热带桉树的育种、变异和遗传改良

前言:热带桉树育种系统是多样化的,花期的选择和其它因子是有利于自花传粉的,特别在一个树种内,几乎所有单项试验都表明,某种程度上是自交能孕的。桉树近亲繁殖和异型杂交两者表现都很普遍。因此,一般轻易地判断说,桉树异型杂交可能有效,并决定采取像松树人工林遗传改良的育种战略,那是没有充分根据的。在桉树育种系统和群体内的选择结果     

世界桉树分子生物学研究进展

桉属树种在世界上的60多个国家和地区广为种植,在全世界的热带、亚热带地区,桉树人工林占全部人工林面积的40％。由于桉树人工栽培面积大,对良种的需求量也大,近年来世界上陆续开展了桉树分子生物学的研究,试图提高桉树改良的效果,加快改良速度。与其它主要造林树种的情况相似,桉树分子生物技术的研究起步晚于农作物,而且桉树本身也晚于杨树、松树等树种。主要工作都是在近5年内开展的,有关研究只集中在少数几个树种上,但桉树的分子生物学研究发展迅速,已取得了一些成果,包括群体遗传结构及亲缘关系分析,遗传图谱的构建,数量性状位点(QTLs)定位,遗传转化等。     

花楸树天然群体的异交率

采用水平淀粉凝胶电泳技术,对采自山东、山西、河北、辽宁4个省的6个花楸树天然群体的种子样本进行分析,所用同工酶多态位点分别为Pgm-1,Pgm-2,Pgm-3,Pgi-1,Pgi-2,Pgd-1,Pgd-2,Pgd-3,利用多位点异交率估算程序(MLT)估算6个群体的异交率.结果表明:花楸树各群体的花粉库与胚珠库中,各位点基因的配子比例差异不显著,基本处于平衡状态;各群体多位点异交率均在0.981以上,多位点异交率与单位点异交率平均值的差值(t_m-t_s)显示出花楸树各群体都存在轻度的自交或近交,说明花楸树属于混合交配类型,表现为高度异交.根据电泳数据计算的近交衰退δ=1,表明花楸树天然群体的近交衰退很大.     

澳大利亚的林木遗传改良工作

人工林是澳大利亚林业的主体, 全国40%的木材是由人工林提供的。针叶人工林除少量乡土树种(南洋杉)外, 基本为引进的松树。18世纪中叶从美国引进了辐射松, 其后又相继引入了其他种松树。澳大利亚重视松树的遗传改良和利用, 已取得了显着成绩, 并积累了丰富的经验。此外, 澳大利亚的桉树资源丰富, 对其研究也较深入。     

华南地区桉树可持续遗传改良与育种策略

从华南地区发展桉树工业纤维用材林对高产、优质、抗逆新品种需求的迫切性出发，分析了桉树引种成功之后遗传改良现状和存在问题，提出要实现华南桉树人工林可持续经营，必须建立和完善桉树长期可持续遗传改良体系，坚持以多世代群体遗传改良为基础，种间杂交无性转化利用为突破，加快育种增益转化为生产力的育种思路；强调新世纪桉树育种要重视常规育种与分子遗传研究相衔接，通过群体、个体、细胞和分子多层次多育种方式的相互交叉，充分利用各层次的遗传变异，提高育种效率。     

桉树纸浆材树种持续育种与改良性状的筛选研究

从华南地区发展桉树纸浆林对高产、优质、抗逆新品种需求的急紧迫性出发,分析了桉树引种成功之后改良育种现状和存在问题,提出要实现华南桉树人工林可持续经营,必须建立和完善桉树长期可持续改良育种体系,坚持以多世代群体遗传改良为基础,种间杂交无性转化利用为突破,加快育种增益转化为生产力的育种思路;强调桉树育种要重视常规育种与现代生物育种新技术相衔接,通过群体、个体、细胞和分子多层次多育种方式的相互交叉,充分利用各层次的遗传变异,提高育种效率。同时,通过对尾叶桉家系生长、形质、材性、化学组分、制浆性能等指标进行了遗传变异研究,结合因子分析结果表明:影响尾叶桉(Eucalyptus uro-phylla)纸浆产量的关键因素是材积、木材基本密度、纸浆得率和树皮率。     

关于桉树育种和发展人工林问题

发展桉树人工林是国民经济建设、生态林业建设、发挥区位优势和农民脱贫致富的需要。我国桉树几十年来,特别是近20年来遗传改良取得很大的成就,遗传改良今后应注意的问题包括系统育种框架、育种途径、基本群体、育种群体、培育多样化的无性系以及增加选择目标与选择性状和加强协作等;此外强调发展桉树速生丰产林时应用多个无性系造林,做好规划、科学造林、采用养分循环和持续经营的原则经营管理桉树人工林。     

