不教飞絮扑春衣，南林大接力60载绿杨荫里觅良种

春风拂绿，芳菲竞妍，三月的南京林业大学洋溢着浓浓春意。生物技术大楼的林木基因编辑实验室里，也有一片“小森林”正含翠吐绿。实验架上，不同生长阶段的幼苗被放于透明培养皿中，在21℃的气温里恣意舒展着嫩叶。

“这都是经过基因编辑的杨树幼苗，每一株都有不一样的编辑基因序列。”南京林业大学杨树育种团队成员、林木遗传育种实验师戴晓港说，和以往的传统育种方式不同，基因编辑能够大大缩短育种周期。

自上世纪60年代至今，南林大的杨树育种人围绕生态环境保护和林业产业发展潜心研究，选育出一批优良杨树品种，让农民因森林更富有，让粮食因森林更安全，让大地因森林更美丽。

育良种助力造林，黄淮海平原添绿荫

20世纪50年代，新中国掀起了“绿化祖国”的运动，各地纷纷为打造一批拥有示范效应的林场积极探路，国内的森林遗传学和林木改良法也刚刚起步。在林业界老前辈指导下，在南京林业大学从事教学、科研工作的王明庥院士，开始了对杨树良种的选育研究。

杨树是世界上分布最广、适应性最强的树种，也是我国人工林种植面积最多树种之一。1972年，林业部从意大利引进一批原产美国的南方型黑杨派无性系插穗的10个品种。敏感的王明庥随即率领课题组开展种质栽培研究。历经两度春秋，他们看到了令人惊喜的实验效果：“这是中国长得最快的树种之一。”这也让王明庥意识到，美洲黑杨可能适宜在黄淮海平原种植。此后，为选育最优质的良种，王明庥带领团队主持建立了亚洲面积最大、无性系最多的美洲黑杨种质资源库，系统开展了美洲黑杨遗传资源的收集、保存、评价和利用。

经过精心培育、反复试验，王明庥团队成功选育出“NL-80105”“NL-80106”“NL-80121”等优质、高产美洲黑杨新品种。这些良种耐干旱瘠薄，扦插和造林成活率高，适宜黄淮海平原种植。

在泗阳试种获成功后，王明庥和团队辛苦奔走，努力推广。不久后，淮安、盐城、宿迁、徐州和连云港各个县、乡也开始广泛种植杨树，杨树成为不少地市的支柱产业。到20世纪80年代，苏北平原已变成一片绿色海洋。杨树成了江苏的“产业大树”，江苏以全国0.7%的林地面积创造全国7%的林业产值。

鉴别杨树性别，解决飞絮之恼

杨树是一种雌雄异株的树木，一株成年雌株每年约产生1公斤飞絮。高大挺拔的杨树富了人们的口袋，但每年春天的杨絮却令人十分烦恼。不少人因杨絮过敏出现皮肤起红疹、呼吸道感染。且杨絮燃点低，蔓延速度快，极容易引发火灾。

如何解决飞絮之恼？2009年，南京林业大学林学院教授尹佟明从美国国家能源部橡树岭国家重点实验室回国，从王明㾋院士手中接过“无絮杨”新品种分子育种研究的接力棒。经过多年攻关，他们成功克隆了杨树性别决定基因，在这一原创性研究的基础上，使利用遗传标记，在幼苗期从分子水平上分辨杨树性别成为可能。

“杨树与人一样，性别由染色体决定，其中，雄株染色体中有一段雄性特有的DNA片段，该片段的两个基因就决定了杨树的性别。如果能有效地识别出这两个基因，就可以快速准确地分辨杨树性别。”在导师尹佟明的指导下，以博士生周芳伟带头的研究生团队2018年组建起“杨帆起航”公益团队，接力开展无絮杨研究科学攻关。

 采样、调研、杂交、育苗，“杨帆起航”的团队成员开启了漫漫研究之旅。每半月去一趟实验基地，一年下来，他们有100多天在基地度过。

2020年11月，团队成功研发出杨树性别鉴定技术，并开发出2小时便可检测出杨树性别的试剂盒。“在根、茎、叶任何一处进行采样就能检测性别,不受部位限制。”运用这一技术，可以在幼苗期即淘汰掉飞絮的雌株，留下不飞絮的雄株。

解决飞絮问题的杨树性别检测技术很快得到推广。宿迁建立了12个无絮杨育苗基地和17个无絮杨示范基地，连云港、徐州等地也开始大面积种植无絮杨。

如今，南林大的杨树育种团队已选育“南林3804”、“南林3412”和“南林862”等无絮杨良种国家良种3个，并在江苏、安徽、江西、湖南、湖北、河南等6个省的25个市推广种植。

探路基因编辑，加速突破性杨树良种创制

“十年树木，百年树人。”优良树种的培育与树木的长成需要的时间相近：杂交、播种、子代初选、子代优选、优选个体的区域化试验、良种审定，大概需10多年才能培育出一个良种。近年来，基因编辑技术不断发展，不断为林木育种注入新的活力。

2020年，南京林业大学成立林木基因编辑实验室，尹佟明教授团队开始以此为依托,利用基因编辑技术创制不飞絮、无花粉的杨树新种质。

 戴晓港介绍，相比传统方式，基因编辑育种是精准育种手段，同时能够大大缩短育种周期。“我们半年就能拿到研究材料，也就是大量的阳性苗，可能两三年就能培育出新的品种。”

新技术、新手段的发展也激励着年轻的林木育种学者。博士四年级的周芳伟表示，对自己的研究方向充满信心。在读博士期间，她在尹佟明教授的指导下，发现并克隆了调控杨树飞絮发育关键基因。“南林大的杨树团队已经做了几十年的育种研究，有很好的基础，经过多年攻关，解决了杨树花粉和飞絮污染的关键难题，我希望自己也能聚焦产业需求，做出一些能解决实际问题的研究成果。”

不过，仍有不少问题制约着林木育种的进程，种质资源就是其中的重要方面。拥有丰富的林木种质资源，才能发掘更多的优质基因。这两年，南林大杨树育种团队正依托已有的种质资源，在“十四五”国家重点研发计划的资助下，开展杨树全基因组选择育种研究。不久前又培育出了一批无絮杨新品种，正在开展良种申报。

新江苏·中国江苏网记者 苑青青 燕钰 通讯员 方彦蘅

编辑: 燕钰

来源：新江苏·中国江苏网