林木遗传育种

一、填空 1.无性繁殖包括扦插、嫁接、根蘖、埋条、组织培养。 2.扦插按插条材料性质分硬枝扦插、嫩枝扦插、根扦插、针叶束扦插。插条生根部位不同分皮部生根、愈伤组织生根。 3.因接穗取材不同分芽接、枝接、针叶束嫁接。因取材时间不同分冬枝接、嫩枝接。按嫁接方式不同分劈接、切接、合接、合接、舌接、切接、靠接、髓心形成层对接法等。 4.嫁接成败主要取决于砧木与接穗的亲和力。 5.采穗树主要有四种类型，即高干圆柱形、低干平头形、杯形和自然形。分优树采穗圃和良种采穗圃。 6.无性系搭配有3种方式：无性系混合栽植、无性系行栽、无性系块状混栽。 7.遗传测定分无性系测定、子代测定。 8.试验设计三原则：重复、随机化、局部控制。 9.试验设计方法：随机完全区组设计、平衡不完全区组设计。 10.生物技术在林木遗传育种中的应用主要有细胞工程、基因工程、遗传标记技术。 11.人工种子由3部分构成：胚状体、人工胚乳、人工种皮。 12.遗传标记主要有形态标记、细胞学标记、同工酶标记和DNA分子标记。 13.目的基因与载体的连接有粘性末端连接、平头末端连接、人工接头法、同源多聚尾连接法四种。 14.植物抗冻的3种方式有避细胞内结冰、避结冰脱水、耐结冰脱水。 15.抗寒锻炼主要取决于内外两个方面的因素：一是低温与短日照；二是植物生理活动强度。 16.植物抗盐类型主要有泌盐植物、稀盐植物、聚盐植物、据盐植物。耐盐方式有渗透调节、离子区隔化、改变代谢类型、 维护膜系统的完整性。 17.林木的抗虫性分原生防卫、诱发防卫。 18.木材宏观构造：边材、心材、熟材；生长轮；早材与晚材。微观构造分管胞；纤维；木射线。 19.木材主要力学性能指标：抗压强度、抗拉强度、抗弯强度与抗弯弹性模量、抗剪强度、冲击韧性、硬度与耐磨性、抗劈力。 20.林木密度分生材密度、气干密度、全干材密度、基本密度。主要由夏材含量、细胞大小、细胞厚度决定。测定方法有直接测定法、快速测定法、排水法。 21.木材形状遗传与变异分种源间变异、家系间变异、无性系间变异。 22.育种的主要环节是选育、测定、扩繁。核心问题是多世代育种。育种群体大小一般采用有效群体大小估算。 23.育种策略的基本内容：育种目标、育种资源、繁殖方式和繁殖技术、选择强度和遗传增益、防止近交，控制共祖率、育种周期、研究与生产结合、试验设计、工作持续性、风险。 24.下列交配设计中每个字母代表一个亲本。则（1）A×B，C×D，E×F称为单交；（2）A×C，A×D，B×E，B×F称为巢式交配设计。 二、简答 1.无性系选育的意义 ①综合利用加性与非加性遗传效应，遗传增益较高。②无性系性状整齐一致，便于集约化栽培和管理。③无性系选育的改良周期比较短。 2.提高林木扦插生根率 ①选扦插生根能力强的种源、家系、无性系。②考虑采条原株的年龄、采条部位、季节等。③选同期保湿地插床机制。④保证足够的光照及适宜的温度、湿度。⑤采用物理、化学等方法处理插条，促进生根，常用生长素IAA、IBA、NAA。 3.树木无性繁殖为什么要建采穗圃 采穗圃是提供林木良种优质无性繁殖材料的圃地，是实现无性繁殖材料规模生产的环节。具有以下优越性： ①采穗圃实行集约化经营，可大幅度提高繁殖系数； ②采取幼化、复壮、修剪、施肥等措施，保证穗条质量，提高繁殖成活率； ③采穗母树集中管理，便于病虫害防治及穗条采集； ④采穗圃与苗圃距离近，可随采随用，有利于提高繁殖成活率。 4.采穗圃营建与管理原则 ①选择作业方便、条件优越的圃地；②适时整形，将幼化控制贯穿于经营全过程；③加强水肥管理，保证种条质量；④合理密植，提高单位面积的穗条产量与效益；⑤块状定植，标识清楚。 5.无性系选育基本程序 ①基因资源收集与保存、选择：基因资源收集与保存工作是无性系选育的物质基础。 ②人工诱变与杂交：变异是无性系选育的前提。 ③无性繁殖：解决无性繁殖与幼化技术是无性系选育的必要条件。 ④无性系测定：无性系选育的核心环节。 ⑤无性系选择和推广：无性系选择是无性系选育的成功保证。 6.遗传测定任务 ①估算待测树木的育种值；②估算各种遗传参数；③通过田间对比试验，估算入选群体遗传增益；④为多世代育种提供没有亲缘关系的繁殖材料。 7.交配设计方式 （1）不完全谱系设计，包括自由授粉和多系授粉。 优点 缺点 适用范围 自由授粉 简单易行，成本低，能在选优的同时立即开展子代测定。 不能提供SCA估量 选择育种初期

