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林木育种

林木育种学:以遗传进化理论为指导,研究林木优良品种选育和良种繁育原理和技术的学科。

林木遗传改良:为提高和改良林木产量和品质,采取控制林木遗传特性的技术措施。

林木品种:指产品的数量和品质符合生产需要,能适应一定自然和栽培条件,特性明显,性状遗传稳定,由人工选育的林木群体。

林木良种:多指通过人工选育、性状有一定程度改良的繁殖材料。

而良种应是优于当地主栽品种的、新选的品种。

种质资源:也称为基因资源:指以种为单位的群体内全部遗传物质,或种内基因组、基因型变异的总和。

对于栽培植物又常称为种质资源。

育种资源:是遗传资源的组成部分,指在选育优良品种工作中直接利用的繁殖材料,往往是根据品种选育目标调查、收集的资源。

生物多样性:指地球上所有生物及其所拥有的基因,以及生物与其生存环境构成的复杂生态系统。

引种:把一个树种从原有分布范围引入新的地区栽培称为引种。

驯化:通过人为干预使物种适应新环境或将动植物从野生状态改变为家养或栽培的过程。

种源:一批种子或苗木等繁殖材料的原产地产地:一批种子或苗木等繁殖材料的生产地(区)种源选择:通过种源试验,为某一造林生境筛选最佳种源的过程。

种源试验:不同种源在同一地区的栽培对比试验。

地理变异:长期受不同环境条件的影响和基因交流的限制,群体间在各性状上发生了遗传分化的现象。

优树:相同立地条件下的同龄林木中,生长、干形、材性、抗逆性等性状特别优异的单株。

杂交:不同基因型的个体间交配称之杂交。

自交:相同基因型个体间或同一个体内交配称之自交。

近交:遗传型相近的个体间交配称之近交。

远缘杂交:亲缘关系远的个体间杂交,一般指属间、种间杂交。

杂交育种:通过杂交,获得杂种,经遗传测定选出并繁育优良杂交种(品种)的过程。

杂种优势:指杂种在经济性状、抗逆性、适应性等性状上超过其双亲的现象。

种子园:采用优树无性系或家系组成,以生产优质种子为目的的林木种子生产专用林,它采用隔离方式以防止外源不良花粉传入,采用集约经营方式经保证种子高产稳产和便于采集。

家系:由同一植株上产生的全部种子,属于同一个家系。

无性系:由同一植株通过营养繁殖所产生的群体,称为一个无性系。

遗传力:遗传变量占表型变量的比值,是选择育种中确定选种方法,估算遗传增益的重要参数。

广义遗传力:群体中总的遗传变量与表型变量的比值。

狭义遗传力:加性变量与表型变量的比值。

遗传相关:同一批供试材料的两个性状间由于遗传原因所体现的相关,即这个形状基因型值间的相关。

.配合力:一个亲本(纯系、自交系或品种)材料在由它所产生的杂种一代或后代的产量或其他性状表现中所起作用相对大小的度量。

一般配合力:指在一个交配群体中某个亲本的若干交配(杂交)组合子代平均值与子代总平均值的离差。

⋅⋅⋅-=X X g i i ,⋅⋅⋅-=X X g j j (行或列的平均数-总的平均数)特殊配合力:指在一个交配群体中某个杂交组合子代平均值与子代总平均值及双亲一般配合力的离差。

j i ij ij g g X X s ---=⋅⋅(方框内的-总平均-行一般配合力-列一般配合力)垂直抗病性:寄主品种对病原菌某个或少数生理小种免疫或高抗,而对另一些生理小种则高度感染。

