林木育種學(xué) 育種策略

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1、林木育種策略和多世代育種 第一節(jié) 林木育種策略 林木育種策略是針對(duì)某個(gè)特定樹(shù)種的育種目標(biāo)，依據(jù)樹(shù)種的生物學(xué)和林學(xué)特性、 遺傳變異特點(diǎn)、資源狀況、已取得的育種進(jìn)展，并考慮當(dāng)前的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)條件， 可能投入的人力、物力和財(cái)力，對(duì)該樹(shù)種遺傳改良作出長(zhǎng)期的總體安排。 一、育種各環(huán)節(jié)間的相互關(guān)系及與林業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)系 根據(jù)育種目標(biāo)、樹(shù)種特性、資源狀況、育種進(jìn)展，綜合地、巧妙地運(yùn)用這些環(huán) 節(jié)，使林木育種工作，既能為當(dāng)前生產(chǎn)提供經(jīng)過(guò)不同程度改良的種苗，又能不斷 滿(mǎn)足林木長(zhǎng)遠(yuǎn)改良工作的需要。 生 內(nèi) 無(wú)性蕊 片于禺 舅供仙恿 一 [S12-1育種各個(gè)環(huán)節(jié)型與生產(chǎn)的聯(lián)慕 卿1匾亠 二優(yōu)良神凍

2、 種河變畀 宴空畐 薦子園 tt良林分 雜種卄體r 二、育種的一般程序 J - ... ■- 優(yōu) ft WSr ■ … 母轉(zhuǎn)林 林木育種過(guò)程實(shí)際上是使遺傳基礎(chǔ)由寬變窄，再由窄變寬的螺旋式上 升發(fā)展過(guò)程。 第一步是根據(jù)育種目標(biāo)從群體中選擇符合要求的個(gè)體或淘汰不符合要求的個(gè)體，是遺傳 基礎(chǔ)變窄的過(guò)程； 第二步，對(duì)選擇出來(lái)的個(gè)體，通過(guò)雜交，進(jìn)行基因重組，是遺傳基礎(chǔ)變寬的過(guò)程。 選擇和經(jīng)過(guò)重組的繁殖材料通過(guò)遺傳測(cè)定進(jìn)行再選擇，又是遺傳基礎(chǔ)變窄的過(guò) 程。 如此反復(fù)循環(huán)，使需要的遺傳基因頻率不斷提高，繁殖材料的遺傳品質(zhì)不斷優(yōu) 化。 育種的各個(gè)階段經(jīng)過(guò)選擇和遺傳

3、測(cè)定的繁殖材料，可以通過(guò)種子園或采穗圃大 量繁殖，用于造林生產(chǎn)。 四、制定育種策略的原則 1．既能滿(mǎn)足當(dāng)前生產(chǎn)的需要，又能符合長(zhǎng)遠(yuǎn)遺傳改良的要求。 2．育種途徑和方法既要符合樹(shù)種生物學(xué)特性和遺傳特點(diǎn)，又要考慮該樹(shù)種遺傳改良的 社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件。 3．合理地運(yùn)用育種的各個(gè)環(huán)節(jié)，并做好各個(gè)環(huán)節(jié)間的銜接。 4．具備靈活應(yīng)變和適應(yīng)的能力，要保持種內(nèi)遺傳多樣性。 5．各項(xiàng)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單 。 第二節(jié) 多世代育種 一、 多世代改良程序 1．區(qū)別對(duì)待選擇測(cè)定用繁殖材料和生產(chǎn)性種子園繁殖材料。 在測(cè)定繁殖材料中允許有親緣關(guān)系的子代存在，但為防止生產(chǎn)用種子中存在親緣關(guān)系， 不允許有親緣關(guān)系的

4、繁殖材料進(jìn)人生產(chǎn)性種子園。 2．廣泛收集并不斷增加新的育種資源， 以維持育種群體的廣泛遺傳基礎(chǔ)，防止群體遺傳基礎(chǔ)變窄。 3．把選育和良種生產(chǎn)過(guò)程密切結(jié)合起來(lái)。 繁殖材料每經(jīng)過(guò)一次選擇、測(cè)定，都要及時(shí)為生產(chǎn)提供改良程度有所提高的種子。 4．縮短育種周期，增加選育世代 二、保持基因多樣性及延緩近交發(fā)展的技術(shù) 1．建立多種群體 基本群體: 是由育種工作者選擇出的、可供下一世代選擇用的群體。由若干個(gè)基因型組 成。 育種群體:由基本群體中挑選出來(lái)的優(yōu)良植株所組成，是育種工作的基礎(chǔ)繁殖材料。 生產(chǎn)群體:從育種群體中選擇和組建的，遺傳基礎(chǔ)比育種群體窄，是大量繁殖生產(chǎn)用種 子或穗條的群體。 當(dāng)前