多系授粉 测量结果用于种子园去劣伐疏和1.5代种子园入园亲本选择。 （2）完全谱系设计，包括单交、双列杂交、部分双列杂交、不连续双列杂交、测交系设计、巢式设计。 优点 缺点 适用范围

单交 工作量小，成本低。 只提供SCA估量，不提供GCA估量；且SCA估量不能用于种子园去劣伐疏。 用于保存无亲缘关系谱系。

完全双列杂交 提供信息量大，为高世代选择提供无亲缘关系子代。 人工量大，成本高。 估算遗传参数，创造继代选择基本群体。

8.试验误差来源及控制 来源：①试验材料固有的差异；②人为操作和管理技术的不一致性引起的差异；③进行试验的外界环境条件的差异；④偶然因素的影响。 控制：①重复以估计试验误差，降低试验误差；②随机化以获得无偏的实验估计值；③局部控制以降低试验误差；④选择纯合一致的试验材料；⑤改进操作管理技术，使之标准化；⑥精心选择试验单位；⑦采用合理的试验设计。 9.DNA分子标记的主要分类与其优越性 DNA分子标记检测技术可分为3类： ①以电泳技术和分子杂交技术为核心的分子标记技术，其代表性技术有限制性片段长度多态性（RFLP )；②以DNA聚合链式反应（PCR）技术为核心的分子标记技术，其代表性技术有随机扩增多态性DNA (RAPD）标记、扩增片段长度多态性(AFLP）和简单重复序列（SSR )等；③以DNA序列为核心的分子标记技术，其代表性技术为表达序列标记（EST）和单核甘酸多态性（SNP)。 分子标记的优越性： ①直接以DNA的形式表现，在植物体的各个组织、各发育时期均可检测到，不受季节、环境限制，不存在表达与否的问题；②数量极多，遍及整个基因组；③多态性高；④表现为“中性”；⑤有许多分子标记表现为共显性。 10.盐碱胁迫对植物造成的伤害 ①细胞质中金属离子，主要是Na＋的大量积累，会破坏细胞内离子平衡并抑制细胞内生理生化代谢过程，使植物光合作用能力下降，最终因碳饥饿而死亡。 ②盐碱土壤是一个高渗环境，它能阻止植物根系吸收水分，从而使植物因“干旱”而死亡。同时盐碱土壤pH较高，这使得植物体与外界环境酸碱失衡，进而破坏细胞膜的结构，造成细胞内溶物外渗而使植物死亡。 11.树木的抗病性按遗传方式分为几种 ①单基因抗病性：控制抗病性的基因只有一个，有显性与隐性之分。大量研究证明，寄主植物对许多病害存在着单基因抗性的遗传。 ②寡基因抗病性：由少数基因控制的抗病性，其作用方式分为基因独立遗传、复等位基因和基因连锁遗传。 ③多基因抗病性：由众多微效基因控制的抗病性。 12.抗性个体选择要求 ①抗虫性个体的选择应该在严重感染虫害的林分中进行。 ②应根据害虫的危害特性，注意树木的筛选年龄。有时害虫侵袭的易感性很大程度上随寄主的年龄而改变。 ③遗传测定，不能认为找到一个具有抗性的个体就可作为一个抗性品种，应当收集尽可能多的抗性个体。 13.林木抗逆育种途径和策略有哪些 （1）途径： ①选择育种：抗寒性、抗旱性、耐盐性、抗病性、抗虫性。②杂交育种：抗寒性、抗旱耐盐性、抗病性、抗虫性。③基因工程育种：抗虫转基因、抗旱耐盐碱转基因。 （2）策略： ①加强抗逆基因资源的收集、保存；②深入研究树木抗逆机制；③改进和完善抗逆性测定指标和方法；④处理好抗逆性与丰产优质性状的矛盾；⑤高新技术手段与常规育种方法相结合。 14.