林木育种学大题

1林木育种学的主要内容林木良种选育：林木遗传品质的改良及其理论和方法。林木良种繁殖：林木良种繁殖理论和方法。品种的属性：人工选育、经济性状优良、主要性状整齐一致、性状遗传稳定、较好的适应性、特异性。认识品种需要注意的问题：（1）品种是经济概念，是林业的重要生产资料，而不是分类单位；（2）评价品种优劣的唯一标准是现实的应用价值，而不是选育技术是否先进；（3）品种具有地域性和时效性。林木育种的特点、趋势和任务：1、特点：①林木生长周期长，特别是有一个比较长的幼年期，导致林木育种周期长，特别不利于多世代育种；②树体高大，占地多，遗传测定困难、昂贵；③多数树种都属异花授粉，高度杂合，近交衰退严重，要避免近交；自交（近交）难以作为育种方法；④大多处于野生状态，研究基础薄弱；有大量的遗传变异可以利用；⑤多年生植物，多年开花结实，可以通过子代测定进行后向选择，提高选择效率。2、趋势：①育种目标多样化；②常规育种仍然是林木育种的主要途径；③种子园仍然是林木良种繁育的重要途径；④无性繁殖技术日渐成熟，无性系育种前景广阔，无性系造林更加受到重视；⑤常规育种与生物技术的结合更加紧密3、任务：根本任务：育种资源保存和种质资源创新，良种选育和繁殖。（如；林木育种资源的搜集、保存、研究和利用；林木种质资源的开发；林木新品种（类型）选育；林木良种繁育等。）变异的种类可遗传变异：遗传物质改变引起的变异；不可遗传变异：环境条件引起的变异，没有造成遗传物质的改变。变异的区分通过有严格试验设计的田间对比试验；直接检测遗传物质是否发生改变。林木遗传变异的层次①地理种源变异②同一种源内不同立地间的变异③同一种源内不同林分间的变异④同一林分内不同个体间差异⑤个体内的变异⑥非遗传基础改变引起的变异：早晚材密度变异；⑦遗传基础改变引起的变异：体细胞变异（芽变），性细胞变异（2n配子的产生）。林木育种的实质①发现（自然界已有的）、创造（自然界没有的）变异（关键）；②评价、鉴定、选择变异；③稳定、利用变异。林木地理变异的意义（基本结论）：（1）种源间的差异能够通过种子遗传给后代，因而通过选择可以利用；（2）当地种源的适应性最强，但生产率不一定最高，所以在对外地的种源未了解之前，使用当地种源最安全；（3）地理种源变异在树木变异中占的分量很大，通过种源选择就能获得较大的改良效果。（4）适应性状在种源层次的变异分量最大，若要改良适应性状，最好先进行种源选择；（5）对于多数树种生长性状也表现出显著的种源差异，种源选择也能取得好效果。2选择的基本原理类型：自然选择、人工选择。（1）自然选择：通过自然界的力量对生物进行的选择。分类：稳定性选择：利于中间类型的选择，选择结果数量性状的平均值不变，变量减小或不变。定向性选择：利于性状表现型的某极端类型的选择,结果导致群体遗传组成的定向变化。多向性选择：多向性选择:对一性状的表现型作两个以上方向的选择,属不利于中间类型的选择。（2）人工选择：是指人们根据需要，按照人为制定的选择标准，有意识地改变生物群体中特定遗传性状表现的活动。其目的是使林木更加有利于人类。实质：由育种者来决定林木个体参加繁殖的机会，“选优去劣”作用：系统的人工选择可定向改变群体的基因频率，从而打破群体基因频率的平衡状态。特点：选择目标满足人们的需要；入选群体的遗传基础变窄；对经济性状的改良时间较短。选择育种的意义意义：①选择育种是林木改良中最基本最主要的手段，贯穿于一切育种方法中。②绝大多数树种基本上仍处在野生或半野生状态，遗传基础广泛，通过选择育种获得改良的潜力很大。③周期短、见效快。个体选择特点：简单易行；性状遗传力较高时选择效果好；在育种项目的开始及不太严格的育种方案中可使用这一方法。家系选择特点：家系指全同胞和半同胞家系，更远家系的信息对选择意义不大；对于遗传力偏低的性状，采用家系大小较大的家系选择效果良好。家系内选择特点：在每个家系中选择超过家系均值最多的个体留种；主要应用于群体规模较小，家系数量较少，且性状遗传力偏低时；使用价值主要在于小群体内选配、扩繁和小群保种方案中。