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文檔簡介
種質(zhì)資源引種選擇育種第一頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
種質(zhì)資源是一切育種工作的基礎?!挪假澦够?/p>
誰擁有種質(zhì)資源,誰就擁有未來!杜布贊斯基:(1900~1975)
俄國出生的美國生物學家,現(xiàn)代綜合進化論的奠基人。第二頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
1遺傳資源分類
1.1本地遺傳資源
指在當?shù)刈匀缓驮耘鄺l件下,經(jīng)長期栽培和選育而獲得的品種和類型。特點:取材方便、對當?shù)丨h(huán)境具有高度適應性,但遺傳性相對保守。第三頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
地方品種有許多獨特的優(yōu)良性狀:原因:地域廣闊、生境復雜,長期影響所致。①早花和特早花類型:迎春、梅花等;②兩季或四季開花類型:月季、木槿、紫薇等;③花有芳香甚至有異香類型:米蘭、桂花等;④具有突出抗逆性類型:抗蟲、抗旱、耐鹽堿等;⑤具有強大的自播能力和隨遇而安的適應性類型;⑥具有特異性狀類型;馬褂木,豬龍草,含羞草,綠牡丹等。第四頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一中國馬褂木
豬籠草
第五頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一1.2
外地遺傳資源
指從不同氣候區(qū)域引進的品種或類型。特點:具有多種多樣的生物學和經(jīng)濟上的遺傳性狀,價值往往較高,但對當?shù)丨h(huán)境條件適應性常不及本地資源。第六頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
1.3
人工創(chuàng)造的遺傳資源
指人工應用雜交、誘變等方法獲得的各種變異類型,它具有比自然資源中更新、更豐富的遺傳性狀。第七頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一黃香梅黃花含笑紅花含笑第八頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
2
作用決定育種成效是人工選育的源泉拯救品種的退化開發(fā)新產(chǎn)品的源泉第九頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
第二節(jié)種質(zhì)資源的構(gòu)成
種質(zhì)資源的構(gòu)成主要來源于林木的自然變異。
1
變異的普遍性和多樣性
變異是一種生命的普遍現(xiàn)象,表現(xiàn)在外部形態(tài)、內(nèi)部構(gòu)造以及在各種生理、生態(tài)特性上。樹木性狀的變異,部分具有直接或間接的經(jīng)濟意義,構(gòu)成了林木育種的物質(zhì)基礎。第十頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一歐洲紅矮楓歐洲矮楓(混色)第十一頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一2
變異類型
2.1
一定變異
一定變異是指在同樣條件作用下,所有個體都發(fā)生同樣變異,即都向著同一方向發(fā)生變異。在這里,環(huán)境條件決定了變異方向。這種一般環(huán)境條件引起的、表面的變異是不遺傳的。第十二頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一2.2遺傳變異
又叫不定變異,是指在大致相同的環(huán)境條件作用下,各個體發(fā)生的變異不同,這種變異一般是單株內(nèi)部遺傳基礎差異引起,因而是可以遺傳的。不定變異比一定變異更普遍,在品種的起源上更重要。第十三頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一3
林木種內(nèi)變異層次①地理種源變異②同一種源內(nèi)不同林分變異③同一林分內(nèi)不同個體變異④個體內(nèi)的變異了解一個樹種各個層次的變異大小,對充分利用變異,正確制定育種方案具有十分重要的意義。育種工作的根本任務,就是發(fā)掘、研究和利用變異。第十四頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一第三節(jié)遺傳資源的收集、保存與研究
1
遺傳資源的收集
1.1
專項調(diào)查
適用于分布范圍廣、經(jīng)濟價值高的主要樹種。在調(diào)查過程中,嚴格按有關規(guī)定,詳細記載調(diào)查結(jié)果,提交調(diào)查報告。
1.2材料交換
在各國和各地區(qū)之間將收集到的實物及形體材料進行交換,可節(jié)省開支、縮短時間、擴大收集。第十五頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一20屬國產(chǎn)樹種占世界總種數(shù)的百分比屬名國產(chǎn)種世界種占世界%金粟蘭1515100山茶19522089獼猴桃536088丁香253083石楠455582油杉91182溲疏405080毛竹405080蚊母樹121580杜鵑花50080075屬名國產(chǎn)種世界種占世界%槭樹15020573花楸608571蠟瓣花213070含笑355070椴樹355070海棠223563木犀254063荀子609562繡線菊6510562南蛇藤305060第十六頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一1.3
