防蟲(chóng)無(wú)絮速生楊

一、抗蟲(chóng)無(wú)絮速生楊的特征、特性及用途
是通過(guò)雜交及生物技術(shù)工程培育成功的，這一新品系的特點(diǎn)是：抗病蟲(chóng)害能力強；雄性，不飄絮；葉片碩大，頂端優(yōu)勢強，干性通直圓滿(mǎn)，是速生、高產(chǎn)良種；木質(zhì)潔白，加工性能好，是制造工業(yè)板材的上好原料。
抗蟲(chóng)無(wú)絮速生楊改變了傳統楊樹(shù)生長(cháng)速度緩慢、成材周期長(cháng)、成材量小、綜合效益低等弱點(diǎn)，是傳統楊樹(shù)的換代產(chǎn)品，是國內中原及北方地區園林綠化、經(jīng)濟豐產(chǎn)林建設（含工業(yè)用材林）、防風(fēng)固沙等工程的*推品種。
（一）生長(cháng)速度快??生長(cháng)條件適中時(shí)，扦插苗在當年（生長(cháng)期100多天）平均樹(shù)高3米多；年平均生長(cháng)量高峰期在2-4年，平均胸徑生長(cháng)在4.6厘米以上；3年樹(shù)高平均可達11米，胸徑16厘米；6年樹(shù)高平均可達19米，胸徑23厘米。蓄積量至第八年始終處于上升狀態(tài)，速生潛力較大，可謂“一年成林，三年成材”。（陳章水：《東北華北關(guān)中地區楊樹(shù)栽培新技術(shù)》，金盾出版社）
（二）抗病蟲(chóng)害能力強??經(jīng)過(guò)在新疆14年、云南9年、北京8年、遼寧6年，以及陜西、甘肅、寧夏、內蒙古、華北、華中等地區的試驗結果，其抗病性、抗蟲(chóng)性，是其他樹(shù)種難以相比的。在1998年新疆瑪納斯地區大規模爆發(fā)食葉害蟲(chóng)楊尺蠖時(shí)，在其他楊樹(shù)品種的樹(shù)葉都被吃光的情況下，抗蟲(chóng)楊的葉片卻沒(méi)有受到危害；在光肩星天牛危害及其嚴重的內蒙古磴口縣、包頭市、寧夏吳忠市，其感蟲(chóng)率*低，沒(méi)有蛀干害蟲(chóng)天牛的危害；*連續多年的監測，均沒(méi)有出現潰瘍病、爛皮病等。（韓一凡：《抗蟲(chóng)楊》，科學(xué)普及出版社）
（三）抗寒性強??歷史數據表明，在內蒙古磴口縣、科左后旗、奈曼旗（*端*低溫均為-40℃)，新疆瑪納斯（*端*低溫-38℃），遼寧葫蘆島（*端*低溫-26.9℃），年均胸徑生長(cháng)量均在4.0-4.7cm以上。（韓一凡：《抗蟲(chóng)楊》，科學(xué)普及出版社）
（四）耐瘠薄和耐鹽堿??在內蒙古奈曼旗葦萊蘇蘇木的沙漠地種植，年均胸徑生長(cháng)量在4.0cm以上；在北京懷柔卵石地種植，年均胸徑生長(cháng)量在4.7cm；在內蒙古磴口縣鹽堿較重的土地中種植，年均胸徑生長(cháng)量在4.0cm左右；在內蒙古通遼市科左后旗PH值8.6的沙地中種植，年均生長(cháng)量3.5cm左右。（韓一凡：《抗蟲(chóng)楊》，科學(xué)普及出版社）
（五）適生區域廣??目前除西藏、青海、海南沒(méi)有進(jìn)行試驗，沒(méi)有技術(shù)數據外，抗蟲(chóng)楊在國內各省區都選育出了適合當地種植的品種。（中苗網(wǎng)）
（六）育種技術(shù)*世界 ?在上世紀八十年代，中國林科院韓一凡團隊就開(kāi)始了通過(guò)雜交和人工接蟲(chóng)的方法進(jìn)行抗病蟲(chóng)楊樹(shù)新品種的研究，*批抗病蟲(chóng)新樹(shù)種于80年代培育成功。經(jīng)過(guò)近30年的豐富、發(fā)展，截止目前，拿到*林木良種證書(shū)、且獲得商品化批準的新品種達20多個(gè)，其雜交技術(shù)*世界20年，生物工程技術(shù)*世界50年，病蟲(chóng)害專(zhuān)家趙自成于2014年獲*科技進(jìn)步二等獎。（中苗網(wǎng)）
（七）不飄絮??*新品種均為雄株，春天不飄絮，更環(huán)保。
（八）用途??主要用于營(yíng)造經(jīng)濟豐產(chǎn)林（含工業(yè)用材林）、三北防護林、生態(tài)林、行道綠化林。工業(yè)用材林主要用于工業(yè)板材加工，如膠合板，中密度纖維板、家具及室內裝修材料的木皮等；廢料，如梢、枝、根、葉、皮等，可加工成純生物質(zhì)顆粒燃料。
（九）投入產(chǎn)出效益顯著(zhù)??按5年輪伐期計算，每畝可產(chǎn)木材18立方米，以中小徑材700元/立方米價(jià)格考慮，產(chǎn)值可達12600元，每畝每年平均凈收益為2000元左右，遠高于傳統農作物的種植收益，不失為廣大農牧民脫貧致富的有效途徑。
（十）市場(chǎng)前景廣闊??禁伐天然林，意味著(zhù)我國的木材將出現供不應求的緊缺階段，木材價(jià)格將明顯上揚，培育楊樹(shù)人工豐產(chǎn)林已是大勢所趨。與一般楊樹(shù)相比，抗蟲(chóng)無(wú)絮速生楊抗逆性強、適生范圍廣，生長(cháng)快、材質(zhì)好，易管理、成本低，適合*大部分地區推廣種植。