5、生產(chǎn)群體的主要形式是種子園和采穗圃，一般由幾十個(gè)優(yōu)良基因型組成。 生產(chǎn)群體能夠達(dá)到最大的遺傳增益，但從育種觀(guān)點(diǎn)看，選擇強(qiáng)度大、規(guī)模小的生產(chǎn)群體 是一個(gè)“死胡同”，因?yàn)樗浅＊M窄的遺傳基礎(chǔ)降低了進(jìn)一步改良的效果，并且很快導(dǎo)致 高度的近交。 由于育種群體和生產(chǎn)群體的區(qū)分，在同一世代中，多了一次選擇，這可以明顯提高改良 的效果；而選育工作每發(fā)展一個(gè)世代，由于基因的分離和重組，再通過(guò)選擇，所需基因 的頻率得到提高，遺傳增益也會(huì)提高。 2．選用適當(dāng)?shù)慕慌湓O(shè)計(jì) 交配設(shè)計(jì)是育種策略中的重要組成內(nèi)容。交配設(shè)計(jì)有多種，應(yīng)根據(jù)具體要求和條件加以 選擇。不同的設(shè)計(jì)可以達(dá)到下列目的： 為控制共祖率，

6、并維持所需的選擇差，要采用控制授粉，生產(chǎn)足夠數(shù)量的家系和個(gè)體。 在發(fā)展高世代育種過(guò)程中，常采用下列幾類(lèi)交配設(shè)計(jì)。 (1)不連續(xù)交配(disconnected mating) 不連續(xù)交配設(shè)計(jì)是將一個(gè)大的育種群體劃分成較小的幾個(gè)子群體。在子群體間相互不交 配， 以便在較少人力和物力支出下，提供沒(méi)有親緣關(guān)系的亞系。在這種設(shè)計(jì)中，最常用的有 4X4或5X5不連續(xù)析因設(shè)計(jì)，以及6個(gè)親本的不連續(xù)半雙列雜交。 復(fù)合群體交配設(shè)計(jì)，是近年來(lái)開(kāi)始流行的一種育種方案，能滿(mǎn)足延緩近交在生產(chǎn)林分中 發(fā)展的要求。 將一個(gè)大的育種群體劃分為許多育種小群。一個(gè)育種小群一般由 5—25 個(gè)無(wú)性系組成。 交配只在每個(gè)

7、小群內(nèi)進(jìn)行， 除在生產(chǎn)性種子園外，不同群體的個(gè)體之間不作交配。每個(gè)小群內(nèi)的交配設(shè)計(jì)，可根據(jù) 育種需要和要求選擇。雖然在每個(gè)育種小群內(nèi)會(huì)很快發(fā)生近交，但建立生產(chǎn)性種子園時(shí)， 只用每個(gè)育種小群中的最優(yōu)個(gè)體。 (2) 互補(bǔ)交配(complementary mating) 3、采用適當(dāng)?shù)倪x擇方法 按家系選擇，要從育種群體中淘汰掉大量家系，這雖然可在短期內(nèi)獲得較大的遺傳增益， 但將會(huì)導(dǎo)致改良群體的近交速度迅速提高，同時(shí)淘汰了表現(xiàn)較差家系所擁有的有價(jià)值的 等位基因，會(huì)加速遺傳基礎(chǔ)變窄，最終會(huì)使長(zhǎng)期獲得遺傳增益受到限制。 所以，在第二代優(yōu)樹(shù)選擇中，要權(quán)衡得失，妥善處理。一種較為可行的方法是，在每個(gè)

8、 世代中多選一些家系，而在選擇家系中少留個(gè)體。 然而，不管采用什么選擇方法，在數(shù)量有限的群體中進(jìn)行選擇，最終都會(huì)降低長(zhǎng)遠(yuǎn)的增 益。為保證不斷取得增益，要盡可能在選擇群體中保持足夠多的個(gè)體，同時(shí)區(qū)分不同群 體。 三、縮短育種世代 (一)加速育種 減少?gòu)倪x擇到親本交配及采收種子所需要的時(shí)間。通過(guò)縮短每個(gè)周期的時(shí)間跨度，就有 可能提高單位時(shí)間的增益。 表為北方松類(lèi)加速育種假定方案。 (二)早期選擇 早期選擇是(early selection)指在樹(shù)木幼齡期，對(duì)采伐齡時(shí)的生長(zhǎng)量、材質(zhì)、抗病蟲(chóng)害 能力，以及適應(yīng)性等，作出的判斷。 一般認(rèn)為，早期鑒定和選擇是可能的，而且是必要的。多數(shù)結(jié)果認(rèn)為，小于1／3 輪伐 期對(duì)性狀作出評(píng)價(jià)是完全可能的。 樹(shù)木性狀的早期預(yù)測(cè)，主要有下列途徑： 1．親代與子代遺傳相關(guān) 2．早期與晚期性狀相關(guān) 3．形態(tài)、解剖與性狀相關(guān) 4．生理生化指標(biāo)與性狀相關(guān)