杉木良种选育与高效培育技术研究.docx

1、杉木良种选育与高效培育技术研究杉木良种选育与高效培育技术研究一、提名意见：杉木是我国最重要的速生乡土用材树种，人工林面积和蓄积量分别占全国人工乔木林的1/5和1/4，对解决我国木材供需矛盾具有战略意义。项目基于国家木材供需总量及结构性矛盾对良种良法的迫切需求，在“十一五”、“十二五”国家科技支撑计划杉木育种与栽培专题、“863计划”等20余个国家及地方项目资助下， 由中国林科院林业研究所组织全国12家省级以上研究单位组成的协同攻关团队，历经10余年的持续攻关，在杉木高世代种子园营建技术、多目标无性系选育、良种规模化繁育、生长模拟与预测、大径材定向培育等方面取得了一系列重大突破，在杉木高世代育种

2、和高效栽培方面形成了系统的理论与技术体系，全面推进和提升了我国杉木产区良种化利用水平和栽培技术水平。项目共审/认定杉木良种101个，发表学术论文153篇，其中SCI收录25篇，授权国家发明专利6件，实用新型专利1件，登记软件著作权2项，颁布林业行业、地方标准10项，出版专著8部，验收认定/鉴定科技成果7项。获省部级科学技术进步奖一等奖1项，二等奖5项，三等奖2项，获中国林科院重大科技成果奖。成果在湘、赣、桂、浙、闽、粤、黔等省区推广，15个基层应用单位累计推广造林面积288万亩，新增产值60.1亿元。近10年累计推广造林3000余万亩，取得了显著的社会、经济和生态效益。经审查，该项目符合国家科

3、技进步奖提名要求，且在公示期内无异议。二、项目简介:项目属林业科学技术领域。杉木是我国最重要的速生乡土用材树种，人工林面积和蓄积量分别占全国人工乔木林的1/5和1/4，对解决我国木材供需矛盾具有战略意义。在“十一五”、“十二五”国家科技支撑计划杉木育种与栽培专题、“863计划”等20余个国家及地方项目资助下，中国林科院林业研究所联合全国12家省级以上研究单位组成协同攻关团队，历经10余年持续攻关，在杉木高世代种子园技术、无性系选育、良种繁育、生长模拟、大径材培育等方面取得重大突破，全面提升了我国杉木产区良种化利用水平和栽培技术水平。1.突破了杉木高世代种子园营建技术，选育种子园或家系良种91个

4、，全面推进了杉木产区良种换代升级。基于9省区10年的连续系统测试，理论上系统阐明了杉木不同改良世代亲本不同交配设计子代生长与材性的遗传变异规律，优化了遗传参数估算方法，揭示了杂种优势形成机理。技术上，基于生长、开花、结实等多性状选择指数，选出第3代建园亲本228个。创新提出了种子园分步式高效营建技术、双系种子园营建技术和红心杉种子园营建技术3项核心技术。中心产区全面完成第3代遗传改良，在湘、浙、闽、黔、赣营建第3代种子园 8000余亩，遗传增益达10%以上，使得我国树木遗传改良水平与发达国家同步。2.突破了杉木多目标无性系育种与规模化繁育技术。基于7省区50块1321年无性系试验林测试，在理论

5、上系统揭示了无性系重要性状遗传变异规律，奠定了杉木无性系选育理论基础。在技术上突破了速生优质、耐瘠薄、红心材等多性状无性系选育技术，选育优良无性系288个，材积遗传增益 19.8%153.05%；突破了杉木组培快繁技术和容器育苗技术瓶颈，实现了优良无性系规模化生产。3.突破了杉木自然稀疏理论与生长模拟方法研究。基于不同产区密度试验林30年连续观测数据，揭示了杉木林自然稀疏机制与最大密度线轨迹作用因素，奠定了杉木密度管理理论依据。解析了生长方程拐点与林分直径分布模拟精度的关系机理，提出了一种参数可变直径分布模型-R分布和一种Fuzzy分布模型。首次将贝叶斯统计理论引入人工林生长模拟预测，形成一种

