林木育種基本信息

按預(yù)定目的對(duì)林木進(jìn)行遺傳改良的技術(shù)。其機(jī)理是利用林木種群在自然或人為作用下產(chǎn)生的變異與分化，從中選擇、分離和繁殖符合目的的群體或個(gè)體。主要的途徑有引種馴化（見林木引種）、種源試驗(yàn)、選擇育種、雜交育種以及單倍體和多倍體育種(見倍數(shù)性育種)、輻射誘變(見誘變育種)等。繁育良種的方式有母樹林、林木、種子園和采穗圃等。經(jīng)過選擇和改良的林木繁殖材料，生產(chǎn)上統(tǒng)稱為良種。但林木育種的根本任務(wù)是創(chuàng)育品質(zhì)和產(chǎn)量符合生產(chǎn)需要、性狀能穩(wěn)定遺傳，且適應(yīng)一定自然和栽培條件的林木良種群體，以便充分利用自然生產(chǎn)潛力、發(fā)揮森林的多種效益。研究林木育種理論與技術(shù)的學(xué)科稱為林木育種學(xué)。它以遺傳學(xué)為基礎(chǔ)，同時(shí)與樹木學(xué)、森林生態(tài)學(xué)、樹木生理學(xué)、造林學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)等有密切關(guān)系。

歷史與現(xiàn)狀 在林木育種工作中，引種的歷史最為悠久。對(duì)樹種內(nèi)遺傳變異的認(rèn)識(shí)也已有幾百年的歷史。在中國(guó)明代，李時(shí)珍就在《本草綱目》中記述了杉木的種內(nèi)變異。日本在1696年出版的《農(nóng)業(yè)全書》中，對(duì)茶樹、桑樹、漆樹、柳杉等的種內(nèi)變異以及繁殖習(xí)性等也有描述。18世紀(jì)，歐洲一些林學(xué)家已認(rèn)識(shí)到林木種子起源的意義。1821年法國(guó)人在巴黎設(shè)置了歐洲赤松不同種源的試驗(yàn)林。19世紀(jì)末，奧地利、瑞士等國(guó)林學(xué)家相繼作了落葉松、云杉、松樹、櫟樹等樹種的種源試驗(yàn)，觀察到種源間存在著明顯的差異。此后，又通過多次國(guó)際試驗(yàn)，逐步加深了對(duì)主要樹種種內(nèi)遺傳變異規(guī)律的認(rèn)識(shí)。通過這些試驗(yàn)和觀察，一些林學(xué)家發(fā)現(xiàn)單株子代間也存在著差異，因此，提出了選擇優(yōu)良單株建立種子園的設(shè)想，但直到20世紀(jì)30年代才付諸實(shí)踐。林木雜交的早期工作是1845年在德國(guó)用歐洲赤松和歐洲黑松進(jìn)行的。20世紀(jì)30年代，歐洲一些國(guó)家用楊樹、松樹、落葉松等樹種在種間開展大量雜交，以求獲得優(yōu)異的繁殖材料，并了解遺傳變異和親緣關(guān)系。1936年瑞典人H.尼爾遜·埃勒首先報(bào)道了山楊三倍體無(wú)性系，引起林業(yè)界的廣泛重視。

20世紀(jì)40年代以后，許多國(guó)家對(duì)早期引種成功的樹種進(jìn)行大規(guī)模推廣，并進(jìn)一步擴(kuò)大引種試驗(yàn)。還參照主要造林樹種的種源試驗(yàn)結(jié)果作出種子區(qū)劃，供造林和引種之用。自50年代起，選優(yōu)和種子園的工作日益在許多國(guó)家的生產(chǎn)中發(fā)揮作用。歐洲各國(guó)為培育速生、抗病楊樹品種而建立了專業(yè)機(jī)構(gòu)。同時(shí)，包括針葉樹種在內(nèi)的無(wú)性系選育和推廣工作也在歐美國(guó)家受到重視。60年代以來(lái)，林木育種資源的調(diào)查、收集工作受到普遍重視。

