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1、奥运之树杂交马褂木的育成,主讲人：芦建国,北美鹅掌楸的引种,杂交鹅掌楸的育成,2,3,4,叶老品德与风范,1,木兰科鹅掌楸属概况,5,园林应用推广,目录,鹅掌楸，落叶大乔木，叶大，形似马褂，故有马褂木之称。为古老的珍贵树种之一，全世界仅有两种。一个种称北美鹅掌楸(Liriodend tulipifera)。另一个种称鹅掌楸，也叫中国马褂木。,一、木兰科鹅掌楸属概况,中国马褂木,北美鹅掌楸,1.1中国马褂木,中国马褂木（Liriodendron chinense ）生长迅速,干形直,木材用途广,叶和花都具有较高的观赏价值,是高级绿化树种之一,深受人们的喜爱。分布 区东部、中南部较分散，而西部相对
2、较集中。,分布地点（县）,分布区界限,正在岛屿化分布区界限,中国马褂木濒危原因,中国马褂木分布范围广，种群数量少。为我国特有珍惜植物，已被列为二级濒危物种。其不耐寒，在自然条件下，种子饱满率一般不到15%，而种子发芽率仅在5%以下。濒危原因：1、通常雌蕊早熟于花瓣展开之前，存在自花授粉隔离机制。2、存在花粉管生长受阻，胚和胚乳发育不协调等现象。3、分布范围大，种群规模小，原有适生环境已遭严重破坏。,北美鹅掌楸(Liriodend tulipifera)自然分布在美国东部（从美国东部到新英格兰南部，西经安大略南部和密歇根，南到路易斯安那，东到北佛罗里达州中部）和加拿大东南部。它能够适应多种气候条
3、件，比较耐寒。,1.2北美鹅掌楸,北美鹅掌楸,1.2.1北美鹅掌楸的引种目的,叶建国在杂交马褂木的推广与繁殖写到“据资料记载，德国人于1890年将该树种引进到青岛，20、30年代杭州、南京有引种栽培。解放后，不少植物园和林业科研部门都有引种栽培。在北美鹅掌楸百年来的引种史上，普遍反映引种的效果很好，比马褂木的适应性强、稍耐寒、生长旺盛，能经受住南京的高温炎热气候。”李健民等通过对北美鹅掌楸种源在福建邵武试验点试验结果：北美鹅掌楸根系不发达，人工造林成活率和保存率都不高，造林后植株死亡率都高于我国鹅掌揪，大面积造林似成问题。他们认为引种北美鹅掌揪的目的在于丰富种间杂交育种资源，而不在于丰富本地区
4、的造林树种。,北美鹅掌楸,二、叶老品德与风范,叶培忠（18991978），江苏省江阴县人，树木育种学家。当代中国树木育种学的先驱者之一。毕生致力于林业科研和教育工作，培养了几代林业科技人才。他在树木杂交育种方面贡献卓著，特别是杉木遗传改良的成就和黑杨派南方型无性系引种栽培的成功，对中国发展速生丰产林具有重大的理论和实践意义。在水土保持研究方面，引种培育了多种水土保持植物，并推广种植。,叶培忠,2.1植物园建设,1929年，叶培忠于同年8月到南京总理陵园（今南京中山陵园）园林组工作，同傅焕光、沈隽等人一起参加筹建南京总理陵园植物园。1932年，叶老在总理陵园担任总务处园林组技术员，同时兼职南京金
5、陵农学院园艺系教师。建园忙不过来，叶老把工作与教学结合在一起，不仅解决植物园人手不够的问题，还为学生们提供了良好的教学实习机会。当年他曾教过的园艺系学生，后来都是中国园艺界的名人、专家。沈隽、汪菊渊、陈俊俞等都曾是叶老的学生。,（1917-2012）,陈俊愉,中国工程院院士,中国工程院资深院士,著名果树专学家,汪菊渊,（1913-1996）,沈隽,（1913-1994）,2.2教书育人,叶老最重要的成果是他通过把教学、科研、生产融为一体，培养出来一批在国内、国际上都有突出贡献的人才，叶老的许多学生都成了林业、园林业的英才。陈俊愉院士是叶老的学生，在他追忆叶老教诲二三事中总结叶老教学大致可分三种