水平抗病性:寄主的某个品种对所有小种的反应是一致的,对病原菌的不同小种没有特异反应或专化反应。

种子区:生态条件和林木遗传特性基本类似的地域单元,也是用种的基本单位。

种子区区划:根据生态条件、遗传性及行政区界,对林木种子供应范围进行的区划。

采穗圃:是专门生产林木优良种条的场地,也是良种基地之一。

种子园:种子园是以优树无性系或家系为材料建立起来的以生产优质种子为目的的园地。

实生种子园:从优树上采取种子,通过有性繁殖建立的种子园。

遗传测定:对入选植株后代进行田间对比试验,根据其性状表现进行评定的过程。

种质资源工作对林木育种有何意义?1、农作物和果树栽培育种的历史证明,现有的品种都起源于野生植物。

即遗传资源是创育新品种的物质基础。

2、在集约经营和选育过程中,往往把注意力集中在少数经济性状上,从而使群体或个体的遗传基础变窄。

3、随着经济条件的发展、工艺过程的改革、市场的变化,对林木新品种的要求也会发生改变。

4、现今复杂而丰富的物种和遗传资源是生物经历6亿多年自然演化中形成的,是生物适应繁杂、变化自然环境条件结果,是进化的结果。

5、抢救濒临毁灭的树种,已迫在眉睫。

何谓混合选择?有什么特点?混合选择只依据表现型,不作遗传测定的选择,属表型选择。

什么是单株选择?有什么特点?是谱系清楚的选择,是根据入选标准,从群体中挑选优良个体,分别采种或采条,单独繁殖,单独鉴定的选择。

因单株选择的谱系清楚,可通过子代测定的结果对亲本进行的再选择,即可以进行所谓的后向选择。

单株选择是根据遗传测定林中子代或无性系的表现进行的选择,属遗传型选择。

无性系选择:通过无性系对比试验,评选出优良无性系的过程。

无性系选择充分利用了植株的加性效应、显性效应和上位效应。

无性系选择增益大,方法简单。

种源试验的目的是什么?1、研究林木种群的遗传变异与环境因子的关系,阐明种群的变异模式和重要经济性状的地理变异规律;2、确定原产地(种源)或产地在一定地区的适应性和生产力,为造林区选择高产、优质、稳定的种源;也为种子调拨区的区划提供科学依据;3、为林木基因资源的挖掘、保存,建立育种群体和种源种子园以及进一步的育种工作提供物质基础。

种源试验的3个目的也是种源试验的研究内容与达到的目标。

影响选择效果的因素有哪些?R=Sh2=iơp h2(s为选择差,i为选择强度,ơp为标准差)1、被选性状的遗传力遗传力是性状的遗传传递能力,但它的估值受环境影响,因此,选择需要在一致的环境条件下进行(比较)。

2、被选群体的大小与变异程度(幅度)3、选择率的大小4、选择的方法---采用多性状选择不是单性状独立选择。

林木育种学研究方面:引种、选种、育种、林木繁育、林木种质资源及其保护。

1.引种:种及品种层面的选择,引进外来树种与品种。

2.选种:种内变异的利用,包括种源选择和优树选择等。

3.育种:新变异的创造与利用,包括杂交育种、倍性育种、辐射育种以及基因工程等。

4.林木繁育:主要途径有母树林、种子园和采穗圃,以及组织培养和体细胞胚胎发生等。

5.林木种质资源及其保护。

此外,针对特殊性状开展抗逆性育种、木材材性育种,生物技术在林木育种中的应用反映现代育种新技术。

浙江林木良种工作重点与发展趋势1、立足现有育种基础和浙江林业发展需求,分层次深化林木良种选育工作2、以常规育种为主线,利用现代生物技术提升林木育种水平3、强化育种资源保育,构建良好的林木良种选育与繁育科技支撑平台4、加强林木遗传改良基础研究,推进林木育种可持续发展遗传资源的重要性1、农作物和果树栽培育种的历史证明,现有的品种都起源于野生植物。