木材品质遗传的分子生物学研究方向 ①木材形成过程及基因调控研究。 ②木材改良的分子标记辅助育种。 ③木材形成相关基因克隆及功能分析：木材形成研究系统；木材形成相关cDNA文库构建及芯片分析；木材形成相关基因功能分析。 ④木材品质遗传改良目标的相对性和长期性与遗传资源保存。 15.林木育种学主要内容 ①选：林木选择育种； ②引：林木引种； ③育：杂交、新技术及分子育种； ④测：遗传设计与田间试验测定； ⑤繁：良种繁育； ⑥保：基因资源的收集与保存。 16.育种的一般模式 第一步，根据育种目标从群体中选择符合要求的个体，或淘汰不符合要求的个体，是遗传基础变窄的过程； 第二步，对选择出来的个体，通过杂交进行基因重组，是遗传基础变宽的过程。杂交后代通过遗传测定进行再选择，又是遗传基础变窄的过程。 最后，将育种各阶段经过选择和遗传测定的繁殖材料，通过种子园或采穗圃规模繁殖用于造林生产。 17.制定育种策略的原则 既能满足当前需要，又能符合长远遗传改良要求； 采用的育种途径和方法，既要符合树种和性状的生物学和遗传特点，又要符合社会经济条件； 策略要合理地运用到育种的各个环节，并做好各个环节间的衔接和配合； 既要适应环境和社会需求的改变，又能保持种内遗传多样性； 在达到预定目标的前提下，就简不就繁。 18.比较大群体在育种过程中的必要性和缺点 必要性：在选择的繁殖材料中如存在亲缘关系，有效群体较群体统计量要小；作多性状选育时群体要大；在刚开始的几个改良世代中，为达到较大的增益，一般作强度选择；同时要具有基因保存和对环境和社会需求改变的应变能力。 缺点：亲缘关系难于控制；选择强度受限制，增益小；群体大，育种进程慢；不能依据育种地区、生产目标等改变而做出相应的变动，灵活性小。 三、论述 1.林木无性繁殖材料退化后的复壮措施及其依据 在林木无性繁殖过程中，经常会遇到同一无性系造林在生长表现等方面不完全一致的现象，如表现出树势衰退、提前开花结实、苗期斜向生长或无顶端优势、形态畸变、抗逆性降低等。品种原有优良种性削弱的这种现象被称为品种退化。 无性繁殖材料退化原因： ①成熟效应：树木的无性繁殖能力随着树龄增加而下降的现象称为成熟效应。 ②位置效应：用侧枝扦插或嫁接繁殖，插穗或接穗会出现而斜向生长，顶端优势减弱，提早开花结实等现象。这种因树冠不同部位的穗条对无性繁殖效果的影响称为位置效应。 ③病毒侵染：因叶绿体被破坏或不能合成新的叶绿素而引起花叶、黄化或红化等症状；植株矮化、丛生或畸形等；形成枯斑或坏死等症状；产量和品质下降。 无性繁殖复壮是指针对品种退化而采取的恢复并维持树木幼龄状态的措施。由于引起树木无性繁殖材料退化机制不同，因此所采取的复壮措施也不同。对于与老化相关的成熟与位置效应而引起的退化，可直接通过种子更新复壮；或利用树木的幼态组织区域复壮；而对于病毒引起的无性繁殖材料退化，可利用病毒复制与传递的弱点进行脱毒复壮等。 （1）有性繁殖复壮：复壮效果与母树年龄成负相关。目前，辐射松、落叶松等树种的良种生产是采用优良亲本控制授粉家系建立采穗圃，再通过嫩枝扦插实现优良家系的无性系化规模利用。 （2）无性繁殖复壮： ①反复修剪法：通过强度修剪使树干维持年轻阶段的生理状态，或对老枝扦插、嫁接获得的苗木连续平茬，促使不定芽萌生，利用萌条作穗条，可显著提高生根率，改善生长状况。