6、类型：第一类，是在现场边走边讲，边看边说，这种情况最多。第二类，是他介绍树木育种早期成果及其推广展望。 第三类，是谈心，仅谈过一次。据陈俊愉院士回忆：“一次我登府拜访时，他说：今天我们不逛校园，就在家里谈谈心吧！叶老接着说：你在北京一次遗传育种学术批判会上，批评了我的学术观点。我深知你当时有困难，不这样做也难以过关呀！我对此并不介意，希望你今后正确对待就可以了。我当时只答复了两句话，一是承认在极左压力下自己没有顶得住，二是感谢叶老大度包涵。现已事隔多年，我却总想让我的错误公诸于世，才算对得起叶老的谆谆教导。”,2.3不为名、不谋利,1931年底学成回国。南京总理陵园植物园经叶培忠、傅焕光、沈隽
7、等人7年艰苦创业，初具规模。叶培忠是这个驰名中外的植物园的第一任主任。叶老不为名、不谋利，1956年，他兼任中国科学院南京中山植物园研究员。植物园按国家规定给他一笔兼职报酬，他拒不接受。再三谢绝不了的情况下，他把这笔报酬全部捐献给了灾区人民。他在兼任南京中山植物园研究员期间，从南京林学院到中山植物园，往返一趟近20里，当时不 通公共汽车，要徒步行走。南京中山植物园 领导看他年老行走不便，要派小汽车接送他 上下班，但他从不肯坐车总是徒步当车。从 1965年10月起，他不辞辛苦，不取报酬在中 山植物园工作了22个年头，直到1978年去世。,三、北美鹅掌楸的引种,因总理植物园建园工作的需要，1930
8、年初被派往英国爱丁堡皇家植物园，学习植物园规划设计、植物栽培和繁殖技术。由于中国马褂木不耐寒，而北美鹅掌楸却不怕冷，叶培忠认识到培育杂交马褂木的发展潜力，对北美鹅掌楸很早就感兴趣，十分青睐这一树种。他在英国爱丁堡皇家植物园学习期间就已经开始关注北美鹅掌楸，在努力自学的同时，尽量收集需要的技术资料和种子等有用的活的植物标本。他在总理植物园（即中山植物园）任职期间，把好不容易获得的种子种在总理植物园温室的花鉢中。经过精心培育，长出幼苗。,留学在英国,3.1种植资源保存,1937年抗战前夕，为妥善保存这个种植资源，叶老将其中一棵树苗移栽到玄武湖公园内（未启用过），而将另一棵北美鹅掌楸树苗种在明孝陵文
9、武方门的西首（战乱时期，注重种质资源多地保存）。准备用于和中国马褂木杂交。然而，侵华战争迫使他离开南京，心中的计划被耽搁了20多年。,明孝陵北美鹅掌楸,3.2杂交材料准备,1956年回到南京时，叶老重启杂交计划。他从庐山带回一株野生马褂木。在南京林学院的树木园和校园中，也同时栽培在中山植物园里。等待它们开花，用于与北美鹅掌楸的杂交。叶培忠 关注北美鹅掌楸和中国马褂 木已经很长时间了，但是单 单重新进行杂交前的准备工 作又经历了7年时间。,此照片是庐山植物园建成四十周年纪念照(前排左6为叶老),四、杂交马褂木的育成,自叶培忠教授开创鹅掌楸属杂交育种工作至今40余年，大约可分为3个阶段。1、杂交可
10、配性与杂种优势的探索阶段（1963-1969）；2、杂种区域试种及其生长与适应性测验阶段（1973-1980）；3、杂交育种工作全面发展阶段（1980-现今）。,4.1杂交探索,1963年，叶培忠教授首次以中国马褂木为母本，以明孝陵这一北美鹅掌楸为父本进行了人工杂交授粉（当年他已年过60，亲自爬树采集花枝和授粉）。进行了正交和反交两个组合:,马褂木x鹅掌揪；鹅掌揪x马褂木。当年10月29日采收杂交种子，于 翌年春进行花盆播种，在子叶时期用 花盆先行分栽，次年春移植于圃地。这是一次探索性杂交试验。,聚合果与小翅果,幼树与大树,F1代杂交马褂木,4.2杂种可配性探索,1965年，叶老再次重复进行了
11、这项杂交试验，这次采用了不去雄不隔离的方式进行人工杂交授粉。当年秋天采收种子后，检查种子饱满度，具有种仁的占75%左右（自由状况下授粉的种子，具有种仁的只占1一2%）。试验结果表明，鹅掌楸属种间杂交有很高的可配性。这次重复试验，探索了鹅掌楸属种间的杂交可配性。,杂交马褂木与亲本形态特征比较,杂交马褂木与亲本形态特征,马褂木,杂种,鹅掌楸,马褂木,杂种,鹅掌楸,4、叶,1、花,2、果,马褂木,杂种,鹅掌楸,3、树皮,马褂木,杂种,鹅掌楸,4.3杂种优势探索,1966-1969年，叶老亲自连续进行四年“亚美杂交马褂木的高生长和径生长与母本的对比”观测和记录。有关数据收录在他以南京林产工业学院林学系