6、新的模拟技术体系。4.突破了杉木大径材材种结构动态变化规律及成材机理研究，提出了杉木大径材定向培育技术体系。基于杉木密度试验、间伐试验、密度间伐试验等1336年长期观测数据，系统阐明了杉木人工林林分密度效应规律及其大径材成材机理；发现低密度111株/亩+ 16指数立地大径材高效稳定模式；首次提出了杉木大径材优化栽培模式，建立了国家及省级杉木大径材培育技术标准化体系。5.项目审/认定杉木良种101个，发表论文153篇，其中SCI收录25篇，授权国家发明专利6件，登记软件著作权2项，颁布林业行业、地方标准10项，出版专著8部，验收认定/鉴定成果7项，获省部级科学技术进步一等奖1项，二等奖5项，三等

7、奖2项，获中国林科院重大科技成果奖。成果在湘、赣、桂、浙、闽、黔等省区推广，15个基层单位累计推广造林288万亩，新增产值60.1亿元。10年累计推广造林3000余万亩，社会、经济和生态效益显著。三、客观评价:1.国家科技项目验收意见（1）国家“十一五”科技支撑杉木栽培专题验收意见（附件编号：P5-15、16）。2010年9月1日，国家林业局科技司在北京主持召开国家“十一五”科技支撑专题“杉木大径材速生丰产林培育关键技术研究与示范”（编号：2006BAD24B 0301）验收会，专家组一致认为专题从遗传控制、立地控制、密度控制、轮伐期控制技术出发，以密度试验林长期定位观测数据为基础，系统揭示了

8、杉木林分大径材成材机理，形成了杉木大径材培育技术体系，在人工林培育理论与技术方面取得重要进展。认定成果“杉木大径材定向培育技术”1项。（2）国家“十一五”科技支撑杉木育种专题验收意见（附件编号：P5-17）。2010年9月4日，农业部科技教育司在北京组织召开国家“十一五”科技支撑专题“高产优质多抗杉木新品种选育”（编号：2006BAD01A1402）验收会，专家组一致认为专题建立了杉木高世代种子园营建和种子丰产、杂种优势创制和固定利用、特异种质选择和良种繁育等技术体系，支撑了杉木良种基地建设，促进了良种选育理论与技术发展，实现了良种规模化应用，社会经济效益显著。（3）国家“十二五”科技支撑杉木

9、育种专题验收意见（附件编号：P5-18）。2017年4月19日，国家林业局科技司在北京主持召开国家“十二五”科技支撑专题“杉木三代育种技术研究与示范”（编号：2012BAD01B0201）验收会，专家组一致认为：在杉木三代育种群体构建及建园亲本选择技术领域取得重要成果，构建了杉木三代育种技术体系，提高了育种效率；研发了杉木双系杂交组合精选、分步式建园、截干矮化等种子园营建和丰产技术，解决了杉木无性系扦插、组培繁育产业化技术，有效支撑了我国杉木良种基地建设和良种生产。（4）林业公益性行业科研专项验收意见（附件编号：P5-20）。2015年6月12日，国家林业局科技司在北京主持召开林业公益性行业科

10、研专项“红心杉高世代育种群体建立及心材形成机理研究”（编号：201104058）验收会，专家组一致认为：在红心杉高世代育种群体建立及优良杂交组合筛选、红心杉种质资源保存及无性系选育等方面取得显著成果，建立了红心杉优良无性系高效无性繁育技术体系，制订了红心杉扦插技术标准，促进了红心杉产业化发展。2.项目技术成果鉴定意见（1）鉴定成果一：杉木高世代育种群体建立及优质速生新品种选择（附件编号：P5-21）。2011年10月20日，浙江省林学会组织专家对“杉木高世代育种群体建立及优质速生新品种选择”成果进行鉴定，鉴定委员会一致认为：成果在杉木2代子代测定及3代亲本选择与种子园建立、杂种优势形成及双系种

