2020年01月20日
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【聚焦 花木育种人】 北京林业大学教授康向阳:勇登林木育种之“山”

2020-01-20 11:08:47|来源:花卉报|作者:马强

摘要:品种是园林花木行业发展进步的基础,但一直以来我国花卉苗木的育种工作并未得到应有的重视。而这份综合了遗传、生态、生理、生化、病理和生物统计等多种学科的工作,却始终被一群花木育种人坚持。


  开栏的话:品种是园林花木行业发展进步的基础,但一直以来我国花卉苗木的育种工作并未得到应有的重视。而这份综合了遗传、生态、生理、生化、病理和生物统计等多种学科的工作,却始终被一群花木育种人坚持。
  为满足我国花卉、苗木市场需求的不断升级,新优品种选育已成为行业高质量发展的重要突破口。“一花一世界,一树一产业”,随着国家知识产权强国战略的深入实施,那些甘愿为新品种选育十年磨一剑的育种人,终于感受到了春的气息。
  自本期起,本报开设“聚焦花木育种人”栏目,让我们共同关注中国花木的育种人和育种事业,并向这一群体表示致敬!
  “林木育种如同登山,不同的是,山有最高山,而育种工作总是山外有山,望不见可以企及的顶峰。有多少次‘山重水复疑无路’的沮丧与茫然,就有多少次‘柳暗花明又一村’的振奋与欣喜……”
  对于林木育种,北京林业大学生物科学与技术学院教授、博士生导师、北京市林木分子设计育种高精尖创新中心PI、林木育种国家工程实验室主任康向阳有自己的深刻理解。
 
持续攻关成果丰硕

  前不久,由康向阳研究团队培育的‘京仲1号’、‘京仲2号’、‘京仲3号’、‘京仲4号’等4个杜仲三倍体新品种获得了国家林草局颁发的植物新品种权证书。连同2018年授权的‘京仲5号’、‘京仲6号’、‘京仲7号’、‘京仲8号’,目前已有8个杜仲三倍体品种获得国家植物新品种权证书。
  杜仲是是我国特有的多用途经济树种,其树皮和叶均可入药。但可能有人不知道,杜仲还是极具潜力的温带胶源树种,其树皮、果皮以及叶脉含杜仲胶,可用于新型功能材料的开发,而这类材料可被应用于汽车、船舶、高铁、通讯等领域。
  ‘京仲1号’等8个新品种的出现,可显著提高产叶量以及胶、药成分产量,有效降低生产原料成本,成为杜仲新兴制胶、制药或饲料添加剂产业链的优良原料以及国家产业结构调整的新动能。
  不仅杜仲相关育种研究成果丰硕,自1998年来到北京林业大学执教以来,康向阳完成了多项研究,创新林木多倍体育种理论和技术方法,解决了制约杂交和多倍体育种的一系列相关理论与技术难题,获得一大批白杨、青杨、桉树、杜仲、橡胶树杂种三倍体、四倍体等。
  20多年来,康向阳获国家发明专利11项,作为第一育种人获国家植物新品种权17项,以及2个国家良种等。
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工作中的康向阳

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康向阳

  农学博士,任北京林业大学生物科学与技术学院教授、博士生导师,林木育种国家工程实验室主任,北京市林木分子设计育种高精尖创新中心PI,中国林学会林木遗传育种分会副主任。出版专著2部;发表论文140余篇;获国家发明专利11项,国家植物新品种权17项等。国家杨树良种‘北林雄株1号’、‘北林雄株2号’以及‘京仲1号’等8个杜仲三倍体新品种已开始大规模推广应用。获国家科技进步二等奖1项,另获中国林业青年科技奖、北京市师德先进个人、全国优秀博士论文指导教师等。
 