12、育种组集体名义发表的“亚美马褂木的育成”一文中，此文刊登在1973年第12期农林科学院科技情报所办的林业通讯科技上。据记载，杂种植株高生长比马挂木增长42%，根颈生长增长13.7%。结果表明，杂交马褂木具有明显的生长优势。,4.4生长与适应性测验,叶培忠有规划和建设植物园的丰富经验，他在搞马褂木杂交的同时，也在默默规划和建设着校园的绿化美化工作。他在南京林学院，将亚美马褂木作为行道树种植在通往教学大楼的路边。为便于做对比试验，将同龄的亚美马褂木、野生中国马褂木和一棵北美鹅掌楸也种在那里。,南林亚美马褂木,亚美马褂木与野生马褂木,4.5生长与适应性测验,如今，南京林业大学校园内的亚美马褂木已经成
13、为枝叶繁茂的大树。和普通马褂木相比较，亚美马褂木已经显现了杂种优势，除保留了亲本叶形奇特、花似郁金香、凋落物无污染等优点外，还具有比亲本马褂木叶更大、花色更艳丽（呈橙红色）、生长迅速、抗性强、适应范围更广，几乎无病虫害等症状。这充分证明亚美马褂木既是极佳的生态景观、园林绿化树种，也是工业用材的优良材用树种，具有广阔的发展前景。,4.6“文革”期间,这一科研项目在“文化大革命”时期受到很大影响。但他坚持不懈，持之以恒，没有中断这项科研。尽管那时叶老已近古稀之年，又缺少帮手，事事都得亲自做，他常常在树木园为这些有效地树苗松土、浇水、施肥。在“文化大革命”的逆境中，硬是把树木育种搞下去。,谁最先成功
14、进行杂交,1975年，世界著名植物学家，胡秀英访问中国结束回美国后，给叶培忠写了一封信，信中说，美国人米勒（Miller）和帕克斯（C.R.Parks）于1973年在北卡罗来纳大学（University of North Carolina）叶完成了北美鹅掌楸和中国马褂木的中间杂交，F1很强壮。其实他们特别想知道世界上究竟是谁最先成功进行北美鹅掌楸和中国马褂木的中间杂交的。毫无疑问，叶培忠比他们早十年就得到了杂交新种，但是在历经文化大革命十年的动乱年代，我国许多科技刊物前后停刊了十几年，有的直到20世纪80年代中期方才陆续复刊。当 年中国没有期刊可发表文章，往国外寄稿如 同叛国投敌，因而也无从在
15、期刊上找到叶培 忠先搞成功的证明。在1973年美国人完成北 美鹅掌楸和中国马褂木杂交的时候，叶培忠 已经将马褂木这一科研成果推广、传播到祖 国各地。,世界著名植物学家胡秀英,五、园林应用推广,为了进行深入试验和栽培的区域试验,1973年，叶培忠教授带领全体育种组教工，进行了一次规模较大的杂交试验，当时共设计了5个杂交组合，共得到了七个家系的杂交种。74年培育出数量较大的一批杂交马褂木苗，在树木园内安排了田间比较试验。并陆陆续续地将这批苗木分送到国内不少地区和单位，其中数量比较多的地方和单位是：南京的中山陵园管理处，雨花台烈士陵园管理处；江苏连云港云台林场、江阴黄山林场、句容下蜀林场；福建洋口林
16、场、官庄林场；山东昆嵛山林场、崂山林场；湖南汉寿林业局；上海园科所；北京林科院、北京市植物园等。如今上述地区都保存有20余年生的大树。,中国林科院亚热带林业研究所杂交马褂木,五、园林应用推广,推广的单位还包括湖北省园林科研所、江西省林业科学研究所、安徽省林业科学研究所、浙江富阳中国林科院亚热带林业研究所、北京市园林科研所、中国林业科学院、陕西省西北林科院、江苏省射阳县林场。到了20世纪80年代中期，普遍生长良好，表现了较强的适应性。湖南汉寿11年生时，平均树高12米，平均胸径21厘米，最大一株，树高13米，胸径24.5厘米。武汉市园林局副局长武慧贞女士是叶老的学生，1976年叶培忠曾赠与她杂交马褂木F1代种子50粒，经过精心培育，出苗率高达90%。在武汉，从80年代末开始，杂交马褂木开始在街道、居民区、公园试种，深受人们的喜爱。80年代中开始结合生产，大面积繁殖，到90年代初培育上万株大苗，推广到上海及省内外地等地。进入21世纪，杂交马褂木已成长为长江流域等省城市绿化的主要骨干树种之一。现今，亚美马褂木在我国的分布范围已经比中国马褂木还要广。,
