什么是林木育種 分子生物學在林木育種中的應用
和作物相比,林木育種工作具有什么特點？林木遺傳育種的介紹，林木單倍體育種是什么？林木抗病育種是什么？林木育種中的“種”字具體指的是什么？為什么說選擇育種是林木改良的主要手段和基本方法？
本文導航
林木遺傳育種專用名詞
一是周期長，作物通常一年一茬甚至兩茬，林木則不同，育成的品種要紀念才能看出是否合乎要求。
二是育種方法不同，作物育種通常用有性雜交創(chuàng)造變異，林木則通常用芽變。
三是繁殖方法，作物多用有性繁殖，林木則用無性繁殖
林木育種學重點內容
林木遺傳育種利用基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程和酶工程等生物技術，對林木進行遺傳改良或對林木良種進行高效繁育。
分子生物學在林木育種中的應用
（haploid breeding of forest trees）
（陸志華）
利用單倍體植物作為原始材料或中間環(huán)節(jié)，經選擇培育創(chuàng)造新品種的方法。體細胞中具有配子染色體數(shù)目的生物個體稱為單倍體。高等植物生命周期中孢母細胞經減數(shù)分裂所形成的雌雄配子染色體數(shù)目為原來體細胞的一半，如不經受精融合而單性發(fā)育形成植物體即為單倍體植物。單倍體在林木育種中具有重要的利用價值。其理由：①多年生木本植物多屬異交且生命周期長，應用多代自交的方法獲得純系幾乎是不可能的，但利用單倍體經染色體加倍便可在短期內獲得純系。不同基因型的純系間選配的優(yōu)良雜交組合，其雜種優(yōu)勢一般比品種間的要高，而且雜種一代整齊一致，可能使某些木本植物在產量及抗性方面有較大的改進。②雜種花藥內孢母細胞經減數(shù)分裂可形成各類基因型的小孢子，由一些優(yōu)良基因型的小孢子發(fā)育而成的小植株中可能出現(xiàn)具有優(yōu)良經濟性狀的個體，特別是一些優(yōu)良的隱性基因，純合后才得以顯現(xiàn)。這為育種直接提供了豐富的選擇材料。在誘導的單倍體植株中還會出現(xiàn)少數(shù)異倍體和異數(shù)體植株，也均可作為育種的原始材料。單倍體也是遺傳研究和突變育種的好材料。因此，單倍體育種有可能大幅度縮短育種年限，簡化育種程序，提高選種效率，對常規(guī)育種是一個補充和改進。
單倍體育種目前尚處于研究試驗階段。它的進展取決于獲取單倍體方法的改進。單倍體可以自發(fā)產生，也可人工誘導。但自然單倍體產生頻率很低，一般不超過0.01%。人工誘導單倍體的主要方法是刺激孢子單性發(fā)育，分孤雌生殖（不經受精由雌性性細胞單性發(fā)育成植株）和孤雄生殖（不經受精由雄性孢子單性發(fā)育成植株）兩種。孤雌生殖主要是通過種間雜交或用理化方法弱化、鈍化或致死的本種花粉授粉以刺激雌性性細胞單性發(fā)育形成單倍體。60年代銀白楊、毛果楊、山楊等有成功的報導，但誘導頻率很低。70年代以后應用花藥培養(yǎng)誘導單倍體取得了顯著進展，已從木本植物的8個科9個屬，約20多個種和品種中獲得了單倍體植株，其中楊屬有小黑楊、大青楊、中東楊、銀白楊×小葉楊、胡楊等，其他有橡膠、枸杞、枳殼、柑橘、葡萄、蘋果、核桃揪、歐洲七葉樹、荔枝等。以上大部分單倍體是中國首先誘導成功的。花藥培養(yǎng)的成功預示今后會在更多的樹種中出現(xiàn)花粉植株。今后迫切的任務是：不斷提高花粉植株的誘導頻率，并擴大誘導種類；在花藥培養(yǎng)過程中要加強雄核發(fā)育和染色體數(shù)量變化的觀測，加強人工和自然加倍，以及選擇和利用異倍體和異數(shù)體的研究；在獲得大量不同基因型的純系后要盡快進行配合力測定，選出優(yōu)良組合，同時從雜種單倍體直接選擇優(yōu)良基因型純系，加強單倍體在生產中應用的研究。