結(jié)合選擇及種源試驗進行
收集育種資源,除考慮經(jīng)濟性狀外,對于干形較差但生物量特大或產(chǎn)量不高而抗性很強的個體應考慮收集。種源調(diào)查,也可視為育種資源的調(diào)查,在采集優(yōu)良林分中優(yōu)良個體種子的同時,也就收集了它們的基因。第十七頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一2
遺傳資源的保存
2.1就地保存
又稱自然保存,在植物生長地建立自然保護區(qū)。適用于比較集中的瀕危種、稀有種尤其是木本植物。
2.2
易(異)地保存
把植物遷出自然生長地集中種植的保存方法。主要適用于具有優(yōu)良性狀的品種或類型、各種優(yōu)良變異等。要注意防止混雜和退化。
2.3
貯藏保存
又叫室內(nèi)保存,將繁殖體(種子、花粉、營養(yǎng)器官、組培苗等)放置在低溫、低濕環(huán)境中加以保存的方法。第十八頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一3
遺傳資源的研究①分類學研究②生學物研究③經(jīng)濟性狀研究④生態(tài)學研究⑤抗性研究第十九頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一第三章引種
引種:將植物從原分布區(qū)人為遷移到新區(qū)域栽培種植的方法。馴化:通過人為干預使物種適應新環(huán)境的過程。第二十頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
一、植物引種工作歷史悠久:陸路引種可追溯到兩千年前西漢張騫出使西域時代,主要通過絲綢之路與中亞、近東國家進行植物交流。如:核桃、石榴、葡萄均系從西域引進。從明代起,海運暢通,美洲區(qū)系的植物,如農(nóng)作物、園林植物等相繼引入我國。
19世紀中葉以后,引進力度加大;1983年“國內(nèi)外樹種引種馴化”列入國家攻關計劃;1993年頒布了《林木引種》國家標準,林木引種工作進一步規(guī)范化;1994年8月,經(jīng)原朱鎔基總理批準,國家設立了“948”國外植物資源、技術引進項目,官方、民間的引種熱潮持續(xù)至今。引種工作特點第二十一頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
二、我國引種范圍廣泛:遍及世界五大洲。
木本植物:
日本——龍柏、櫻花、雞爪槭等;印度——雪松、印度橡膠等;北美洲——鉛筆柏、廣玉蘭、北美鵝掌楸等;南美洲——橡膠樹、輕木等;大洋洲——桉樹、銀樺、木麻黃等;非洲——油棕、咖啡等;歐洲——月桂、油橄欖等。
草本花卉:
美洲——波斯菊、含羞草、矮牽牛、半枝蓮等;歐洲——金魚草、彩葉甘藍、香石竹等;亞洲——雞冠花、曼陀羅、除蟲菊等;大洋洲——麥稈菊等;非洲——天竺葵、唐菖蒲、小蒼蘭等。引種工作特點第二十二頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
三、引進的植物資源數(shù)量眾多:
杭州植物園引進、保存種類約3400種,對50種城市綠化樹種進行了引種鑒定和評價。上海市植物園從1977年以來,已先后引進各種園林植物3033種。臥佛寺北京植物園引種1200多種。青島、大連、天津等城市近年先后引進大批彩葉樹種和常綠樹種資源,特別是石楠、紅楓、大葉黃楊、枇杷等,給北國園林增添了色彩。引種工作特點第二十三頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
四、引進的植物資源種類齊全:
近年來南方一些單位已引種木蘭科植物200余號,近90種,相當于國產(chǎn)木蘭科植物種數(shù)的80%。上海植物園收集國內(nèi)外小檗屬、槭屬植物各有幾十種,栒子屬植物60余種;北京植物園引種小檗、丁香各20多種;華南植物園引種石槲屬近40種;廣西南寧樹木園和南寧市園林局收集金花茶20余種;武漢東湖磨山植物園收集梅花200多個品種。引種工作特點第二十四頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一第一節(jié)引種的原理與作用
1
引種原理各物種并不都是不能適應異地的生態(tài)環(huán)境而局限于各自的自然分布區(qū)?,F(xiàn)代自然分布范圍是物種發(fā)生歷史、適應能力、傳播條件及歷史生態(tài)條件共同作用的結(jié)果。第二十五頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一2引種的作用
與其他育種方法相比,引種是最迅速、最廉價獲得優(yōu)良品種與類型、豐富本地物種資源的育種方法。但是不當?shù)囊N,也可能導致不良后果,使當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境受到破壞。第二十六頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一第二節(jié)影響引種成效的因素