锥栗开花授粉生物学特性

通过田间调查、花粉离体萌发、石蜡切片和人工授粉等试验手段对锥栗的开花动态、花粉活力、柱头可授性、风媒传粉特性和授粉特性等进行研究。结果表明：锥栗雌花群体分化时间约40天,单花分化时间约22天,柱头可授性持续期为7天;雄花序4—5月开花,群体花期23～26天,群体盛花期13～15天,单花序花期10～12天,开花后6天内花粉保持较高活力。风媒传粉是锥栗传粉的主要途径,风速和风向是影响锥栗传粉的主要气象因素,顺风方向上花粉的传播距离及花粉通量显著高于其他3个方向。锥栗在去雄套袋且不进行人工授粉的处理下未坐果,表明锥栗不存在无融合生殖;异交授粉坐果率均显著高于自交,表明异交能显著提高锥栗坐果率,生产上需配置授粉树。     

油松种子发芽率和苗木高生长的近交效应

在油松种子园中对６个无亲缘关系的无性系进行双列杂交,包括自交,同时取亲本的自由授粉种子作为对照。在它们的子代林中,取一个全同胞家系和一个自由授粉家系,各选４～６株开花植株连同它们的亲本,分别进行自交、回交、同胞内交配和异交测定。结果表明,油松近交使得种子发芽率和苗木高生长量大幅度下降;近交衰退随着近交系数（Ｆ）的增加而增大;同异交相比,自交、回交和全国胞交配组合的种子发芽率分别平均降低８８％、４２     

家系试验在桉树改良中的作用及其转化成种子园的方法

每个育种决策都要建立四种群体,每个群体对改良工作担负不同作用,第一种群体为基因群体:即为澳大利亚的桉树原始林和可进行选优的人工林,基因群体要维持一个宽的基因差异,为将来的需要提供可能性。第二种群体为育种群体,即为一系列的子代和家系试验,在这个群体中可进行选优和杂交,这个群体是育种工作的主要群体。第三种群体为繁殖群体,即种子园或插条采穗     

我国兴安、长白及华北落叶松种的天然群体交配系统研究

一个树种的群体交配系统（Ｍａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）提供了该树种是如何将其遗传物质从一个世代传递到下一个世代的基本信息。因此交配系统研究可有助于：（１）推测群体的基因型组成;（２）分析多基因位点连锁不平衡程度;（３）推测种子园的种子质量及提供种子园营建设计的有关信息;（４）在一定的程度上,可用于分析天然群体的遗传结构分化水平。在落叶松的１０个种和３个变种中,目前已报道了２个种的交配系统：一个是美洲落叶松（Ｌ．ｌａｒｉｃｉｎａ［ＤｕＲｏｉ］Ｋ．Ｋｏｃｈ）,另一是欧洲落叶松（Ｌ．ｄｅｃｉｄｕａＭｉｌｅｒ）。我国兴安、长白及华北落叶松的交配系统的研究尚未进行。本研究目的就是应用同功酶标记：（１）测定和比较这３个兴安落叶松种间及种内群体的异交率;（２）比较与其它针叶树的交配系统差异;（３）推测群体内自交或双亲近交发生的可能性。本文采用淀粉凝胶电泳技术,应用由６个酶系（ＰＧＩ,ＭＤＨ,６ＰＧＤ,ＡＡＴ,ＰＧＭ及ＳＤＨ）产生的７个多态性位点的同功酶标记分析了我国３个落叶松种（兴安、长白及华北落叶松）的共９个天然群体交配系统。结果发现兴安落叶松的加格达奇（内蒙古）群体表现出几乎完全的异交（ｔｍ＝０．９８６±０．０８１）。华     

宝兴百合花柱偏转促进延迟自交试验研究

2011年7~8月对云南香格里拉高山植物园的宝兴百合(Lilium duchartrei Franch.)种群进行了传粉生物学研究实验,以期找到这种花朵开放初期雌雄异位的植物传粉生物学特点。结果表明,记录到的178次昆虫对宝兴百合的访问中能触碰到柱头的仅有蝴蝶类1次,有效传粉者传粉频率严重不足;单花期5.5~6.5 d,花开放的前3天,柱头远离花药,从花开放的第二天起花柱缓慢向上偏转,第四天将柱头从远离花药位置送到刚好可以接受自花花粉的位置,利于早期没有昆虫传粉的花朵延迟自交,自花授粉发生在花期末期,自交之前仍然保持异交传粉机制;自然状态(92.3%)及完全套袋处理(90%)的结实率接近,说明宝兴百合传粉存在花柱偏转促进的延迟自交,但2种处理的每果实种子数自然状态(121)显著高于完全套袋处理(78),又说明由昆虫传粉的异交更利于宝兴百合结实。延迟自交避免了自交与异交竞争造成的花粉或者种子的折损,为宝兴百合在有效访花昆虫不足导致异交失败时提供繁殖保障。     

