近日，黑龍江省公布省級領(lǐng)軍人才梯隊(duì)名單，林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（東北林業(yè)大學(xué)）成功入選。這項(xiàng)旨在推進(jìn)黑龍江省科技創(chuàng)新和促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化的人才智力保證計(jì)劃之所以對這個(gè)團(tuán)隊(duì)青睞有加，不僅因?yàn)樗泻侠淼膶I(yè)技術(shù)領(lǐng)軍人才梯隊(duì)，更是因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)室的成果為東北地區(qū)林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了重要的科研依據(jù)。
　　種源區(qū)劃，種子的生長需要知冷知熱
選育良種，是林木遺傳育種研究的核心?？墒牵切┚邆淞怂偕?、抗逆、抗干旱、耐鹽堿等優(yōu)良性能的良種就一定能夠適應(yīng)所有的環(huán)境而茁壯成長嗎？答案當(dāng)然是否定的。
　　“比如同樣是落葉松，在小興安嶺南部的落葉松長得就比大興安嶺要快，如果按照速生的要求來講，這樣的種子肯定是‘良種’。但是如果把這樣的種子拿到大興安嶺種植，由于它生長速度快，可能沒等長成，就會被凍死啦。”林木遺傳育種國家生點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任劉桂豐說：“所以，種子的生長需要知冷知熱，只有找到適宜種子生長的環(huán)境，才能讓種子生根發(fā)芽。做好種源區(qū)劃，則是這項(xiàng)工作的關(guān)鍵?！?br>　　所謂種源區(qū)劃，就是在林區(qū)按照適應(yīng)種源的情況，劃分出若干的區(qū)域，找出最適合這塊區(qū)域的良種。這需要先對林木進(jìn)行群體選擇，也就是按照林木的生長實(shí)際，劃分出相應(yīng)的區(qū)域，然后再進(jìn)行單株選擇，也就是在該區(qū)域中尋找生長最好的植株，選擇良種。
　　為了做好落葉松、樟子松、紅松、白樺、水曲柳等東北地區(qū)常見樹種的種源區(qū)劃，東北林業(yè)大學(xué)林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室歷時(shí)幾十年，經(jīng)過了一代又一代東林人的努力，終于摸清了東北及內(nèi)蒙四省區(qū)常見樹種的區(qū)劃分布，為科學(xué)合理地培育健康、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的森林提供了技術(shù)支撐。
　　改良基因，種子的改良需要“混血”聯(lián)姻
單靠群體選擇及單株選擇選出的良種，只是在自然狀態(tài)下生長較好的樹種，可是有時(shí)自然狀態(tài)下最好的種子也會存在一定的缺陷，這時(shí)就需要借助基因改良，保留種子的優(yōu)良特性，改善種子的缺陷基因。
　　僅以白樺為例，中國白樺的抗逆性較好，可以很好地抗寒、抗干旱，但是生長的外形卻不美觀。而歐洲白樺雖然外型直挺，但抗逆性卻不好。為了能夠讓白樺具有外型和抗逆雙重優(yōu)點(diǎn)，就需要對其進(jìn)行基因改良?！捌鋵?shí)這種雜交，就像是跨國婚姻，生出的‘混血孩子’，會兼具父母的優(yōu)點(diǎn)?！眲⒐鹭S介紹說。
　　目前東北林業(yè)大學(xué)林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)完成了白樺的全基因組測序研究，鑒定了白樺基因32000余條，為改進(jìn)白樺的木材品質(zhì)、提高抗性及生長速度等提供了科研基礎(chǔ)。
　　而且實(shí)驗(yàn)室還利用細(xì)胞工程、染色體工程、基因工程等現(xiàn)代生物技術(shù)與常規(guī)育種技術(shù)，創(chuàng)制出幾十種高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、抗逆的楊樹、落葉松、白樺等優(yōu)異種質(zhì)材料。
　　解碼DNA，探明控制重要性狀的密鑰
林木的生長、材質(zhì)和抗性是重要的品質(zhì)性狀，也是林木遺傳育種一直關(guān)注的熱點(diǎn)問題。目前，實(shí)驗(yàn)室在林木重要性狀形成的分子基礎(chǔ)研究領(lǐng)域跨上了一個(gè)新的平臺：建立了林木材性品質(zhì)形成以及不同發(fā)育階段林木在不同時(shí)期、不同組織、器官，以及逆境脅迫下不同時(shí)間的轉(zhuǎn)錄組及表達(dá)譜。通過建立起高通量分析性狀形成相關(guān)基因的研究平臺，鑒定和克隆影響這些目的性狀的關(guān)鍵基因。研究轉(zhuǎn)錄因子基因在林木生長發(fā)育、抗性中的調(diào)控作用，通過研究轉(zhuǎn)錄因子識別的DNA元件，轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄激活及其所調(diào)控的下游靶基因等方面的研究，系統(tǒng)闡述其調(diào)控林木生長、抗逆的機(jī)理、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及代謝途徑，闡明目標(biāo)性狀形成的分子機(jī)理。
　　俗話說“十年樹木，百年樹人”，樹木的生長周期限制了林業(yè)科學(xué)研究的效率。據(jù)東北林業(yè)大學(xué)林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室林木基因組學(xué)科帶頭人王玉成教授介紹，一般林木的轉(zhuǎn)基因，從轉(zhuǎn)化到獲得轉(zhuǎn)基因植株，需要一年的時(shí)間，更重要的一點(diǎn)是，目前絕大多數(shù)林木都沒有建立組培及遺傳轉(zhuǎn)化體系，這極大地影響了基因功能研究效率。
　　比如檉柳是一種生長在中亞的抗干旱、耐鹽堿、耐沙埋的木本植物，是研究林木抗逆機(jī)理的理想材料?？墒且酝鶎τ跈f柳基因的研究，受限于檉柳沒有完善的遺傳轉(zhuǎn)化體系，只能把相關(guān)基因轉(zhuǎn)入到其他植株中進(jìn)行觀測，但這種實(shí)驗(yàn)方法難以準(zhǔn)確揭示基因的功能，更難以實(shí)現(xiàn)將目的基因在宿主植物中沉默來研究基因的功能。而實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的瞬時(shí)轉(zhuǎn)化技術(shù)讓以往需要1年才能完成的實(shí)驗(yàn)縮短到7天，效率整整提高了50余倍?！斑@項(xiàng)技術(shù)我們已經(jīng)在國際期刊（PlantMolBoilRep）上發(fā)表，它不僅可以適用于檉柳的研究，還可以廣泛應(yīng)用于其他樹木的基因研究?！蓖跤癯烧f。
　　目前，實(shí)驗(yàn)室立足于東北林區(qū)，開展了一系列有關(guān)林木遺傳育種的理論與技術(shù)研究，利用基因工程育種、分子標(biāo)記輔助育種、分子設(shè)計(jì)育種、常規(guī)育種等各種技術(shù)方法，為東北地區(qū)造林培育出了十余種優(yōu)良的林木新品種，并開展林木的分子生物學(xué)、分子育種的基礎(chǔ)研究，加強(qiáng)了我國林木分子生物學(xué)的理論基礎(chǔ)。在發(fā)揮宏觀森林生物學(xué)優(yōu)勢的同時(shí)，強(qiáng)化微觀生物科學(xué)研究，充分發(fā)揮森林的各種功能，為培育健康、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的森林和改善生態(tài)環(huán)境作出了重大貢獻(xiàn)。（記者 孟姝軼）