1綜合生態(tài)條件
在引種中應遵守生態(tài)相似性原則,這是因為:
1.生物長期適應原產(chǎn)地的環(huán)境條件,引種地相似的生態(tài)條件才能滿足其生長發(fā)育要求。
2.生物往往有一定的適應性潛力,不完全相同的生態(tài)條件有利于適應性潛力的發(fā)揮。
3.多年生木本植物引種較草本植物困難,還應考慮不同年度生態(tài)條件的變化。第二十七頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
2
限制植物引種的主導生態(tài)因子
2.1
溫度
年均溫及有效積溫低溫:包括1月平均溫、絕對低溫、低溫持續(xù)時間。季節(jié)交替速度:在中緯度地區(qū),初春天氣不穩(wěn)定轉(zhuǎn)暖,引入的北方樹種常中斷休眠開始萌動,受到春寒危害。變溫幅度和頻度:變溫幅度越大、頻度越高,引進樹種越易受凍害。高溫:使呼吸作用和水分蒸騰加強,光合作用減弱而生長不良。第二十八頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
2.2
光照
光照時間
對光周期敏感的北方樹種南移時,常過早封頂,窒息了樹木正常的生命活動,生長緩慢、長勢衰弱,南樹北移情況則相反;對光周期不敏感時,北方樹種常不能及時休眠,降低抗寒性。
光照強度
陽性植物光照不足,會影響生長、開花、結(jié)果。
光質(zhì)紅光促進種子萌發(fā)和莖干延長,藍紫光能抑制植物生長、增加葉綠素和花青素。第二十九頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
2.3
降水和濕度
主要考慮降年降雨量、空氣濕度和雨型(降雨季節(jié)分布)。
2.4
土壤
主要考慮土壤酸堿度和共生真菌的接種。
3
歷史生態(tài)因素
樹種歷史生態(tài)條件越復雜,其引種后的適應性潛力就可能越大。如水杉、銀杏等。第三十頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一1、溫度溫度因子主要是支配植物的生長發(fā)育,限制著植物的分布。其中主要是年平均溫度,最高、最低溫度、季節(jié)交替特點等等。主導生態(tài)因子第三十一頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
不同樹種對氣溫變化適應能力有強弱之分。一般適應能力強的分布較廣,適應能力弱的分布較窄。
適應能力強、分布范圍廣的樹種有:柳、槐、榆、椿、香椿、桑、麻櫟、核桃等。
適應能力弱、分布范圍窄的樹種有:毛白楊、七葉樹、楸、梓、毛竹、榕樹等,如榕樹引種到1月份平均溫度低于8℃的地區(qū)就不能正常生長。第三十二頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
最高、最低溫度往往是限制因子。例如:油松曾由沈陽移往長春,起初生長正常,冬春之交偶遇極端低溫,已達20年生的大樹卻大部分被凍死。低溫的持續(xù)時間與受凍害程度有關。例如:藍桉可忍受-7.3℃的短暫低溫,但不能忍受持續(xù)的較低溫度。廣東省陸良縣1975年12月持續(xù)低溫5天,日平均溫度變動于0.6~4.0℃之間,最低溫度為-5.4℃,藍桉遭受嚴重凍害。第三十三頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
季節(jié)交替的特點往往也是限制因子。中緯度地區(qū)的樹種,通常具有較長的冬季休眠,它不會因氣溫暫時轉(zhuǎn)暖而萌動。高緯度地區(qū)的樹種,因原產(chǎn)地沒有這種氣候反復,不具備對反復氣候的適應性,引種到中緯度以后,由于初春天氣不穩(wěn)定的轉(zhuǎn)暖就會引起冬眠的中斷,一旦寒流再度侵襲,就會遭受凍害。例如:朝鮮楊引種到北京,就是因為這個原因而生長不良。第三十四頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
有些樹種要求一定時期的低溫。例如:油松需要15℃以下的低溫90~120天,毛白楊需75天,北京小葉楊需35天,白榆需75天。只有滿足了它們的低溫要求,第二年才能正常生長發(fā)育。所以對某些樹種來說,低溫時間不夠可能是限制因子之一。從國外引種時,還需考慮我國的氣候特點。我國處于歐亞大陸的東南部,由于冬季寒流頻繁,與地球上同緯度的地區(qū)相比較,我國冬季的溫度常較低。對這一特點要有充分估計。第三十五頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一2、水分(包括土壤濕度和空氣濕度)
水分是植物生存的必要條件。許多南方植物在北方不是凍死的,而是在初春干旱風襲擊下因生理脫水而干死的。河北壩上地區(qū)更是如此,初春干旱風是導致植物單調(diào)的主要原因。造林窩根致死大樹亦同理。①壩上天橋梁落葉松例。②美國愛達菏州斑克松例。主導生態(tài)因子第三十六頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
中國國土水分分布狀況圖第三十七頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
有時土壤含水量也是限制因子。
梅花,當土壤含水量控制在10%~14%時,苗木多可安全越冬;超出此范圍時,則難安全越冬。
較耐干旱的樹種有:刺槐、椿、皂角、合歡、梧桐、柿、棗、石榴、桃、杏、葡萄、銀杏、側(cè)柏、檜柏等。