林木遺傳育種與種苗學關系
（breeding for disease-resistant forest trees）
（沈熙環(huán)）
以提高林木對病原侵襲抵抗能力的育種。真菌、細菌、病毒、類菌質體、線蟲等生物因素，以及環(huán)境污染等非生物因素，都能引起樹木病害，但林木抗病育種主要是指提高由真菌引起的病害的抵抗能力。
歷史與現(xiàn)狀
開展林木抗病育種大約已有半個多世紀。從1924年起美國大規(guī)模開展板栗抗枯萎病的雜交育種。1926年荷蘭從事榆樹枯萎病抗病研究。1950年美國愛達荷州開始山白松抗皰銹病育種；1951年美國東南部地區(qū)對火炬松、濕地松抗梭形銹病的育種也已開始。1964年在美國賓夕法尼亞州舉行了第一次林木抗性育種國際討論會。1967年世界林聯(lián)下設了抗病育種小組，其中包括松樹皰銹病、榆樹枯萎病、楊樹病害、松樹曲枝病和梭形銹病等課題組。1969年在美國愛達荷州舉行了第二次國際討論會。1980年在荷蘭舉行了第三次討論會。這些學術活動推動了抗病育種工作。據(jù)不完全統(tǒng)計，到80年代初主要研究的樹種和病原有：濕地松、火炬松、西部白松—梭銹病；五針松、西部白松—皰銹病；日本落葉松—枯梢病、早期落葉病、落葉松楊銹??；榆樹—荷蘭??；楊樹—銹病、褐斑病、腐爛病、黑星?。话謇酢跻卟〉?。
樹木抗病育種研究工作已在生產中初見成效。如美國由南方松抗梭形銹病種子園生產種子長成的林分，感病率較對照低10～28%，經濟效益提高35%。到80年代初，美國南方每年用抗病樹苗造林的面積在4萬公頃以上。歐洲各國大量培育抗病的楊樹和榆樹品種。楊樹抗黑星病、褐斑病品種，榆樹抗枯萎病品種已育成，其中有些已投入生產。中國自1972年開展了木麻黃抗青枯病的選擇工作，對青枯病的病原生理生化、小種分化和寄主抗性作了初步研究。
樹木抗病性機理
種間、種源間及個體間對同一種病原物的感染程度，往往存在著差異。凡易受某種病原物感染的稱為感病性；不易感染的，稱為抗病性；不受感染的，稱為免疫性。樹木的抗病性取決于寄主、病原物和環(huán)境三個因素的綜合影響。根據(jù)寄主和病原物的相互關系，林木抗病性可分為垂直抗病性和水平抗病性。垂直抗病性是寄主對某些生理小種能夠高度抵抗，但對另一些小種卻不能抵抗。水平抗病性則是對各種小種的反應相仿，而沒有特別明顯的不同反應。一般認為，垂直抗病性是由一個或少數(shù)幾個主要基因所控制，而水平抗性則是由多數(shù)次要基因綜合作用的結果。在林木抗性育種中一般強調水平抗病性育種。
林木對真菌病害的抗性生理，可分為抗拒病原侵入、侵入后被抑制生長和被破壞以及耐病性四類。林木形態(tài)解剖結構特性，如角質層和木栓層的厚薄，氣孔的數(shù)量和大小，蠟質覆蓋物的有無，都與病原物的侵入有關，這是影響病原物侵入的機械因素。林木的營養(yǎng)狀況、組織含水量、酸堿度、細胞滲透壓，以及林木內含化學成分如單萜、酚等，也都與病原物的擴散或抑制有關。寄主被病原物侵入會有多種反應，如組織的壞死、變色或某些大分子化合物含量的改變等，這種改變都可視為保衛(wèi)反應。潛在感病的樹木，有時因栽培地點、時間和條件等原因，可能避開病原物侵襲而表現(xiàn)出實際并不存在的抗病特性。在抗病育種中對此應有所了解。
抗病育種的途徑和方法
