2020年01月20日
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【聚焦 花木育種人】 北京林業大學教授康向陽:勇登林木育種之“山”

2020-01-20 11:08:47|來源:花卉報|作者:馬強

摘要:品種是園林花木行業發展進步的基礎,但一直以來我國花卉苗木的育種工作并未得到應有的重視。而這份綜合了遺傳、生態、生理、生化、病理和生物統計等多種學科的工作,卻始終被一群花木育種人堅持。


  開欄的話:品種是園林花木行業發展進步的基礎,但一直以來我國花卉苗木的育種工作并未得到應有的重視。而這份綜合了遺傳、生態、生理、生化、病理和生物統計等多種學科的工作,卻始終被一群花木育種人堅持。
  為滿足我國花卉、苗木市場需求的不斷升級,新優品種選育已成為行業高質量發展的重要突破口。“一花一世界,一樹一產業”,隨著國家知識產權強國戰略的深入實施,那些甘愿為新品種選育十年磨一劍的育種人,終于感受到了春的氣息。
  自本期起,本報開設“聚焦花木育種人”欄目,讓我們共同關注中國花木的育種人和育種事業,并向這一群體表示致敬!
  “林木育種如同登山,不同的是,山有最高山,而育種工作總是山外有山,望不見可以企及的頂峰。有多少次‘山重水復疑無路’的沮喪與茫然,就有多少次‘柳暗花明又一村’的振奮與欣喜……”
  對于林木育種,北京林業大學生物科學與技術學院教授、博士生導師、北京市林木分子設計育種高精尖創新中心PI、林木育種國家工程實驗室主任康向陽有自己的深刻理解。
 
持續攻關成果豐碩

  前不久,由康向陽研究團隊培育的‘京仲1號’、‘京仲2號’、‘京仲3號’、‘京仲4號’等4個杜仲三倍體新品種獲得了國家林草局頒發的植物新品種權證書。連同2018年授權的‘京仲5號’、‘京仲6號’、‘京仲7號’、‘京仲8號’,目前已有8個杜仲三倍體品種獲得國家植物新品種權證書。
  杜仲是是我國特有的多用途經濟樹種,其樹皮和葉均可入藥。但可能有人不知道,杜仲還是極具潛力的溫帶膠源樹種,其樹皮、果皮以及葉脈含杜仲膠,可用于新型功能材料的開發,而這類材料可被應用于汽車、船舶、高鐵、通訊等領域。
  ‘京仲1號’等8個新品種的出現,可顯著提高產葉量以及膠、藥成分產量,有效降低生產原料成本,成為杜仲新興制膠、制藥或飼料添加劑產業鏈的優良原料以及國家產業結構調整的新動能。
  不僅杜仲相關育種研究成果豐碩,自1998年來到北京林業大學執教以來,康向陽完成了多項研究,創新林木多倍體育種理論和技術方法,解決了制約雜交和多倍體育種的一系列相關理論與技術難題,獲得一大批白楊、青楊、桉樹、杜仲、橡膠樹雜種三倍體、四倍體等。
  20多年來,康向陽獲國家發明專利11項,作為第一育種人獲國家植物新品種權17項,以及2個國家良種等。
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工作中的康向陽

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康向陽

  農學博士,任北京林業大學生物科學與技術學院教授、博士生導師,林木育種國家工程實驗室主任,北京市林木分子設計育種高精尖創新中心PI,中國林學會林木遺傳育種分會副主任。出版專著2部;發表論文140余篇;獲國家發明專利11項,國家植物新品種權17項等。國家楊樹良種‘北林雄株1號’、‘北林雄株2號’以及‘京仲1號’等8個杜仲三倍體新品種已開始大規模推廣應用。獲國家科技進步二等獎1項,另獲中國林業青年科技獎、北京市師德先進個人、全國優秀博士論文指導教師等。
 