11、子园营建、无性系选择与繁育等方面研究系统，在杉木双系种子园营建技术、优质速生新品种选育等方面具有显著创新，达到国内同类研究先进水平。（2）鉴定成果二：杉木系统改良与无性系选择（附件编号：P5-24）。2012年3月1日，国家林业局科技司主持召开了“杉木系统改良与无性系选择”成果鉴定会，鉴定委员会一致认为：在2代种子园亲本选择、子代遗传增益评价、结实规律、建园效果等方面研究系统；率先提出了杉木无性系早期选择及生长与材质综合选择技术；填补了我国杉木无性系扦插育苗技术规程空白；成果在种子园营建技术的系统性和无性系综合选择方面达到国际同类研究先进水平。（3）鉴定成果三：杉木三代种子园分步式高效营建技术

12、研究（附件编号：P5-23）。2013年12月14日，湖南省科学技术厅组织、湖南省林业厅主持召开“杉木三代种子园分步式高效营建技术研究”成果鉴定会，鉴定委员会一致认为：提出了杉木三代优树选择方法和标准；提出了杉木种子园分步式建园技术体系，对全国杉木良种基地建设具有重要示范作用；首次制订了林业行业标准杉木种子园营建技术规程；成果达到国际同类研究先进水平。（4）鉴定成果四：广西杉木良种及大中径材高效培育技术研究与示范（附件编号：P5-22）。2015年3月20日，广西壮族自治区林业厅组织召开“广西杉木良种及大中径材高效培育技术研究与示范”成果评审会，专家组一致认为：成果建立了杉木轻基质容器育苗产业

13、化体系，形成了杉木良种繁育和大中径材高效栽培质量控制体系；在杉木良种选育及应用、容器育苗轻基质配置技术、大中径材高效培育技术等方面有明显创新，经济、生态、社会效益显著，成果达到国际同类研究先进水平。3.项目技术成果重要科技奖励项目技术成果主要完成单位作为第一完成单位获省部级科技奖励8项（附件编号：P5-2530、147）：广西科学技术奖一等奖：广西杉木良种及大中径材高效培育技术研究与示范；证书编号：2015-J-1-002-01。江西省科学技术进步奖二等奖：陈山红心杉材性变异及其基因资源利用的研究；证书编号：J-202-05-2-01 -D02。江西省科学技术进步奖二等奖：杉木大径材培育技术研

14、究；证书编号：J-06-2-06-D02。广东省科学技术奖二等奖：杉木系统改良与无性系选择；证书编号：B01-2-2-02-D01。贵州省科学技术进步奖二等奖：杉木新品系选育及丰产高效栽培技术研究与应用；证书编号：2016J-2-16。湖南省科学技术进步奖：杉木良种选育及三代种子园建园新技术研究与应用（2017年度）。浙江省科学技术奖三等奖：杉木高世代育种群体建立及优质速生新品种选择；证书编号：1203235-1。梁希林业科学技术奖三等奖：杉木优良家系选育及三代种子园分步式高效营建技术；证书编号：2016-KJ -3-19-R01。项目整体技术获中国林业科学研究院重大科技成果奖（附件编号：P5

15、-146）。四、推广应用情况:项目在国家“十一五”、“十二五”科技支撑计划及江西、福建、湖南、浙江、广西、广东、贵州、湖北、四川等12个省区同步实施的科技支撑项目共20余个项目连续10年的支持下，共完成国家科技支撑杉木专题3项，认定/鉴定杉木良种选育与高效培育技术成果7项。在成果推广方面，项目建立了完整的试验示范基地和推广网络体系，主要完成人均为所在省区杉木良种基地或国家木材战略储备基地技术支撑专家，为成果的迅速推广提供了可靠技术与基地保障。成果在湖南、江西、贵州、浙江、广东、广西、福建等12个省区良种基地、速丰林基地建设中推广应用，累计推广造林达3000余万亩。15个抽样基层应用单位近3年生