①選擇抗病樹種：不同樹種對同一病原的感染程度不同。如歐亞起源的松樹比美國和墨西哥的松樹抗??；短葉松比火炬松抗梭形銹病。②選擇抗病的種源：如火炬松密西西比河以西的種源比其他種源抗梭形銹病；花旗松南方種源對落針病菌病原最敏感。③在重病區(qū)按表型選擇抗病單株：由于單株的抗病性配合力的差異，所以一般將按表型進行的單株選擇與子代測定相配合，從中挑選抗病的親本或家系，建立抗病性種子園。④雜交育種：如短葉松×火炬松，可導入短葉松的抗梭形病的基因，再通過選擇和回交可維持雜種具有火炬松的干形好、生長快的優(yōu)良性狀。選擇和雜交得到的材料，都要經過人工或自然接種和鑒定過程，才能最后篩選出真正抗病的材料。選擇出來的材料，如需種子繁殖的，常用以建立種子園；如能無性繁殖的，通過采穗圃繁殖推廣。
存在問題和展望
①在自然群體中選擇抗病材料，特別是抗銹病和抗腫瘤病雖然是成功的，但由于對樹木抗病的機理了解還不深，這不僅已影響了當前抗病育種的進展，更妨礙了多世代抗病育種的開展。②抗病育種工作的成功，取決于正確處理寄主—病原—環(huán)境三個因素錯綜復雜的相互關系。寄主存在變異已如上述。由于病原常適應寄主改變而變異，已發(fā)現(xiàn)從不同寄主上采集的某種柵銹菌、梭銹菌進行接種，病原致病力有明顯差別。如新培育成功的抗銹病楊樹新品種，在大量投入生產之前，就遭到新的病害侵襲，這很可能與病原發(fā)生了新的變異有關。這就是抗病育種比產量和品質育種復雜的原因所在。③研究并改進病原菌的分離、培養(yǎng)、收集、接種和鑒定技術，確立實驗室表現(xiàn)和田間表現(xiàn)的相關性，是加速和提高抗病育種的進程和效率的重要措施。
參考書目
H.M.Heybroek et al，Resistance to Diseases and Pests in Forest Trees，Wageningen，New York，1982.
林木遺傳育種專業(yè)屬于林學專業(yè)嗎
種
在此處讀第三聲
就是種子的意思
林木育種既育種子又育苗
因為有的樹木是根生
林木育種工作的意義
通過親本選擇、控制授粉以及對雜種苗的選擇、培育等技術創(chuàng)造新類型或新品種的育種方法。它是傳統(tǒng)的主要的樹木育種方法之一。
通常把通過生殖細胞相互融合而達到親本雙方基因重新組合目的的過程稱為有性雜交，把由體細胞融合而達到親本雙方基因重新組合目的的過程稱為體細胞雜交。雜交產生的后代為雜種。林業(yè)上的雜交一般是種間或種內不同小種的雜交。
雜交引起基因分離和重組，使雜種性狀出現(xiàn)多樣性，是生物體產生遺傳變異的原因之一。雜交的意義在于：①獲得雜種優(yōu)勢，或綜合親本的優(yōu)良性狀；②有助于了解樹木進化，認識樹種形成過程，自然雜種群通過基因交流，產生漸滲雜交；③研究樹木性狀遺傳變異規(guī)律；④了解各性狀遺傳的程度和頻率。
交技術
包括親本選擇、花粉收集、去雄套袋隔離、授粉、種子采收、雜種培育鑒定和選擇、區(qū)域化栽培試驗等。最后才能在生產上推廣應用。①親本選擇：根據(jù)育種目的而定，因地區(qū)和樹種而異。主要原則是親本的優(yōu)良性狀要多而突出，雙親的優(yōu)缺點能相互彌補，雙可以有共同的優(yōu)點，絕不可以有共同缺點。親本選擇適當與否是雜交育種成敗關鍵所在。②花粉收集、去雄套袋隔離、授粉和種子采收：見林木雜交技術和林木花粉技術。③雜種的培育：雜種種子的貯藏、催芽處理及播后管理等與一般育苗相同?？稍诿缙缘刂苯硬シN，也可在溫室溫床上播種。如果種子數(shù)量不多，為管理方便起見，可用盆播。容易發(fā)芽的樹種要隨采隨播。由于雜種種子通常是種類多而數(shù)量少，因此要按組合分別播種，切忌混亂，并在登記簿上記錄雜交組合、采種期、播種量、播種畦、出苗數(shù)、移植期、生長量等等。當苗高10厘米時，即可移苗到雜種圃。松苗最好用營養(yǎng)杯育苗，以便使所有種子均能長成苗木。
