林木表型遺傳測定

簡介

林木育種程式中的一個重要環節。林木性狀的表型是其本身遺傳組成，即基因型與生長地環境綜合作用的結果。因此按林木表型選育出來的林木必須通過遺傳測定，才能判斷其優良性狀可以真實遺傳的程度，從而對選育的材料作出評價。

測定的種類和方法

按測定所用的材料分為子代測定和無性系測定。前者以待測林木的子代作測定材料，後者以無性繁殖植株作測定材料。兩者的測定方法並無本質上的區別，基本上都是通過田間對比試驗和統計分析，將供試材料的表現型變數剖分為環境及基因型變數，藉此評定育種材料的價值，並估算林木性狀表現中受遺傳控制的程度。

子代測定 通過對親本採用不同的交配設計得到的子代進行的測定。用於種子繁殖的樹種。通過子代測定可估算親本性狀的配合力和遺傳力等重要參數，也可為進一步育種提供繁殖材料。林木育種中常用的交配設計有以下幾種：①自由授粉。即直接從選出的優樹上或種子園裡的植株上採集種子。②多系(混合)授粉。即對待測的無性系用本無性系以外的一些無性系的混合花粉授粉。這兩種交配設計產生的種子,只知道母本,而不能確切地知道父本，是系譜不完全清楚的設計。③單交。指一個親本只和另一個親本交配，不再與第二個親本交配的方式。④雙列雜交(圖1)。即對兩性花樹種可能包括的親本間的所有交配組合──正交、反交和自交。按所含交配組合的不同,N個親本的雙列雜交又可分為4種：含正交、反交和自交,共有N2個組合；含正交和自交，共1/2N(N+1)個組合；含正交和反交,共有N(N-1)個組合；只含正交，有1/2N(N-1)個組合,又稱半雙列雜交。此外，林木遺傳測定中，還常把親本分成幾組（每組通常含6個親本）,再分別按半雙列雜交方式交配,稱不連續半雙列雜交。⑤測交(圖2)。又稱析因交配,一般用4～6個無性系作親本,稱測交系（測交系通常作父本），與待測親本交配。它的衍生方式稱分組測交,即把需要測定的親本分成若干組,再按測交方式在組內進行交配。各種設計的特點和使用狀況如表 1。 　對按各種交配設計得到的子代,經栽培評定,可提供配合力數據。種子園中無性系或家系的去劣留優，就是依據配合力的大小來確定的。遺傳力是另一個重要參數，是估量親本和子代遺傳關係的指標，以遺傳變數占表型總變數的比值表示。如 F個親本自由授粉的子代測驗分設在S個立地,每一立地重複B次(B個區組),每個小區由N株組成。

家系遺傳力是以家系平均值的遺傳變數Vf為依據計算的。在Vf中加性遺傳變數占有1/4,余為家系內變數引起,故單株遺傳的分子為4Vf。同理，兩者的分母也不同。

無性系測定 適用於楊、柳等少數能用無性方法繁殖的用材樹種和經濟樹種。測定具有如下特點：沒有制種過程;只能了解樹木在無性繁殖下的遺傳穩定性,不能用來確切推斷有性繁殖下的表現；插穗或接穗在樹木上所取部位，在某些樹種中有時會對繁殖植株產生非遺傳性質的影響，即位置效應；嫁接繁殖時砧木對接穗也可能產生影響。由於同一無性系不同植株間的變化小，試驗小區中栽植株數可較少。

田間試驗設計

正確地制定田間試驗設計，才能保證遺傳測定數據的準確性。對試驗設計的一般要求為:使用適當的數理統計方法,最大限度減少誤差的估量;精確、完整地了解試驗條件，使試驗能夠重現；正確選用試驗地和經營管理措施，使試驗具有代表性。為滿足上述要求，試驗應能重複，即在同一個試驗中同一試驗材料一般應重複3～4次；各試驗小區(試驗的基本單位)要隨機排列。整個試驗地要按地形、土壤等條件的一致程度劃分成不同地段，稱為區組，在同一個地段中條件應基本一致，而不同地段間可允許差別。小區的面積可由單株至數百株，形狀可為條狀、帶狀或塊狀等，隨試驗目的和條件而異。作長期 (1/2輪伐期以上)觀測時宜採用面積大的小區，以減少不同小區間的相互影響；短期(1/3輪伐期上下)觀測可用少株小區,一般為數株至20株上下。

田間設計方式很多，套用較多的有：①完全隨機區組。即在每個區組中包含所有的試驗處理，且小區是隨機排列的。②平衡不完全區組。即每個區組中並不包含所有的處理,但每個處理在每個區組中至多出現一次,且任何兩個處理在同一區組中出現的次數相等。③分組隨機完全區組。當試驗處理數多時,為減小區組面積,以保證條件一致，可把處理分成不同組，再按隨機完全區組布置，不同組間可以用共同對照作比較。④拉丁方設計。在育苗中偶有採用,即把試驗地區劃成行和列,同一個處理在每個行和列中都應占有一個小區。

近年來，在子代測定中強調空間和時間的重複，即對同一處理材料要在不同地點和不同年份多次栽種。同一種繁殖材料在不同立地條件下表現出的生產率或適應性序次不同，稱為基因型和環境的互動作用。對存在互動效應的繁殖材料，應注意推廣地區的土壤氣候特點。

參考書目

南京林學院主編：《樹木遺傳育種學》，科學出版社，北京，1980。