文·圖/鄭仁華 施季森 陳孝丑 謝國陽 邊黎明等

林木良種是現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的重要基石，切實解決林木良種選育及良種規(guī)?；敝臣夹g(shù)瓶頸問題，對于促進現(xiàn)代林木種業(yè)和人工林的快速發(fā)展具有重要的意義。杉木 （Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook）是我國特有的用材樹種，生長快，產(chǎn)量高，材質(zhì)優(yōu)，用途廣，是我國南方各省區(qū)最重要的造林樹種之一，也是福建省最重要的造林用材樹種。根據(jù)最新的2014年2月國家林業(yè)局發(fā)布的第八次全國森林資源清查結(jié)果，我國杉木人工林面積為894.64萬hm2，占全國人工喬木林面積的19.0%；蓄積量62540.42萬m3，占25.2%；而福建省杉木人工林面積為112.12萬hm2，占全省人工喬木林面積的40.4%；蓄積量11396.78萬m3，占45.9%，每年全省杉木造林面積穩(wěn)居各樹種之首。但是，在杉木發(fā)展過程中，存在著高世代良種供應(yīng)不足以及優(yōu)良無性系規(guī)?；敝臣夹g(shù)難等問題，嚴重制約了杉木種業(yè)及資源培育業(yè)的發(fā)展。鑒于此，福建省杉木種苗科技攻關(guān)項目組在前期40年的試驗研究基礎(chǔ)上，自2009年起，在福建省林木種苗科技攻關(guān)項目“杉木速生優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種定向選育研究與應(yīng)用”、國家林業(yè)局公益性行業(yè)專項“杉木第三代種子園營建和優(yōu)良無性系組培技術(shù)研究”（201104056）等9個省級和國家級項目的支持下，開展了系統(tǒng)研究和合作攻關(guān)，累計發(fā)表論文34篇（SCI論文4篇），獲得授權(quán)發(fā)明專利2件，省級審定林木良種24個，制定地方標準1項，于2016年4月通過了福建省林業(yè)廳組織的評審，形成了“杉木速生優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種定向選育研究與應(yīng)用”成果，達到國際同類研究領(lǐng)先水平。該成果在杉木種質(zhì)資源收集保存評價、第四代育種群體構(gòu)建、良種選育和組培產(chǎn)業(yè)化繁育等方面創(chuàng)新性明顯，重要的科技創(chuàng)新有如下三點。

創(chuàng)新點1：系統(tǒng)開展了杉木種質(zhì)資源收集保存及評價，構(gòu)建了多世代育種核心種質(zhì)群體，建立了國家級杉木種質(zhì)資源異地保存庫，為長期育種奠定了堅實的基礎(chǔ)。系統(tǒng)整理了3251份收集保存在國家重點杉木良種基地——福建省洋口國有林場和沙縣官莊國有林場的杉木種質(zhì)資源，包括了杉木第一代、第二代、第三代及特殊類型的種質(zhì)資源。在對種質(zhì)資源生長、干型、花期、花量、結(jié)實、有效穗條數(shù)量和質(zhì)量等表型性狀在群體間和群體內(nèi)個體間的遺傳多樣性分析基礎(chǔ)上，利用自主開發(fā)的52對杉木SSR引物，分析了表現(xiàn)優(yōu)異的480份種質(zhì)資源群體的等位基因數(shù)（Na）、有效等位基因數(shù)（Ne）、觀察雜合度（Ho）、基因多樣度（H）、基因雜合度（Ha）、Shannon信息指數(shù)（I）等指標，結(jié)合群體的遺傳結(jié)構(gòu)綜合評價了種質(zhì)資源遺傳多樣性，并擬合了核心種質(zhì)的群體樣本及群體內(nèi)個體樣本的基本取樣方案。構(gòu)建了杉木多世代育種核心種質(zhì)群體，建立了第三代良種生產(chǎn)群體，提出了多世代育種核心種質(zhì)群體構(gòu)建策略，為種質(zhì)資源的高效利用、親緣關(guān)系管理、育種群體合理遺傳多樣性維持，以及制定長期遺傳改良策略提供依據(jù)。福建省洋口國有林場的杉木種質(zhì)資源庫，于2009年12月被國家林業(yè)局確定為第一批國家林木種質(zhì)資源庫，杉木樹種僅此一個，為杉木長期育種奠定了堅實的基礎(chǔ)。

