4月的江淮大地,萬木逢春,一派生機(jī)勃勃景象。在皖東南全椒縣瓦山林場(chǎng)一片山場(chǎng)上,一株株三四十厘米高的馬尾松樹苗在春陽的沐浴下,泛著綠光,茁壯成長(zhǎng)。
“這可不是普通的馬尾松樹苗,表面看它們與其他馬尾松沒有兩樣,實(shí)則是經(jīng)過了2次人工接種松材線蟲為抗病選拔出來的抗性馬尾松無性系。”安徽省林科院綜合實(shí)驗(yàn)室主任、安徽省松材線蟲抗性育種課題組徐六一副研究員一邊指著樹苗一邊對(duì)《中國(guó)綠色時(shí)報(bào)》記者介紹說,“目前這項(xiàng)被列入國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)課題研究已到了實(shí)質(zhì)性操作階段,現(xiàn)在把它們直接栽植在松材線蟲病危害正在發(fā)生的疫區(qū),就是檢驗(yàn)初選的無性系在自然中的抗性,最終選育出抗松材線蟲病馬尾松品種。”
安徽省林科院等單位的這項(xiàng)課題研究意味著什么?它已取得了哪些階段性成果?這是關(guān)注松材線蟲病防治、關(guān)注黃山等著名風(fēng)景區(qū)生態(tài)安全的人們,一直期待的信息。
尋找抵御“松樹癌癥”的有效途徑
松材線蟲病是一種危害松屬樹種的毀滅性病害,是世界上最具毀滅性的森林病害之一,其發(fā)病速度之快甚于“SARS”,而治療之難勝過“艾滋”,且早期診斷、傳播控制非常難。此病害有松樹“癌癥”之稱,被列為國(guó)際、國(guó)內(nèi)檢疫對(duì)象。
松材線蟲病最早發(fā)生于北美,日本、美國(guó)、加拿大、韓國(guó)、墨西哥、葡萄牙等國(guó)均有發(fā)生。自1982年傳入我國(guó)南京以來,已傳播蔓延至全國(guó)16個(gè)省(區(qū)、市),累計(jì)致死松樹5億多株,毀滅松林30多萬公頃,年均造成損失近78億元。安徽省于1988年首次發(fā)現(xiàn)松材線蟲病,疫情已傳播至滁州、馬鞍山、宣城等6市14縣(市、區(qū)),導(dǎo)致大量馬尾松樹枯死,造成了極大的生態(tài)破壞和經(jīng)濟(jì)損失。
松材線蟲病由于發(fā)病因素和傳播擴(kuò)散途徑復(fù)雜、危害嚴(yán)重、防治困難,世界各國(guó)至今沒有找到徹底有效的防治方法。
松材線蟲病雖難治,但世界各國(guó)一直未放棄尋找有效的防治方法。除了嚴(yán)格檢疫、清除枯死木和用天敵、化學(xué)農(nóng)藥防治該病的主要傳播媒介松褐天牛,杜絕傳播途徑外,各國(guó)科研人員也進(jìn)行了大量的科學(xué)研究。國(guó)內(nèi)外林業(yè)專家在防治實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),在很多疫區(qū),松材線蟲病雖然導(dǎo)致大量松樹死亡,但仍有個(gè)別松樹能抵抗病害侵襲而頑強(qiáng)地存活下來。因此,專家們認(rèn)為,選育具有抗松材線蟲病的松樹品種,逐步替代易感染病的松樹品種,是提高松樹抗性品質(zhì)、保存松樹資源、從根本上抵御松材線蟲危害的有效途徑。安徽省松材線蟲抗性育種課題組的研究重點(diǎn)從我國(guó)松屬中分布最廣、數(shù)量最多的主要用材樹種馬尾松入手。它的研究突破會(huì)給馬尾松林加上“安全鎖”。
中日合作打下育種研究基礎(chǔ)
安徽是全國(guó)率先開展馬尾松松材線蟲病抗性育種研究工作的發(fā)源地,先期的探索為課題組加快破題打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