16、产良种5.1万斤，培育良种壮苗1.2亿株，新增产值9.4亿元，新增利润5.7亿元；2006-2017年期间，应用成果直接营造和推广造林288.1万亩，新增木材1052.48万m3，新增产值60.1亿元，新增利润36.3亿元，社会、经济和生态效益十分显著。 五、主要知识产权证明目录:知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号授权日期证书编号权利人发明人发明专利有效状态著作Self-thinning and Growth Modelling for Even-aged Chinese Fir (Cunninghamia Lanceolata (Lamb.) Hook.) Stands中国ISB

17、N：978-7-03-032020-92011张建国，段爱国，孙洪刚.付立华著作杉木遗传育种研究中国ISBN：978-7-5038-6720-02012何贵平发明专利一种杉木试管苗生根诱导方法中国ZL201310195197.42014.07.301451056广西壮族自治区林业科学研究院黄开勇、郝海坤、陈琴、蓝肖、唐庆兰、戴俊有效发明专利一种杉木愈伤组织培养方法中国ZL201310195125.X2015.01.211569326广西壮族自治区林业科学研究院黄开勇、陈琴、郝海坤、蓝肖、戴俊有效发明专利一种杉木初代培养芽诱导方法中国ZL201310195140.42015.04.2916511

18、63广西壮族自治区林业科学研究院黄开勇、陈琴、郝海坤、戴俊有效计算机软件著作权杉木林分动态模型系统V1.0中国2016SR2747422016.9.26软著登字第1453359中国林业科学研究院林业研究所计算机软件著作权林木遗传育种中不平衡、规则不规则试验数据处理的M语言程序软件中国2014SR0159602013.9.23软著登字第0685204中国林业科学研究院亚热带林业研究所良种湘杉300中国（2015）第03号2016.4.30国R-SC-CL-003 -2015中国林业科学研究院林业研究所张建国、段爱国、邓宗富、钟建德、黄开勇、徐清乾良种陈山红心杉一代种子园种子中国（2015）第03

19、号2016.4.30国S-CSO(1)-CL-004-2015江西省林业科学院肖复明，曾志光、李彬、孙世武、江香梅良种杉木三代种子园种子中国（2013）第01号2013.12.20浙R-CSO(3)-CL-005-2013中国林业科学研究院亚热带林业研究所何贵平、齐明、冯建国、骆文坚、徐永勤六、主要完成人情况：姓名排名行政职务技术职称工作单位对本项目贡献张建国1所长研究员中国林业科学研究院林业研究所对本项目技术创造性贡献：项目负责人。项目技术路线的设计和试验方案的编制者。主持国家“十一五”、“十二五”杉木育种及栽培科技支撑专题研究，重点负责杉木种子园营建与丰产、无性系区域化测定、大径材成材机理

20、及林分生长模拟研究。选育国家级良种3个，通讯作者发表论文50篇，出版著作4部，登记软件著作权1项，制订行业标准1项；在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%，对科技创新中第1、2、3、4等做出重大贡献（旁证材料：良种：P5-1、2、3137；认定成果/验收证书：P5-1518；论文：P5-911、149205；专著：P1-1、P5-140142；软件著作权：P5-130；标准：P5-12）。段爱国2无研究员中国林业科学研究院林业研究所骨干参与并协调国家“十一五”、“十二五”杉木育种及栽培科技支撑专题研究，重点负责杉木种子园亲本开花习性与营建、无性系区域化测定、大径材成材机理及优势

21、高生长、胸径与断面积分布、干形模拟研究。选育良种4个，发表论文50篇，出版著作3部，制订行业标准1项；在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%，对科技创新中第1、2、3、4做出重大贡献（旁证材料：良种：P5-1、2、3137；认定成果/验收证书：P5-1518；论文：P5-911、149205；专著：P1-1、P5-141、143；标准：P5-12）。肖复明3所长研究员江西省林业科学院骨干参与国家“十一五”、“十二五”杉木育种及栽培科技支撑专题研究，重点负责红心杉种子园亲本选择与营建技术、红心杉资源收集与无性系选育、大径材速丰林培育研究。选育国家级、省级良种4个，发表论文24篇，