多性状选择方法（1）顺序选择法：又称单项选择法，对计划选择的多个性状逐一选择和改进，每个性状选择一个或数个世代，待一个性状得到预期选择效果，停止选择，再选择第二个性状，然后再选择第三个性状等等。特点：选择时间长，效果不理想；无法克服性状间的遗传拮抗作用及自然选择的回归作用，往往顾此失彼。（2）独立淘汰水平：将所要选择的每一个性状各确定一个选择界限（最低标准），只选择同时超过各性状选择标准的个体的选择方法。特点：同时考虑多个性状的选择，好于顺序选择法；容易将那些在大多数性状上表现十分突出，而仅在个别性状上有所不足的个体淘汰掉；各性状表现平平的个体反倒可能保留。（3）综合指数法：根据改良性状的遗传力和经济重要性，将各性状分别给予适当的加权，然后综合成一个指数，按多个性状综合选择指数值的高低进行选择。特点：个体的选择仅依据这个综合指数的大小；指数选择将候选个体在各性状上的优点和缺点综合考虑，并用经济指标表示个体的综合遗传素质；具有最高的选择效果。种源试验的目的：①遗传育种理论方面：研究地理变异规律,阐明变异模式,变异与生态环境和进化因素的关系。②林业生产方面：为造林地点选择生产力高、稳定性好的种源；为划分种子和其他繁殖材料的调拨范围提供科学依据。③遗传改良方面：为进一步的选择和杂交育种等提供原始材料和遗传参数。3种内地理变异的一般规律（1）北-南或冷-暖趋势：同一树种来自南方种源的苗木常比北方的长得快；秋天落叶晚；生长期长；无显著的秋色变化；对冬季严寒的抵抗力差。——这些趋势反映了南北种源对寒冷和温暖条件的适应(冷-暖趋势)；（2）旱地到温地的变化趋势：与干旱地区的树木相比，湿地树木通常长得快，种子小，根系浅；（3）海拔高低的趋势：高低海拔间树木存在的差异。——原因：垂直高度相差1公里，气候变化相当于水平距离相差几百公里，因此，自然选择会造成高低海拔间树木的差异（低海拔比高海拔生长快）；种内地理变异的一般模式（1）连续变异：很多树种的分布区很广且连续，其外界环境条件的变化，如从低海拔到高海拔，从低纬度到高纬度，从温暖到寒冷，从湿润到干燥可能是连续递增或递减的（生态梯度），故林木群体内性状的变异常常也随之是连续的，且与环境条件变化的梯度相平行，并逐步形成渐变群的变异模式。（2）不连续变异（生态型变异）：由于地理隔离、生殖隔离、自然选择等作用的结果，形成了生态型群体。这种因长期适应于一定环境条件而产生的遗传上有差异的群体称之为生态型。类型：林木生态特征的变异与其所处地理位置如水平分布-纬度，垂直分布-海拔高度，立地条件类型-地理生态型、气候生态型、海拔生态型、旱生型、湿生型、盐碱型等直接有关。（3）随机变异如相邻的两个产地或林分的差异，可大到分布区两端那样的差异。又比如某一树种在较小的分布范围内，气候条件变化不大，但不同群体间变异很大。影响林木地理变异的因子（1）树种分布范围的大小和性状：一般而言，树种分布区较大，则变异大；分布范围小变异较小。（2）树种自然分布区内环境因素的多样性：分布区环境条件越复杂，则种内群体的遗传变异愈大。那些既分布在平原又分布在山区的种类具有较多的地理变异。（3）分布区的不连续性：由于地理隔离导致无法交流基因。（分布区不连续的树种，如生长在山区的种，由于地理隔离，群体间没有基因交流，有时即使相隔仅100km的相邻种群在遗传上也完全不同。）（4）未知因素：有的树种分布范围大，但遗传变异很小；有的树种分布范围小，遗传变异较大。出现这些特殊现象的原因还不清楚，可能包括突变、迁移、选择等因素。种源试验对林业生产的作用：①增加木材产量：多数育种计划中，选用最佳种源，能在短期内以最小的代价获得显著增益。②提高林分稳定性：选用适宜种源，能提高林分抗逆性和抵御病虫害能力。③为合理制定种子区划提供依据。④提高树木改良效果。优良种源的利用途径：①将优良种源的优良林分改建成母树林；②在优良种源中选优建立种子园；③选优，建无性繁殖圃，无性系造林等。