中國(guó)在20世紀(jì)50年代的林木育種著重于楊樹雜交，同時(shí)對(duì)早期引種成功的外來(lái)樹種如刺槐、楊樹、歐美楊、濕地松、火炬松等逐步擴(kuò)大栽植面積。60年代初對(duì)杉木等樹種開展了選優(yōu)，并建立了一批種子園，到70年代末，部分?。ㄗ灾螀^(qū)）已用杉木種子園生產(chǎn)的種子大面積造林，增產(chǎn)效果明顯。與此同時(shí)，還逐步開展了各主要造林樹種的種源試驗(yàn)。林木良種基地建設(shè)現(xiàn)已納入國(guó)家計(jì)劃，并有較大發(fā)展。

基本內(nèi)容 包括3個(gè)部分:①原始材料的選育。常規(guī)育種中主要是選擇林分中存在的各種有益于人類的變異，通過引種、種源選擇、優(yōu)樹選擇和無(wú)性系選擇，以及通過雜交，組合出新的變異。上述各項(xiàng)工作的基礎(chǔ)是發(fā)掘和利用自然變異。因此,宜根據(jù)育種目標(biāo),有計(jì)劃地開展資源的調(diào)查、收集、研究和利用工作。多倍體育種由于誘變技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)性狀不突出等原因，迄今僅在少數(shù)闊葉樹種中有所研究。70年代來(lái)，通過花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)楊樹等單倍體的工作開展較多。由單倍體可培育出純系，對(duì)生活周期長(zhǎng)的林木有特殊意義。雜交、倍數(shù)性育種屬狹義的林木育種。②對(duì)選育出的原始材料作遺傳鑒定。最直接、最常用的辦法是把原始材料根據(jù)育種目標(biāo)并按田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，作造林對(duì)比試驗(yàn)。無(wú)性繁殖樹種多用扦插苗造林,少數(shù)用根插苗,對(duì)這類苗木應(yīng)注意位置效應(yīng)的影響。種子繁殖樹種用實(shí)生苗，其親本選配涉及到交配設(shè)計(jì)的選擇，因此比無(wú)性繁殖樹種的測(cè)定復(fù)雜。通過遺傳測(cè)定評(píng)選出優(yōu)良遺傳型，并提供改良效果和遺傳參數(shù)等方面的數(shù)據(jù)(見林木表型遺傳測(cè)定)。③繁殖經(jīng)遺傳測(cè)定的優(yōu)良遺傳型。選擇育種可根據(jù)自然、氣候特點(diǎn)選擇和利用繁殖材料，鑒定和良種繁殖同時(shí)并進(jìn)，有利于縮短良種投產(chǎn)時(shí)間。雜交育種則須遵循先遺傳測(cè)定、后繁殖推廣的原則。良穗繁殖方式主要有兩類：有性繁殖樹種通過種子園生產(chǎn)種子；無(wú)性繁殖樹種通過采穗圃或采根圃提供穗（根）條。

林木育種特點(diǎn) 主要有：①世代和育種周期長(zhǎng)。多數(shù)樹種達(dá)到性成熟和經(jīng)濟(jì)成熟需要幾年乃至數(shù)十年，進(jìn)行遺傳測(cè)定和多世代育種較困難。但由于樹木多年開花結(jié)實(shí),選育材料能在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)被繁殖利用,并有可能在遺傳測(cè)定后進(jìn)行再選擇。②多數(shù)樹種分布區(qū)廣，經(jīng)營(yíng)水平較低,加以林木育種歷史短,對(duì)樹木遺傳變異規(guī)律的了解少，是育種工作的不利條件。但自然界尚未被發(fā)現(xiàn)和利用的優(yōu)良遺傳型也因此大量存在，可使選育和引種具有較大的潛力，且見效較快。③主要造林樹種都屬異花授粉植物，自花授粉或近親繁殖會(huì)引起衰退。因此要采用異花授粉植物的育種方式。同時(shí)，對(duì)可以營(yíng)養(yǎng)繁殖的樹種,可作無(wú)性系選育。有性和無(wú)性選育相結(jié)合,是樹木的有效育種方式。④在林業(yè)經(jīng)營(yíng)水平不高的情況下，選育和繁殖遺傳基礎(chǔ)廣泛的林木品種,或使用混合品種,有利于林分的穩(wěn)定。

