安徽省林科院等單位科學育種力克“松樹癌癥”

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4月的江淮大地,萬木逢春,一派生機勃勃景象。在皖東南全椒縣瓦山林場一片山場上,一株株三四十厘米高的馬尾松樹苗在春陽的沐浴下,泛著綠光,茁壯成長。

“這可不是普通的馬尾松樹苗,表面看它們與其他馬尾松沒有兩樣,實則是經過了2次人工接種松材線蟲為抗病選拔出來的抗性馬尾松無性系。”安徽省林科院綜合實驗室主任、安徽省松材線蟲抗性育種課題組徐六一副研究員一邊指著樹苗一邊對《中國綠色時報》記者介紹說,“目前這項被列入國家林業公益性行業科研專項課題研究已到了實質性操作階段,現在把它們直接栽植在松材線蟲病危害正在發生的疫區,就是檢驗初選的無性系在自然中的抗性,最終選育出抗松材線蟲病馬尾松品種。”

安徽省林科院等單位的這項課題研究意味著什么?它已取得了哪些階段性成果?這是關注松材線蟲病防治、關注黃山等著名風景區生態安全的人們,一直期待的信息。

尋找抵御“松樹癌癥”的有效途徑

松材線蟲病是一種危害松屬樹種的毀滅性病害,是世界上最具毀滅性的森林病害之一,其發病速度之快甚于“SARS”,而治療之難勝過“艾滋”,且早期診斷、傳播控制非常難。此病害有松樹“癌癥”之稱,被列為國際、國內檢疫對象。

松材線蟲病最早發生于北美,日本、美國、加拿大、韓國、墨西哥、葡萄牙等國均有發生。自1982年傳入我國南京以來,已傳播蔓延至全國16個省(區、市),累計致死松樹5億多株,毀滅松林30多萬公頃,年均造成損失近78億元。安徽省于1988年首次發現松材線蟲病,疫情已傳播至滁州、馬鞍山、宣城等6市14縣(市、區),導致大量馬尾松樹枯死,造成了極大的生態破壞和經濟損失。

松材線蟲病由于發病因素和傳播擴散途徑復雜、危害嚴重、防治困難,世界各國至今沒有找到徹底有效的防治方法。

松材線蟲病雖難治,但世界各國一直未放棄尋找有效的防治方法。除了嚴格檢疫、清除枯死木和用天敵、化學農藥防治該病的主要傳播媒介松褐天牛,杜絕傳播途徑外,各國科研人員也進行了大量的科學研究。國內外林業專家在防治實踐中發現,在很多疫區,松材線蟲病雖然導致大量松樹死亡,但仍有個別松樹能抵抗病害侵襲而頑強地存活下來。因此,專家們認為,選育具有抗松材線蟲病的松樹品種,逐步替代易感染病的松樹品種,是提高松樹抗性品質、保存松樹資源、從根本上抵御松材線蟲危害的有效途徑。安徽省松材線蟲抗性育種課題組的研究重點從我國松屬中分布最廣、數量最多的主要用材樹種馬尾松入手。它的研究突破會給馬尾松林加上“安全鎖”。

中日合作打下育種研究基礎

安徽是全國率先開展馬尾松松材線蟲病抗性育種研究工作的發源地,先期的探索為課題組加快破題打下了堅實基礎。

1988年松材線蟲病入侵安徽后,對以松林為重要特色的風景名勝地尤其是黃山等構成極大威脅,保護“黃山松”的呼聲高漲,受到了國家和安徽省的高度重視。2009年,時任安徽省副省長的趙樹叢提出,保護黃山松安全,是安徽省松材線蟲病防治的重中之重,是黨中央、國務院和全國人民交給我們的一項政治任務。要按照保護黃山松“三道防線”的工作思路,突出重點,兼顧周邊,系統防控……

不僅如此,安徽作為全國南方集體林區重要省份之一,松林面積占到全省森林面積的4成多,其中馬尾松是主要樹種,病害的泛濫事關國家生態安全、木材安全、景觀安全等。

設立檢疫檢查站,嚴防人為傳播;清理枯死木,嚴防傳染其他樹;改種其他樹種;開辟隔離帶……安徽省在采取了各種防治辦法的同時,開始探索從源頭上有效根治松材線蟲病的辦法。

2001年,根據中日合作林木育種科學技術中心計劃,中日合作開展“馬尾松松材線蟲抗性育種技術的開發”項目研究落戶安徽,計劃用5年的時間,選擇出200個馬尾松抗性候選家系。

日本是世界上最早發現松材線蟲病的國家,也是最早開展抗松材線蟲病育種研究并取得成功的國家。自上世紀70年代末至90年代初,日本建立了抗松材線蟲病日本赤松和日本黑松采種園,并培養了大量抗性苗進行人工造林。

