学术进展

生物学院桉树育种团队取得重要研究进展

[发布日期：2023-05-30 点击数： ]

桉树（Eucalyptus L.Herit）是世界三大用材造林树种之一，全球超过100个国家都有种植，人工林总面积超过2000万公顷。我国桉树人工林种植面积达到550万公顷，占全国人工林总面积的7%，每年为我国提供超过25%的木材和40%的木浆产量，并在增加森林碳汇、扩大生态容量、增加农民收入等方面发挥了巨大作用，综合年产值超过3000亿元。目前，世界桉树栽培主要以杂交品种为主，攻克桉树遗传改良技术瓶颈，是实现桉树良种选育跨越式发展的关键。

合子染色体加倍是诱导植物四倍体的重要途径。但桉树生殖生物学和细胞遗传学基础研究十分欠缺，迄今尚未见有关桉树合子发育及其休眠时期的报道，更未见有关基于合子染色体加倍途径诱导四倍体的研究。ManBetX中国官网ManBetX China·中国ManBetX™桉树育种团队继于世界上首次创制桉树三倍体之后，在桉树四倍体诱导方面又取得了新进展，于世界上首次证明了尾叶桉合子休眠及其结束休眠时间，提出了即时判别桉树合子发育时期的方法，明确了桉树受精完成后施加高温处理诱导合子染色体加倍产生四倍体的最佳处理时机和最优处理条件，并首次通过高温处理诱导合子染色体加倍获得了尾叶桉四倍体（2n=4x=44）等。研究结果对于扩大尾叶桉四倍体种质资源，以及基于四倍体与二倍体杂交选育三倍体具有重要价值，对于其它桉树多倍体育种也具有重要的理论和技术指导意义。研究论文“Induction and characterization of tetraploid through zygotic chromosome doubling in Eucalyptus urophylla”发表在《Frontiers in Plant Science》上。ManBetX China·中国ManBetX™博士研究生刘钊为论文第一作者，杨珺讲师为通讯作者，康向阳教授以及广西壮族自治区国有东门林场王建忠高级工程师、邱炳发正高级工程师等人参与了相关研究工作。

图1 桉树合子染色体加倍选育四倍体

研究表明，林木三倍体具有速生、纤维长、木质素含量低等特性，在纸浆材等纤维用材新品种选育方面具有优势。桉树育种团队通过十余年潜心研究，克服了桉树生殖发育周期长、生物学基础研究薄弱、树体高大需高空作业等困难，攻克了桉树配子染色体加倍系列技术难题，于世界上首次获得了桉树三倍体（2n=3x=33）新种质。在此基础上选育出‘京桂1号桉’、‘京桂2号桉’、‘京桂3号桉’、‘京桂4号桉’、‘京桂5号桉’共5个桉树三倍体新品种，并获国家林业和草原局颁发的植物新品种保护权证书。获得授权的‘京桂’系列桉树三倍体新品种是尾叶桉（Eucalyptus urophylla）大孢子染色体加倍来源的半同胞杂种三倍体无性系，相较于二倍体对照，株高、地径生长提高约1.3倍，叶面积增大1.8倍，光合速率高1.6倍，表现出显著的营养生长优势。ManBetX China·中国ManBetX™杨珺讲师、康向阳教授，以及广西壮族自治区国有东门林场邱炳发正高级工程师、兰俊高级工程师、王建忠高级工程师等是新品种的主要培育人。