浅谈生物技术在林业中应用

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1、浅谈生物技术在林业中应用　　摘要:生物技术是一种高新技术，发展非常迅速。在林业越来越受到重视的今天，生物技术被越来越多的利用到林业生产和研究中，本文根据笔者多年的从业经验针对生物技术在林业中的应用的相关问题，分别从基因工程、营养繁殖技术、分子标记等方面叙述了现代生物技术在林业中的应用，希望对今后相关问题的研究提供借鉴。关键词:生物技术；林业；基因；繁殖中图分类号：TU71文献标识码：A1前言现代生物技术开始于20世纪70年代，发展非常迅速，它包括基细胞工程因工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程，生物技术的发展对各个行业都影响深远。近年来，林业发展建设关乎人类可持续发展，已成为全社会共

2、同面对的问题。而现代生物技术是解决这一难题的重要突破点，因此现代生物技术正在被越来越多地应用到林业的研究和生产中，并对林业的发展产生深远的影响。2林业生物技术的应用范畴2.1基因工程7林木转基因技术能打破种间杂交障碍，扩大杂交范围，加快物种变异速度，使目的基因在异源的植物细胞中表达，产生出人类所需要的性状或产物。2.1.1抗病基因工程抗真菌性的病害方面，已克隆出的基因有几丁质酶基因和角质酶基因，并构建了能在杨树细胞中表达的几丁质酶基因的表达系统。抗细菌性的病害基因工程主要采取对病原细菌有解毒作用的解毒活性基因和T4溶菌酶基因等方法。2.1.2抗虫基因工程最广泛应用的抗虫基因是苏云金

3、杆菌的毒蛋白Bt基因，它表达产生的毒素能引起鳞翅目昆虫的神经中毒和其他生理作用，致使害虫死亡。蛋白酶抑制剂基因(CPTI)或与Bt基因一起作用，也具有较强的抗虫活性。2.1.3抗除草剂基因工程其原理有3种:通过除草剂作用的靶酶的过量产生来解毒、改变除草剂作用靶物的敏感性和降解除草剂的基因。1987年美国首次从土壤致瘤农杆菌中分离出抗除草剂基因，并成功地导入银白杨与大齿杨的杂种无性系中，后来还将其转入美洲黑杨、落叶松。抗除草剂的转基因美洲黑杨已在密西西比河流域应用。2.1.4木材品质改良基因工程7主要对与品质有关的控制木材纹理、木材力学性质、木材比重以及木质素合成的基因进行分离和克隆

4、。有关木质素的生物合成途径已基本阐明，通过抑制其合成过程中的酶活性即可实现木质素单体合成的减少。2.2营养繁殖技术营养繁殖技术是指通过对植物组织样品进行离体培养，而得到与母体在遗传上完全相同的新个体--克隆的品种或株系。最简单形式的营养繁殖是人们熟悉的嫁接和茎段生根(扦插)技术。随着现代组织培养技术的发展，以体细胞胚胎发生为代表的一系列高新技术开辟了一条既保持生物种质又高效快速繁殖良种后代的新途径。2.2.1体细胞胚胎发生和人工种子体细胞胚，或称胚状体，是由孢子体或配子体的细胞通过无性繁殖产生的一种类似于合子胚的结构。体细胞胚胎发生途径是植物体细胞在离体培养条件下的一个基本发育途径

5、。即植物的体细胞具有潜在的，像有性过程产生合子胚一样的全能性，这种全能性可以在适宜的培养条件下被诱导表现出来。7人工种子是相对于天然种子而言的。是指经人工包裹单个体细胞胚而形成的具有与天然种子相同机能的一类种子。首先应该具备一个发育良好的体细胞胚(即具有能够发育成完整植株能力的胚)；为了使胚能够存在并发芽，需要有人工胚乳，内含胚状体健康发芽时所需的营养成分、防病虫物质、植物激素；还需要能起保护作用以保护水分不致丧失和防止外部物理冲击的人工种皮。通过人工的方法把以上3个部分组装起来，便创造出一种与天然种子相类似的结构--人工种子。2.2.2组培快繁和工厂化生产组培快繁和工厂化生产是目

6、前在林业中应用最为广泛、发展最为成熟的现代生物技术。它主要有器官发生和腋芽增殖两种形式。树木的器官发生植株再生包括直接的器官发生和间接的器官发生两条途径。间接器官发生是指先从外植体上诱导出愈伤组织，再从愈伤组织上诱导出不定芽或不定根原基的过程；直接器官发生是指不经过愈伤组织阶段，直接从原始外植体上诱导产生不定芽或不定根的过程。它是树木器官发生植株再生的主要途径。直接器官发生植株再生的培养程序包括:芽分生区的诱导；芽的发育和伸长；根分生区的诱导；再生植株的发育和移栽等。腋芽增殖植株再生与器官发生植株再生的培养程序基本相似，所不同的是幼芽的原始来源。腋芽增殖植株再生中的幼芽来自于外植体

7、中现存的腋芽原基。腋芽增殖植株再生的优点有：再生植株在遗传上比较稳定，自发变异频率低;植株再生所需的时间短，植株粗壮，适应性强，移栽成活率高。2.2.3生物反应器大规模培养7人工造林需要生产大量的体细胞胚，将体细胞胚在生物反应器的液体培养基中培养，可以实现快速、大规模地生产体细胞胚，满足造林的要求。体胚质量的控制可由计算机辅助的图象分析系统来完成，不合格的体胚可以被自动回收到生物反应器中继续培养以提高质量。2.2.4低温贮藏技术与农业相比，林业实验的周期要长得多，经常