1988年松材線蟲病入侵安徽后,對(duì)以松林為重要特色的風(fēng)景名勝地尤其是黃山等構(gòu)成極大威脅,保護(hù)“黃山松”的呼聲高漲,受到了國(guó)家和安徽省的高度重視。2009年,時(shí)任安徽省副省長(zhǎng)的趙樹叢提出,保護(hù)黃山松安全,是安徽省松材線蟲病防治的重中之重,是黨中央、國(guó)務(wù)院和全國(guó)人民交給我們的一項(xiàng)政治任務(wù)。要按照保護(hù)黃山松“三道防線”的工作思路,突出重點(diǎn),兼顧周邊,系統(tǒng)防控……
不僅如此,安徽作為全國(guó)南方集體林區(qū)重要省份之一,松林面積占到全省森林面積的4成多,其中馬尾松是主要樹種,病害的泛濫事關(guān)國(guó)家生態(tài)安全、木材安全、景觀安全等。
設(shè)立檢疫檢查站,嚴(yán)防人為傳播;清理枯死木,嚴(yán)防傳染其他樹;改種其他樹種;開辟隔離帶……安徽省在采取了各種防治辦法的同時(shí),開始探索從源頭上有效根治松材線蟲病的辦法。
2001年,根據(jù)中日合作林木育種科學(xué)技術(shù)中心計(jì)劃,中日合作開展“馬尾松松材線蟲抗性育種技術(shù)的開發(fā)”項(xiàng)目研究落戶安徽,計(jì)劃用5年的時(shí)間,選擇出200個(gè)馬尾松抗性候選家系。
日本是世界上最早發(fā)現(xiàn)松材線蟲病的國(guó)家,也是最早開展抗松材線蟲病育種研究并取得成功的國(guó)家。自上世紀(jì)70年代末至90年代初,日本建立了抗松材線蟲病日本赤松和日本黑松采種園,并培養(yǎng)了大量抗性苗進(jìn)行人工造林。
在安徽省林業(yè)廳的重視和支持下,安徽省松材線蟲病抗性育種中心成立,省林科院、省林木種苗總站以及其他單位共4位人員,在日本專家的指導(dǎo)下,買來設(shè)備,在合肥郊區(qū)租地30畝,率先在全國(guó)開展了馬尾松松材線蟲病抗性育種的研究工作。
抗性育種研究首先選擇抗性候選單株優(yōu)樹,即在松材線蟲病疫區(qū)和松林分布廣泛地區(qū),選定生長(zhǎng)良好的馬尾松優(yōu)樹,對(duì)其實(shí)生后代進(jìn)行兩次接種線蟲測(cè)定,選擇出抗病性強(qiáng)的候選單株。
2001年和2002年,育種中心先后在和縣、廣德、滁州等10個(gè)縣選擇抗性候選優(yōu)樹324株,并分家系采集了球果,于第二年春進(jìn)行播種育苗;同時(shí)在疫區(qū)的11個(gè)林分中選取19株枯死馬尾松,采用貝蔓漏斗法進(jìn)行松材線蟲分離、滅菌后增殖培養(yǎng),于高溫、少雨的7月中下旬,在2年生黑松苗上進(jìn)行接種試驗(yàn),選擇出致病率最高、繁殖速度最快的線蟲株系,用于人工接種。2003年-2005年,分別對(duì)300多個(gè)馬尾松家系進(jìn)行了兩次人工接種松材線蟲測(cè)定。接種后,每周在苗圃地檢查一次,統(tǒng)計(jì)苗木的枯死、健全及感染株數(shù)。第一次人工接種松材線蟲測(cè)定,生存率只有19.8%;對(duì)第一次人工接種松材線蟲測(cè)定存活苗木再進(jìn)行第二次接種測(cè)定,生存率達(dá)到73.9%。
就這樣,經(jīng)過多次反復(fù)采種、育苗、一次接種、二次接種的試驗(yàn)研究,截至2008年,育種中心共選育出251個(gè)家系1201株抗性馬尾松候選單株,并建立了抗性候選單株MuPs數(shù)據(jù)庫。
國(guó)家項(xiàng)目深化抗性育種研究