这是一个快乐的事业

  林木育种工作漫长而艰辛,培育一个新品种少则十几年,多则几十年,甚至多年并无收获。“要保证获得信服的数据,杂交、加倍、田间测试等工作育种人最好都亲力亲为。育种虽苦,但苦中有乐,每当有一个新的发现、解决了一个问题,那种收获的喜悦难以用语言来表达。”康向阳笑着说。
  桉树染色体加倍,康向阳的团队做了十几年,“一次检测时突然间一个三倍体出现了,一下子就让人豁然开朗,如同打开了一扇窗子,感觉前途一片光明。”康向阳说到当初的感受记忆犹新。
  再如杜仲,是康向阳为自己指导的第一位博士研究生选定的课题。虽然有课题组成熟的杨树染色体加倍方法可以仿效,但与杨树不同,杜仲不能切枝水培,只能在树上施加处理。研究发现用秋水仙碱溶液处理的雄花、雌花都会因药害干枯死掉,换了好多种药品,都有药害。康向阳尝试采用高温诱导染色体加倍方法,把恒温箱小型化,控制系统与加热系统分离,设计了一个可于树上施加高温加倍处理的装置。
  “记得一年春天出差之前来到实验室,发现学生剪取了一些高温处理的花枝放在试验台上,问他结果怎么样?回答说还没有观察。你为什么不去观察啊?”康向阳说。这名学生已经做了多年试验了,屡次失败,感觉这次也不会有什么希望,因为失败已经成为常态。“我赶紧取了几个花药,到显微镜下一看,花粉明显变大了,瞬间感觉杜仲染色体加倍的问题我们可以解决了!”高温能让杜仲花粉染色体加倍,那么通过雌配子染色体加倍方法应该能够得到多倍体。后来康向阳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,是一个不断攻难克坚的过程,这个过程本身就是一种享受,是一个不断发现问题、不断面对困难、不断加以解决的过程,解决问题的过程让人‘痛并快乐’。”说到这里,康向阳开心地笑了。
 
因为理想所以选择披荆斩棘

  “不毛之地长出了庄稼,濯濯童山披上了锦裳”,在文学家生花妙笔的鼓动下,康向阳高考后并没有选择父母建议的医学、电子等专业,而是踏入了内蒙古林学院沙漠治理专业的殿堂。1986年本科毕业后,康向阳选择进入甘肃农业大学,但却被分配从事林木遗传育种教学与科研工作。“运用科学利器,最廉价地向自然索取,林木育种同样是实现梦想的最佳切入点。”康向阳这样表述。
  1991年,康向阳考入北京林业大学林木遗传育种学科攻读硕士学位,也正是从这一年开始,他成为朱之悌院士的弟子,开始了在北林的科研之路。朱之悌院士对他今后的发展影响是巨大的,这种影响不仅仅在学业上,更是一种做人的品格与态度。
  康向阳坦言,受朱之悌院士影响最深的便是他的社会责任感。朱之悌院士是一位战略家,总能站在国家林业发展的高度看待每一个问题。为了推动国家林业发展,他倾尽全力,不达目的誓不罢休。朱之悌院士在事业上极其强烈的责任心及坚持不懈的精神,感召着研究生时代的康向阳。
  正式进入北京林业大学工作后,虽然当时“倍性育种”领域在国内外都不被重视,但康向阳依然坚持当初选择的方向。用康向阳的话来说:“我自身缺乏分子遗传学的研究基础,当大家都往分子领域挤的时候,我再挤进去,比别人相比不仅没有技术优势,而且研究成果也不一定有创新;由于倍性育种领域做的人少,可能个人发展空间会更大。”正是由于对自身研究领域的坚持,才有了随后的诸多研究技术突破和多倍体新品种的诞生。
  康向阳选择的科研之路是成功的,但却是一路披荆斩棘。“每一项技术的突破,都凝结了科研人员无数的心血。”他说。
  康向阳对自己选择的科研道路前景信心十足。他说,一方面随着杨树多倍体诱导技术的日渐成熟,多倍体诱导技术的应用之路也越来越宽;另一方面,多年的加倍研究积累,已经建立了一个很好的三倍体种质库,又成为开展良种选育和遗传学研究的良好材料;更何况杨树、杜仲、桉树等林木三倍体的突出表现,都显示了多倍体育种广阔的发展空间。
 
