文/李高飞  刘超  田晓明  向光锋  吕浩

摘  要：针对湖南省古树名木种质资源的保存现状，以及湖南省植物园在该领域采取的措施，本文旨在总结有效的古树名木保存方法和技术，为湖南省古树名木种质资源的保存提供借鉴和参考。湖南省在古树名木种质资源保存上，主要采取就地保存的方式。对于部分保存对象，如种子、枝条和幼苗等，运用DNA技术有利于实现古树种质资源的长期保存。

关键词：古树名木；种质资源；种子；枝条；DNA

林木种质资源是指林木种群中具有遗传价值的种子、芽、枝条等材料，这些材料蕴含着林木的基因信息和生物多样性^[1]。古树名木作为林木资源的一部分，具有独特的优良性状，例如优秀的长寿和抗逆基因^[2]。它们是自然和人工选择长期作用的产物，不仅是人类的宝贵财富，还是林木品种改良的源泉。在维护生物多样性、生态平衡以及环境保护方面，古树名木发挥着不可替代的作用。古树保存了珍贵的种质资源^[3]，但由于全球气候变化、生态环境恶化等自然因素的影响，以及土地利用的变更等人为因素的干扰，古树种质资源正面临灭绝的威胁^[4]。

在种质资源收集和保存方面，国际上有74个国家370个植物园的种子库保存了57051种野生植物种子^[5]，我国则建立了相应的农作物、林木种质、野生生物以及热带亚热带植物种质资源库。国家农作物种质资源保存长期库、中期库、种质圃、原生境保护点和国家基因库相结合的种质资源保护体系；中国国家林木种质资源库和良种基地保存种质资源33000余份（含引进），深圳国家基因库保存3000万份生物样本^[6]；中国西南野生生物种质资源库^[7]目前共保存种子85046份10601种，占我国有花植物种数的36%；植物离体培养材料2093种24100份；DNA分子材料7324种65456份；2280种22800份微生物菌株和2203种60262份动物种质资源等；我国广东省热带亚热带植物种质资源迁地保育基地，新引种热带亚热带珍稀植物800多种、1600多号^[8]。

1古树名木种质资源的保存与利用

1.1古树名木种质资源的保存原则

首先，种质资源经过保存后，确保其持续保持生存能力。其次，维护原有种的遗传信息得以完整保留，并以满足利用为目的。再者，维持样本的一定数量，以保护濒危树种不灭绝，并得以适当发展。

1.2古树名木种质资源的保存对象及方式

古树名木种质资源的保存对象有种子、花粉、枝条、幼苗及植物DNA片段。细胞的培养物也是古树名木种质资源的关键研究因素，具体细节见表1。

表1 古树名木种质资源的保存对象及方式

1.3古树名木种质资源的保存技术

1.3.1种子保存

种子保存是植物迁地保护措施中最有效和最经济的方法，种子库保存古树名木种质资源可显著延长种子寿命，减少监测和更新次数，避免频繁更新导致遗传完整性的丧失^[9]。古树种子的处理‌包括种子收集、‌筛选、‌沙藏、‌催芽等环节，‌以确保古树幼苗的繁殖效果。‌这些步骤对于保护古树名木的遗传资源至关重要，‌有助于延续珍贵古树的生命周期。‌首先，将古树种子去除果肉残渣和杂质，随后进行清洗干燥、种子计数、X射线质量检测，确保种子质量达标。最后将处理过的种子送至种子保藏区，进行适当干燥后妥善保存。种子保存需要适宜的温度，防止温度骤冷骤热。当种子内部温度超过40℃时，则容易丧失活力；在恒定的温度下，种子保存需要适宜的含水量，一般以4%~14%为宜。种子保存过程中还需注意通风，密封环境会造成种子停止呼吸，从而降低种子的发芽潜力。

1.3.2离体材料保存

离体保存是指将可用于繁殖的器官或组织保存在适宜环境下，最大限度地降低其生长速率，以此来保存种质^[10]。通过选取古树名木的分生组织、花粉、休眠枝条等离体材料，在适宜的环境条件下进行保存。对采集的古树名木材料进行超低温预处理，包括预培养、脱水、降温冷冻、液氮保存等步骤，以确保种质资源的长期保存和活力。

1.3.3组织培养

对于不适合通过种子库保存的植物资源，采取植物组织培养保存技术。该技术通过选取茎尖等具有生长潜力的植物组织，在培养基中较低温度环境下进行培育，由此作为样本发育的试管苗，以减缓其生长速度并延长保存期限。组织培养保存需要定期进行继代培养，但多次继代培养会造成遗传性变异、种质分化以及再生能力的降低^[11]。

组织培养整个过程涉及多个关键步骤：采集古树名木植物组织材料，并进行严格的消毒处理，以确保无菌环境；将消毒后的植物组织材料接种到培养基中，诱导其进行细胞分化；通过特定的培养条件促进试管苗生根并茁壮成长；将培养好的试管苗妥善保存，以备后续使用。

1.3.4种植保存

可以采取原生境保存或迁地保存的方式来保存古树名木的种质。原生境保存是指在原生长环境中建立保护区，确保这些古树能在其原生长环境下继续生长并保持繁殖能力。对于那些原生地不适宜生长或靠自身无法维持正常繁衍更新的树种，则需要采取迁地保育的方法进行保存。迁地保存是将种质资源从原生地或次生地迁移到种质资源圃或植物园，以便进行集中管理和保存。同时，应尽可能保证种植条件与原产地条件相似，以最大限度地保持原品种或类型的遗传特点和群体结构。

