(林木育种学)第九章林木育种策略课件

第9章林木育种策略一、对林木育种策略认识的发展1、林木育种策略的内涵

针对某个特定树种的育种目标，依据树种的生物学和林学特性、遗传变异特点、资源状况、已取得的育种进展，并考虑当前的社会和经济条件，可能投入的人力、物力和财力，对该树种遗传改良作出的长期的总体安排。2、林木育种策略的发展1969P.M.Burrows提出把参与种子生产过程的林分进行划分，这是有关林木育种策略研究方面的早期报道；70年代初W.J.Libby等提出了林木育种工作流程图；1984Zobel在《实用林木遗传改良》一书中明确提出了基本群体、育种群体和生产群体的概念及其经营管理内容；80～90年代欧美各国对辐射松、火炬松、欧美杨等树种提出了比较完备的育种策略方案。1992我国出版了《林木良种繁育策略》一书。二、育种策略的基本内容（一）林木育种的研究对象

◆多年生的乔木

◆多年生的灌木

（二）林木育种目标

林木遗传改良的目标取决于市场对产品的需求状况。确定改良目标要结合植物种特性、因地制宜，并要兼顾发展中的改良需求。育种目标可概括为：产量、品质、成熟期、适应性、抗逆性等，并因应用领域不同存在差异。制订育种目标应注意的问题：◆符合社会需要且有一定的竞争优势◆育种目标具体、现实、可行◆要近期需要与潜在需要兼顾、目标性状与非目标性状兼顾

◆要考虑繁殖技术、生产成本以及栽培技术条件发展等（三）育种资源调查、收集及研究◆不同种源间的地理变异◆同一地区不同居群的变异◆居群内个体之间的变异◆栽培类型、品种以及近缘种属

在进行某个性状改良时，应摸清资源状况，确定可利用资源，以及后备资源等。

途径方法例证引种引进植物种：刺槐、油橄榄选种种源选择：优株选择：芽变：侧柏毛白杨苹果育种杂交育种：倍性育种：单倍体、多倍体诱变育种：化学、物理诱变细胞工程：体细胞变异、原生质体融合、染色体操作基因工程：椴新杨小黑杨单倍体航天育种薯番茄三倍体柑橘荧光树（四）选择适宜的育种与繁殖途径和方法林木良种选育的途径与方法

林木花卉良种繁殖技术方法途径方法例证有性途径母树林种子园红松欧洲云杉无性途径采穗圃：扦插嫁接组织培养：微繁、脱毒人工种子辐射松毛白杨桉树火炬松（五）确定育种周期以及加速育种世代进程

品种具有时效性

◆育种周期过长因过时而淘汰

◆育种周期过短难达到预期目标应根据育种目标及植物特性确定适宜的育种周期，并采取加速育种世代的技术方法，如促进开花结实技术、早期预测技等。（六）试验设计及测试、分析技术

根据试验的目的、内容，选择最佳的试验设计以及测试、分析技术，可以提高试验精度，降低试验成本，减轻调查、测试、分析工作量等。

（七）风险性及对策杂交不结实等各种灾害影响人员变动影响资金不到位影响

（八）组织管理及条件保障

育种是长期而持续的工作，具有继承性行政管理体制主要技术骨干现状以及梯队建设资金投入、仪器设备购置协作单位任务落实

育种策略的目标是在短期内取得最大的增益，提供最佳的经济和社会效益，又能持续开展长期改良，不断获取更大增益的效果，即既能满足当前生产的需要，又能符合长远遗传改良的要求；育种策略中规定的育种途径和方法，既要符合树种和性状的生物学和遗传特点，又要考虑该树种遗传改良的社会与经济条件；三育种策略的基本原则

策略要合理地运用育种的各个环节，并做好各个环节间的衔接和配合；育种策略要能适应环境和社会需求的改变，具备灵活应变和适应的能力，要保持种内遗传多样性；在达到预定目标的前提下，各项试验设计，应就简不就繁，以达到最小投入，最大产出的目的。

