西南林大植物育種學(xué)課件-08遺傳測定

1、 第八章 遺傳測定 P=G+E表現(xiàn)型的遺傳測定 子代測定 無性系測定 由于多數(shù)樹種是通過種子繁殖的，所以子代測定是遺傳測定的主要內(nèi)容。 一、子代測定和配合力 對選育出來的表現(xiàn)型通過各種交配設(shè)計(jì)獲得的子代進(jìn)行田間對比試驗(yàn)，并根據(jù)它們的性狀表現(xiàn)作出評價。有性繁殖存在親本的選配問題，因此要進(jìn)行配合力的測定。 親本123平均414142016510121412612488平均121014121號：12-120 2號：10-12-2 一般配合力(簡稱GCA)是指在一個交配群體中某個親本的若干交配(雜交)組合子代平均值與子代總平均值的離差 般配合力是由基因的加性效應(yīng)引起的。 所謂基因的加性效應(yīng)是指作用于同

2、一效應(yīng)的等位和非等位基因間效應(yīng)之和。 基因的作用可以累加起來，能夠固定遺傳。 特殊配合力(簡稱SCA)指一個交配群體中某個特定交配組合子代平均值與子代總平均值及雙親一般配合力的離差。 親本123平均414142016510121412612488平均121014121與4號：141204-2 特殊配合力是基因非加性效應(yīng)，即顯性和上位作用的結(jié)果。非加性效應(yīng)沒有累加作用。只有當(dāng)特定的基因組合在一起時才能表現(xiàn)出優(yōu)勢來。 顯性作用是在同一位點(diǎn)內(nèi)一對基因處于雜合時，一個基因?qū)α硪换虻幕プ鳟a(chǎn)生的效應(yīng)，又稱顯性偏差。 上位作用是當(dāng)作用于性狀的位點(diǎn)不止一個時，由于非等位基因間的互作而對基因型值產(chǎn)生的效應(yīng)。

3、GCA高的親本，產(chǎn)生的子代一般較好，但SCA的大小本身不能說明親本的好壞。SCAGCA123SCA4-20245-220064-2-2-4GCA0-22 一般配合力、特殊配合力都是指親本或組合的特定性狀而言的。二、交配設(shè)計(jì)為了解待測植株的遺傳品質(zhì)對親本組合及制種所作的安排。 自由授粉 多系授粉（混合授粉） 單交 雙列雜交 部分雙列雜交 不連續(xù)的半雙列雜交 測交系設(shè)計(jì)（一）自由授粉 譜系不完全清楚的交配設(shè)計(jì) (二)多系授粉 又稱混合授粉A (B+C+D.)(三)單交 A B 先作親本一般配合力的測定，并對一般配合力高的植株再作特殊配合力的測定(四)雙列雜交 雙列雜交，又稱互交。包括一組親本間所有

4、可能的雜交和自交組合。（五）部分雙列雜交 （六）不連續(xù)的半雙列雜交 （七）測交系設(shè)計(jì)三、無性系測定對選育出來的表現(xiàn)型通過無性繁殖得到的植株進(jìn)行田間對比試驗(yàn)，并根據(jù)它們的性狀表現(xiàn)作出評價。 無性系測定是無性系育種的主體（無性系測定是無性系育種的一個重要環(huán)節(jié)），目的是為了篩選優(yōu)良無性系。 由于用母株當(dāng)代無性系繁殖個體作試驗(yàn)材料，所以又叫當(dāng)代測定。 無性系測定為無性系選擇提供依據(jù)，而無性系選擇又通常是無性系測定的結(jié)果。 無性系測定林桉樹無性系測定林巴西南京林業(yè)大學(xué)設(shè)在江蘇寶應(yīng)縣的美洲黑楊新無性系測定林，1991年定植，面積 5.3 hm21、無性系測定的特點(diǎn)（1）無性系測定只能提供測定材料在無性繁殖