4种源试验方法种源试验的技术环节主要有：确定试验规模→确定采种点→选择采种林分→确定采种母树和采种→田间对比试验→优良种源选择。确定试验规模全分布区试验：目的是研究种源间变异的大小、地理变异规律和变异模式。对分布区较小的树种，参试种源在20～30个左右；分布区大的树种，50-100个，或更多。局部分布区试验：目的是对全分布区实验中表现较好的种源作进一步比较，并为造林地区寻找最佳种源和为育种提供原材料。种源数量一般较少，试验小区较大，试验期限在1/2轮伐期左右。种源实验结果的应用（1）试验数据的分析种源试验的数据来源于两个部分：一部分是亲本表型的数据；另一部分是子代表现的数据。亲本表型的分析是研究和划分地理种群的依据。种源试验中子代的表现又是划分生态型的依据，是了解地理变异的唯一途径。（2）种源试验结果的应用①了解林木地理变异规律，丰富林木育种理论，并为进一步开展林木改良工作和改良方案提供科学依据；②为划分种子区，确定林木种子调拨范围和调拨方向；③为当地选择最佳种源。候选树的评定——对比树法：（1）优势木对比法——方法：以候选树为中心，在立地条件相对一致的15m半径范围内（包括30-40株以上），选出仅次于优树候选树的3-5株优势木作对比树。按优树标准生长量指标逐项实测，比较鉴定。形质指标及其它指标可用评分比较评定。候选树通过与对比树比较评定，符合优树标准要求者作为优树登记入选。适用范围：在人工林或年龄较一致的天然林纯林中广泛采用。（2）综合评分法——方法：以优树候选树周围的5株优势木为对比树，与候选树在树高、材积、冠型、树干通直度、自然整枝能力、分枝角度，侧枝精度等性状方面进行比较评分。对树高的评分还根据不同立地指数和年龄进行相应的调整。特点：该法比较客观，各项性状得分值在构成总分时按一定的比例，它含有权重的意思，该法在松树优树选择中应用非常广泛。（3）小样地法——方法：在以优树候选树为中心的200-700平方米范围内，划定包括40-60株林木的林地为小样地，将候选树与小样内林木按优树标准内容要求逐项观测评定，当候选树达到或超过小样地林木平均值规定指标时定为优树。候选树的评定——基准线法：（1）回归线法原理：自然分布区大、立地条件复杂的树种，首先应按不同的气候区和不同的立地条件类型，分别设立标准地（50株以上），取得资料（或利用生长过程表、资源清查的标准地资料），建立不同年龄与生长量（树高、胸径、材积）的回归关系。有了各性状的回归线，就可按优树的标准进行评选。方法：首先是按标准实测候选树的生长量如树高或材积，其次是选用相应的立地条件类型和树龄的回归线图。如候选树落在回归线上方，若其它形质指标符合标准，即可入选。适用范围：天然林多为异龄林或混交林，邻近木之间存有一定程度亲缘关系。因此，天然林选优宜采用回归线法，不宜采用对比木法。5候选树的评定——综合评价：①独立标准法：对各选择性状,都规定一个最低的入选标准.只要一个性状指标达不到标准,则不能入选；②连续选择法；③评分法：在各个选择性状表型值变异幅度内划分不同等级，并根据性状和各性状内变异等级的经济重要性，分别给予一定分值，累加候选树各性状的相应评分，做出评价。林木遗传测定用途：①为进一步的遗传改良提供指导性遗传参数。②依据测定结果来剔除初级种子园中的不良亲本，筛选改良种子园的建园亲本，为下一改良世代提供亲缘关系清楚的遗传材料。③筛选优良家系和提供优良家系的适用范围。④示范与宣传作用。无性系测定的目的：掌握优良个体在无性繁殖时性状表现的稳定性或可重复性，是优良无性系选择的基础工作。无性系测定需要注意的特殊问题：①用无性系测定结果不能准确估测其子代的性状表现程度；②成熟效应与位置效应的影响；③插条粗细和长度、采集部位的影响；④砧木与嫁接效应。试验小区的合理安排试验小区大小：单株小区：测定材料多、时间短、统计效率高。少株小区：4-25株,用于子代和无性系测定等。多株小区：49-100株，