22、制订标准4项；在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%，对科技创新中第1、2、4做出重大贡献（旁证材料：良种：P5-4、4244；认定成果/验收证书：P5-19、20；论文：P5-221244；标准：P5-135、136、138、139；获奖：P5-26）。何贵平4无研究员中国林业科学研究院亚热带林业研究所骨干参与国家“十一五”、“十二五”杉木育种科技支撑专题研究，重点负责浙江省高世代种子园亲本选择与丰产技术、杂交亲本选配及双系种子园建立及速生优质无性系选育研究。选育良种5个，发表论文16篇，出版著作2部，研制标准1项，获软件著作权1项；在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作

23、总量的60%，对科技创新中第1、2等做出重大贡献（旁证材料：良种：P5-3、3841；鉴定成果：P5-21；论文：P5-206220；专著：P1-2、P5-144；软件著作权：P5-131；获奖：P5-30）。黄开勇5副所长研究员广西壮族自治区林业科学研究院参与国家“十二五”杉木育种科技支撑专题研究，重点负责广西高世代种子园亲本选择、营建及丰产技术、无性系区域化测定、大径材速丰林培育研究。选育省级良种21个，获授权国家发明专利6项，发表论文17篇，制订标准2项；在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%，对科技创新中第1、2、4做出重大贡献（旁证材料：良种：P5-5、4564；认定

24、成果/验收证书：P5-22；论文：P5-258276；专利：P1-3、P5-124129；标准：P5-134/137；获奖：P5-30）。徐清乾6副所长研究员湖南省林业科学院骨干参与国家“十一五”、“十二五”杉木育种及栽培科技支撑专题研究，重点负责湖南省高世代种子园亲本选择与营建技术、多性状无性系选育、大径材速丰林培育研究。选育省级良种40个，发表论文12篇，制订标准1项；在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%，对科技创新中第1、2、4做出重大贡献（旁证材料：良种：P5-6、65103；认定成果/验收证书：P5-23；论文：P5-245257；标准：P5-13；获奖：P5-14

25、8）。陈代喜7无教授级高工广西壮族自治区林业科学研究院项目主要完成人，参与国家“十二五”杉木育种科技支撑专题研究，重点负责广西高世代种子园亲本选择与营建技术、速生高产无性系选育、大径材速丰林培育研究。选育省级良种21个，发表论文9篇，制订标准2项；在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%，对科技创新中第1、2、4做出重大贡献（旁证材料：良种：P5-5、4564；认定成果/验收证书：P5-22；论文：P5-258276；标准：P5-134/137；获奖：P5-30）。胡德活8所长研究员广东省林业科学研究院对本项目技术创造性贡献：骨干参与国家“十一五”、“十二五”杉木育种科技支撑专题

26、研究，重点负责广东省高世代种子园亲本选择与营建技术、速生优质无性系选育、速生丰产林培育研究。选育省级良种11个，发表论文15篇，制订标准2项；在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%，对科技创新中第1、2、4做出重大贡献（旁证材料：良种：P5-7、104113；认定成果/验收证书：P5-24；论文：P5-277291；标准：P5-14、133；获奖：P5-28）。陈波涛9所长研究员贵州省林业科学研究院骨干参与国家“十一五”、“十二五”杉木育种科技支撑专题研究，重点负责贵州省高世代种子园亲本选择与营建技术、速生优质无性系选育及速丰林培育研究。选育省级良种11个，发表论文8篇；在该项

27、技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%，对科技创新中第1、2、4做出重大贡献（旁证材料：良种：P5-8/114123；论文：P5-292298；获奖：P5-29）。张雄清10无副研究员中国林业科学研究院林业研究所对本项目技术创造性贡献：骨干参与国家“十二五”杉木育种科技支撑专题研究，重点负责杉木无性系区域化测定、贝叶斯推断法应用于杉木生长、枯损和生物量模型构建研究。发表论文21篇，其中SCI论文11篇，登记软件著作权1项，制订行业标准1项；在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%，对科技创新中第2、3做出重大贡献（旁证材料：验收证书：P5-18；论文：P5-149185

