭示了我国已经完成毛白杨三倍体选育的客观事实。
  既然毛白杨群体中存在天然未减数2n花粉,当然也可以通过施加理化处理人工诱导未减数2n花粉。学位论文研究开始向诱导花粉染色体加倍选育杨树三倍体方向拓展。而就杨树花粉染色体加倍而言,前人的研究很多,但都是采取同时培养大量的雄花枝并分批次逐日施加理化处理的方法,工作量大,2n花粉得率却较低,且可重复性差。考虑到理化诱导花粉染色体加倍实际是影响细胞分裂过程中纺锤丝以及细胞板的形成,因此,我尝试将花粉母细胞减数分裂观察与染色体加倍处理时机建立联系,从而找到了诱导杨树花粉染色体加倍的有效处理时期,显著提高了2n花粉的诱导效率和效果。
  在通过人工诱导可以大量获得未减数2n花粉后,开始进入利用这种未减数花粉授粉杂交选育三倍体的研究工作。然而,即使采用90%的2n花粉授粉杂交,最多也仅得到千分之几的三倍体,显然是很不正常的。首先应该从花粉萌发找原因,但试验了多种花粉萌发率检测方法都不理想。最终考虑到想要了解的只是形态较大的2n花粉,而不需要去证明形态较小的正常花粉的萌发情况。因此提出了利用正常花粉为参照,通过活体授粉法对比观察统计2n花粉的方法,证明与正常花粉相比,2n花粉萌发相对迟缓而导致的受精竞争能力差,是利用2n花粉授粉杂交途径选育三倍体得率低的根本原因。
  那么,怎样才能有效提高利用2n花粉授粉杂交选育三倍体的得率呢?最先想到的是如何避免正常单倍性花粉参与受精过程。试验了一种又一种剔除单倍性花粉或挑选2n花粉的方法,都没有得到好的效果。无数次冥思苦想之后,终于联想到曾经读过的《辐射生物学》一书中的内容———不同倍性体存在辐射敏感性差异,进而提出了利用不同倍性花粉的辐射敏感性差异提高2n花粉竞争力的方法。研究表明,采用一定的辐射剂量照射混合花粉,可在一定程度内抑制某些单倍性花粉的萌发与发育,同时刺激某些2n花粉的萌发,使在柱头上参与竞争的2n花粉数目和发育较快的2n花粉比率有所提高,相对增加2n花粉在受精过程中竞争获胜的机会。1994年,以取自中国农业大学西校区的毛新杨无性系优良单株为母本,采自山东冠县的银腺杨为父本,利用秋水仙碱溶液诱导银腺杨花粉染色体加倍,获得的2n花粉经60Co-γ射线辐射处理后给毛新杨授粉,产生大量杂交子代,经染色体检测证明其中16株为三倍体,最优组合的三倍体得率提高30倍以上。通过苗期测定,筛选出7个生长量较大且优良的三倍体白杨杂种无性系,并以普通毛白杨优良无性系1319为对照,在河北威县、山东兖州以及河南郑州等地建立无性系对比试验林,经生长量观察以及材性测定,选育出表现优异的毛新杨×银腺杨杂种三倍体无性系‘北林雄株1号’与‘北林雄株2号’。
  2013年7月31日,“‘北林雄株1号’与‘北林雄株2号’新品种选育”研究成果通过了国家林业局科技司组织的专家鉴定。该项目研制的三倍体育种技术先进,选育的新品种优良,成果达到了国际同类研究领先水平,尤其是选育出的白杨杂种三倍体新品种‘北林雄株1号’与‘北林雄株2号’具有生长迅速、材质优良、树形美观、不飞絮等特性,在城乡绿化和用材林建设中具有广阔的应用前景。2014年12月,‘北林雄株1号’与‘北林雄株2号’通过国家林木良种审定,取得了林木新品种上市推广的法律许可证书。
  “雄大”“雄二”的诞生过程,实实在在地让我体味到了科学研究的艰难以及一个个难题得到解决所收获的快乐。能够享受这种收获的快乐,应该感谢许许多多领导、同事、学生以及基地职工的支持和帮助,尤其要感谢导师朱之悌先生的言传身教,正是他那极其强烈的社会责任感和坚持不懈的科研精神一直激励我奋勇前行。(康向阳)
`

北京林业大学 版权所有 

北京华文科教科技有限公司仅提供技术支持,图文与本公司无关

京ICP备12019430号-7

本期已有10652次访问,全刊已有25688209次访问