当前国外林木遗传改良的若干发展趋势和国内林木育种工作的几点考虑

近年来，林木遗传育种工作发生了深刻的变化，围绕高产、优质、抗逆和适应性强的高世代林木育种进程不断加快；以常规育种为基础，利用生物技术迅速崛起的基因工程，进行无性系育种和元性系林业；在育种方法和方式上，注重时空优化效应；在良种繁育上，加速种子园的换代提级。本文仅涉及当前国外林木育种几项发展趋势，结合国内林业现状与发展规划，提出未来林木遗传育种工作的刍议。     

林木遗传改良与我国21世纪林业可持续发展

概述了我国林木遗传改良的发展和现状,分析了我国林木遗传中存在的问题,阐述了生物技术（基因工程、细胞工程,分子遗传标记）在林木遗传改良研究中的应用,论述了林木遗传改良在我国林业可持续发展所起的重要作用,最后提出了林木遗传改良进程中生物技术发展的重点领域,包括基因构建、高密度遗传图谱构建和ＱＴＬ定位、材性分子遗传改良和抗逆、抗病虫基因工程育种。     

生物技术在林木遗传育种中的应用

简要介绍了我国林木育种的发展历程及取得的主要成就, 综述了近年来林木遗传标记技术、林木基因组研究、林木抗虫、抗病、抗逆境、品质改良、遗传转化等基因工程技术在林木遗传育种中的应用进展, 并探讨了生物技术与林木常规育种的关系。     

英国林业和林木育种研究现状及对我国林木改良的启示

本文概述了英国林业、林地利用、木材生产的过去和将来，林木育种研究内容，研究方法和主要研究成果，讨论中英两国在林木育种上差异。英国林木改良仍然以常规育种为主，同时综合林业生物技术育种，极力提倡由群体选择到个体选择的多层利用，最后就我国林木遗传改良工作提出几点建议。     

分子标记辅助选择在林木育种中的应用

历史上,数量遗传学被认为是指导林木育种的唯一有效工具,这有两个方面的原因：第一,在林木上具有重要经济价值的性状,如树干材积生长、木材纤维长度及适应性等,均是以数量方式遗传的性状,并且控制这些性状的每一个过程是假设受微效多基因所控制的;第二,林木具有很长的世代间隔,很高的遗传杂合性和很高的遗传负荷,这些特性限制了一些经典的遗传材料,如近交系,突变体及特异类型的产生。然而,传统的数量遗传学方法用于指导林木育种的实践并不是完美无缺的。林木个体高大,占地面积大,且大多栽植在非农用耕地上,这样的环境异质性在很大程度上影响性状遗传力的提高,有些林木树种人工杂交比较困难,很难获得足够大的家系,从而产生不平衡的交配设计。Ｎａｍｋｏｏｎｇ 和Ｒｏｂｅｒｄｓ（１９７６） 认为,不平衡的交配设计很难获得准确的遗传参数估计。到目前为止,大多数成功的林木育种方案往往都是基于对表型的简单选择。这种表型选择不能利用林木固有的非加性效应,以及对异质环境的反应潜能,因而育种效果是极为有限的。分子标记技术为现代数量遗传学的发展提供了新的方向。通过利用中性标记与影响数量性状的位点（ＱＴＬ） 之间的连锁关系,人们已经提出了一套统计方法用来鉴定重要的Ｑ     

林木全基因组选择研究现状和应用

全基因组选择（GS）是利用覆盖全基因组的高密度遗传标记对复杂数量性状进行预测的育种方法。在林木种苗阶段根据基因组估计育种值（GEBV）可以利用GS进行个体选择,相比常规育种能增强遗传增益、加快选育进程。该方法无需定位与性状相关的数量性状位点（QTL）,相比分子标记辅助育种能极大地提高对微效位点的捕获功效,是具有巨大潜力的林木育种策略。文中系统介绍了GS的概念和优势,及其在林木中的研究现状和应用。我国林木GS研究处于初期阶段,可优先在常规育种较成熟的树种中开展研究,建立林木GS程序为其他树种提供范式。该综述有助于系统了解全基因组选择育种策略和研究进展,并为全基因组选择在林木育种中的应用提供理论和技术信息。     

林木非生物胁迫抗性基因工程研究进展

干旱、极端温度和盐害等非生物胁迫因子是制约林木生长的重要因素。由于林木生长周期长, 且抗逆机制极为复杂, 长期以来, 如何改良林木对非生物胁迫的抗性一直是育种学家的难题。然而, 随着基因工程技术的发展, 人们可以在基因水平上改造林木, 提高其抗逆能力。文中主要介绍了林木抗逆基因工程的研究进展, 探讨了目前基因工程技术应用于林木抗逆育种研究存在的问题, 并对其应用前景进行了展望。     