28、；软件著作权：P5-130；标准：P5-12）。七、主要完成单位及其贡献:排名单位名称项目贡献1中国林业科学研究院林业研究所是本项目的第1负责单位，全面负责项目的总体规划、设计组织与工作实施，统筹协调参与单位及项目各子项目研究工作。在国家“九五”、“十五”科技攻关基础上，凝聚了全国杉木育种与栽培科技支撑研究主要团队与骨干人才，构建了覆盖全面、目标多样的试验基地网络，在“十一五”、“十二五”国家科技支撑计划杉木育种与栽培专题等项目资助下，全面开展了杉木良种选育与大径材培育技术研究及示范推广：1.开发杉木特异性SSR引物11对，收集、保存杉木主产区9省区近20年选育3代亲本在内的优良遗传材料372

29、份；揭示不同世代种子园开花习性及老龄种子园矮化复壮机理；2.基于全国首次杉木跨区域无性系测定，揭示了速生优质无性系遗传变异规律，选育并认定我国第一批杉木无性系良种3个，取得我国杉木无性系育种重要突破；3.基于30年生杉木密度试验林等长期观测资料，揭示了杉木大径材材种结构动态变化规律及成材机理，集成了杉木大径材速生丰产林高效培育技术体系；4.揭示了杉木自然整枝进程动态规律，突破了杉木自然稀疏理论与动态模拟方法，奠定了杉木密度管理理论基础；5.实现了杉木林分、单木、径阶三水平生长模型精准构建，研制了杉木林分动态模型系统，并首次将贝叶斯法应用于杉木人工林生长模拟研究；6.认定科技成果“杉木大径材定向

30、培育技术”，选育国家或省级良种8个，软件著作权1项，制订行业标准1项，发表论文62篇，出版著作5部。2江西省林业科学院是本项目的第2负责单位，重点负责红心杉种子园亲本选择与营建技术、红心杉资源收集与无性系选育、大径材速丰林培育研究。1.构建了红心杉高世代育种群体，建立了红心杉专营性种子园，在红心杉原种地江西安福建立红心杉基因库102亩，收集保存红心杉优良组合80个、优良基因型902个；2.以速生、高红心比例为选育性状，从红心杉初级种子园子代测定林中筛选优良家系30个，材积遗传增益13%，遴选红心杉2代建园亲本32个，红心比例均达60%以上，建立红心杉2代种子园3处，总面积1000亩，其中江西安

31、福550亩、吉安450亩；3.经16年种源试验、自由授粉和控制授粉子代三水平试验，揭示了种源间遗传力、种源内家系遗传力、家系内单株遗传力依次递升规律；4.建立了红心杉组织培养高效繁育体系，增殖系数达4.56，生根率达89.3%，炼苗7-14天移栽成活率90%以上；5.验收科技成果“红心杉高世代育种群体建立及心材形成机理研究”、“红心杉基因资源保存及高效无性繁育技术研究”，制订江西省杉木大径材、红心材培育等4项地方标准杉木大径材培育技术规程、杉木大径材苗木培育技术规程及陈山红心杉扦插育苗技术规程、地理标志产品 陈山红心杉，选育国家级、省级良种4个，发表科技论文24篇。3中国林业科学研究院亚热带林业研究所是本项目的第3负责单位，重点负责浙江省高世代种子园亲本选择与丰产技术、杂交亲本选配及双系种子园建立及速生优质无性系选育研究。1.提出采用优良家系和优良家系内优良个体联合选择策略，从2代优良家系中，基于生长材性联合前向选择3代亲本75个，提出3代种子园施肥、疏伐、辅助授粉、截顶矮化、病虫害防治等种子园丰产稳产5项关键技术，种子发芽率达60%以上，病虫危害控制在10%以内；2.绘制了杉木杂交组