5、下的遺傳表現(xiàn) 植株的優(yōu)勢如果是由顯性、上位作用產(chǎn)生的，那么有性繁殖時由于雙親產(chǎn)生分離和重組，其子代不一定能表現(xiàn)出親本那樣的優(yōu)勢。一般而言，無性系測定不能確切提供該材料在有性繁殖下的遺傳表現(xiàn)，對雜種起源的繁殖材料、更難推斷在有性繁殖下的性狀表現(xiàn)。 （2）無性系測定中的無性繁殖材料的退化 位置和年齡效應(yīng) 病毒侵染 無性繁殖材料的退化與復(fù)壯1、無性繁殖材料退化的原因 （1）成熟效應(yīng)與位置效應(yīng) 成熟效應(yīng) Cyclophysis , Mature Effect 指植物的無性繁殖能力隨著樹齡增加而下降的現(xiàn)象。 位置效應(yīng) Toppohysis, Position effect 指植物在營養(yǎng)繁殖中， 穗條來源

6、的部位不同，無性繁殖的效果不同，或形成的新植株表現(xiàn)出斜向生長的現(xiàn)象。年齡增長表現(xiàn)：以植物開花結(jié)實(shí)為界限，由加速生長而進(jìn)入平緩生長階段，標(biāo)志植物結(jié)束幼年期而步入成熟期，經(jīng)過一段穩(wěn)定的生長時期，進(jìn)入生長衰退階段，直至死亡；從形態(tài)上看，隨著樹齡的增加，側(cè)枝增多、分枝角增大、節(jié)間變短、樹皮變粗增厚，葉形變小等；從遺傳與生理代謝方面看，分生組織活力降低，內(nèi)部生長素含量減少，而生長抑制物質(zhì)逐漸增多，相應(yīng)導(dǎo)致植物生活力下降，器官再生能力降低等。由于繁殖材料都是從一定年齡、一定部位上采集的，因此成熟效應(yīng)與位置效應(yīng)總是相伴發(fā)生的，在植物無性繁殖中表現(xiàn)為綜合效應(yīng)（C效應(yīng)）（2）病毒侵染病毒是一類沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，但有

7、遺傳、復(fù)制等生命特征的寄生物。病毒侵染植物后，會導(dǎo)致葉部產(chǎn)生病斑，葉片卷曲，根莖細(xì)胞增生，植株矮小畸變，生活力下降甚至枯死。由于病毒幾乎分布在整個植物體內(nèi)，且能通過無性繁殖傳遞并積累，因此，隨著無性繁殖代數(shù)的增加，危害程度加劇。由于病毒的復(fù)制增殖與植物的正常代謝密切相關(guān)，采用病毒抑制劑會造成嚴(yán)重藥害。因此，不能像對待細(xì)菌、真菌病害那樣用殺菌劑防治。這是一個生產(chǎn)上亟待解決的問題。2、無性繁殖材料的復(fù)壯及其方法 無性繁殖材料復(fù)壯rejuvenation是指成齡植物恢復(fù)幼齡狀態(tài)，或維待植物處于幼齡狀況的措施。 由于引起退化機(jī)制不同，因此所采用的復(fù)壯措施也不同。 對于老化相關(guān)的成熟與位置效應(yīng)而引起的退

8、化，可直接通過種子更新復(fù)壯，或利用樹木幼態(tài)組織區(qū)域復(fù)壯；而對于病毒引起的無性繁殖材料退化，可利用病毒復(fù)復(fù)制與傳遞的弱點(diǎn)進(jìn)行脫毒復(fù)壯等。 目前最常采用的復(fù)壯方法有： (1)有性繁殖復(fù)壯 (2)無性繁殖復(fù)壯 (1)有性繁殖復(fù)壯 老化效應(yīng)在針葉樹種中發(fā)展特別快，4-5年生就開始進(jìn)入急速老化期。 目前，輻射松、落葉松等樹種的良種生產(chǎn)是采用優(yōu)良親本控制授粉家系建立采穗圃，再通過嫩枝扦插實(shí)現(xiàn)優(yōu)良家系的無性系化規(guī)模利用。 一般針葉樹種采穗圃大多連續(xù)采條3-5年，隨后用優(yōu)良種子實(shí)生苗重新營建新的采穗圃，通過種子實(shí)現(xiàn)優(yōu)良無性繁殖材料的復(fù)壯。 采穗圃NURSERY OF SCION 采穗圃是提供優(yōu)質(zhì)種條插穗和接穗

