林木育种学生科院傲小平 课件01－绪论.ppt

绪 论（第一讲）中南林业科技大学生命科学与技术学院主讲：敖小平主要内容n林木育种的地位及作用n林木育种学的相关概念n林木育种学的主要内容n我国林木育种的成就n我国林木育种的发展趋势一、林木良种的地位和作用（一）农作物良种的巨大贡献 据联合国粮农组织（UNFAO）报道，从1950年到2000年：n世界人口数量增加了近1.4倍（25.260.8亿）n世界粮食产量增加近1.9倍（7.020.0亿t）n世界耕地面积增长仅0.7%（1415亿hm2）（二）林木良种比农作物良种更重要的原因？1、林业周期长n林业周期长，见效慢，这是阻碍林业生产发展和科技进步的巨大障碍n林木为多年生植物，培育良种周期长；n林木生长周期长，发现问题时间迟2、林业集约经营水平低n集约经营是相对粗放经营而言n林业集约经营：在有限的土地上投入较多的物化劳动和活劳动，以获得较高单位面积产量的一种林业生产经营方式n物化劳动：死劳动、对象劳动或过去化劳动往往指的就是原料、材料、燃料、生产工具、厂房等生产资料n活劳动：是处于流动状态的人类劳动林业集约经营的影响因子及应用类型n林业集约经营的程度受经济发达程度、自然地理条件、社会条件和科学技术水平等因素的影响。

n在生产力水平较高的国家一般采用资金密集型和技术密集型的林业集约经营方式，投入大量的物化劳动，如采用计算机控制的育苗自动化生产线和工厂化管理等；n在生产力水平较低的国家则多采用劳动密集型的方式，较多地投入活劳动 （三）林木良种的巨大增产潜力n针叶树种n火炬松、辐射松（优良无性系、家系） 50%以上n落叶松 （优良种源） 30%50% n阔叶树种n桉树新品种、三倍体白杨 （年木材生产量）30m3/hm2n白桦优良种源 30%以上n人工林n轮伐期缩短 1/3-1/2n产量提高 20%-30% （四）林木良种培育的迫切性第一，与世界林业发达国家相比，我国林木良种覆盖率过低第二，六大林业工程建设林木良种是最基础、最关键的要素二、林木育种学的相关概念n林木育种学（forest tree breeding）n林木遗传学（forest tree genetics）n经济林育种学（economic forest breeding）n品种（variety）n引种（introduction）n选种（selection）n育种（breeding）1. 林木育种学n又称林木改良，是应用林木遗传性原理，以生物统计学为工具，与森林生态学等其他学科密切相关，研究林木新品种选育和良种繁育的原理和技术的学科。

n林木育种的实质：发现变异、利用变异、选择变异、创造变异1）林木育种的任务n主要任务：选育和大量繁殖遗传品质得到不同程度改良的林木繁殖材料；n其最高目标：是选育林木优良品种2）林木繁育的主要途径n有母树林、种子园和采穗圃，也可以包括组织培养和体细胞胚胎发生等3）与其它学科的关系n本学科是以遗传学为基础，同时与植物生理学、森林生态学、造林学、生物统计等学科相互渗透，相互依赖的科学 2. 林木遗传学n研究林木遗传和变异的科学 （1）遗传：亲代与子代相似的现象； （2） 变异：亲代与子代以及子代个体之间存在不同程度差异的现象n遗传和变异是生物界最普通和最基本的特征，两者是对立和统一的关系 （1）对立：遗传保持物种稳定，是相对的、保守的； 变异破坏物种稳定，是绝对的发展的 （2）统一：各自为对方存在的前提，相互依赖，相互转化3. 经济林育种学n研究经济林林木群体结构与改良方法，经济林树种的选育原理、技术和定向培育新品种的科学n以遗传学为理论基础，选育、创造和繁殖利用树木良种，以达到丰产、优质和最大限度地发挥多种效能为目的的一门应用学科n对象：具有不同利用价值的各种经济林树木4.品种n产品的数量和品质符合生产需要、性状遗传稳定，能适应一定自然和栽培条件，由人工选育出来的林木群体。

n在当前林业生产中，往往把通过选育，性状有一定提高的繁殖材料，泛称为良种 品种的属性n人工选育；n经济性状优良；n主要性状整齐一致；n性状遗传稳定；n较好的适应性特别注意！n品种是经济上的概念，是林业生产的重要生产资料，而不是分类单位；n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；n品种具有地域性和时效性！5.引种n从国内外引进非本地原有的树种，即外来树种（exotic species）6.选种n在种的范围内的选择，包括种源选择和优树选择n种源： 通常是指从同一树种分布区范围内不同地点收集的种子或其它繁殖材料n种源选择： 在种源试验的基础上，选择优良的种源n优树：指在相同立地条件下的同龄林分中，生长、干形、材性、抗逆性等性状特别优异的单株7.育种n以遗传学理论为基础，为改良生物的遗传特性，培育优良品种所做的工作n包括杂交育种、倍性育种、辐射育种以及20世纪80年代中期发展起来的基因工程 三、林木育种学的主要内容选引繁测育保林木选择育种林木引种杂交、新技术及分子育种遗传设计及田间试验测试良种繁育基因资源的收集与保护1、林木选择育种2、林木引种n主要作用： 丰富树种资源、均衡树种资源、提高树种经济效益等等。