广西林业呼唤人才

2005年12月21日,广西西园饭店礼堂主席台。广西壮族自治区林科院的副院长、教授级高工,中国林学会按树专业委员会委员,广西林学会桉树专业委员会主任项东云等7位林业科技工作者,面带喜悦,身披鲜红佩带,从有关领导手中接过首届广西林业科技重奖的获奖证书。广西林业局给他们每人颁发了1万元的资金, 同时给为广西林业科技作出重大贡献的“东门桉树引种改良及高效栽培技术研究”项目组、“松树良种选育及速生丰产配套技术研究”项目组各颁发了10万元的奖金。     

桉樹扦插育苗技术的研究

桉树是我国华南地区的主要造林树种之一,当前主要是用实生苗造林。由于桉树是异花授粉树种,而且桉属树种繁多,种间和种内都很容易杂交,生产的种子优劣不一,用实生苗造林的林木分化大,产量低、质量差。为了提高桉树人工林的产量和质量,我国在七十年代初期曾试验用扦插育苗技术对桉树进行树种改良。由于桉树是扦插难生根的树种,加上当时的技术落后,扦插的最高成活率只有     

杉木种子发芽率和苗木高生长的近交效应

在杉木种子园中对6个无亲缘关系的无性系进行了双列杂交,包括自交。同时取亲本的自由授扮种子作为对照。在他们的子代林中,取一个全同胞家系和一个自由授粉家系,各选4至6株开花植株连同它们的亲本,分别进行自交、回交、同胞内交配和异交测定。结果表明,杉木近交使得种子发芽率和苗木高生长量大幅度下降。近交衰退随着近交系数(F)的增加而加大。同异交相比,自交、回交和全同胞交配、半同胞交配组合的种子发芽率分别平均降低约88％、42％和20％,苗木平均高度分别下降27％、17％和13％左右。结果也显示,在不同个体之间近交衰退程度存在明显差异。     

东门林场桉树改良与人工林发展

总结东门林场桉树的改良研究及其成果,包括桉树的引种、改良及高产栽培综合技术研究及其成果应用情况,以及对东门林场、广西乃至整个华南地区的桉树人工林的发展影响。     

林木群体交配系统研究进展

本文简要回顾了林木群体交配系统研究的历史,重点阐述了利用同工酶作为遗传标记对该问题的研究进展。目前开展交配系统研究的树种已超过52个,大部分研究集中在针叶树种,研究群体由原来的天然群体为主,到后来的天然群体与人工群体并重,转对人工群体的研究日渐加强。研究结果表明:针叶树种群体的异交率大都在90%左右,阔叶树种则相对较低,异交水平会因个体、冠层、群体密度、花量、花期不同而有所不同。根据上述情况,文章对今后的研究作了讨论,建议国内对同一领域开展研究的重点放在林木种子园中。     

银杏种核性状的遗传变异研究

对我国银杏全分布区200多个单株种核的主要性状进行了测定和统计。结果表明，不同气候区种核特征有一定的不同，但气候区内群体间和群体内个体间的差别更大，表明遗传改良以在遗传变异丰富的群体内开展基因型选择最有前途。但考虑到适应性，育种还应立足于本气候区群体。     

我国银杏遗传变异研究之一—种核性状的群体间和群体内变异

对我国银杏全分布区200多个单株种核的主要性状进行了测定和统计。结果表明，不同气候区种核特征有一定的不同，但气候区内群体间和群体内个体间的差别更大。表明遗传改良以在遗传变异丰富的群体内开展基因型选择最有前途，但考虑到适应性，育种还应立足于本气候区群体。     

广西桉树人工杂交育种研究

以广西东门桉树示范林项目的桉树杂交育种为代表的广西桉树人工杂交育种研究始于20世纪80年代,是在拥有大量遗传材料基础上的桉树改良,通过制订杂交育种策略,采取正确的杂交方法,培育出了一大批优良桉树杂交种,并进一步繁育筛选无性系,为广西及华南地区桉树造林提供了许多优良无性系,促进了广西及整个华南地区桉树人工林的快速发展,同时也吸引了投资商和国际公司到广西发展,促进了木材利用产业的发展。今后应加强纯种世代改良,进一步提高其遗传品质,以使杂交改良在亲本具有更高遗传水平上进行;另外,还应开展耐寒、观赏杂交改良方面的研究,这些方面应有较好前景。