雜交組合課程設(shè)計(jì)-羅軍偉

雜交組合課程論文---楊樹抗寒育種研究學(xué)院：林學(xué)院班級(jí)：2010級(jí)林學(xué)二班姓名：羅軍偉學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：李際紅教授山東農(nóng)業(yè)大學(xué)2013年12月目錄1.項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)……………………1實(shí)施楊樹育種計(jì)劃的意義……………1國內(nèi)外目前楊樹抗寒育種現(xiàn)狀及分析………………11.2.1天然雜種選擇……………………11.2.2人工雜交育種……………………11.2.3基因工程育種……………………21．存在問題及展望…………………22.育種項(xiàng)目的研究內(nèi)容育種目標(biāo)………………3育種內(nèi)容………………32.2.1親本選擇標(biāo)準(zhǔn)……………………32.2.2雜交設(shè)計(jì)方式……………………32.2.3雜交方式設(shè)計(jì)的好處……………42.2.4該雜交方式對(duì)遺傳參數(shù)的估算方法……………4擬解決的關(guān)鍵問題……………………53.擬采取的研究方案及可行性分析……………5技術(shù)路線………………5可行性分析……………54.該項(xiàng)目的特色與創(chuàng)新之處………5選題科學(xué)性……………5材料的特色……………6方法的創(chuàng)新……………61.項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)實(shí)施楊樹育種計(jì)劃的意義楊樹屬楊柳科(Salicaceae)楊屬(Populus)，共分為白楊派(Leuce)、青楊派(Tacamahaca)、黑楊派(Aigeiros)、胡楊派(Turanga)、大葉楊派(Leucoides)等五大派。楊樹具有早期速生、適應(yīng)性強(qiáng)、分布廣、種類和品種多、容易雜交、容易改良遺傳性、容易無性繁殖等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于生態(tài)防護(hù)林、三北防護(hù)林、農(nóng)田防護(hù)林和工業(yè)用材林，同時(shí)也是道路綠化、園林景觀的優(yōu)秀樹種。楊樹是北半球溫帶、亞熱帶分布最廣、品種最多、適應(yīng)性最強(qiáng)的速生用材樹種之一。世界各國對(duì)楊樹的研究非常重視，從良種選育、栽培、材性及開發(fā)應(yīng)用等方面都作了大量工作。我國20世紀(jì)80年代培育出不同材性需求的楊樹新品種很多，主要以紙漿材、膠合板材的應(yīng)用品種為多，并對(duì)新品種進(jìn)行了生態(tài)適宜區(qū)的栽培區(qū)劃［1］。在栽培技術(shù)確定上取得了定向培育(抗性、材性)、集約栽培、施肥、灌水、病蟲害防治等研究成果，并在生產(chǎn)中大面積推廣應(yīng)用。在我國北方地區(qū),低溫是楊樹在生長過程中經(jīng)常會(huì)遇到的一種非生物脅迫,尤其是在晚秋及早春時(shí)期,氣溫的驟然下降對(duì)樹木產(chǎn)生極大傷害,造成巨大損失?，F(xiàn)有的速生豐產(chǎn)無性系又多不耐低溫,雖然通過施肥、樹干涂白等農(nóng)業(yè)措施在一定程度上可以提高楊樹的抗寒能力,但是費(fèi)時(shí)費(fèi)力,難以推廣。培育抗寒品種是一條減少低溫寒害造成損失的根本途徑,也受到林木研究者的普遍關(guān)注。國內(nèi)外目前楊樹抗寒育種現(xiàn)狀及分析目前培育抗寒品種的主要途徑包括引種、天然雜種選擇、人工雜交育種和基因工程育種等幾種途徑。