這是一個快樂的事業

  林木育種工作漫長而艱辛,培育一個新品種少則十幾年,多則幾十年,甚至多年并無收獲。“要保證獲得信服的數據,雜交、加倍、田間測試等工作育種人最好都親力親為。育種雖苦,但苦中有樂,每當有一個新的發現、解決了一個問題,那種收獲的喜悅難以用語言來表達。”康向陽笑著說。
  桉樹染色體加倍,康向陽的團隊做了十幾年,“一次檢測時突然間一個三倍體出現了,一下子就讓人豁然開朗,如同打開了一扇窗子,感覺前途一片光明。”康向陽說到當初的感受記憶猶新。
  再如杜仲,是康向陽為自己指導的第一位博士研究生選定的課題。雖然有課題組成熟的楊樹染色體加倍方法可以仿效,但與楊樹不同,杜仲不能切枝水培,只能在樹上施加處理。研究發現用秋水仙堿溶液處理的雄花、雌花都會因藥害干枯死掉,換了好多種藥品,都有藥害??迪蜿枃L試采用高溫誘導染色體加倍方法,把恒溫箱小型化,控制系統與加熱系統分離,設計了一個可于樹上施加高溫加倍處理的裝置。
  “記得一年春天出差之前來到實驗室,發現學生剪取了一些高溫處理的花枝放在試驗臺上,問他結果怎么樣?回答說還沒有觀察。你為什么不去觀察???”康向陽說。這名學生已經做了多年試驗了,屢次失敗,感覺這次也不會有什么希望,因為失敗已經成為常態。“我趕緊取了幾個花藥,到顯微鏡下一看,花粉明顯變大了,瞬間感覺杜仲染色體加倍的問題我們可以解決了!”高溫能讓杜仲花粉染色體加倍,那么通過雌配子染色體加倍方法應該能夠得到多倍體。后來康向陽的另外一位博士研究生做的就是雌配子加倍,果然成功了。
  “做科研,是一個不斷攻難克堅的過程,這個過程本身就是一種享受,是一個不斷發現問題、不斷面對困難、不斷加以解決的過程,解決問題的過程讓人‘痛并快樂’。”說到這里,康向陽開心地笑了。
 
因為理想所以選擇披荊斬棘

  “不毛之地長出了莊稼,濯濯童山披上了錦裳”,在文學家生花妙筆的鼓動下,康向陽高考后并沒有選擇父母建議的醫學、電子等專業,而是踏入了內蒙古林學院沙漠治理專業的殿堂。1986年本科畢業后,康向陽選擇進入甘肅農業大學,但卻被分配從事林木遺傳育種教學與科研工作。“運用科學利器,最廉價地向自然索取,林木育種同樣是實現夢想的最佳切入點。”康向陽這樣表述。
  1991年,康向陽考入北京林業大學林木遺傳育種學科攻讀碩士學位,也正是從這一年開始,他成為朱之悌院士的弟子,開始了在北林的科研之路。朱之悌院士對他今后的發展影響是巨大的,這種影響不僅僅在學業上,更是一種做人的品格與態度。
  康向陽坦言,受朱之悌院士影響最深的便是他的社會責任感。朱之悌院士是一位戰略家,總能站在國家林業發展的高度看待每一個問題。為了推動國家林業發展,他傾盡全力,不達目的誓不罷休。朱之悌院士在事業上極其強烈的責任心及堅持不懈的精神,感召著研究生時代的康向陽。
  正式進入北京林業大學工作后,雖然當時“倍性育種”領域在國內外都不被重視,但康向陽依然堅持當初選擇的方向。用康向陽的話來說:“我自身缺乏分子遺傳學的研究基礎,當大家都往分子領域擠的時候,我再擠進去,比別人相比不僅沒有技術優勢,而且研究成果也不一定有創新;由于倍性育種領域做的人少,可能個人發展空間會更大。”正是由于對自身研究領域的堅持,才有了隨后的諸多研究技術突破和多倍體新品種的誕生。
  康向陽選擇的科研之路是成功的,但卻是一路披荊斬棘。“每一項技術的突破,都凝結了科研人員無數的心血。”他說。
  康向陽對自己選擇的科研道路前景信心十足。他說,一方面隨著楊樹多倍體誘導技術的日漸成熟,多倍體誘導技術的應用之路也越來越寬;另一方面,多年的加倍研究積累,已經建立了一個很好的三倍體種質庫,又成為開展良種選育和遺傳學研究的良好材料;更何況楊樹、杜仲、桉樹等林木三倍體的突出表現,都顯示了多倍體育種廣闊的發展空間。
 