在安徽省林業廳的重視和支持下,安徽省松材線蟲病抗性育種中心成立,省林科院、省林木種苗總站以及其他單位共4位人員,在日本專家的指導下,買來設備,在合肥郊區租地30畝,率先在全國開展了馬尾松松材線蟲病抗性育種的研究工作。

抗性育種研究首先選擇抗性候選單株優樹,即在松材線蟲病疫區和松林分布廣泛地區,選定生長良好的馬尾松優樹,對其實生后代進行兩次接種線蟲測定,選擇出抗病性強的候選單株。

2001年和2002年,育種中心先后在和縣、廣德、滁州等10個縣選擇抗性候選優樹324株,并分家系采集了球果,于第二年春進行播種育苗;同時在疫區的11個林分中選取19株枯死馬尾松,采用貝蔓漏斗法進行松材線蟲分離、滅菌后增殖培養,于高溫、少雨的7月中下旬,在2年生黑松苗上進行接種試驗,選擇出致病率最高、繁殖速度最快的線蟲株系,用于人工接種。2003年-2005年,分別對300多個馬尾松家系進行了兩次人工接種松材線蟲測定。接種后,每周在苗圃地檢查一次,統計苗木的枯死、健全及感染株數。第一次人工接種松材線蟲測定,生存率只有19.8%;對第一次人工接種松材線蟲測定存活苗木再進行第二次接種測定,生存率達到73.9%。

就這樣,經過多次反復采種、育苗、一次接種、二次接種的試驗研究,截至2008年,育種中心共選育出251個家系1201株抗性馬尾松候選單株,并建立了抗性候選單株MuPs數據庫。

國家項目深化抗性育種研究

2008年,中日馬尾松松材線蟲抗性育種技術開發項目結束。但育種中心的此項研究工作并沒有停止。在省林業廳和省林科院的支持下,他們向著抗性育種的第二階段馬尾松抗松材線蟲病無性系的抗病性研究邁進。從2008年始,他們對選拔出來的抗性候選馬尾松單株,采其穗條進行嫁接,并于第2年和第3年對嫁接苗進行第一次和第二次人工接種測定,結果平均健全率分別達到81.4%和94.5%。

育種中心的研究成果受到了國家林業局的高度關注。2010年,抗松材線蟲病馬尾松種源及抗性育種技術研究被國家財政部、科技部列為了2010年度林業公益性行業科研專項項目。該項目由安徽省林科院承擔,江蘇省林科院、南京林業大學和安徽省全椒縣瓦山林場為協作單位;項目以安徽省選拔的251個馬尾松抗性候選家系作為研究材料,開展無性系人工接種松材線蟲測定,評價候選家系的抗病性,篩選出高抗家系和高抗無性系,營建高抗馬尾松無性系現地測定林、保存圃和采種園等為主要研究內容;計劃用5年的時間,通過開展馬尾松抗性候選家系對松材線蟲病的抗病性無性系測定,評價候選家系的抗病性,篩選出高抗家系40個以上,篩選出80個以上馬尾松松材線蟲病抗性無性系,營建馬尾松松材線蟲病抗性無性系現地測定林2處、保存圃1個和采種園2個。

有了國家項目經費的支持,他們通過比較接種松材線蟲試驗,建立了馬尾松抗松材線蟲病無性系的抗病性評價方法。對嫁接的1.3萬多株馬尾松抗性候選苗木進行了一次和二次人工接種松材線蟲測定,初選出健全率超過火炬松的抗松材線蟲病馬尾松家系111個、合格無性系212個。抗性候選家系的平均健全率78.2%,抗性無性系的平均健全率76%,對照使用的馬尾松健全率29.7%、火炬松健全率52.4%,顯示出馬尾松抗性無性系的抗性水平高于火炬松0.45倍、普通對照馬尾松的1.63倍。至今年3月,他們利用篩選出的抗性馬尾松家系、無性系在全椒縣瓦山林場營建了抗性無性系保存圃6畝,收集了93個家系的117個抗性無性系;利用篩選出的68個家系的89個高抗無性系在安徽省林科院沙河林木繁育中心營建了24畝抗松材線蟲病馬尾松無性系種子園;營建了抗松材線蟲病馬尾松無性系現地測定林18畝、抗性候選家系子代測定林6畝。

“開展松材線蟲病馬尾松抗性育種研究,選育出抗性品種,是防御松材線蟲病危害的有效途徑。”徐六一說,“項目將繼續跟蹤觀測篩選出的抗性家系、無性系在松材線蟲危害區的表現情況和抗性候選家系的子代抗病性的遺傳情況,建立馬尾松抗性無性系綜合評價體系,為安徽乃至全國防治松材線蟲病提供有效的防治方法和抗性材料。”

從他那自信樂觀的話語中,我們感到“松樹癌癥”的攻克就在不久的明天。

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