即遗传资源是创育新品种的物质基础。

2、在集约经营和选育过程中,往往把注意力集中在少数经济性状上,从而使群体或个体的遗传基础变窄。

3、随着经济条件发展、工艺过程改革、市场变化,对林木新品种的要求也会发生改变。

4、现今复杂而丰富的物种和遗传资源是生物经历6亿多年自然演化中形成的,是生物适应繁杂、变化自然环境条件结果,是进化的结果。

5、抢救濒临毁灭的树种,已迫在眉睫。

遗传流失:因自然因素或人为作用,使物种或种群遗传多样性的减少现象。

成因分析:1、气候变迁、人口剧增、环境污染、城市扩建、大规模工程建设、滥采乱伐等,许多物种的绝灭或种群数量的减少,使遗传多样性降也受到严重威胁。

2、不合理地利用优良品种使遗传基础愈趋变窄,严重削弱了物种的抗病力和对不良环境的适应性。

3、瓶颈效应、遗传漂变和近亲交配等因素可能使物种等位基因丧失,纯合性增加,使物种种内遗传多样性降低。

种质资源保育方式原地保存:以自然保护区保存为主。

异地保存:如种源试验林、种子园、收集圃、无性系和子代测定林、树木园等都属异地保存,这些是应用较广的保存方式。

室内(设备)保存:用低温密封保存种子、花粉以及离体材料(植物组织与器官)。

保存策略:主要采用原地保存的理由如下:1.种质资源是在一定生态系统和自然进化过程中形成的,与生态系统的各个组成部分构成一个相互依存的整体,原地保存能不断发掘遗传变异,适应未来变化,离开了长期适应的系统,有时甚至难于存活;2.非原地保存改变了原有的群体结构和交配系统,难于保存原有的基因组成;3.随市场需要的改变及自然环境条件的变迁,收集保存什么样本很难预测,收集评价样本的标准更难掌握;4.森林植物分布区多较广,原产地立地条件多样,生命周期长,异地保存在样本收集、栽植、保存技术等方面有诸多因素难掌握;5.低温贮存种子和花粉能延长贮存时间,但保存的材料仍需不断更新,维持,且运行设施需要大量的经费投入。

地理变异的模式1.连续变异(渐变模式):呈连续的变异,渐变群。

2.生态型变异:因地理隔离、生殖隔离、自然或人工选择等因素的作用,形成了生态型群体。

3.随机变异:看不出与环境有相关的变异。

地理变异规律:1.北-南或冷-暖变异趋势:同一树种的南方种源,一般生长较快,春季发叶和抽梢条较晚,受晚霜危害较轻,秋季落叶较晚,结束生长较迟,对冬季极端低温的抗性较差。

2.旱-湿变异趋势:湿润地区种源与干旱地区相比,一般具有生长快、种子小、根系浅、枝叶绿的特征。

3.海拔高-低的变异趋势:低海拔生长高于高海拔种源,同一地区或同一山多数种源差异小。

4.随机的地理变异影响地理变异的因素1.树种分布区的大小与分布区的形状(长形一圆形分布于之差异);2. 树种自然分布区内的环境因素多样性;3. 树种分布区的不连续性(如呈岛状分布的黄山松);4. 未知因素种源试验的方法确定采样点与采样植株(采种母株)、苗期试验、造林试验、组织协作花粉生活力的测定:直接法、间接法(发芽法、染色法)杂交育种:室外:树(植株)上杂交技术:植株选择与花朵选择、去雄、套袋、授粉、管理与采收室内:植株选择与枝条选择、采集;水培与管理;去雄、隔离与授粉;水培与管理;种实采收条件:种子成熟期短、种子成熟过程中消耗养分少(种子小)、切枝水培(或土培)容易等。

远缘杂交不亲和表现:花粉在柱头上不发芽、能发芽但不能授精不亲和性克服方法:(1) 选择亲本与正反交试验(2) 混合花粉与多次重复授粉(3) 选用第一次开花的幼龄实生母本(4) 柱头移栽与剪短法(5) 无性预接近法(6) 媒介法(7) 化学药剂处理法(8) 组织培养技术(9) 花粉辐射处理不育性克服:1. 杂种胚的离体培养----杂种胚拯救技术2. 杂种染色体加倍3. 回交法4. 人工辅助授粉与改善营养条件无性繁殖方式:扦插繁殖、嫁接繁殖、组织培养(体细胞胚发生)快繁、无性繁殖材料退化的复壮(ppt6-27)无性系测定:通过某一亲本的无性系进行田间试验,测定其遗传优势的方法。

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