n成功标准： 不需要特殊保护，即可越冬度夏； 不降低原有的经济价值； 能利用固有繁殖方式正常繁殖3、杂交、新技术及分子育种n杂交育种：切枝杂交、树上杂交；n新技术育种：倍性育种、辐射育种、强化育种；n分子育种：基因工程育种、分子标记辅助育种4、田间试验测定n田间试验设计的原则 重复、随机、局部控制n常用的田间试验设计方法n完全随机设计：n巢式设计n随机区组设计n拉丁方设计5、良种繁育n母树林n种子园n采穗圃6、基因资源的收集与保存原地保存异地保存离体保存将种质资源在原生地进行保存又称就地保存 将种质资源迁移出原生地栽培保存又称迁地保存 将种质资源的种子、花粉及根、穗条、芽等繁殖材料，离开母体进行贮藏四、林木育种的特点n从树木的生物学特性和林业经营条件考虑，林木育种主要有六大特点：1、 育种资源丰富 n我国有木本植物8000多种，乔木树种2000多种；n目前栽培利用的只是其中很小一部分 2、育种周期长n树木的生活周期长，多数树种达到性成熟和经济成熟需要几年乃至几十年的时间，世代长，育种周期长，从最初选择到第二代选择这一简单育种周期就需要漫长的岁月n如通过有性杂交培育杨树杂交新品种，一般需要十几年到几十年的时间。

n油茶从选优、无性系鉴定到优良无性系的选出，需要10年左右的时间选育较慢的树种，需要的时间更长3、 林木可供研究利用的时间长，可以在遗传测定后进行再选择 n树木寿命长，银杏1000年还有收成，栗、枣、柿子的经济寿命在200年n由于树木多年开花结实，选择材料能在较长时间内被繁殖利用，因而可以在遗传测定后进行再选择4、 优良性状可以通过无性繁殖方法得到保存和利用n许多树木能进行无性繁殖，进行无性系育种，有性与无性相结合，是有效的林木育种方式n育种过程中，从自然群体中选出来的个体，可用无性繁殖方法进行无性系选育，或繁殖由其他育种方法所提供的材料，实现无性系造林，以达到缩短育种周期，简化育种程序，提高育种效果的目的5、 多数为异花授粉树种，遗传基础广泛和稳定n主要造林树种多属于异花授粉树种；n自花授粉或近亲繁殖会引起衰退，要采用异花授粉植物育种方式6、 在多数情况下，选育和繁殖遗传基础广泛的林木品种或使用混合品种是适宜的 n林木育种有有利的一面，也有不利的一面n在林木育种中应充分利用它的有利的一面，把树木多世代改良和短周期育种工作结合起来，不断为生产提供改良程度不断提高的良种材料经济林育种的特点n基因资源丰富n育种周期长n可供研究利用的时间长n优良性状可用无性繁殖的方法得到保存和利用n多数为异花授粉树种，遗传基础广泛和稳定经济林育种的原则n地域性原则则：北方/高海拔抗寒丰产产品种；n生产产性原则则：高产优质产优质n需要和可能性原则则：100坐果的板栗？绝对绝对抗炭疽病的油茶？n务实务实 性原则则：目标标具体化（如油茶丰产产：1.5kg/m2，鲜鲜出籽粒45、种仁含油45、炭疽病2以下等）经济林育种的目标n早实性n丰产性n稳产性n早熟性n优质五、我国林木育种取得的成就n1、林木种源研究方面2、杂交育种3、林木种子园4、无性繁殖技术5、林木种质资源6、林木分子遗传学研究六、我国林木育种存在的问题n新品种数量少，造林良种化程度低（ 30%左右）；n育种资源多样性补充少，且已收集资源的保存、研究、开发利用不多；n新品种研究缺乏整体性、系统性和连续性；n研究手段落后，新技术应用较少；n分子标记辅助选择育种与基因工程育种总体水平低；n信息技术在林木育种应用方面也落后于国际水平；n科研成果转化率低（平均约30%左右）；n科研立项与市场需求不一致。

七、我国林木育种今后的工作1、继续加强对育种（遗传）资源的调查、搜集、保存、研究和利用n树木育种资源是生物长期演化的产物，是选育新品种的物质基础n主要造林树种的资源工作虽已有一定基础，但仍需不断补充新的资源，对性状的研究和评定要深化；对新开发的树种，特别是具有生态效益的树种，要扩大资源的收集，加强繁殖生物学特性的研究和生态效益的评定，为开发利用这些树种，必须做好资源工作，收集必要的资源和信息2、普遍开展种源试验和遗传测定，逐步搞清主要造林绿化树种的遗传参数n种内的地理变异模式，性状的遗传力，亲本的一般配合力和特殊配合力，正交和反交效应，家系和家系内个体间变量组分的大小等都是重要的参数3、加强良种繁育技术和原理的研究n无性繁殖中老龄植株的复壮、繁殖系数的提高、最佳繁殖条件等探索仍然是主要课题n组织培养和体细胞胚胎发生技术在一些树种中有可能成为实用的繁殖方法4、树木性状的遗传鉴定技术和加速世代研究亟待提高n经济性状在亲子代间的遗传规律，幼龄老龄间的变化规律，形态、解剖、生理、生化指标与经济性状间的相关性，在模拟条件下性状的表现等等，都是今后着重研究的课题n研究林木开花结实的机制，采取适宜的促进开花技术是加速育种过程的关键。

5、科学地制定育种计划n根据树种特性、育种目标、资源、人力、物力和财力状况等，对育种计划的各个组成部分做出最有效、最合理的安排，以便取得最佳的改良效果n既要考虑当前的需要，又要满足将来的需求；各种育种方式、方法应当协调配合，相互衔接，形成系统，以便最有效、最充分地利用树种资源和种内遗传变异6、积极开展新技术的探索n生物技术和常规育种是相互依存的整体，常规育种需要新技术来发展，新技术又以常规育种为基础n在普遍开展常规育种的同时，应有重点地开展新技术的探索思考题n为什么说林木良种比农作物良种更重要？n林木良种的六大基本内容是什么？n经济林育种的原则与目标n我国林木育种的发展战略重点有哪些？。