兴安落叶松林分自由授粉子代测定试验初报

试验概况兴安落叶松在我国北部分布较广,并已形成不同类型的种群。在这些种群中,我们将遗传品质优良的种群(优良林分)改造为母树林。为正确评价根据表型选中的优良林分的遗传品质,我们于1983年9月,在乌伊岭林业局桔源林场,按“兴安落叶松天然林优良林分选择方法与际准”选出6块标准地(其中Ⅰ级林分1个,Ⅱ级3个,一般2个),共45株样树,并依林分、林木、单株的9个性状采集自由授粉的种子进行了子代     

生物技术在林木育种中的应用

林木种质资源是一种重要的生物资源,具有独特的属性和非常重要的作用.生物技术的发展又为林木种质资源的创新提供了新的途径.近年来,林木遗传育种工作发生了深刻的变化,本文从对优质、高产、抗性和稳定林木新品种需求的紧迫性出发,分析了我国林木遗传育种工作的现状,提出了以细胞工程和基因工程为主体的生物技术、常规育种和林木种质资源保存等方面的工作,是新世纪中国林木育种技术需求的重点内容.现代生物技术正日益应用于林业生产的各个领域,并取得了重大成果,为林业育种技术的改造、更新和林业新技术革命提供了可能.对细胞工程和基因工程在林木遗传育种中的应用进行了概述,以期为相关研究提供参考.     

黑荆树幼龄个体性状的初步研究

<正> 黑荆树(Acacia mearnsii)系亚热带速生树种,树皮富含单宁,是优质栲胶原料,木材质地坚硬,用途广泛。黑荆树生长迅速,秋播苗造林后第二年高生长可达2米,甚至3米以上。但同一林分中,林木个体往往分化程度很高,个体问差异非常明显。这在一定程度上反映了个体间遗传差异,为育种工作提供了丰富的材料。当黑荆树幼龄林分还没有郁闭,或刚郁闭,个体之间竞争不强,选择幼龄个体进行性状分析,可以减少环境差异造成的个体间性状差异,能较好地反映个体之间因遗传基础不同引起的性状差异。     

国际林木抗病育种的基本经验

文章概述了近４０年来国际林木抗病育种研究的经验。突出地介绍了作为抗病性育种主体的寄主和病原菌两个对立系的遗传和变异。认为从现有林分中选择高抗性个体是当前行之有效的抗病育种途径，而制定快速、有效和大批量人工接种鉴定入选个体抗性的方法又是抗病育种的中心。建议强化我国林木抗病育种的研究，以为发展集约人工林服务。     

参数化林木个体及林分场景可视化模拟技术

以湖南攸县黄丰桥国有林场为试验区,以1块林分边界规整的典型杉木人工同龄纯林为研究对象,测定林木胸径、树高、冠幅、冠高与活枝下高等测树因子及林木位置信息。研究冠形曲线函数,利用Direct 3D技术,实现冠形控制下的参数化林木模拟。研究林木模型格式转换方法,为林分场景构建提供模型数据,结合MOGRE技术,研究林分场景模拟技术方法,实现林分场景可视化模拟。结果表明：参数化林木个体建模算法简单适用,测树因子信息可直接用于林木个体可视化模拟,所建模型可体现林木个体差异,形态逼真;利用MOGRE技术可快速、有效模拟林分场景,所建场景真实感较强。此方法所需数据易于获取,适用性强,可对林木个体及林分场景进行逼真模拟,可为研究林木竞争关系、林分生长、林分结构与林分经营提供新思路。     

专家风采

许忠坤,男,1955年生,研究员,1981年毕业于中南林业科技大学林业专业,研究领域为林木育种与栽培。 湖南省林业科学院林木育种与栽培首席专家,享受政府特殊津贴专家,现任湖南省林业科学院学术委员会副主任、中国林学会遗传育种分会委员、全国杉木良种基地技术协作组副组长、湖南省森林经理学会理事。     

精确林业传感技术和无线传感器网络研究进展

林业生产过程由多种生产作业分享时间和资源,需要实现以最少资源投入、最小环境危害、获得最大林业收益的精确林业目标。笔者围绕精确林业,综述了树木生长信息检测、树木胁迫信息检测、立木识别、林区立地检测、林区气候监测等林业作业目标识别与作业环境监测,以及林业机械作业参数监控的传感技术,并就林业多传感器融合、林业无线传感器网络及新型林业传感器进行了分析并提出研发建议,其中首次将精确林业传感器从工作环境角度分为固定式、移动式和随机式传感器3类,分析并提出相应林业传感器供电方式的建议。     