1.3.5 DNA保存

DNA提取主要用于研究植物的遗传特征和基因组结构，而DNA保存则包括植物材料的取样、破碎处理、DNA提取与纯化、质量检测等步骤。最终将纯化后的DNA样本存入零下80℃的超低温冰箱中，以确保植物DNA的长期稳定性和可用性，有效保存古树名木的种质遗传信息，为后续的重要功能研究提供有力的支持。

2湖南省古树名木种质资源保存与利用

2.1湖南省古树名木资源状况

湖南省是南方重要的集体林区，树种繁多，古树种质资源十分丰富。据统计，湖南省古树名木种质资源总数为236627株，其中数量超过万株的有枫香、樟树、马尾松、柏木、甜槠；超过五千株的有青冈栎、黄连木、木荷；一千到五千株的有椤木石楠、栲树、苦槠、朴树、银杏、女贞、锥栗、枫杨、赤皮青冈、麻栎、细叶青冈、榉树、木樨、钩栲、白栎、柞木、乌桕、重阳木、闽楠、杉木、南方红豆杉、黄檀、皂荚、石栎、油茶、南酸枣、槐树、栓皮栎、水青冈。

如表2所示，湖南省古树名木种质资源中一级古树7760株，占比3.28%；二级古树28014株，占比11.84%；三级古树200558株，占比84.76%；名木295株，占比0.12%。名木、一级古树、二级古树和三级古树数量分布呈金字塔型。

表2 湖南省古树名木资源分级特征

2.2湖南省古树名木种质资源的保存

湖南省林业局针对全省一级古树、国家和省级重点保护野生植物古树、珍稀濒危植物古树、具有特色景观或文化价值的古树，以及特色经济树种组成的优势树种古树群，建设了古树名木种质资源圃。这项工作依托湖南省植物园和湖南省林科院等单位，初步开展了古树优良基因保存、扩繁和回归。此外，还建立了苗圃（床）、荫棚、温室、实验室、仓库、围栏（网）、灌溉系统、标识系统、监控系统、交通路网等基础设施，并配备了软硬件设备，进行档案建设与管理，科学规划了功能分区，包括种质资源展示区、试验区、繁殖区、管理区、生态保护区等。

2.3湖南省古树名木种质资源收集

在古树名木种质资源收集与利用方面，湖南省植物园在湖南省林业科技古树名木专项资助下，于2023年9月至2024年3月期间，成功收集了1900年的罗汉松、680年的马尾松、820年的垂丝香柏、1600年的杉木、820年的枫香、500年的桂花、500年的闽楠、1000年的红豆杉、2500年的银杏以及1050年的樟树等10种古树种子，每种古树种子的收集量约为2 kg。

2.4湖南省古树名木种质资源利用

为有效保护和合理利用湖南省林木种质资源，科学地建立和管理林木种质资源库，湖南省林业局根据《中华人民共和国种子法》等国家有关规定，制定了《湖南省省级林木种质资源库管理办法》。

湖南省已经建立了绒毛皂荚、鹅掌楸、大叶榉、无患子、伯乐树、青钱柳、杜仲以及乌桕等多个种质资源库。湖南省植物园对采集的湖南“树王”的种子和枝条做了发芽和繁育实验，以有效利用和保存这些珍贵的古树种质资源。

3古树名木种质资源的保护和利用建议

（1）大力开展古树名木种质资源的搜集、保护和利用，加强古树名木种质资源库建设，结合国家种质资源库，建设古树名木种质资源库，包含低温种质保存库、试管苗保存库、超低温种质保存库以及DNA库等。

（2）全面加强对古树名木种质资源的鉴定与评价工作，应用现代生物技术深度挖掘古树名木的优异种质和基因，研究和应用分子标记、基因编辑等林木育种新技术，为林木种质资源品种创新提供优异的基因来源。

（3）深入研究极端气候条件下古树名木的生长状况、生理生化变化以及抗高温和耐旱机理，为应对极端气候条件对古树造成损害进行抢救复壮提供技术支持。

（4）由于自然条件和环境恶化的双重影响，古树的抵抗力和免疫力逐渐退化。生物入侵、病虫危害等因素均会对树体健康造成影响。通过利用远程监控和湿温度传感器等先进技术，可以实时掌握古树名木的生长状况，并及时采取相应的救护措施。

（5）古树名木种质资源的保存需要长期稳定的财政和人员投入，为了进一步完善古树名木种质资源的保存体系，必须引进先进的仪器设备和技术。

参考文献

[1]梁克伟,林木种质资源利用与保护的问题对策研究[J].农业灾害研究,2024,14(3):250-252.

[2]李高飞,吕浩,刘超,等.湖南省古树名木资源特征分析[J].农林与技术,2023,43(19):45-47.

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[4]李传悦.林木种质资源库建设及种质资源培育探讨[J].防护林科技,2020(7):70+87.

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[6]周桔,杨明,文香英,等.加强植物迁地保护,促进植物资源保护和利用[J].中国科学院院刊,2021,36(4)417-424.

[7]李德铢,杨湘云,王雨华,蔡杰.中国西南野生生物种质资源库[J].中国科学院院刊,2010,25(5):565-569+550+472+571.

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[10]连朋,王丽娟.种质资源超低温保存技术及其在草莓中的应用研究进展[J].天津农业科学,2019,25(10):8-13.

[11]祝剑峰.植物组织培养在育种中的应用[J].安徽农业科学,2014,42（35）:12415-12417.

通讯作者：吕浩。

基金项目：2024年湖南省省级林业生态保护修复发展资金古树名木保护项目。

（作者单位：湖南省植物园）