1基因资源

第一章森林基因资源的收集、保存和利用

第一节、基因资源的概念和作用

森林基因资源（forest genetic resource）是决定森林树种的“种性”，并将其遗传信息从亲代传递给后代的遗传物质总体。这一术语广泛应用于植物改良方面。小到能提供个别遗传特性的遗传物质，如一个器官、枝条、种子，甚至一粒花粉、受精卵、一个细胞及一些染色体或氨基酸片断，大到一个遗传原种的综合体，都可以称为基因资源。基因资源是植物改良的物质基础。基因资源用于育种方面的那一部分称为育种材料或育种资源。

世界上有丰富的基因资源，据统计，野生植物有30万种以上，我国木本植物约8000余种，其中乔木约2500余种,灌木树种6000种，乔木树种中优良用材和特用经济林树种达1000余种，还有引种成功的国外优良树种约100种，这是开展育种工作的深厚物质基础。但目前我们利用的植物种类只有约3000余种，其中中草药就占了很大一部分，栽培作物只有175种，其中16种，提供了人类食物的2/3。有一半以上没有研究过，有许多在人类还没有认识前就灭绝了。

基因资源是人类的宝贵财富，也是选育优良品种的物质基础，无论常规育种，还是诱变育种乃至遗传工程，都离不开基因资源。基因资源越丰富，就越能满足育种目标的要求，选育出所期望的品种。同时，基因资源不仅用于当前的育种，而且要为将来培养更高质量的新品种服务。

要使育种工作取得成效，不仅要有明确的育种目标，适当的育种措施和方法，还必须拥有丰富的育种资源。育种的过程是使群体或个体遗传基础变窄的过程，例如在林木集约经营优化选育过程中，往往把注意力集中在少数经济性状上，从而使群体或个体遗传基础变窄。为选育优良品种，必须具备丰富的育种资源，如果没有丰富的育种资源作后盾，不断引进补充新的基因资源，多世代育种会受到限制。

随着经济的发展，工艺过程的改革，对林木新品种的要求也会发生改变，目前主要要求速生丰产，将来可能生物量积累成为主要育种目标。只重视当前所需性状，对有潜在利用价值的资源滥砍滥伐，任其毁灭，育种工作将会面临“无米之炊”。

第二节、基因资源的流失及原因

基因资源的流失，虽然不是从现在开始的，但由于近代工农业的飞速发展，使这个问题更加尖锐。当前正以空前的规模和惊人的速度损害着植物群体。按80年代估计，地球上每年大约有2000万公顷森林被砍伐，世界热带森林40％被砍掉，剩下的部分正以每分钟20公顷的速度被砍伐。

在热带地区的15万种植物中，到本世纪末至少有1/3的物种将处于濒临灭绝的险境。巴西是世界上植物种类最多的国家之一，仅高等植物就有4万多种，按照当前森林砍伐的速度，30年后，这里的森林将会全部消失。

现在全球有10％的植物处于危机之中，英国植物学家预言，如果不采取预防性措施，到2050年，现在已知的25万中植物将有2－2.5万种将灭绝。据研究，每消灭一种植物，就有

10－30种依附于这种植物的动物消失。美国世界观察研究所估计，到2000年，人类造成的动植物将达到10万种以至100万种，大约每小时将消灭一种生物。

我国基因资源流失也很严重，我国热带雨林面积占国土面积的0.5％。如海南岛是我国的两大热带地区，植物种类有257科，乔灌木有1400种，占全国的28.6％。但遭到人为破坏，从20年代的8.64万公顷，森林覆被率25.7％，到现在仅为7％，森林破坏导致80多种野生动物失去栖息场所。另一个热带地区西双版纳，有高等植物近4000种，由于开荒和垦殖，原始林覆盖率由50年代的60％降到27％。

基因资源流失的原因

1、自然因素

由于大自然出现的激烈变化如陆地的隆起或下沉，火山爆发、洪水、森林火灾等，往往会使一些植物物种消失，我们现在只能从化石中去了解它们。例如冰川时期，有许多植物经受不住严酷的气候而死去，幸存下来的称遗植物，如银杏、水杉、银杉等，北美的巨杉、落羽杉等。