四制定策略中的主要问题及其对策

◆育种群体的组成及大小◆群体的划分和育种群体的组织◆多世代育种采用的交配设计◆加速育种世代，提高单位时间的遗传增益◆计算机模拟多世代育种中遗传育种参数的动态变化1、育种群体的组成及大小（1）在许多育种计划中对育种群体的组成繁殖材料没有严格的世代界限，在高世代的育种群体在可以包括优良的亲本和优良亲本的子代。（2）育种群体大小一般采用有效群体大小估算。（3）争取最大的遗传增益和广泛的遗传基础是相互矛盾的。（4）群体过小会造成有利等位基因的丢失。建立较大育种群体的理由：①有效群体数量远比群体组成的统计量要小；②作多性状选育时群体要大；③育种开始的头几个世代为达到较大的增益往往要作强度选择；④同时具有基因保存和对环境和社会需求改变的应变能力。2、群体的划分和育种群体的管理（1）群体的划分基本群体：包括天然林或未经改良的人工林，以及谱系清楚的子代林，由数千个基因型组成。育种群体：由基本群体中挑选出来的优树组成，是下一个育种世代繁殖材料的亲本。选择强度大—增益大—群体规模变小。育种群体的主要经营目标是尽早完成交配设计，可采取各种促进开花等措施。生产群体：从育种群体中选择和组建的，生产造林用种子或穗条的群体。主要形式是种子园和采穗圃。通常由育种群体中经严格选择的20-30个优良基因型组成。育种群体谱系清楚的子代测定林，含数千个基因型。育种群体最优家系中的最优单株，含数百个基因型。生产群体由最优单株组成，含30～50个基因型。适度选择强度选择在林木多世代育种中的三个群体（2）育种群体的管理①对一个育种群体划分成大小相等的组成较少的几个或几十个亚系②划分成大小不等的2个群体主群体：维持长远改良的需要，选择和组配强度都较低，所含个体较多核心群体：由最佳的优树组成，要在短期内取得最大增益，进行强度选择3、多世代育种采用的交配设计（1）不连续交配：将一个大的育种群体划分为几个较小的子群体，在子群体间相互不组配，以便在较少的人力和物力支出下，提供没有亲缘关系的亚系。（2）正向选型交配：将排序为第一和第二的亲本组配，第三和第四的亲本组配，直至表现最差的2个亲本间的组配。（3）互补交配：在同一个群体中，为达到不同目的综合采用多种交配设计。最常用的是将半同胞测定和控制授粉组配的结合。

4、加速育种世代

不断拓宽新品种的遗传基础、丰富品种资源，使新品种足以应付日益提高的丰产要求和抗性能力，是一切农林植物生产的永恒主题。遗传改良的最终目的，就是要在单位时间内获得最大限度的遗传增益，因此，林木育种是一个多世代改良的过程。遗传改良开始于表型选择，逐步进入家系选择与家系内选择，进入杂交育种和无性系育种阶段;在建立第一代种子园基础上，建立第二代、第三代种子园等。

1.轮回选择轮回选择：指含多次选择和多个育种世代的选择方式。是在连续的世代中，对选择亲本的最优子代所作的选择。天然林或未经改良的林分（第一世代）——入选树木交配——建立子代林（第二世代）——选择——交配——新的子代测定林——选择——循环前进经多世代轮回选择，能够不断提高遗传增益。美国南方松：第一代改良的平均增益为10-20%，第二代以1%的选择强度，可获得的增益预期达25%。2．延缓近交积累的主要技术措施多世代育种由于淘汰大量家系，可获得较高的遗传增益，但同时也必然会加速改良群体中近交的发展，加速遗传基础变窄。近交的抑制作用对林木多世代育种可能产生的后果是普遍关心的重要问题。①近交对生长量的不利影响大于对成活率的作用②近交可以使有害的隐性基因纯化，增加亚群体间的遗传方差，在特殊配合力显著的情况可以加以利用。延缓近交的技术措施：1）选用适当的交配设计：如复合群体交配设计。2）采用适当的选择方法：在改良代育种中，一般都采用家系和家系内选择(配合选择)。3）在多世代育种中准备功能不同的群体。

3.缩短林木育种世代的主要方法主要有两个途径：

1）加速育种：是指采取促使幼树提前开花的技术措施，以便尽早完成制种过程。强化种子园，赤霉素GA3，水分逆境，适当增加氮素含量

2）早期预测、选择：指在林木幼龄期对采伐龄时的生长量、材质、抗病虫害能力以及适应性等方面作出判断，根据树木的早晚期相关对待测群体进行早期选择，从而减小工作量，缩短育种周期，加速育种进程。

4.树木性状早期预测的主要途径

1）亲--子代遗传相关：如欧洲赤松侧枝细、树冠窄的优树，子代生长快。

2）早期--晚期相关：杨树3年生时生长快的优树，7年生时70%排在前列。

3）形态、解剖与性状相关：杉木、杨树叶面积大与植株速生相关。

4）生理生化指标与性状相关：如脯氨酸含量与植物抗旱性、不饱和脂肪酸含量与抗寒性、酚类含量与抗病虫害能力等相关，可通过测定这些物质进行选择。

五、育种策略类别和范例（一）不同繁殖方式树种的育种策略1、适用于种子繁殖树种的育种策略（1）简单混合选择：选择优树→采集自由授粉或控制授粉种子，混合播种。轮回混合选择：混合播种→子代中进行选择，重复多个世代。（2）简单轮回选择：选择优树→采集种子，按单株分别采集和育苗。轮回选择：采集种子，按单株分别采集和育苗→子代进行选择，重复多个世代。2、适用于无性繁殖树种的育种策略（1）按表型选择出来的无性系不进行测定；（2）进行无性系测定，推广。3、适用于杂交树种的育种策略为达到不断提供更优越繁殖材料的目的，必须要对杂交的双亲分别进行组配