林木育种没有那么多捷径

  “林木育种最重要的是开始做并坚持做。育成一个良种,至少需要15年的时间。光是‘北林雄株1号’、‘北林雄株2号’就耗费了团队22年的时间。”康向阳说。
  与上世纪相比,现在的育种工作条件得到了根本的改善。随着国家经济实力的提升,已经有足够的国力来支撑林木育种科研工作的开展。“无论是科研经费、科研条件都已经非常完善,科研基地也脱胎换骨,有的科研基地建设得如同度假村一样。”康向阳说。
  但现在做育种的人反而却越来越少了。康向阳认为,林木育种与作物育种原理相同,尽管林木大多处于野生状态、异花授粉,难度相对更大,但只要不断地推进育种循环就一定会有收获。尽管如此,在林木育种上常规的轮回选择方法难以得到坚持。为什么呢?杂交、选择太费力气了,“如一年做几十个杂交组合,得到种子就有几万甚至十几万,还要播种育苗、移栽测试、苗期选择,工作量非常大,非常辛苦,但辛苦几年获得的数据甚至不能支撑写一篇可以发表的论文。”
  康向阳告诉记者,杂交的技术含量并不高,但却是实实在在的;在选出最好的杂交组合基础上进一步开展基于有性多倍化的多倍体育种工作,可以实现杂种优势和倍性优势的综合利用。育种没有捷径,其中交配、遗传测定和选择是育种必须坚持的核心工作。“我这些年做的工作,基本上是杂交与加倍,但分子、细胞基础研究也做,做好做通基础研究,可以使杂交亲本选择更准确,选择效率更高;也可以让加倍处理的时机确定更准确,诱导效果更好。”康向阳说。
 
成果实现转化更让人欣喜

  研究中有新的发明发现,这是科研人员快乐的源泉,那么,科研成果形成产业化、得到广泛应用更是育种人的另一大乐事。康向阳对记者说:“希望媒体少报道个人,多报道林业科技成果,让社会多了解这些新品种、新技术,能促进科研成果更多、更快地转化,产生价值。”
  在跟随朱之悌院士开展三倍体毛白杨纸浆林基地建设期间,康向阳看到数十万亩的三倍体毛白杨纸浆林,在震撼之余,更是感受到了科研带来的产业价值和社会价值。康向阳认为,将个人专业兴趣与国家重大需求相结合,科研之路才能越走越宽。他选择的树种都是与林业产业重要相关、能显著提高林业生产效益的,比如杨树、桉树、杜仲和橡胶树,其选育的不少三倍体新品种已开始大规模推广应用。
  康向阳告诉记者,‘北林雄株1号’、‘北林雄株2号’已经繁育推广1000多万株,其中二、三年生大苗也有不少,今年将在北京杨柳飞絮治理用上一大批。另外,北京林业大学已经就杜仲产业化与准备投资制药、制胶、生产饲料添加剂及重组木相关企业签署了合作协议。“未来,这些杜仲三倍体新品种将采取‘苗林’栽培、机械化采收、分部位全株利用的生产方式,实现产业化发展。”康向阳高兴地说。
  “育种是一个非常伟大的事业,是利国利民的事业,可以用最小的投入,获得大的回报,带给国家、企业和老百姓的是实实在在的收益。”对于林木育种的未来,康向阳表示,与其他领域相比,林木育种还有很长的路要走,只要努力,就会有收获。“老一辈的科技人员给我们带了个好头,我们要把他们的精神传承下来。”他希望更多的年轻人能够多做育种工作,满足国家林业发展对良种的迫切需求。
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‘北林雄株1号’‘北林雄株2号’组培繁殖

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国家良种‘北林雄株1号’

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桉树三倍体与二倍体生长对比优势突出

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为杨柳飞絮治理准备的‘北林雄株1号’二年生大苗

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‘京仲1号’等杜仲三倍体新品种与二倍体相比营养生长优势突出

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北林雄株1、2号组培苗大田移栽生长情况

文章关键词: 花木

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