林木育種沒有那么多捷徑

  “林木育種最重要的是開始做并堅持做。育成一個良種,至少需要15年的時間。光是‘北林雄株1號’、‘北林雄株2號’就耗費了團隊22年的時間。”康向陽說。
  與上世紀相比,現在的育種工作條件得到了根本的改善。隨著國家經濟實力的提升,已經有足夠的國力來支撐林木育種科研工作的開展。“無論是科研經費、科研條件都已經非常完善,科研基地也脫胎換骨,有的科研基地建設得如同度假村一樣。”康向陽說。
  但現在做育種的人反而卻越來越少了??迪蜿栒J為,林木育種與作物育種原理相同,盡管林木大多處于野生狀態、異花授粉,難度相對更大,但只要不斷地推進育種循環就一定會有收獲。盡管如此,在林木育種上常規的輪回選擇方法難以得到堅持。為什么呢?雜交、選擇太費力氣了,“如一年做幾十個雜交組合,得到種子就有幾萬甚至十幾萬,還要播種育苗、移栽測試、苗期選擇,工作量非常大,非常辛苦,但辛苦幾年獲得的數據甚至不能支撐寫一篇可以發表的論文。”
  康向陽告訴記者,雜交的技術含量并不高,但卻是實實在在的;在選出最好的雜交組合基礎上進一步開展基于有性多倍化的多倍體育種工作,可以實現雜種優勢和倍性優勢的綜合利用。育種沒有捷徑,其中交配、遺傳測定和選擇是育種必須堅持的核心工作。“我這些年做的工作,基本上是雜交與加倍,但分子、細胞基礎研究也做,做好做通基礎研究,可以使雜交親本選擇更準確,選擇效率更高;也可以讓加倍處理的時機確定更準確,誘導效果更好。”康向陽說。
 
成果實現轉化更讓人欣喜

  研究中有新的發明發現,這是科研人員快樂的源泉,那么,科研成果形成產業化、得到廣泛應用更是育種人的另一大樂事??迪蜿枌τ浾哒f:“希望媒體少報道個人,多報道林業科技成果,讓社會多了解這些新品種、新技術,能促進科研成果更多、更快地轉化,產生價值。”
  在跟隨朱之悌院士開展三倍體毛白楊紙漿林基地建設期間,康向陽看到數十萬畝的三倍體毛白楊紙漿林,在震撼之余,更是感受到了科研帶來的產業價值和社會價值??迪蜿栒J為,將個人專業興趣與國家重大需求相結合,科研之路才能越走越寬。他選擇的樹種都是與林業產業重要相關、能顯著提高林業生產效益的,比如楊樹、桉樹、杜仲和橡膠樹,其選育的不少三倍體新品種已開始大規模推廣應用。
  康向陽告訴記者,‘北林雄株1號’、‘北林雄株2號’已經繁育推廣1000多萬株,其中二、三年生大苗也有不少,今年將在北京楊柳飛絮治理用上一大批。另外,北京林業大學已經就杜仲產業化與準備投資制藥、制膠、生產飼料添加劑及重組木相關企業簽署了合作協議。“未來,這些杜仲三倍體新品種將采取‘苗林’栽培、機械化采收、分部位全株利用的生產方式,實現產業化發展。”康向陽高興地說。
  “育種是一個非常偉大的事業,是利國利民的事業,可以用最小的投入,獲得大的回報,帶給國家、企業和老百姓的是實實在在的收益。”對于林木育種的未來,康向陽表示,與其他領域相比,林木育種還有很長的路要走,只要努力,就會有收獲。“老一輩的科技人員給我們帶了個好頭,我們要把他們的精神傳承下來。”他希望更多的年輕人能夠多做育種工作,滿足國家林業發展對良種的迫切需求。
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‘北林雄株1號’‘北林雄株2號’組培繁殖

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國家良種‘北林雄株1號’

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桉樹三倍體與二倍體生長對比優勢突出

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為楊柳飛絮治理準備的‘北林雄株1號’二年生大苗

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‘京仲1號’等杜仲三倍體新品種與二倍體相比營養生長優勢突出

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北林雄株1、2號組培苗大田移栽生長情況

文章關鍵詞: 花木

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