9、的繁殖圃。 采穗圃是實(shí)現(xiàn)無性繁殖材料規(guī)模生產(chǎn)的必要環(huán)節(jié)。它和種子園一起構(gòu)成林木良種繁殖的主要形式。 營建采穗圃的材料，有尚未經(jīng)過遺傳測定的，如為營建初級無性系種子園提供接穗的優(yōu)樹采穗圃；也有用已經(jīng)過遺傳測定的優(yōu)良品系營建的采穗圃，即良種采穗圃。 采穗圃主要有四種類型，即高干圓柱形、低干平頭形、杯形和自然形。 1 高干圓柱形 圓柱形采穗樹可高達(dá)78m，但過高，采條管理不便。一般樹高為2-3m,定植2年內(nèi)，充分施肥，促進(jìn)樹體生長。此后，進(jìn)行整形修剪，其過程如圖。 在2-3年時把生長充實(shí)的側(cè)枝從離樹干10cm左右處剪斷，以促進(jìn)萌發(fā)條發(fā)生。這一過程也可分2年完成。以后每年按同樣方式處理。 在4-5年生

10、時。從主干高2-3m處截斷。這時在樹干側(cè)枝修剪處可以發(fā)生大量萌芽條，對其中粗壯的萌條2-3枝，可選留培養(yǎng)，以供來年采用。 高干圓柱形每公頃定植5000-10000株，隨樹齡增長逐步疏伐。定植約10年后，高干采穗樹每株可采條50-100根，每公頃可采條20萬根以上。高、中柱式 2 低干平頭形 定植1-2年后，在離地30-40cm處截干。如苗較小，截干部位可略低。 如主干梢端長出徒長枝，應(yīng)在離地30-40cm處剪掉，以期樹冠表層形成的枝瘤等高，將來能從同一平面長出勻稱的萌芽條，同時剪除膛內(nèi)枝、重疊枝，以促進(jìn)骨干枝粗壯生長。 每公頃定植5000株。 5年后疏伐一半，15年后再伐去一半。 定植10年后

11、每株采條30-50根，每公頃可采條約10萬根。 從單位面積產(chǎn)量考慮，高干圓柱形有利，但低干平頭形長出的穗條直立性好，當(dāng)年生長量大。 3 低干杯形 定植1-2年后，在主干離地面20cm處截干，選留粗壯分布均勻的枝條5-6根，培養(yǎng)成骨干枝，然后在離地面40cm處截梢。每年采條時結(jié)合修剪，使樹體保持預(yù)定高度。這種樹形，徒長枝萌發(fā)力弱，生產(chǎn)的種條也較整齊。西伯利亞紅松采穗圃火炬松采穗圃思茅松采穗圃的建立及穗條的培養(yǎng)研究幼苗的培育及采穗圃的營建思茅松采穗圃的建立及穗條的培養(yǎng)研究采穗母株的平茬促萌研究截頂類型分為四類：采穗母株高10 cm以上，截頂高度8 cm；采穗母株高10 cm以上，截頂高度4 cm；

12、采穗母株高度810 cm之間，截頂高度8 cm；采穗母株高度810 cm之間，截頂高度4 cm。截頂類型重復(fù)數(shù)平均萌條數(shù)（條株）9520.8438.913220.8819.7合計(jì)35116.8 不同截頂類型的思茅松萌條數(shù)量不同平茬高度母株的保存情況思茅松采穗圃的建立及穗條的培養(yǎng)研究采穗母株的施肥試驗(yàn) 施肥與母株萌條能力的觀察處理母株株數(shù)(株)第一次萌條(條)第二次萌條(條)第三次萌條(條)平均(條)施 肥10468414592不施肥10235310661（2）無性繁殖復(fù)壯 A 反復(fù)修剪法 通過反復(fù)修剪并矮化樹干，使樹干維持年青階段的生理狀況?；?qū)现ηげ?、嫁接獲得的苗木連續(xù)平茬，促使不定芽萌條