韓一凡，中國林業(yè)科學(xué)研究院楊樹(shù)育種、林木生物技術(shù)專(zhuān)家，長(cháng)期從事楊樹(shù)抗性育種和樹(shù)木基因工程研究。她因被國際名人傳略中心譽(yù)為“在20世紀這100年中，在科學(xué)領(lǐng)域取得了前所未有的成就的科學(xué)家”而被載入史冊。


? 在國內首先通過(guò)楊樹(shù)雜交育種手段，獲得抗天牛的南抗楊系列品種，該品種已在我國江淮天牛泛濫地區大面積推廣；在林木利用基因工程防治病蟲(chóng)害的研究與應用上，取得世界領(lǐng)先成果；首次獲得歐洲黑楊轉抗蟲(chóng)基因的基因工程植株，大田試驗也明顯表現出對食葉害蟲(chóng)的抗性；之后又成功地獲得歐美楊、美洲黑楊抗食葉和蛀干害蟲(chóng)的基因工程植株；并由楊樹(shù)種類(lèi)擴大到針葉樹(shù)、花卉和果樹(shù)；1994年獲政府特殊津貼；出版專(zhuān)著(zhù)4部，在國內外專(zhuān)業(yè)刊物發(fā)表論文46篇；獲得了國家級和省部級獎勵6項；被評選為中國林科院巾幗建功標兵；重視科研梯隊建設，培養了一批在國內外重要科研崗位上取得可喜成就的后備力量；在加強與國內外相關(guān)研究機構的聯(lián)系中，她的實(shí)驗室被推向了世界，是為我國和世界楊樹(shù)育種、林木生物技術(shù)事業(yè)作出突出貢獻的科學(xué)家。


抗蟲(chóng)楊的抗蟲(chóng)機理和研究成果

一、抗蛀干害蟲(chóng)楊樹(shù)樹(shù)種的抗蟲(chóng)機理


? ? ?酚甙作為樹(shù)木的次生代謝物質(zhì)，在高劑量水平下可使害蟲(chóng)中毒死亡或者抑制其生長(cháng)發(fā)育，酚甙對鞘翅目的昆蟲(chóng)，無(wú)論是食葉還是蛀干害蟲(chóng)都具有殺傷作用。


不同種類(lèi)的天牛，對酚甙反應不同，光肩星天牛對酚甙總含量敏感，隨著(zhù)總量的增加，光肩星天牛幼蟲(chóng)從體重減輕到死亡，即使存活也不化蛹，從而使害蟲(chóng)無(wú)法繁育后代。而桑天牛僅對美洲黑楊甙敏感。不同楊樹(shù)種類(lèi)酚甙含量不同，只有使樹(shù)木的酚甙總含量提高，才能有效的使害蟲(chóng)中毒死亡或者抑制其生長(cháng)發(fā)育。


抗天牛楊樹(shù)育種研究，是參照遵循農業(yè)“輪回選擇”方法進(jìn)行的，此方法可以積累優(yōu)良基因，打破優(yōu)良基因與不良基因的連鎖而獲得新性狀。因此，通過(guò)樹(shù)木的雜交提高楊樹(shù)的酚甙含量，是培育抗蛀干害蟲(chóng)楊樹(shù)新品種的有效途徑。