1.2.1天然雜種選擇國外最著名的例子是意大利卡扎萊·孟菲拉托楊樹研究所從歐洲黑楊和美洲黑楊的天然雜種歐美楊中選育出的I-214和I-154等,其抗凍性較強(qiáng)。在我國通過天然雜種選育抗寒品種也有不少成功的例子。1961年內(nèi)蒙昭盟林科從小葉楊和鉆天楊的天然雜種中選育出赤峰楊3個(gè)優(yōu)良無性系(34號(hào)、36號(hào)和17號(hào)),在年平均氣溫6.5e和極端低溫-31.4e條件下,小苗和大樹均無枯稍等凍害現(xiàn)象,可以正常越冬,表現(xiàn)出良好的速生性和抗寒性。[2]1.2.2人工雜交育種楊樹雜交育種始于1921年,由英國學(xué)者Henry首先用棱枝楊和毛果楊進(jìn)行人工雜交選育出速生且適應(yīng)性較強(qiáng)的格氏楊。此后,楊樹的抗凍性雜交育種在世界上許多國家逐漸開展起來。美國從1924年起開始對(duì)楊樹抗凍雜交育種進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,以毛果楊和不同種源的美洲黑楊雜交,選育出NE-311、NE-296和NE-200等速生、抗寒雜種無性系。1993年董雁以遼河楊@鞍雜楊、遼河楊@荷蘭3930楊、遼寧楊@D189楊為組合,通過大樹人工授粉選育出遼育1號(hào)、2號(hào)、3號(hào),各無性系在抗寒、速生、材性方面均好于當(dāng)?shù)刂髟云贩N。楊樹抗凍性雜交育種的研究中青楊派和黑楊派的抗凍雜交育種較多,其雜交方式也從簡單到復(fù)雜經(jīng)歷了由單交到三交或多交的過程。白楊派雜交育種相對(duì)進(jìn)展緩慢,可能是因?yàn)槠潆s交和繁殖困難等原因所致;選用的親本有銀白楊、新疆楊和山楊,雜交方式以單交為主。[3]1.2.3基因工程育種隨著植物分子生物學(xué)的發(fā)展和植物基因工程技術(shù)在林木育種中的應(yīng)用,人們完全有可能培育出豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的楊樹新品種。楊樹的轉(zhuǎn)基因研究始于1986年,20多年來?xiàng)顦滢D(zhuǎn)基因技術(shù)迅猛發(fā)展,一些重要的目的基因包括抗蟲基因、抗病基因、抗鹽基因、抗除草劑基因和降低木質(zhì)素基因等已被轉(zhuǎn)入楊樹,而關(guān)于楊樹抗寒基因工程的研究還相對(duì)較少。[4]目前對(duì)楊樹抗凍基因工程的研究還相對(duì)滯后,雖然已成功導(dǎo)入一些抗性基因,但多為單一的功能基因,而楊樹的抗凍性是多基因控制的數(shù)量性狀,通過導(dǎo)入這些功能基因在提高楊樹的抗、耐凍性的效果可能還不夠理想。1．存在問題及展望楊樹的抗寒育種在常規(guī)育種方面取得了較大的成就,選育的楊樹良種已在生產(chǎn)中發(fā)揮出巨大的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益。但是常規(guī)育種策略和方法簡單,沒有長期的計(jì)劃,缺乏連續(xù)性;利于改良楊樹抗寒性的外源基因來源匱乏,育種資源引進(jìn)、收集的力度等問題已不能完全滿足現(xiàn)代林業(yè)對(duì)品種更新?lián)Q代的需求?；蚬こ碳夹g(shù)育種可以打破物種之間的界限,縮短育種周期,目的性強(qiáng),具有常規(guī)育種無法比擬的優(yōu)勢(shì)。但是目前用于楊樹抗寒遺傳轉(zhuǎn)化的外源基因甚少,還有必要對(duì)其他林木中的抗寒相關(guān)基因進(jìn)行克隆、分離,為楊樹抗寒基因工程育種提供基因儲(chǔ)備。