展望 在繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有育種資源收集、保存、研究和利用的基礎(chǔ)上，選種和引種在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍將是改良林木的主要途徑。雜交育種在抗性育種中，則不失為一種有效的育種方式。林木改良效果的提高，有賴于遺傳測(cè)定。因此改進(jìn)性狀鑒定的技術(shù)方法特別重要。經(jīng)濟(jì)性狀在親代-子代間的遺傳規(guī)律，幼齡-老齡間的變化規(guī)律，形態(tài)、解剖、生理、生化指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)性狀間的相關(guān),在模擬條件下性狀的表現(xiàn)規(guī)律等等,都是今后著重研究的課題。在良種繁殖技術(shù)方面，為了增加林木種子的產(chǎn)量，提高種子的遺傳品質(zhì)，需要進(jìn)行有關(guān)開花生物學(xué)、土壤水肥管理和樹體管理、果實(shí)和種子病蟲害防治、以及花粉管理、親本配合力選擇等的研究。無(wú)性繁殖能保存無(wú)性系的優(yōu)良性狀,改良效果好,見效快，需要加強(qiáng)對(duì)難于應(yīng)用無(wú)性方法繁殖的樹種的研究?，F(xiàn)林木育種目標(biāo)在不少國(guó)家已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了初期速生、干形好的標(biāo)準(zhǔn)，抗病、抗蟲、抗寒、抗雪害，以及為提高材質(zhì)，增加松脂、單寧、紙漿等的產(chǎn)量的育種正在發(fā)展中。

參考書目

B. Zobel, J. Talbert, Applied Forest Tree Improvement, John Wiley & Sons,New York,1984.2100433B

《園藝植物育種學(xué)》是介紹園藝植物育種原理與技術(shù)的科學(xué)，學(xué)科應(yīng)用性強(qiáng)。為了進(jìn)一步適應(yīng)許多新升本科院校以及傳統(tǒng)本科院?！皯?yīng)用型本科教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革”的需要，按照應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的要求，結(jié)合多年園藝專業(yè)育種學(xué)教學(xué)的實(shí)踐，組織編寫了這本《園藝植物育種學(xué)》。本書分上、下兩篇，主要介紹了種質(zhì)資源，選擇育種，常規(guī)雜交育種，優(yōu)勢(shì)雜交育種，生物技術(shù)育種，果樹育種，園林植物育種等內(nèi)容。 本書適用于以培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才為主的院校中園藝、園林等專業(yè)學(xué)生使用，以及園藝、園林專業(yè)技術(shù)人員參閱。

“園藝植物育種學(xué)”是中央廣播電視大學(xué)農(nóng)科園藝專業(yè)(本科)的一門必修課程。園藝植物育種學(xué)是在植物生理學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)等課程的基礎(chǔ)上，從果樹、蔬菜及園林觀賞植物等園藝植物育種特性的角度，闡述果樹、蔬菜及園林觀賞植物的引種、選種、雜交育種和雜種優(yōu)勢(shì)的利用、誘變育種、生物技術(shù)育種、良種繁育的理論與應(yīng)用。

本教材突出了育種原理及其在園藝植物育種中的應(yīng)用，既系統(tǒng)介紹了植物育種的一般原理、方法，又針對(duì)園藝植物的特點(diǎn)，特別介紹了各種育種方法在園藝植物育種中的應(yīng)用。還對(duì)目前比較先進(jìn)的育種方法以及計(jì)算機(jī)在育種工作中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹。本教材比較適合于自主學(xué)習(xí)的電大學(xué)生閱讀，也可作為從事園藝植物育種工作的廣大農(nóng)業(yè)科技人員的參考書。

全書共十二章，其中緒論、第三、五、八、十一章由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)沈火林教授編寫，第一、四、十二章由王小蘭副教授編寫，第二、六、七、九、十章由張潞生副教授編寫。編寫過程中參考了大量有關(guān)教材、文獻(xiàn)資料；北京農(nóng)科院王永健研究員、中國(guó)農(nóng)科院連勇研究員、北京農(nóng)學(xué)院張喜春教授審閱原稿，并提出修改建議，在此一并致謝。

與本書配套使用的有講解重點(diǎn)的錄像教材，主要結(jié)合具體園藝植物對(duì)其育種方法進(jìn)行解讀，不僅適用于本課程的學(xué)習(xí)，還可作為園藝植物育種工作的參考。