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AI
摘
要 我国科研团队发布全球首个杉木高质量基因组及行业首个50K育种芯片。研究揭示现存杉木或源于宋代人工林，育种芯片可将良种选育周期缩短一半以上，助力精准育种。

大山深处的洋口林场杉木基地 黄海 摄

核心提示

众所周知，福建人爱种树、会种树。全省森林覆盖率达65.85%，常年稳坐全国最“绿”省份交椅。那么，福建人爱种什么树呢？

第一大树种杉木必须拥有姓名。

作为我国南方特有用材树种，杉木人工林以占全国乔木人工林不到17.33%的面积，贡献了22.3%的人工乔木林蓄积量，生产力之高可见一斑。在我国，杉木利用历史可追溯至约5000年前的古越人，人工栽培则大约始于战国晚期。

数千年的人工栽培利用，给杉木带来了什么？哪些基因在长期人工选择中丢失了？……最近，南京林业大学、南京大学、福建省林业科学研究院、福建省洋口国有林场等单位联合发布的科研成果——《基因组视角下的杉木古代驯化连续体到现代育种改良》，给出了答案。相关成果已发表于国际权威期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。

东南网7月22日报道（福建日报记者 张辉）

“最熟悉的陌生树”，有新发现

在中国人工造林史上，杉木可谓“功勋树种”。

在《杉木与帝国》一书中，复盘了一场1000多年前的“森林革命”：宋朝年间，中国建立了较为成熟的森林经营制度，在天然林采伐迹地上广泛营建杉木人工林。杉木适应性强、速生丰产、材质优越，不仅满足了古代社会的木材消费需求，还成为重要的税收来源。

不过，早期杉木造林世代沿袭“有种就撒、有苗就栽”的粗放模式。直到20世纪50年代末，洋口林场与南京林业大学启动科研合作，首开全国杉木系统遗传改良和良种选育的先河。

第1代杉木育种主要以长得快为目标，第2代兼顾木材性质，第3代开展以生长量、木材性质和种子结实率为主的多性状联合遗传改良，第4代重点提升环境适应性和抗逆性……回望近70年的来路，中国杉木育种从无到有，先后完成3个世代遗传改良与产业化应用，如今又率先进入第4代遗传改良轮回，并初见成效。

经过数十年的科研探索，人们是否已对杉木这一树种了如指掌？答案是并不完全。

“目前，人工栽培对于杉木自然群体和育种群体的影响，尚不清楚。”南京林业大学林木遗传育种学教授施季森道出了人类对杉木的认知盲区，“具体来说，就是人类的行为如何影响物种的演化轨迹？经过长期的人工栽培和多代遗传改良，杉木种群在基因组水平上是否还保持着丰富的遗传多样性？这些种群遗传结构的变化对当下和未来的杉木育种有哪些启发或警示呢？”

要回答这些未解之谜，必须从基因组层面解锁杉木的遗传密码。像杉木这样从远古时代走来的裸子植物，遗传结构天然更为复杂。从基因组体量上看，水稻参考基因组包含3亿多个碱基对，杉木基因组则超过100亿个碱基对。

南京林业大学等单位历经8年攻关，终于攻克了复杂大基因组的组装难题，发表全球首个杉木染色体级别高质量基因组，大小达到11.5G（即115亿个碱基对），为重新认识这株“最熟悉的陌生树”打开了全新入口。

千里之外的杉木，有共同祖先

“现存的杉木，可能来源于人工林，而非天然林。”成果发布现场，杉木育种科研团队抛出了一个打破传统认知的观点。

那么，天然林去哪儿了？杉木究竟发生了什么？答案就藏在复杂的DNA双螺旋结构上。

杉木育种科研团队收集了来自15个省份的87份杉木种源材料和15份杉木古树材料，进行基因组重测序，解析比对各自遗传背景。其中就包括了朱熹800多年前在江西婺源亲手种下的杉木。