13、，利用萌條作穗條，可提高生根率，改善生長狀況。 日本柳杉、輻射松、火炬松、毛白楊等利用這一方法，都取得了較好效果。 B 根萌條或干基萌條法 樹木的各個部位均處于個體發(fā)育的不同階段，樹干基都存在處于幼年階段的休眠芽以及不定芽，而挖根促萌可以促進(jìn)根部處于幼化狀態(tài)的不定芽等分化發(fā)育獲得根萌條。 桉樹采取樹干基部環(huán)割，進(jìn)而利用環(huán)割愈合部位萌條扦插； 山楊、毛白楊通過截根促萌或挖根段沙培促萌，再利用根出條扦插繁殖； 胡楊、刺槐甚至采取根段直接扦插繁殖。 C 幼砧嫁接法 通過把老齡接穗嫁接到幼齡砧木，利用砧木幼齡幼年性的生理狀態(tài)促進(jìn)接穗返幼復(fù)壯。 歐洲云杉、紅杉、桉樹等曾采用該方法改善了插條的生根狀況。

14、D 連續(xù)扦插復(fù)壯法 從少數(shù)老齡長根的插條上再取插穗，有提高生根的作用。 如瑞典對6株80-120年生歐洲云杉作扦插試驗(yàn)，生根率很低，平均約6%，不同無性系變動于0-10之間；從這少數(shù)成活的插條上再采取插穗扦插，生根率不斷提高，第二輪扦插時生根率約為25；到第三輪時已達(dá)80%以上，但根系發(fā)育狀況沒有改善。 此外，挪威云杉、櫟樹、山楊、桉樹等曾采用該方法獲得成功。 E 組織培養(yǎng) 再生植株是經(jīng)脫分化形成的植株，解除了個體發(fā)育的歷史，發(fā)育階段年青，達(dá)到返幼復(fù)壯的目的。從這類植株上取材，生根容易。 此外，因病毒侵染造成的品種退化，可通過組織培養(yǎng)脫除致病病毒。（3）當(dāng)用嫁接苗時，砧木不同以及嫁接技術(shù)有異，

15、都會影響接穗的生長2.無性系測定主要階段苗期測定 林期測定（1）苗期測定 苗期測定是無性系測定的初始階段，可結(jié)合繁殖無性系苗木; 測定材料來自種源、家系、天然雜種、人工雜種中的優(yōu)良單株； 測定的無性系數(shù)目較多，因而一般進(jìn)行單因子試驗(yàn);苗期測定年限為1-2年; 測定項(xiàng)目:苗高生長、頂端生長勢，分枝特征、保存率和抗性; 根據(jù)苗期測定結(jié)果，對入選的無性系作出初步鑒定與篩選。 （2）林期測定 林期測定是將經(jīng)苗期測定中選的少數(shù)優(yōu)良無性系進(jìn)行造林； 測定一般分三輪次進(jìn)行。 第一輪對全部入選無性系進(jìn)行測定；主要測定造林成活率，早期生長等。第二輪測定一般在幾個不同的立地條件設(shè)置試驗(yàn)點(diǎn)。測定無性系的適應(yīng)型，并為相應(yīng)立地找到最適合的無性系，在3-4年觀察后就可以從中選出50%的無性系進(jìn)入第三輪測定。第三輪主要測定無性系的生產(chǎn)力，確定適宜的經(jīng)營方式；在第三輪測定的同時，應(yīng)把一些適應(yīng)性好、表現(xiàn)特優(yōu)的那些無性系加速繁殖，示范推廣。 四