在今后的育種工作中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)國外優(yōu)良楊樹資源的引進(jìn)力度,制定長期的育種計(jì)劃,采用三交、雙雜交或更復(fù)雜的雜交方式,最大限度地提高改良的程度。將常規(guī)育種與生物技術(shù)育種相結(jié)合,楊樹的抗寒育種必將取得新的突破,這對(duì)廣泛發(fā)揮楊樹優(yōu)良特性、擴(kuò)大楊樹的栽培地域具有重要意義。參考文獻(xiàn)：[1］潘惠新.楊樹新品種選育研究[J］．林業(yè)科技開發(fā)，2002(3):3-4．[2]馮連榮,宋立志,林曉峰(2010).楊樹抗寒育種研究進(jìn)展.防護(hù)林科技,1(97):92~94[3]段安安,張碩新.楊樹抗寒抗旱育種的進(jìn)展[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),1997,12(2):95-100.[4]林善枝,張志毅.楊樹抗凍性的研究現(xiàn)狀[J].植物學(xué)通報(bào),2001,18(3):318-324.2.育種項(xiàng)目的研究內(nèi)容育種目標(biāo)

經(jīng)過楊樹抗寒育種研究，選育出適合中國北方地區(qū)的抗寒楊樹優(yōu)良品種，進(jìn)一步提高楊樹的抗寒能力，增加楊樹對(duì)低溫的抗性，進(jìn)一步降低楊樹遭受凍害甚至死亡的比率，提高楊樹的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。育種內(nèi)容2.2.1親本選擇標(biāo)準(zhǔn)（1）互補(bǔ)原則：雙親都具有較多的優(yōu)點(diǎn)，沒有突出的缺點(diǎn)，在主要性狀上的優(yōu)缺點(diǎn)盡可能互補(bǔ)。如本試驗(yàn)要求母本或父本之一必須具有抗寒性，而另一種親本的優(yōu)缺點(diǎn)要與此親本互補(bǔ)。（2）適應(yīng)性原則：親本之一最好是能適應(yīng)當(dāng)?shù)貤l件、綜合性狀較好的推廣品種，有利于增加選擇的抗寒品種的適應(yīng)性。（3）遺傳差異原則：注意親本間的遺傳差異，選用生態(tài)類型差異較大，親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的親本材料相互雜交。（4）配合力原則：雜交親本應(yīng)具有較好的配合力，便于提高雜交后代的成活率。2.2.2雜交設(shè)計(jì)方式選擇三交的雜交方式，即3個(gè)親本進(jìn)行兩次雜交。表示為：A/B2.2.32.2.4技術(shù)路線選擇優(yōu)良親本ＡＢＣ——Ａ／Ｂ——選擇雜交后代Ａ／Ｂ——Ａ／Ｂ／／Ｃ——選擇雜交最終后代——雜交最終后代的培育、評(píng)價(jià)可行性分析（1）研究人員熟悉研究方法，具備了研究的客觀條件；（2）多年的楊樹研究工作基礎(chǔ)為本課題的順利實(shí)施提供了重要的知識(shí)儲(chǔ)備和技術(shù)基礎(chǔ)，研究主持人長期從事楊樹研究，了解研究現(xiàn)狀和生產(chǎn)所需；（3）先進(jìn)的儀器設(shè)備為研究的順利實(shí)施提供了物質(zhì)保障。4.該項(xiàng)目的特色與創(chuàng)新之處。選題科學(xué)性在我國北方地區(qū),低溫是楊樹在生長過程中經(jīng)常會(huì)遇到的一種非生物脅迫,尤其是在晚秋及早春時(shí)期,氣溫的驟然下降對(duì)樹木產(chǎn)生極大傷害,造成巨大損失。現(xiàn)有的速生豐產(chǎn)無性系又多不耐低溫,雖然通過施肥、樹干涂白等農(nóng)業(yè)措施在一定程度上可以提高楊樹的抗寒能力,但是費(fèi)時(shí)費(fèi)力,難以推廣。培育楊樹抗寒品種