喜濕度較大的樹種有:女貞、桂花、廣玉蘭、毛竹、夾竹桃、棕櫚等。降水量的季節(jié)分配狀況(雨型)也影響引種馴化的效果。廣東湛江地區(qū)引進原產(chǎn)地夏雨型的加勒比松、濕地松生長良好;引種冬雨型的輻射松、海岸松等則生長不良。西歐多為冬雨型,引種效果常受影響。第三十八頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
3、光照光照的長短和質(zhì)量隨緯度而不同。一般緯度由高變低,生長季的光照由長變短,曙暮光(即早晚的長光波—紅光)由多變少;相反,緯度由低變高,生長季的光照由短變長,曙暮光由少變多。主導生態(tài)因子第三十九頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
不同緯度間木本植物的引種表現(xiàn):北樹南移時,大多數(shù)木本植物往往提早封頂。生長期縮短,正常的生命活動受限,且南方夏天酷熱,植物會受熱害死亡。
南樹北移時,生長季節(jié)內(nèi)日照延長,使生長期延長,影響封頂或促進枝條萌生,從而減少養(yǎng)分的積累,妨礙組織的木質(zhì)化和入冬前保護物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,易受寒害。第四十頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
植物對光的要求:根據(jù)植物對光量的需要程度分陽性樹種,例如:松屬、桉屬、楊屬等;陰性樹種,例如:常春藤屬、八仙花屬、杜鵑花屬等;中性樹種,例如:檜柏、側(cè)柏、槐樹等。各種植物對光的需要量與年齡、氣候、海拔等因素有關。一般幼苗,幼樹比成年樹耐蔭;處于分布區(qū)北界的比在分布區(qū)南界的較喜光;海拔高的比海拔低的較喜光。所以引種時采取相應的措施,如遮蔭、防寒等會收到好的效果。第四十一頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一4、土壤土壤的理化性質(zhì)、含鹽量、pH值以及地下水位的高低,都會影響園林植物的生長發(fā)育。土壤酸堿度對植物生長的影響。土壤酸堿度可以決定植物的分布范圍,從而形成各種不同的植物群落。
酸性土植物,例如:馬尾松、油桐、油茶、杜鵑、梔子花及棕櫚等;
中性土植物,大多數(shù)園林植物屬此類;
堿性土植物,檉柳、紫穗槐、桂香柳等。主導生態(tài)因子第四十二頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一5、生物因素植物在原產(chǎn)地和土壤系統(tǒng)形成共生關系,對一些土壤微生物產(chǎn)生依賴性。許多植物的根系與土壤中的真菌共生,常見的有松屬、椴屬、樺屬等樹木。落葉松更是如此,缺少菌根菌會生長不良。豆科植物與根瘤菌共生現(xiàn)象更為普遍(大豆除外)。
植物與動物間的共生關系也會影響引種效果。美國經(jīng)驗:栽培斯米拉無花果,需用卡布力無花果作授粉樹,在引入卡布力無花果時需同時引進一種小蜂后才能真正成功。而日本沒有引入小蜂就一直沒有成功。主導生態(tài)因子第四十三頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
根據(jù)“氣候相似理論”、“生態(tài)型理論”和“發(fā)育階段可塑性差異”理論,提請大家重點關注“就近分布區(qū)邊緣采種的原則”。依據(jù):地理上距離較近,其生態(tài)條件差異較?。挥啄陮嵣邕z傳可塑性大。因此更易于通過馴化過程。第四十四頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一第三節(jié)引種程序與措施
1引種程序
1.1引進樹種的確定
根據(jù)樹種經(jīng)濟性狀、兩地生態(tài)條件、樹種引種歷史及引種成效確定。
1.2
種苗檢疫
引種是病蟲害和雜草傳播的重要途徑,應嚴格檢疫。對新引進的植物材料,還應在檢疫圃中隔離種植。
第四十五頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
1.3
引種試驗
對引進的樹種、種源或品種必須在引進地區(qū)的栽培條件下進行比較、鑒定,以確定其優(yōu)劣和適應性。
1.3.1引種試驗的階段性
林木引種試驗可分階段進行。第一階段在苗期和幼林期進行,主要了解外來樹種的適應性,表現(xiàn)良好的進入第二階段的多點試驗,也稱林期試驗,主要觀察適應性及樹木生長發(fā)育狀況,期限一般為1/2輪伐期。第四十六頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一1.3.2試驗內(nèi)容
引種試驗的觀測項目包括生長速度、抗病蟲害能力、適應性、樹形、分枝習性、材質(zhì)等,同時還要詳細觀察記載物候期。實驗中應選當?shù)卦耘鄽v史悠久的種作對照,栽培技術措施也應一并記載。
第四十七頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一2
引種中的技術措施
引種結(jié)合選擇選擇多種立地類型作試驗配合引種進行有性雜交采用適宜的栽培技術措施
第四十八頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一3
引種成功的標準