大兴安岭大火烧掉我国原始森林的2％。

2、生物因素

由于动物、微生物及植物间的相互竞争，导致大量的物种资源流失。

3、人为因素

（1）掠夺式资源开发使基因资源丧失

（2）引种引起资源流失

引种中总是首先考虑生产上迫切需要的性状，而忽视了其它，特别是在引种过程中，引入了病虫害，对新地区植物产生毁灭性危害。

（3）品种改良带来基因资源贫乏

随着育种学的发展，树木的一些良种栽培面积不断扩大，从而使大量的老种和地方种正逐渐被淘汰。在农业上，基因资源缺乏突出，我国在解放以来，在原有作物资源基础上，采用纯系，经济杂交，曾带来一次又一次的遗传改良，获得不小的增益，但资源大量流失，。在后来作物育种中发现，改良效果逐渐减低，分析其原因，就是原有的基因资源筛选利用已接近最高点，越选越精，遗传基础也越来越窄。

全世界75％的农作物品种已经绝迹。美国72％的土豆只来源于4个品种，加拿大4个小麦品种产量就占农作物总产量的75％。

长期使用少数几个无性系，会使遗传多样性大幅度减少，一旦遭到新的毁灭性的灾害，便要付出难以估量的代价。

（4）、经济发展使基因资源丧失

工业交通事业的发展也直接或间接影响物种资源的流失。如城市扩大、开矿山、修铁路、公路、建水库等，加速植物资源的消减。工业污染使许多动植物死亡。如酸雨等。商业活动，使许多稀有珍贵植物灭绝。如现在很难找到成片的野山参。

第三节、基因资源的调查和收集

一、基因资源的类别与特点

1、栽培学分类

（1）种又称为物种，是生物进化的产物，是分类的基本单位。种通常是指进化系统上的等级，是进化过程上的一定阶段。种是一群极为相似的，来自一个共同的祖先，并有一定的地理分布范围的生物个体所组成。同种生物个体在形态特征、生理特性等方面与其它种有明显的区别，特别是在生殖上，不同的种群在自然状态下，一般是隔离的。

（2）类型

种内发生在形态上（生理上、包括生态与物候）或地理上的变异称为类型。如形态型、地理型、物候型等。

（3）品系

在遗传学上，品系一般是指通过自交或近交若干代后，所获得的遗传性状比较稳定一致的群体。在育种学上，品系是指遗传性状比较稳定一致而起源于共同祖先的群体，在实际应用中，往往将某个表现较好的类型后代称之为品系。

（4）品种

是经过人工选育的，优良性状经过人工选育所证实，属遗传性的控制，适应一定的自然和栽培条件，遗传性状比较稳定一致，在产量和品质上符合人类要求的栽培植物群体。（5）家系

凡是单株树木自由授粉产生的子代，或由两株树木经控制授粉产生的子代，统称为家系。其中，前者称为半同胞家系，后者称为全同胞家系。

（6）无性系

由同一株树木经无性繁殖所获得的一群个体，称为一个无性系。用来繁殖无性系的母株称为无性系原株，组成无性系的个体称为无性系分株。

2、综合分类

（1）本地基因资源

在当地自然条件下，经长期培育和选择得到的优良树种、品种或类型。

特点：对当地生态条件有较强的适应性，经济性状基本符合要求，可直接应用于生产；群体结构较复杂，经简单选择就能迅速有效的选出优良类型。

本地资源很可贵，可直接利用也可改良加以利用。

（2）外地基因资源

指从国外或外地引入的树种、品种或类型。

特点：由于来自不同生态条件，具有广泛的多样性，是创造新品种的丰富源泉；如从生态条件相似的地区引入的资源，有时只稍加选育，就能立刻在生产上应用。可作为杂交育种的亲本。

（3）野生基因资源

自然界野生的，未经人们栽培的树种。野生资源很多，蕴藏着大量对人们有利的性状，具有高度的适应性和抗逆性，是非常宝贵的基因资源。

（4）人工创造的基因资源