林木育种题库.doc

绪论林木育种学： 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。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。 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。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。林木育种的特点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（backward selection）,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。第一章遗传资源（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。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。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。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。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：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。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。 物种多样性：物种多样性是指某一区域内物种的多样化程度。基因库：是指一个群体中所包含的基因总和遗传多样性：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。 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。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：1.种源（地理）变异 2.立地变异 3.林分变异 4.个体变异 5.个体内的变异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 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点(区)。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。 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。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。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。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。半同胞家系：指仅具有一个共同亲本的家系子代总称。全同胞家系：指具有共同双亲的家系子代总称。 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（ortet），无性繁殖出来的植株称为无性系分株（ramet）。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。 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。 配合选择：在优良家系中选择优良单株过程。 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。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)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、地理种源：是取得种子或繁殖材料的原产地产地 ：与种源混称种源选择：在种源试验的基础上，选择优良的种源种源试验 将地理起源不同的种子或其他繁殖材料，放到一起所做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。 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。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。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。精选树:指经子代测定，证明具有遗传上优良的优树。 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地理变异的一般规律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. 未知因素第四章杂交: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。花粉技术：花期调整1、不同地区的花期调整2、同一地区不同海拔高度间的调整3、人为方式调整4、花粉贮藏花粉的采集、处理及生活力测定1、采集的方法 2、花粉处理方法 3、花粉的贮藏 贮存的方法、贮藏过程中花粉生活力的变化规律等 4、花粉生活力的测定 直接法、间接法(发芽法、染色法)等杂交技术一、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、种实采收远缘杂交一、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第五章种子园: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。种子园营建技术一、建园规模的确定1、种子园供种地区的需种量；2、该树种、 经营方式下的单位面积产量。二、园址选择1、气候条件：以中心区偏北地区建园较理想。2、地形与土壤条件（土壤条件以中等水平的为佳）3、隔离条件：地理隔离条件4、交通条件三、种子园区划与无性系（家系）配置1. 种子园作业大区的划分与配置小区的划分2. 小区无性系配置 以最大限度减少自交、近交，利于作业为原则。可以用随机配置、顺序错位排列等方式配置。 一般花期相近的无性系配置于同一小区，每小区的亲本数量应不低于2030个。3. 小区家系配置一般实生（苗）种子园都采用随机配置，初级（一代）种子园常于优树子代测定相结合。四、种子园营建（一）隔离带建设 最好利用自然地形、非目的树种隔离，否则要建隔离带（因不同树种花粉传播特性决定带宽）。 (二）种子园砧木定植 因不同树种特性、是否疏伐、种子园种类而不同。大多数树种的无性系种子园以4mX4m的株行距为多，实生种子园多与正常造林密度相一致，但在排列方式上要考虑利于疏伐(如团状造林方式等)。 （三）嫁接或植苗 嫁接是针对无性系种子园而言的，植苗则是针对实生种子园的。不同树种嫁接方法不一，要利于结实。种子园如何高产？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一3、水肥管理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。第六章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。 无性繁殖材料的退化与复壮 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（cyclophysis）、位置效应(topophysis)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。 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35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 采穗圃的优点：1. 采取穗条生产集约经营，可大幅度提高繁殖系数，保证穗条供应数量； 2. 采取幼化、复壮措施，可将成熟效应与位置效应的影响降到最低程度； 3. 采取修剪、施肥等措施，可保证穗条生长健壮、充实，粗细适中，提高繁殖成活率； 4. 采穗母树集中管理，便于病虫害防治以及穗条采集； 5. 采穗圃与苗圃距离近，可避免穗条长途运输、保管，提高繁殖成活率。 第七章辐射育种的特点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单倍体育种一、单倍体的概念 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：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。遗传标记：是指可以稳定遗传的、易于识别的特殊的遗传多态性形式分子育种特点1. 育种的定向性2. 改良性状的专一性3. 缩短育种周期 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 遗传标记主要有：形态标记、细胞学标记、同工酶标记、分子标记 (1) RFLP标记(限制性片段长度多态性)(2) RAPD标记(随机扩增多态性DNA)(3)AFLP标记(扩增片段长度多态性)(4) SSR标记(简单重复序列)第九章树木抗病育种 （一）