不需要特殊保護而能露地越冬度夏,生長正常。未降低原有經(jīng)濟價值。能夠用原來的繁殖方式(有性、無性)進行正常繁殖。第四十九頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一第九章選擇育種
選擇指按一定目標在種群內(nèi)對一部分個體的選留與淘汰,以保存、繁殖最有利的基因型。簡稱選種,是通過選擇、比較、鑒定而培育新品種的方法。第五十頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一選擇是育種的理想,也是實現(xiàn)理想的每一具體步驟。
——布爾班克
選擇育種:針對植物群體所產(chǎn)生的遺傳變異,通過選擇、提純以及比較鑒定等手段而獲得新品種的育種方法。選種實踐歷史悠久,成效顯著。國內(nèi):早在1500多年前,就有實生蓮藕選種的記載。在菊、梅、蘭、桃、竹類、牡丹、山茶、月季、石榴、紫藤等花木中,許多名花也都是長期選種的杰出成果。國外:歐洲對植物的選種,約始于16世紀。近年來,歐、美、日等國選育了大量的觀賞植物,包括花色、葉色、枝干、株型等變異,形成了系列優(yōu)良品種。
第五十一頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
一、選擇是植物進化和育種的基本途徑之一生物的進化主要依靠三種因素(三要素),即遺傳、變異和選擇。三者在生物進化中的作用:
1遺傳是進化的基礎。沒有遺傳,有利的變異就不能傳遞給后代。
2變異是進化的主要動力。沒有變異就沒有可供選擇的原料,選擇就失去作用,生物就失去了適應新環(huán)境的能力,就有滅種的危險。選種的意義第五十二頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一3選擇決定進化的方向。如:單、重瓣花選擇。
3.1選擇方式的分類:
3.1.1自然選擇自然界用“優(yōu)勝劣汰,適者生存”的方式,使生物沿著與環(huán)境相適應,利于自身種族繁衍的方向進化。這種選擇稱為“自然選擇”。
3.1.2人工選擇人們按自己的需要,留優(yōu)去劣,這種選擇稱為“人工選擇”。在人工選擇的同時,自然選擇也同時起作用。如:花色選擇。第五十三頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
人工選擇包括無意識選擇和有意識選擇:
①無意識選擇是人類無預定目標、沒有考慮改變品種遺傳性的留優(yōu)去劣。
②有意識的選擇是指有計劃,有明確目標,應用完善的鑒定方法,有系統(tǒng)地進行的選擇工作。
3.2提高人工選擇效率的根本途徑:充分利用自然選擇所創(chuàng)造的基礎。如:在受病害感染嚴重的地區(qū)進行抗病害個體的選擇;到受寒潮侵襲,大批樹木受害的地區(qū)去挑選耐寒的個體等等。第五十四頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
二、選擇在物種進化過程中具有創(chuàng)造性作用:①選擇可以改變物種變異的方向。生物具有沿原變異方向繼續(xù)變異的傾向,經(jīng)過選擇可使其朝其它方向發(fā)展。如:鳳仙花、芍藥、翠菊等重瓣品種的選育。
②選擇可以加速新物種的形成。選擇有利變異的鞏固和純合化,從而縮短創(chuàng)造出新物種的周期。
選種的意義第五十五頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
三、選擇是獨立培育良種的手段,也是其它育種措施不可缺少的環(huán)節(jié)。原因:
選擇貫穿于育種工作的始終。如原始材料的選擇、雜交親本的選擇、雜種后代的選擇等。
選擇貫穿于植物生活的各個時期。如種子選擇、苗期選擇、花期選擇等。
選擇是育種的中心環(huán)節(jié),其它育種措施都是為選擇服務的。如原始材料的研究是為選擇親本提供依據(jù);人工創(chuàng)造變異是為選擇提供材料;鑒定是給選擇提供客觀標準等。選種的意義第五十六頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一第一節(jié)選擇的原理及作用1選擇的基本原理
1.1人工選擇和自然選擇
人工選擇是使生物符合人類要求的性狀發(fā)展起來,而不管這些性狀對生物是否有利。高強度的選擇必將導致遺傳基礎變窄,往往降低樹木對環(huán)境條件的適應性。自然選擇淘汰一切不利于生物發(fā)展和進化的變異,使有利于生物的性狀發(fā)展起來,提高生物適應性。第五十七頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
1.2
協(xié)調(diào)兩種選擇的關系
人工選擇的產(chǎn)物,需經(jīng)受自然選擇的檢驗。
1.3
人工選擇具創(chuàng)造性
通過選擇,可以把某些微小的變異保留和鞏固下來,最終創(chuàng)造出顯著變異。第五十八頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
2
選擇的作用
選擇既是獨立培養(yǎng)良種的手段,也是其他育種措施中必不可少的環(huán)節(jié)。選擇育種直接利用現(xiàn)有的基因資源,與其他育種方法相比較,所需時間短、見效快。在林木育種中,選擇是最主要的方法和最基本的措施。第五十九頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一第二節(jié)混合選擇
混合選擇指從一個混雜的群體中,按一定標準挑選出彼此相似的優(yōu)良個體,然后混合采種、混合繁殖的方法。