韓一凡以酚甙總含量較高的美洲黑楊為親本，采用雜交育種手段，將其雜交后代的酚甙總含量累積增加，使其劑量達到對害蟲(chóng)產(chǎn)生毒死作用或者抑制其生長(cháng)發(fā)育的水平，從而培育出了楊樹(shù)抗蟲(chóng)楊新品種。經(jīng)過(guò)多年一系列研究證明，通過(guò)人工雜交獲得的抗蟲(chóng)楊新品種的抗蟲(chóng)基因可以遺傳給下一代。


利用這一技術(shù)培育出抗云斑天牛和光肩星天牛的南抗楊1、2、3、4號之后，韓一凡課題組在九十年代又培育出能夠抗光肩星天牛和楊干象的北抗一號和創(chuàng )新一號楊樹(shù)新品種。目前已進(jìn)入區域化試驗的以青楊為父本的系列抗蟲(chóng)楊，也是通過(guò)雜交技術(shù)培育出的抗黃斑星天牛和光肩星天牛的楊樹(shù)新品種。


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韓一凡課題組人工接蟲(chóng)（天牛）


二、轉基因抗食葉害蟲(chóng)抗蟲(chóng)楊樹(shù)的抗蟲(chóng)機理


? ? 植物轉基因技術(shù)是指通過(guò)體外重組DNA技術(shù)將外源基因轉入到植物的細胞或組織，從而使再生植株獲得新的遺傳特性的技術(shù)。這一技術(shù)打破了生物之間的種間隔離，大大擴大了物種之間的基因交流與應用范圍。


? ? ?1989年，我國的林業(yè)科學(xué)家田穎川、韓一凡開(kāi)始研究將蘇云金桿菌（Bt）殺蟲(chóng)蛋白基因轉入歐洲黒楊。于1993年獲得了一批高表達抗蟲(chóng)的轉Bt陽(yáng)性植株，2002年通過(guò)了國家林業(yè)局安全評估，并獲得農業(yè)部批準允許釋放證，成為世界上第一批商品化生產(chǎn)的轉基因樹(shù)木，并獲得國家科技部科技進(jìn)步二等獎。


轉基因抗蟲(chóng)楊歐黑12號，在商品化批準后，陸續在新疆、北京、山東、吉林、江蘇、河北、河南、云南和陜西6省、直轄市進(jìn)行中試和環(huán)境釋放。中試結果表明，轉Bt基因抗蟲(chóng)楊的抗蟲(chóng)性狀穩定，對春尺蠖(Apocheima cinerarius)、舞毒蛾( Lymantria dispar)、楊扇舟蛾(Closteraanachoreta)、美國白蛾等鱗翅目害蟲(chóng)的抗性效果明顯，能有效地控制這些害蟲(chóng)的危害，并且對土壤微生物和害蟲(chóng)天敵無(wú)不良影響。


? ? 歐黑12號從2009年開(kāi)始已在三北地區大規模種植。目前也是世界上釋放面積最大的轉基因林木，目前栽培面積達到600公頃。


? ? 連續多年的田間試驗表明，轉基因歐洲黑楊有效保護了林分免受損失，而且采用轉基因與非轉基因混交林的栽培方式較好，不但可以有效防止蟲(chóng)害的發(fā)生，而且能夠延緩昆蟲(chóng)對毒蛋白耐藥性的產(chǎn)生。


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舞毒蛾取食轉基因歐黑12號葉片后中毒死亡


歐黑12號
? ? ?由中國林業(yè)科學(xué)院林業(yè)研究所和中國微生物所共同培育而成。在國際上率先通過(guò)高科技——基因工程途徑將Bt基因轉化到歐洲黑楊中，使樹(shù)木具有殺蟲(chóng)性。歐黑12號抗鱗翅目的大部分昆蟲(chóng)，如楊尺蠖（Apocheima cinerarius）、舞毒蛾(Lymantria dispar)、楊扇舟蛾（Clostera anachoreta）、美國白蛾（Hyphantria cunea)等。


? ? 歐黑12號1994年獲林業(yè)部科技進(jìn)步二等獎，并納入1995年國家科委重點(diǎn)推廣項目；1998年獲國家科技進(jìn)步三等獎；1999年獲國家農業(yè)部生物工程安全委員會(huì )大田釋放許可；2000年獲國家林業(yè)局批準新品種保護專(zhuān)利權；2002年通過(guò)國家林業(yè)局安全評估，并且是首個(gè)在我國被批準商品化的轉基因樹(shù)木；2003年通過(guò)國家林木良種審定。


? ? 該品種是膠合板材和紙漿材的理想樹(shù)種，在新疆瑪納斯林場(chǎng)..

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