“树木育种的分子基础研究”项目是我国林业科研系统第一个973课题。其终极目标是通过遗传改良提高主要用材树种的木材材性和抗逆性，并利用大量营造人工林来缓解西部地区生态环境的恶劣程度。

常言道：“十年树木。”这项树木育种研究已进行五年，取得的成就并未让研究者止步。项目首席科学家卢孟柱表示：“开展树木性状分子基础研究还需要大量的基础工作积累。”

记者：作为我国林业科研系统第一个973项目，开展这项研究的意义何在？

卢孟柱：资源、环境和能源是国家发展的重大需求。森林及木本植物在提供木材、能源和改善环境方面不可替代。然而，森林资源日益枯竭，木材供应紧张，生态平衡失调，土壤盐渍化和荒漠化加剧。因此，提高林木抗逆性和木材利用率至关重要。近年来，以基因工程为核心的生物技术发展，使定向培育和多性状组合的分子改良成为可能，为树木分子育种开辟了新途径。

记者：2000年项目申报时，预期目标是什么？

卢孟柱：我们希望在揭示木材材性形成、树木抗逆和抗虫的分子机理上取得突破，在树木形成层活动、木质部细胞分化与发育、相关基因表达与调控等热点领域达到国际先进水平。同时，鉴定关键基因，利用基因工程手段定向改良我国人工林急需的树种。

记者：与其他植物学研究相比，林业研究有何特点？

卢孟柱：农作物生长周期短，研究相对容易。而林业常说“十年树木”，实际上10年已算快。杨树成为模式树种的原因之一是其生长周期较短（约7年），而松树则需要二三十年。

记者：项目为何强调“树木育种”？木材科学与育种的关系如何？

卢孟柱：树木育种决定人工林的成败，没有优良品种就无从谈起高效人工林。以往木材科学仅停留在结构、组成和物理力学特性研究，未与林木培育结合。我们将木材物理力学性质与微细结构和化学组分联系起来，探讨木材性质形成机理，为定向培育材质改良的树木新品种提供量化指标。我们还首次采用神经网络模型，建立了基于木材结构参数预测物理力学性质的模型，准确度达95%以上，为木材性质研究、定向培育和品种改良提供了科学依据。

记者：从大众角度，如何获得我们想要的木材性质也是项目目的之一？

卢孟柱：是的。项目中有一个课题专门研究“木材材性形成的分子基础及调控机制”。我们的目标是找到决定特殊材性的基因。木材形成涉及数千个基因，如何筛选关键基因是学界难题。通过5年研究，我们建立了次生维管再生系统，能在1个月内模拟形成层发生、细胞分化和木质化过程，具有时间连续性，比传统方法更有针对性，缩小了候选基因范围，为认识木材形成分子机理奠定了基础。

记者：什么是“抗逆性”？项目主要研究哪些方面？

卢孟柱：抗逆性指树木抵抗逆境的能力，如抗旱、耐盐、抗寒等。国内相关研究主要集中在模式植物和作物上。我们选用耐盐树木柽柳和抗旱树木梭梭为研究对象。梭梭是沙漠植物，在西北防沙治沙中作用重大，但非沙漠地区不易成活。课题组成功繁殖梭梭，为研究抗旱机理提供了材料。通过基因工程技术，我们发现树木与模式植物在抗盐抗旱分子机制上存在相似性，但树木中仍有大量未知新基因，说明开展树木抗逆分子生物学研究的重要性。

记者：除了抗旱、抗盐，项目还希望树木具备哪些能力？

卢孟柱：我们还研究抗虫性。我国人工杨树林面临天牛危害，每年经济损失上亿元。我们从苏云金芽孢杆菌中分离出毒蛋白基因，虫试表明该基因对天牛致死率达75%以上，抑制幼虫生长发育活性达100%。通过基因工程将该基因转入杨树，实地虫试显示3周后校正死亡率达60%以上，4周后近80%。这为培育抗天牛转基因杨树奠定了基础，该成果已获专利。

记者：转基因杨树是否会影响生物多样性？

卢孟柱：我们对此有充分考虑。课题组首次在国内进行转基因杨树大规模田间试验，研究基因扩散和污染，建立安全性监测和评价标准。利用抗虫转基因欧洲黑杨试验林研究花粉和种子基因漂移。初步数据表明，转基因花粉授粉产生种子的距离小于600米，且种子在干旱半干旱地区无人工灌溉不能萌发。这些结果表明转基因杨树生态环境安全，为其大规模应用提供了理论依据。

记者：5年来课题组取得了哪些学术成绩？

卢孟柱：我们在国内外核心期刊发表论文126篇，申请专利16项，出版专著3部。在Genbank注册EST序列30023个，获得木材形成相关全长基因6个，抗逆相关全长基因25个。

记者：项目研究中有哪些不足？

卢孟柱：与模式植物和重要农作物相比，树木分子生物学研究基础薄弱，积累数据有限。尽管新技术大多可应用于树木研究，但缺乏大量分子生物学背景，因此开展树木性状分子基础研究仍需大量基础工作积累。例如，杨树已成为木本模式植物，但在抗盐抗旱研究中尚无理想模式植物。我们以柽柳和梭梭为材料进行了初步研究，但它们是否适合作为抗逆研究的模式植物还需进一步研究。