1特點
優(yōu)點:簡便易行、投入低、見效快,能保持豐富的遺傳性。缺點:不能鑒別遺傳型的真?zhèn)蝺?yōu)良,在性狀遺傳力低的情況下,選擇效果不理想。第六十頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
如果對原始群體的選擇只進行一次,就繁殖推廣的,稱為一次混合選擇;如果對原始群體進行多次選擇之后,再用于繁殖推廣的,稱為多次混合選擇。第六十一頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一2用材樹種種源選擇
2.1
概念
種源:繁殖材料的地理來源。
種源試驗:不同種源在同一地區(qū)的栽培對比試驗。
通過種源試驗,為某一造林生境篩選最佳種源的過程稱種源選擇。
種源選擇的結(jié)果,是劃分種子區(qū)的主要依據(jù)。
第六十二頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一1820年,法國人DeVilmorin從歐洲各國收集了不同地理起源的歐洲赤松種子,在法國的奧爾良進行了栽培試驗。1862年,報道了他的試驗結(jié)果,發(fā)現(xiàn)各性狀在種源間差異很大,并認為這種變異是可遺傳的,而在此之前,一直認為是環(huán)境影響的,是不可遺傳的。20世紀以來,幾乎世界上所有從事人工林研究的國家,都開展了樹木種源研究。我國的林木種源試驗始于20世紀50年代。據(jù)統(tǒng)計,我國已開展了馬尾松、云南松、華山松、樟子松、紅松、桉樹、榆樹、鵝掌楸、香椿、臭椿、檫木白樺、水曲柳、胡桃楸、柞樹、胡枝子等30多個樹種的種源研究,揭示了主要性狀地理變異及其規(guī)律,選擇出一批優(yōu)良種源,劃分了種源區(qū)。第六十三頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一2.2種內(nèi)地理變異的趨勢
由于長期適應不同的環(huán)境條件,同一樹種的不同種源常表現(xiàn)出一些較為明顯的趨勢。
南北變異一般南方種源生長快,但抗旱性、抗寒性相對較差。
東西變異東部種源往往生長稍快,但根系較淺。
高低變異同一山地不同海拔高度的種源差異往往不明顯。第六十四頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
連續(xù)變異和不連續(xù)變異樹種因分布區(qū)氣候等環(huán)境因子逐漸改變,其遺傳變異類型多數(shù)呈連續(xù)的漸變?nèi)海蝗舴植贾袛啵殡S氣候的顯著改變,則會形成不連續(xù)的遺傳變異類型。
隨機變異不符合種源變異一般傾向的現(xiàn)象稱隨機變異。其原因可能有:a人類尚未認識的影響因素。b遺傳漂移。c氣候條件發(fā)生變化。d人為干預的結(jié)果。第六十五頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一1)種源試驗方法(1)全分布區(qū)試驗和局部分布區(qū)試驗全分布區(qū)試驗(wide-rangeprovenancetests)
:試驗目的:確定種源之間變異的大小、地理變異規(guī)律和變異模式,提出可能有發(fā)展前途的若干種源及其適宜的地區(qū)。是從全分布區(qū)采種。分布區(qū)小的樹種,取20-30個種源(樣點)。分布區(qū)大的樹種取50-200個樣點。造林小區(qū)比較小,試驗期限短,一般為1/2到1/4輪伐期。局部分布區(qū)試驗(limited-rangeprovenancetests):試驗目的:對前一階段試驗中表現(xiàn)較好的種源作進一步的比較,并為各種不同的立地條件尋找最適宜的種源。試驗種源數(shù)一般較少,3-5個。試驗小區(qū)一般較大,試驗期限較長,一般為1/2輪伐期。局部分布區(qū)試驗結(jié)果最好的種源可建立產(chǎn)地種子園。第六十六頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一(2)采種點的確定
采種點的選擇要全面,有代表性:根據(jù)樹種的地理分布和變異格局,以及社會、交通、人力、物力等條件,確定采種點的布局。如果樹種是連續(xù)分布,則按某種環(huán)境因素(緯度、海拔、雨量、溫度等)的變化梯度來確定采種點。如采用網(wǎng)格法。如果是不連續(xù)分布,則采用主分量分析法。(3)采種林分和采種樹的確定本地起源,最好是天然林分;有一定面積和密度;應能夠保證生產(chǎn)大量種子和異花授粉。周圍沒有低劣林分或近緣樹種;林齡應達到結(jié)實盛期、健康、生產(chǎn)力較高;各個采種林分取樣標準應一致;可統(tǒng)一用中等水平林木采種,也可統(tǒng)一用優(yōu)勢木采種采種母樹一般不少于30株,采種樹之間間距不得小于樹高5倍。第六十七頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一(4)苗圃試驗和觀測主要任務:為造林提供所需苗木;研究不同種源苗期性狀差異,初步掌握種源的地理變異趨勢;取得預測生長、產(chǎn)量或品質(zhì)的數(shù)據(jù),研究苗期和成年性狀間的相關。苗圃試驗可集中在幾個苗圃進行,也可在各試驗點上分別育苗;試驗地的立地條件及育苗措施應盡可能均勻一致;各種源播種前處理應相同,應分別處理,以防止混淆;苗圃一般采用隨機區(qū)組排列,重復3次以上;在苗圃階段管理措施要一致。