我国桉树遗传育种研究进展

作者:李梅; 施季森; 罗建中*; 甘四明*
来源:南京林业大学学报(自然科学版), 2022, 46(06): 41-50.
DOI:10.12302/j.issn.1000-2006.202206036

摘要

桃金娘科(Myrtaceae)桉属(Eucalyptus)、杯果木属(Angophora)和伞房属(Corymbia)树种统称桉树,引入我国已有130余年的历史,是重要的工业用材林树种。我国桉树遗传育种研究始于20世纪60年代的种子园建设和70年代后期的种源试验,一些技术显著促进了其进程,主要有:(1)早期的种子园技术促进了无性繁殖困难树种的有性扩繁;(2)20世纪90年代兴起的扦插和组织培养技术推动了优良无性系选育与应用;(3)20世纪90年代末分子标记技术开启了我国桉树分子育种研究的新纪元;(4)21世纪初转基因技术为品种创制提供了崭新的手段;(5)刚尝试的基因组编辑技术展现了巨大的应用潜力。桉树育种策略和种质资源是其遗传育种研究的基础,已对一些树种制定了育种策略和育种计划,兼顾纯种内轮回选择和杂种无性系的选育,主要经济性状包括材积生长、木材密度、抗病虫和抗风等;累计已收集了近200个树种3 000余个家系的种质资源。我国桉树遗传育种研究已取得显著进展,主要包括:(1)几个主要树种的轮回选择和世代改良,仅尾叶桉(E.urophylla)进入了第3个世代;(2)杂交育种的成效显著,培育了目前仍主栽的DH32-29和DH33-27等优良杂种无性系;(3)无性系育种结合无性繁殖技术(尤其是组织培养)的研发,极大地推动了无性系林业的发展;(4)开发了多种分子标记,包括基于新一代测序技术的标记,并基于分子标记利用连锁作图和关联分析的方法,在尾叶桉等6个树种中检测了与生长、材性和/或抗逆等性状相关的基因组位点;(5)已对逆境响应、激素和木材形成等相关的功能基因进行了克隆和表达分析,一些功能基因显示了较好的育种应用潜力;(6)已优化遗传转化体系,获得了转基因植株,并尝试了基因组编辑的可行性。但是,我国桉树遗传育种研究仍面临诸多挑战,如基因型×环境互作的复杂性和高质量基因组/泛基因组的缺乏,种质资源流失,新无性系缺乏,尚待从头克隆和鉴定具有育种价值的优异基因,基因组选择实用性有待探索,遗传转化率需进一步提高等。桉树遗传育种研究对促进我国林业生产的意义是显著的,将有望在高世代改良、种质资源的长期评价、杂种优势的机制与利用、基因组选择的有效应用和转基因与基因组编辑技术等方面取得突破。

全文