林木育种复习资料.docx

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林木育种复习资料

绪论

一、基本概念

1.林木育种学：

是以遗传进化理论为指导，研究林木选育和良种繁育原理和技术的学科。

2.林木遗传改良：

为达到提高和改良林木产量和品质之目的，采取控制林木遗传特性的技术措施。

它与林木育种学的涵义相近。

3.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。

重点在：

产品要求、栽培范围、遗传相对一致的、人工选育、群体。

3.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。

二、林木育种学的主要研究内容

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。

三、林木育种的特点（注重理解）

1.多数树种达到性成熟和经济成熟需要时间长，即育种周期长，同时，树体大，占地多,试验设计难度大。

2.树木属多年生植物，持续开花结实周期长，选育材料可长期繁殖利用，因而可开展后向选择（backwardselection）,提高选择效果。

3.多数树种分布地区广，变异丰富，自然界尚存在着大量未被发现和利用的优良基因型，引种、选种潜力大，见效快。

4.多数树种行异花授粉，自花授粉或近亲繁殖会引起衰退，要采用异花授粉植物的育种方式。

5.不少树种能无性繁殖，可进行无性系选育,有性与无性选育相结合，是有效的林木育种方式。

6.多数树种生活周期长，栽培环境复杂多样，选育和繁殖遗传基础广泛的系列林木品种，或使用混合品种是适宜的。

题：

从树木育种特点进行分析某个树种？

1、育种资源丰富。

2、育种周期长

（1）早期预测根据树木幼年时期的某些标志，来判断成年时期某些性状表现的一种方法，它主要是根据幼年――成年某些性状间的相关性来进行的

（2）促进提早开花结实（3）采用多种育种途径相结合，不断为生产提供改良程度逐步提高的繁殖材料。

3、木可供研究利用的时间长，可以在遗传测定后进行再选择

4、优良性状可以通过无性繁殖方法得到保存和利用

5、多数为异花授粉树种，遗传基础广泛和稳定

6、在多数情况下，选育和繁殖遗传基础广泛的林木品种或使用混合品种是适宜的

第一章种质资源收集保护与引种驯化

1、乡土树种：

当一个树种它在自然分布区内生长时称为乡土树种。

2、外来树种：

当一个树种栽种到其自然分布区以外时，称该树种为栽培的外来树种。

3、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。

4、驯化：

外来树种通过改变其遗传性以适应新环境的过程，或者将动植物从野生状态改变为家养或栽培的过程称为驯化。

　5、遗传资源，也称为基因资源：

指以种为单位的群体内的全部遗传物质，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。

6、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。

　7、生物多样性：

指地球上数以百万计的所有生物－－动物、植物和微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的生态系统的总称。

生物多样性是生命系统的基本特征。

8、生态系统多样性：

生态系统由植物群落、动物群落、微生物群落及其生境的非生命因子（光、空气、水、土壤等）所组成。

生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态学过程的多样化以及生态系统内生境差异和生态过程变化的多样性。

9、物种多样性是指某一区域内物种的多样化程度。

10、基因库是指一个群体中所包含的基因总和。

11、遗传多样性通常是指物种内不同群体（又称种群或居群）间，或同一个群体内不同个体的遗传变异。

遗传多样性表示物种内基因的丰富程度以及基因的变异状况。

遗传多样性是由基因组控制的，在众多基因的协调作用下，生物表现出了不同的形态特征和生理代谢特性。

12、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。

二、遗传（种质）资源的重要性（理解）

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。

三、种质资源的保存（15-20）

方式：

1、原地保存,以自然保护区保存为主。

2、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。

3、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。

四、引种前需考虑的因素

1.外来树种在原产地的表现

2.原产地与引入地区的主要生态条件的相似程度

3.树种历史生态条件分析

4.树种的适应能力和种内遗传变异

　5个层次的变异：

　　A、种源（地理）变异B、立地变异

C、林分变异D、个体变异E、个体内的变异

问题:

从林木变异的5个层次分析为什么引种前考虑种质变异。

。

。

八、引种中值得注意的几个问题

1、引种结合良种选育

（1）要重视种源、家系和无性系选择；

（2）结合杂交育种，开展引种工作；

（3）有条件的可与分子育种相结合。

2、引种时注意引进配套技术

3、加强对引种成功树种的繁育

4、注重外来树种基因资源保存

5、严防外来有害生物入侵

6、引种程序要坚持先试验后推广的原则，循序渐进，切忌急功近利

九、引种成功的标准

1、能适应当地环境条件。

外来树种在常规造林栽培技术条件下，不需要特殊的保护措施能正常生长发育，并无严重的病虫害。

2、能生产上适用的繁殖方式，并能保持其优良性状。

3、保持其原有经济性状。

4、无不良生态后果。

外来树种引入后，不会占据生境，排除乡土树种，并失去人为控制。

第二章选择育种原理与方法

1.种源：

一批种子或苗木等繁殖材料的原产地。

2产地：

一批种子或苗木等繁殖材料的生产地点（区）。

3种源试验：

将不同种源的种植材料，在一定区域内按田间试验要求进行对比试验的过程。

4种源选择：

通过种源试验为某一用种地区选择优良种源的过程。

5个体选择：

即选择优良个体的过程。

它分混合选择与基因型选择二种类型。

6芽变选择：

芽变是体细胞突变的结果，利用芽变，从中选择出优良品种的过程即为芽变选种。

7选择差：

入选树木平均值与林分平均值有一个差值（S）。

即：

S=Xs－Xp

8选择响应：

入选全个体的子代均值（Xo）与同年龄亲本林分均值（Xp）的差值（R）。

即：

R＝Xo－Xp

9遗传增益（G）：

选择响应除以亲本群体的平均值。

G＝R/X×100％

10选择强度（i）：

选择差除以亲本群体的标准差（σP）所得的值。

即标准化的选择差。

i=S/σP

11人工选择：

是根据人们的需求，从混合群体中选择符合需要的个体，或类型的选择，是人类创造新品种的重要手段。

12混合选择：

根据育种目标，从群体中按表现型挑选符合要求的一批个体，或淘汰不符合要求的一批个体，且对选择出来的个体不分单株，混合采集种子或穗条，混合繁殖和造林。

　混合选择只依据表现型，不作遗传测定的选择，属表型选择。

13单株选择：

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。

14家系：

亲本通过有性繁殖所得到的全部子代连同亲本统称为家系。

15半同胞家系：

指仅具有一个共同亲本的家系子代总称。

16全同胞家系：

指具有共同双亲的家系子代总称。

17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。

对繁殖成无性系的最初植株，称为无性系原株，无性繁殖出来的植株称为无性系分株。

18家系选择：

把家系作为一个单位，依据按家系平均值大小进行的选择。

19家系内选择：

根据家系内个体表型值距该家系平均表型值的离差大小选择个体。

20配合选择：

在优良家系中选择优良单株过程。

21前向选择：

从子代测定林中挑选优良家系内的优良个体作为下一代选育的亲本，这种选择方法称为前向选择。

22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。

家系选择、家系内选择和配合选择以及无性系选择都属单株选择。

23连续选择法：

先对一个最重要的性状进行选择，直到达到育种目标，再开始第二个性状的选择。

24独立淘汰法：

对每个选择性状规定一个最低标准，如果候选个体各性状都符合标准，就可入选，否则不能入选。

25选择指数法：

一种综合选择的指标。

即把选择的每个性状都按其相对经济重要性和不同性状间的表型相关与遗传相关，通过多元统计方法进行适当加权，形成线性关系组合。

26综合评分法：

是针对多性状选择时采用的。

可以按不同性状的重要性给一定的分数，最后按分数进行选择。

27育种目标：

为改良现有品种或创造新品种所要求达到的目的与指标。

28抗逆性：

包括抗虫性、抗病性以及抗污染能力等

29适应性：

指适应于特定环境的能力

30生长性状：

主要指植株的生长量。

31其它性状：

如种实性状等

32林木遗传改良的基本程序是：

通过种源试验，选择优良种源，再从优良种源中选择优良林分，从优良林分中选择优良单株，通过子代测定，选择优良家系及其优良单株，进行杂交，对子代再作选择，如此连续进行多代的选择育种，使改良增益一代高于一代。