苗期觀測的指標包括:發(fā)芽率、苗高、地徑、物候、適應性和抗性、形態(tài)特征、生理指標(如光合速率、呼吸強度)等。第六十八頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一(5)造林試驗試驗地的選擇試驗點的立地條件在試驗區(qū)內(nèi)應有代表性。造林試驗點為主要造林區(qū),便于直接應用。2.試驗地的試驗設計:多采用完全隨機區(qū)組設計(保證區(qū)組中各小區(qū)間變化程度小,是十分重要)小區(qū)1(種源1)6棵樹小區(qū)2(種源2)6棵樹小區(qū)3(種源3)6棵樹小區(qū)4(種源4)6棵樹小區(qū)4(種源4)6棵樹小區(qū)3(種源3)6棵樹小區(qū)2(種源2)6棵樹小區(qū)1(種源1)6棵樹小區(qū)2(種源2)6棵樹小區(qū)3(種源3)6棵樹小區(qū)1(種源1)6棵樹小區(qū)4(種源4)6棵樹區(qū)組Ⅰ區(qū)組Ⅱ區(qū)組Ⅲ小區(qū)3(種源3)6棵樹小區(qū)2(種源2)6棵樹小區(qū)4(種源4)6棵樹小區(qū)1(種源1)6棵樹區(qū)組Ⅳ第六十九頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一一般分兩個階段進行:第一階段全分布區(qū)種源試驗,主要在幼年完成,主要了解適應性和生長的一般表現(xiàn),找出優(yōu)良種源,作為種子調(diào)撥的初步依據(jù)。對適應性強和生產(chǎn)力高的種源進行第二階段局部分布區(qū)種源試驗。造林試驗的觀測項目主要包括存活率、生長量、生長發(fā)育、物候期及生長節(jié)律、適應性及抗性、木材性狀及其它生理生化指標等。最后,評選出當?shù)刈詈玫姆N源。優(yōu)良種源的供應,主要通過以下兩個途徑:一是直接將原產(chǎn)地的優(yōu)良林分改建成母樹林;二是在原產(chǎn)地選擇優(yōu)樹,建立種子園。第七十頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一2.3
種子區(qū)區(qū)劃和種子認證
種子區(qū):生態(tài)條件和林木遺傳特性基本類似的地域單元,也是用種的基本單位。種子區(qū)區(qū)劃:根據(jù)生態(tài)條件、遺傳性及行政區(qū)界,對林木種子供應范圍進行的區(qū)劃。
種子認證:驗明種子的來源和遺傳品質(zhì)。造林中只能使用經(jīng)過認證的種子。第七十一頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
3
經(jīng)濟林類型選擇
類型:根據(jù)較穩(wěn)定的性狀和明顯區(qū)別的特征特性,所劃分的種內(nèi)分類單位。
3.1
類型劃分命名依據(jù)
變異明顯,易于區(qū)別性狀遺傳較穩(wěn)定具有一定的經(jīng)濟價值照顧群眾現(xiàn)有稱呼第七十二頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一3.2
類型評定方法①從各自然類型中抽取一定數(shù)量的植株組成樣本。②測定各經(jīng)濟性狀,計算平均數(shù)、標準差、變異系數(shù)等。③對各類型主要經(jīng)濟性狀的差異顯著性進行檢驗。④通過比較分析,評選出優(yōu)良類型,在生產(chǎn)中推廣使用。第七十三頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
第三節(jié)單株選擇
單株選擇是按嚴格標準,從群體中挑選優(yōu)異單株,分別采種、分別保存、分別繁殖,并進行比較鑒定而獲得良種的方法。
1
單株選擇特點
優(yōu)點:可以根據(jù)后代的表現(xiàn)型來確定每一入選單株的遺傳型優(yōu)劣,從而獲得遺傳性顯著優(yōu)良的新品種。缺點:工序繁雜、費工費時、投入較大。第七十四頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
一次單株選擇法又稱株選法,通常在按一定標準加以比較鑒定后,即可進行營養(yǎng)繁殖,形成穩(wěn)定的營養(yǎng)系。第七十五頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
如先進行連續(xù)多次的以單株為對象的選擇,然后再以各家系為取舍單位的,就稱多次單株選擇法。第七十六頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
2
用材樹種優(yōu)樹選擇
優(yōu)樹:指在某一或某些性狀上遠遠超過同等立地條件下,同種、同齡樹木的單株。通過遺傳測定,確認遺傳品質(zhì)卓越的優(yōu)樹,叫精選樹或精英樹。選擇優(yōu)樹,結(jié)合遺傳測定,建立良種生產(chǎn)基地,是林木改良的主要途徑。第七十七頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
2.1
優(yōu)樹標準
2.1.1生長量指標
一般考慮兩個因素:a現(xiàn)實可能性,不超過同齡林分的最大值。b需要優(yōu)樹數(shù)量及可供選擇林木的數(shù)量。
因選優(yōu)方法不同,生長量指標也有所不同。絕對生長量法對比樹法第七十八頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
2.1.2形質(zhì)指標