2008年,中日馬尾松松材線蟲抗性育種技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目結(jié)束。但育種中心的此項(xiàng)研究工作并沒有停止。在省林業(yè)廳和省林科院的支持下,他們向著抗性育種的第二階段馬尾松抗松材線蟲病無性系的抗病性研究邁進(jìn)。從2008年始,他們對(duì)選拔出來的抗性候選馬尾松單株,采其穗條進(jìn)行嫁接,并于第2年和第3年對(duì)嫁接苗進(jìn)行第一次和第二次人工接種測(cè)定,結(jié)果平均健全率分別達(dá)到81.4%和94.5%。
育種中心的研究成果受到了國(guó)家林業(yè)局的高度關(guān)注。2010年,抗松材線蟲病馬尾松種源及抗性育種技術(shù)研究被國(guó)家財(cái)政部、科技部列為了2010年度林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目。該項(xiàng)目由安徽省林科院承擔(dān),江蘇省林科院、南京林業(yè)大學(xué)和安徽省全椒縣瓦山林場(chǎng)為協(xié)作單位;項(xiàng)目以安徽省選拔的251個(gè)馬尾松抗性候選家系作為研究材料,開展無性系人工接種松材線蟲測(cè)定,評(píng)價(jià)候選家系的抗病性,篩選出高抗家系和高抗無性系,營(yíng)建高抗馬尾松無性系現(xiàn)地測(cè)定林、保存圃和采種園等為主要研究?jī)?nèi)容;計(jì)劃用5年的時(shí)間,通過開展馬尾松抗性候選家系對(duì)松材線蟲病的抗病性無性系測(cè)定,評(píng)價(jià)候選家系的抗病性,篩選出高抗家系40個(gè)以上,篩選出80個(gè)以上馬尾松松材線蟲病抗性無性系,營(yíng)建馬尾松松材線蟲病抗性無性系現(xiàn)地測(cè)定林2處、保存圃1個(gè)和采種園2個(gè)。
有了國(guó)家項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的支持,他們通過比較接種松材線蟲試驗(yàn),建立了馬尾松抗松材線蟲病無性系的抗病性評(píng)價(jià)方法。對(duì)嫁接的1.3萬多株馬尾松抗性候選苗木進(jìn)行了一次和二次人工接種松材線蟲測(cè)定,初選出健全率超過火炬松的抗松材線蟲病馬尾松家系111個(gè)、合格無性系212個(gè)??剐院蜻x家系的平均健全率78.2%,抗性無性系的平均健全率76%,對(duì)照使用的馬尾松健全率29.7%、火炬松健全率52.4%,顯示出馬尾松抗性無性系的抗性水平高于火炬松0.45倍、普通對(duì)照馬尾松的1.63倍。至今年3月,他們利用篩選出的抗性馬尾松家系、無性系在全椒縣瓦山林場(chǎng)營(yíng)建了抗性無性系保存圃6畝,收集了93個(gè)家系的117個(gè)抗性無性系;利用篩選出的68個(gè)家系的89個(gè)高抗無性系在安徽省林科院沙河林木繁育中心營(yíng)建了24畝抗松材線蟲病馬尾松無性系種子園;營(yíng)建了抗松材線蟲病馬尾松無性系現(xiàn)地測(cè)定林18畝、抗性候選家系子代測(cè)定林6畝。
“開展松材線蟲病馬尾松抗性育種研究,選育出抗性品種,是防御松材線蟲病危害的有效途徑。”徐六一說,“項(xiàng)目將繼續(xù)跟蹤觀測(cè)篩選出的抗性家系、無性系在松材線蟲危害區(qū)的表現(xiàn)情況和抗性候選家系的子代抗病性的遺傳情況,建立馬尾松抗性無性系綜合評(píng)價(jià)體系,為安徽乃至全國(guó)防治松材線蟲病提供有效的防治方法和抗性材料。”
從他那自信樂觀的話語中,我們感到“松樹癌癥”的攻克就在不久的明天。