二、问题：

为什么说选择是品种改良的中心？

分析：

1、植物变异的层次分析和观赏植物品种改良的现状

2、引种与驯化

3、选择育种

4、杂交育种

5、诱变育种与辐射育种

6、倍数性育种（多倍体与单倍体育种）

7、生物技术育种（分子育种）

不同育种方法同选择的关系？

三、影响选择效果的主要因素

R=Sh2=iph2（s为选择差，i为选择强度，P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。

第三章种源试验与优树选择

一、基本概念

1.种源

2.地理种源

3.产地

4.种源选择

5.种源试验

6.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。

7.地理小种：

因长期受不同环境条件的影响和基因交流的限制，发生了遗传变异的群体。

8.渐变群：

种内的变异随着地理经、纬度的改变而逐渐成梯度变异的群体。

9.生态型：

指因特定环境的选择而形成的在某些性状上具有明显区别，并具有稳定遗传特性的同一植物种内的不同类群（Turesson的定义）。

10.种子区划：

对某个树种各地所产种子的供应范围，根据生态条件、地理变异以及行政区界等进行的区划。

11.优树：

是指在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。

12.精选树：

指经子代测定，证明具有遗传上优良的优树。

三、种源试验的目的

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。

二、地理变异的一般规律（趋势）

1.北－南或冷－暖变异趋势

同一树种的南方种源与北方种源相比，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

一般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

三、影响地理变异的因素

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

（选优林分的条件：

）

1．林分的起源：

以实生林分最优。

2．林分立地条件:

一般以选优林分立地条件与优树供种地区或优良无性系推广地区的立地条件相适应为好。

3．林分的年龄：

优树选择以中龄林分较为理想。

4．林分的密度：

林分的郁闭度在0.6－0.8为宜。

5．林分结构：

优树选择应尽可能在纯林中进行。

第四章　林木杂交育种

一、名词述语

1.杂交:

不同基因型的个体间交配称之杂交。

2.自交：

相同基因型个体间或同一个体内交配称之自交。

3.近交:

遗传型相近的个体间交配称之近交。

4.远缘杂交：

亲缘关系远的个体间杂交，一般指属间、种间杂交。

5.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。

6.杂种优势：

第三节花粉技术

一、树（植株）上杂交技术

1、植株选择与花朵选择

2、去雄

3、套袋

4、授粉

5、管理与采收

第四节杂交技术

二、室内切枝杂交

1、植株选择与枝条选择、采集

2、水培与管理

3、去雄、隔离与授粉

4、水培与管理

5、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。

一、远缘杂交不亲和性现象及其克服

1、主要表现二类:

（1）花粉在柱头上不发芽

（2）能发芽但不能授精

2、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

二、远缘杂种不育性及其克服

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

问题：

全世界育种为什么杨树育种成绩很大？

1.杂种优势明显2.可无性繁殖

第五章种子园

种子园:

采用优树无性系或家系组成的，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。

一、种子园管理技术

种子园管理是高产稳产、提高种子品质的关键，影响产量的因素与主要的管理措施有：

1、建园亲本的遗传控制

结实性状是遗传控制的一个重要性状，选择高产无性系（亲本）是高产、稳产最为关键的措施。

2、树体管理

　整形、修剪、去枯枝是高产的重要措施之一。

多数针叶树种具有位置效应，如杉木，侧枝嫁接后要偏冠，需利用

萌条培养主干以形成良好的树形。

3、水肥管理

看天、看地、看树施肥是多年总结的经验，应根据不同的母树生长期、结实期决定施肥种类与量，一般每年施肥2次为多。

水份管理对多数山地种子园是困难的，而水份对于母树花芽分化、种实发育十分重要，往往同产量紧密相关。

4、中耕除草

一般结合施肥进行中耕除草，同时采用套种绿肥的方法，综合解决施肥、中耕与保水、保土等问题。

5、辅助授粉

在种子园前期采取人工辅助授粉是十分必要的，是提高产量与质量的关键。

为什么？

6、病虫害防治

防治种实害虫是种子园经营中最为重要的工作。

要根据不害虫的发生规律，提出并采取最为有效的措施。

7、疏伐与改造

适时疏伐是保证稳产的关键技术之一，不同树种、不同初植密度采用不同的疏伐强度。

8.科学采种

采种工作不是技术性工作，但采种时如何保护母树、幼果（花芽），如何将果实采集干净是关系到来年以及以后若干年种子产量的关键因素，在林木种子园管理中是十分重要的工作。

二、种子园管理中的几个问题

一、室内（设施）种子园营建与管理问题

针对小粒种子、结实较多的树种多数可以营建室内或设施种子园。

成本是其主要限制因子，优势也十分明显。

问题是相关的营建与管理技术标准。

包括盆栽、肥水控制、开花与授粉等

设施条件下盆栽光皮桦种子园母树结实情况

二、种子园母树采种难题与母树矮化问题

随着林业劳动力数量减少与价格提高，原先从空间上争取产量的方法急需改变。

山地上高大母树采集种子困难。

而且多数林木结实在树冠的中上部。

柳杉一代种子园

园艺式经营与管理种子园是解决这一问题的关键。

三、种子园的水份管理问题

山地林木种子园水份管理一直沿用省钱的竹节沟等集（积）水方法。

近年，园艺上的滴溉技术在此应用具有一定潜力。

平原地种子园的水份控制问题

室内或设施条件下的盆栽种子园水份控制技术。

四、种子园营建技术的改变问题

传统方法多采用先定砧再嫁接来建立无性系嫁接种子园。

这种方法对于速生树种比较合适，而对于生长相对较慢的树种，种子园管理成本极高。

目前，集中园艺式集约培育母树，再利用大树（苗）带土（盆）移栽技术，快速构建种子园是目前的一种值得推广的方法。

第六章    无性系育种

一、概念

1.营养繁殖:

也称无性繁殖，是指采集植株的部分器官、组织或细胞，在适当条件下使其再生为完整植株的过程。

2.无性系选育：

是指从天然群体或人工选育的群体中，选择优良个体，通过无性繁殖形成无性系，经无性系测定，选育出优良无性系并应用于生产的过程。

3.嫁接：

将一个植株的芽或枝条与另一植株的茎段或带根系植株适当部位的形成层相互结合，愈合生长在一起并发育成一新植株的方法。

其中前者称为接穗（scion），后者则称为砧木。

二、无性繁殖材料的退化与复壮

（一）无性繁殖材料退化的原因

　无性繁殖材料退化一般不涉及基因混杂与基因劣变等遗传因素，主要与成熟效应、位置效应以及病毒侵染等非遗传因素有关。

1．成熟效应：

树木的无性繁殖能力随着树龄增加而下降的现象称为成熟效应。

2、位置效应：

因树冠不同部位的穗条对无性繁殖效果的影响称为位置效应

3、病毒侵染：

植物遭受病毒侵染后，会导致叶部产生病斑，叶片卷曲，根茎细胞增生，植株矮小畸变，生活力下降，甚至枯死。

（二）无性繁殖材料退化的复壮

无性繁殖材料复壮（rejuvenation）是指针对品种退化而采取的恢复并维持树木幼龄状态的措施。

1．有性繁殖复壮：

一般针叶树种采穗圃大多连续采条3～5年，随后用优良家系种子实生苗重新营建新的采穗圃，通过种子实现优良无性繁殖材料的复壮。

2、无性繁殖复壮：

（1）根萌条或干基萌条法；

（2）反复修剪法；（3）幼砧嫁接法；（4）连续扦插法；（5）组织培养法。

3、脱病毒复壮：

（1）热处理脱毒；

（2）微茎尖培养脱毒热处理；（3）茎尖培养与热处理结合的脱毒；（4）珠心胚培养脱毒；（5）愈伤组织脱毒；（6）茎尖微体嫁接脱毒

第七章　林木诱变育种

一、辐射育种的特点

1.提高突变频率、扩大突变谱

2.能改变品种单一不良性状

3.增强抗逆性、改进品质

4.缩短育种周期

5.能克服远缘杂交不亲和性或不结实

二、单倍体的概念：

附加：

（二、单倍体在育种上的意义

1.快速获得异花授粉植物的自交系

2.作为诱变或辐射育种的材料

3.从杂种后代的花粉育成单倍体再加倍以克服杂种后代的分离、不孕等现象

三、单倍体植株的获得与选育

1.花粉培养获得单倍体

2.未授精子房培养，从中筛选单倍体

3.染色体的加倍

4.单倍体植株与纯合体植株的利用）

第八章　分子育种概述

一、概念

1、分子育种：

实质上是利用现代生物技术手段的一种植物育种新技术。

它包括体细胞融合（杂交）、基因工程育种二个主要方法。

狭义的分子育种（分子设计育种）多指基因工程育种。

2、转化：

将重组质粒DNA分子引入到受体细胞，使其基因型、表现型均发生相应变化的过程。

3、转导：

将重组噬菌体DNA分子引入到受体细胞，使其基因型、表现型均发生相应变化的过程。

4、转染：

将重组病毒DNA分子引入到受体细胞，使其基因型、表现型均发生相应变化的过程。

5、DNA克隆：

基因工程中将筛选出含有重组体的受体细胞进行纯系增殖的过程。

6、遗传标记（geneticmarker）是指可以稳定遗传的、易于识别的特殊的遗传多态性形式。

二、分子育种特点

1.育种的定向性

2.改良性状的专一性

3.缩短育种周期

三、体细胞融合与杂交技术

1.植物细胞培养体系的建立

2.细胞原生质体培养技术与原生质体的获得

3.细胞融合与体细胞杂种的获得

4.杂种细胞的筛选与杂种无性系的获得

木本植物的体细胞融合技术应具有较为广宽的前景。

柑桔类植物上有成功的先例，近来，葛藤、爬墙虎等观赏藤本植物的细胞融合工作有人开展。

用材树种还没有成功的先例，但基于体细胞融合技术的多倍体育种有其潜在的优势。

四、植物基因工程的步骤

1.目的基因的分离与克隆

2.载体的构建

3.DNA的重组

4.重组体克隆的筛选与鉴定

五、遗传标记主要有：

1形态标记2细胞学标记3同工酶标记4分子标记

分子标记辅助选择需要如下基本条件：

1.分子标记与目标基因的遗传距离很小（一般应小于5cM）或者是共分离的；

2.DNA的提取方法简便自动化，已适用于大群体分析；

3.分子标记尽可能转化为PCR标记；

4.建立多数据处理的分析软件。

第九章　林木抗逆性与品质育种（重点——垂直、水平、抗逆性）

概念：

木材品质：

指影响木材产品的质量、产量或感观的一些定性或定量木材性质指标。

品质优劣是与木材用途相关联的。

一、树木抗病育种

（一）抗病性

1.垂直抗病性

2.水平抗病性

（二）林木抗病性遗传及其规律

垂直抗病性－－病源生理小种－－主基因

水平抗病性－－病源所有小种－－多基因

二、木材品质定向遗传改良

目前育种上主要考虑的木材品质指标有：

　木材