针叶树种子采收技术评述

当前,林木种子的来源基本上有三个:未经改造的天然林;选择表型林木较好的人工林,改造后而建立的母树林;选择具有优良遗传特性的种苗,人工营造的种子园。但现在由于种子园营造的时间比较短,因而多数种子还是从天然林和母树林里采集。在各种各样的林木树种中,针叶树种的采收是林业种子采集的一个主要部分。本文主要谈针叶树种的采集技术。     

马常耕：林木遗传改良学科拓耕者

60多年如一日,钟情林木遗传改良,构建林木无性系育种体系;最早开展杉木地理种源试验;把我国林木地理种源研究、无性系育种和无性系林业研究推向世界水平。尽管如今他已86岁高龄,但仍然经常出入图书馆,不厌其烦给年轻人“递纸条”、打电话、提建议,勇敢地与年轻人深入实验基地指导考察研究？看着落叶松、云杉、楸树等至爱,心头幸福满满。这就是马常耕,我国最早开展杉木地理种源试验的中国林科院林业所林木遗传育种资深专家,我国林木无性系育种和无性系林业最早的组织者、倡导者,我国林木遗传改良学科的开拓者之一。     

浅谈河北省针叶树良种基地建设及遗传育种研究

林木良种基地建设和林木遗传育种研究都是林木良种工程建设的重要组成部分。良种基地是遗传育种研究工作的前沿阵地,遗传育种研究是良种基地建设的先决条件。河北省针叶树种类较多,在林业发展中占有极为重要的地位。河北省针叶树良种基地建设和遗传育种工作都取得了较大的成绩,但也存在着诸多问题,今后我们应该从思想认识和技术措施上多方努力,更好地发展针叶树良种事业。     

林木遗传育种基础研究热点述评

林木由于世代周期长、个体高大、遗传负荷高等自身固有的一些特性,一直被认为是一种非常难以操作的遗传学材料,导致林木遗传育种在基础研究方面远远滞后于模式动、植物和其他重要作物,成为限制林木遗传改良进程的主要因素。分子育种是突破林木育种周期长的关键技术,通过基因组学研究,分析和阐明林木基因的功能是进行林木分子育种设计的前提。近年来随着生命科学领域新技术的快速发展,林木遗传育种基础研究也出现一些新的热点。本文主要阐述林木基因组和功能基因组学、连锁与关联分析、木材形成机制及分子育种技术的研究进展,虽然目前相关研究成果实际应用的条件还不成熟,但作为技术储备是急需加强的研究方向。     

林木基因型与环境互作的研究方法及其应用

我国是全球第一大木材进口国和第二大木材消费国,木材对外依存度已连续多年超过50%。然而,我国每公顷森林年均生长量约为林业发达国家水平的一半,这说明我国林木育种水平与林业发达国家相比仍有较大差距。因此,加强林木的规模化试验与精准遗传评估,通过林木良种的精确选育与推广对提高我国人工林的生产力水平具有重要意义。基因型与环境互作是林木规模化试验与精准遗传评估的重要环节之一。基因型与环境互作(G×E)是指基因型的相对表现在不同环境下缺乏稳定性,表现为不同环境下基因型排序变化或基因型间差别不恒定。现有研究证实,林木G×E很普遍且通常很大,要找到具有广泛适应性的优良基因型往往较困难。由于G×E会减小遗传力和遗传增益,因此了解G×E效应及其驱动环境因子,对育种设计、良种选育和种苗配置至关重要。本文归纳了目前研究G×E的主流分析方法(包括因子分析法、BLUP-GGE联合分析法)和遗传力的估算方法,也比较了这些G×E分析方法(包括稳定性分析、B型遗传相关、AMMI分析、GGE双标法、因子分析法和BLUP-GGE联合分析法)的优缺点,其次综述了全球重要经济树种(湿地松、火炬松、欧洲云杉、巨桉、辐射松、花旗松,等)近年来在生长性状(胸径、树高、材积,等)、形质性状(通直度、分枝角度、分枝大小,等)和材性性状(木材密度、弹性模量,等)的G×E研究进展,进而讨论了林木G×E的环境驱动因子及其应对策略,最后针对林木G×E研究新方法开发、加强多性状的G×E分析以及将基因组选择融入G×E分析方面对未来研究方向提出建议:1)新的林木遗传分析模型与G×E分析的联合应用;2)林木多环境、多性状的G×E的模式和幅度;3)特定环境的林木基因组育种值的精准估计。     

林木营养遗传和改良研究进展

就林木营养遗传研究进行综合评述,包括林木基因型对施肥反应的遗传差异、林木性状的遗传表达与营养环境、林木营养的遗传控制和变异机制等.鉴于我国现有林地和潜在造林地肥力普遍偏低,土壤缺氮少磷严重,在我国主要用材树种的现有育种程序中必须考虑营养性状的遗传改良.