干形樹干通直圓滿冠型窄冠濃密型,用冠徑比衡量。
分枝分枝細短,自然整枝良好。樹皮皮薄,裂紋通直無扭曲。材質(zhì)容重較大,管胞較長,晚材率較高。
2.1.3抗性與適應性樹體健壯,無明顯病蟲害。第七十九頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
2.2選優(yōu)區(qū)域及林分
選優(yōu)區(qū)域應在與用種范圍相適應的生態(tài)區(qū)域內(nèi)進行,即在本種子區(qū)或優(yōu)良種源區(qū)選優(yōu)。選優(yōu)林分條件①未經(jīng)負向選擇或破壞。②以中齡林為主。③郁閉度>0.6,且林相整齊?;旖涣种?,選優(yōu)樹種不低于50%。④實生起源,長勢良好。第八十頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
2.3選優(yōu)程序
2.3.1制定計劃
查閱選優(yōu)區(qū)域內(nèi)森林資源清查資料,了解選優(yōu)林分的面積、分布、環(huán)境,初步擬定選優(yōu)計劃方案。
2.3.2踏查試點
深入林區(qū)試選,統(tǒng)一選優(yōu)標準與方法,確定選優(yōu)線路。
第八十一頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一2.3.3實測評選
按統(tǒng)一的標準和方法評選優(yōu)樹,對各優(yōu)樹進行標記和編號,填寫優(yōu)樹登記表,拍照并繪制優(yōu)樹位置示意圖。
2.3.4內(nèi)業(yè)整理
及時整理匯總外業(yè)資料,計算優(yōu)樹選擇率、選擇差、選擇強度,預估遺傳增益。
2.3.5建立優(yōu)樹檔案
按統(tǒng)一格式和要求建立完整的優(yōu)樹檔案。第八十二頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一2.3.6檢查驗收
由上級主管部門組織專家抽查10—30%的優(yōu)樹現(xiàn)場審核并檢查檔案,然后寫出評語,并對符合要求的優(yōu)樹在驗收證上簽字。
2.3.7優(yōu)樹資源保存
建立優(yōu)樹收集區(qū)易地保存,以備研究與利用。第八十三頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
2.4優(yōu)樹評選方法
凡是表現(xiàn)突出的單株,稱為候選樹。在選優(yōu)林分內(nèi),首先目測確定候選樹,再用以下方法之一進行評選。
2.4.1對比樹法(適用于同齡林)①優(yōu)勢木對比法
以候選樹為中心、半徑15m范圍內(nèi)選出僅次于候選樹的3—5株優(yōu)勢木作對比樹。逐株實測,將候選樹與對比樹平均值進行比較,達到或超過標準者入選優(yōu)樹。該法簡便易行,但有時結(jié)果不夠準確。第八十四頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一②小標準地(小樣地)法
在以候選樹為中心的200—700m2范圍內(nèi),劃定包括30株以上林木的林地作為小標準地,進行每木檢尺,當候選樹達到或超過小樣地林木平均值規(guī)定指標時定為優(yōu)樹。一般實測株數(shù)多,計算結(jié)果較可靠,但工作量也較大。當林分郁閉度不同,或經(jīng)過撫育間伐時,則不宜采用。第八十五頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一D>20%H>5%V>50D>50%H>15%V>150%第八十六頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一③綜合評分法
根據(jù)候選樹表型值與對比樹差異劃分為不同級別,并根據(jù)性狀的重要程度給予一定分值,累加各性狀得分,一般達到30分者入選優(yōu)樹。該法在優(yōu)勢木對比法基礎上進行了改進,比較客觀、全面,評選結(jié)果較為可靠,但操作相對煩瑣。例:馬尾松評分辦法第八十七頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一
2.4.2基準線法①回歸線法
適用于異齡林或混交林。A。
利用森林資源清查資料或標準材B。地調(diào)查資料,建立不同年齡與C。高、徑生長的回歸線,據(jù)此制積定不同立地等級的優(yōu)樹標準基準線。年齡當候選樹生長量指標達到或超過基準線,形質(zhì)指標也符合要求時定為優(yōu)樹。第八十八頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一②絕對生長量法
適用于異齡林或四旁樹。根據(jù)生長過程表或立地指數(shù)表,分別齡級制定出優(yōu)樹生長量的絕對標準或引用現(xiàn)有的國家標準。當候選樹生長量達到或超過標準,形質(zhì)指標也符合要求時定為優(yōu)樹。例杉木標準樹齡年平均高(m)年平均胸徑(cm)10—151.11.616—200.91.521—300.81.430以上0.71.1第八十九頁,共一百零三頁,編輯于2023年,星期一3
經(jīng)濟樹種優(yōu)樹選擇3.1優(yōu)樹標準
1.樹形勻稱、樹冠開放、生長良好
2.產(chǎn)量高、穩(wěn)產(chǎn)性好
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