創(chuàng)新點2：持續(xù)開展杉木不同育種群體單親子代及雜交子代測定，選育出一批速生優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種，率先構(gòu)建了杉木第四代育種群體，具有重要的理論和推廣應(yīng)用價值。利用基于最佳線性無偏預(yù)測（BLUP）的混合線性模型方法，結(jié)合個體間的譜系關(guān)系，對1988—2003年在5個不同區(qū)域營建的10片杉木第二代種子園半同胞子代測定林，系統(tǒng)分析了主要經(jīng)濟性狀的遺傳變異、遺傳控制、性狀的年齡相關(guān)、性狀間的遺傳相關(guān)和家系與地點的互作，預(yù)測了參試材料的育種值，評估了第二代遺傳測定林重要經(jīng)濟性狀遺傳參數(shù)及遺傳結(jié)構(gòu)在一個輪伐期的動態(tài)變化；依據(jù)育種值后向選擇出材積遺傳增益高于10.5%的育種親本31個。通過3個試驗點、13片杉木第三代種質(zhì)資源子代、種子園自由授粉子代及雜交子代測定林，持續(xù)測定了382個家系和雜交組合，在生長性狀和木材基本材性遺傳變異分析基礎(chǔ)上，篩選出穩(wěn)定速生型優(yōu)良家系21個、雜交組合7個，平均材積遺傳增益17.87%；其中生長與材性綜合表現(xiàn)優(yōu)良家系8個、雜交組合5個，平均材積、紅心材率和木材基本密度遺傳增益分別為2.65%、7.20%和1.18%。率先構(gòu)建了由493個優(yōu)良基因型組成的杉木第四代育種群體，包括第二代育種群體后評估精選材積遺傳增益高于15.2%的優(yōu)良基因型184個、第三代育種群體多點子代測定篩選出材積遺傳增益高于33.18%的優(yōu)良基因型309個。

創(chuàng)新點3：建立了有性和無性結(jié)合的杉木良種生產(chǎn)技術(shù)體系，加速了杉木良種的推廣，具有重要的創(chuàng)新，效益十分顯著。率先開展了杉木第三代種子園技術(shù)研究與應(yīng)用，系統(tǒng)調(diào)查分析了杉木第三代種質(zhì)資源的生長、結(jié)實性狀，從263份第三代種質(zhì)資源中精選出90份生長、結(jié)實綜合性狀優(yōu)異的第三代種子園建園材料，營建第三代種子園87.8hm2。采用樹形、花粉和水肥等調(diào)控技術(shù)措施對種子園管理：營建種子園時以矮壯、第一輪盤枝低的苗木為砧木；植株生長期間采用截頂控高；開花授粉時開展輔助授粉；花芽分化、球果發(fā)育等關(guān)鍵時期做好水肥管理。實現(xiàn)了杉木第三代種子園高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，嫁接9年后種子產(chǎn)量達42.7kg·hm-2，比對照提高了32.4%。對比分析了第三代種子園、第二代半種子園和廣西融水種源的生長差異，結(jié)合種子園建園材料的球果產(chǎn)量及產(chǎn)量穩(wěn)定性、球果出籽率、種子產(chǎn)量、種子千粒重和發(fā)芽率等指標，以及建園材料半同胞子代2年生的樹高表現(xiàn)，兼顧遺傳背景，從90份建園材料中篩選出24份最優(yōu)異種質(zhì)，構(gòu)成了杉木第三代生產(chǎn)核心群體，具有重要的推廣應(yīng)用價值。率先建立了杉木無性系組培快繁和扦插育苗技術(shù)體系并產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。從10年生以上的杉木遺傳測定林中選擇48個速生、優(yōu)質(zhì)、高紅心材率、耐瘠薄、抗逆性強的優(yōu)良單株開展組培快繁試驗，組培苗木規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)體系研究，優(yōu)化了組培快繁技術(shù)工藝，研制了杉木組織培養(yǎng)育苗技術(shù)規(guī)范，并進行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。研發(fā)出杉木扦插苗培育系列關(guān)鍵技術(shù)，利用優(yōu)良無性系組培苗營建采穗圃，培育扦插苗木推廣應(yīng)用，實現(xiàn)了洋020、洋061、11C等優(yōu)良無性系種苗產(chǎn)業(yè)化，苗木年產(chǎn)量達1000萬株以上，加速了杉木優(yōu)良無性系的推廣應(yīng)用，效益十分顯著。

福建省杉木種苗科技攻關(guān)項目組成立于2002年，項目組依托福建省林業(yè)科學研究院，由福建省林業(yè)科學研究院、南京林業(yè)大學、福建省洋口國有林場、沙縣官莊國有林場、福建省林木種苗總站、將樂國有林場、光澤華橋國有林場、邵武衛(wèi)閩國有林場等10多家科研、高校、管理、生產(chǎn)單位組成，項目首席主持人是全國先進工作者鄭仁華博士、副主持人是南京林業(yè)大學原副校長施季森教授。該項目成果是杉木種苗科技攻關(guān)項目組，歷經(jīng)15年團結(jié)協(xié)作、刻苦攻關(guān)，在完成的“杉木高世代遺傳改良和良種繁育技術(shù)研究”成果獲得2010年度福建省科技進步獎二等獎以來取得的又一項成果，是福建省林業(yè)科學研究院自2016年實施首批科技創(chuàng)新團隊建設(shè)以來，用材樹種科技創(chuàng)新團隊取得的一項重要成果，也是“鄭仁華勞模工作室”自2015年成立以來取得的一項重要科技創(chuàng)新成果。

完成單位：福建省林業(yè)科學研究院、南京林業(yè)大學、福建省洋口國有林場、福建省沙縣官莊國有林場、福建省林木種苗總站、福建省將樂國有林場