高级林木遗传育种学试题.doc

2013-2014 学年第 一 学期 硕士生（博士生）林木遗传改良与良种工程 试题（卷）A考试方式： 开卷 考试时长： 分钟姓名： 学号： 专业： 教师姓名 学时60学分3成绩试题（每题20分）1， 根据国家林业局主要林木品种审定办法林木良种包括哪些具体形式？不同形式的林木良种是如何育成的？2， 结合自己的研究内容，试述林木遗传育种的新进展？要求：1，每题1000-1500字以上。2，立论准确，言之有据，谢绝抄袭。3，每题引述核心参考文献5-8篇以上，其中至少有1篇外文文献；文献引用要在正文标注，文后参考文献的录入格式参照国家标准文后参考文献著录规则（GB7714-87）。4，试卷提交打印文本和电子版，同时提交相关文献的电子版。电子版提交到：5，本页作为封面页，不要答题。评语: 1. 根据国家林业局主要林木品种审定办法林木良种包括哪些具体形式？不同形式的林木良种是如何育成的？林木良种的具体形式：1）经区哉化试验证实，在某一地理范围内生产上有使用价值，性状优良的品种。2）符合国家有关标准和技术规程要求的林木良种基地生产的种子和无性系。3）在优良种源区内选择优良林分，经过去劣留优改造，建成的采种基地中生产的种子。4）有特殊使用价值的树种类型、家系或无性系。5）引种成功的树种及其优良种源、家系和无性系。又可具体分为引种驯化品种ETS；优良种源SP；优良家系SF；优良无性系SC；优良品种SV；母树林SS；实生种子园SSO；无性系种子园CSO。引种驯化品种ETS育成措施：目前,关键的引种理论主要有“气候相似论”、“生态历史分析论(法) ”、“生态分析法”、“生态因子季节节律同步论”、“综合因素论”、“栽培起源中心论”、“专属引种论(法) ”,米丘林的“阶段驯化定向选择论”和“小气候论”等9种 1 ,其中前五种理论及方法应用广泛。植物引种驯化主要是利用植物本身的适应性和变异性。其途径分为直接引种和间接引种。当引入种适应新的环境条件并发挥预期效益,我们称之为直接引种;反之,当引入种不适应新的环境,必须采用分阶段或逐级驯化或过渡驯化,或者采用特殊的栽培措施进行驯化,或者进行人工育种时,我们称之为间接引种(或过渡引种) 2 。引种程序：简单归纳起来一般引种都要经过制定引种驯化的目标,严格植物检疫,引种品种进行试种驯化,选择、提纯、繁殖, 申请审定, 而后推广应用五个程序 3 4 。优良品种育成措施：1）技术措施：1. 精选良种。2. 引种试验。3 培育壮苗。4 严格选地。项目造林是营造速生丰产林, 一定要选择立地条件好的地方营造, 因地制宜, 适地适树。5. 大穴整地。一是严格标准，二是抓住季节，三是搞好表土还穴, 这是保证早期速生的重要一条。6. 适时抚育。抚育至关重要。从几年实践来看, 凡是抚育及时并且质量好的地块、山头, 幼林长势就好, 反之, 则生长差。7. 施肥。8 开展技术培训。 5 2 ）管理措施：1. 严格检查验收。2. 财务管理。优良无性系育成措施:供试苗木均采用芽苗砧嫁接方法繁殖。首先进行试验，结合早实丰产开展的各单项试验, 一般采用几个无性系3 4 次重复的随机区组设计 6 。通过试验, 提出保证无性系造林成功并早实丰产的几项主要配套栽培技术如下：1） 确保大批量嫁接苗培育成功的配套技术：1. 种子保湿冷藏, 全年提供健壮砧苗。2.改进嫁接方法。3. 改进培育与保湿方法。4. 苗砧的一苗多用技术。2）保证嫁接苗大规模造林成功的配套技术：1. 培育健壮的嫁接苗。2. 选择适宜的造林季节。3. 适时抚育，加强管护。4. 提倡使用二年生壮苗造林。3）保证嫁接苗林木早实丰产的配套技术：1. 多系造林，花期配合。2. 适当密植，早期丰产。3. 高矮搭配，合理配置。4. 摘项抹芽，提早成形。5. 适当施肥，确保高产。6. 合理间作套种。4）采取群体基础上的选优和选优基础上的群系利用” 的策略, 加速林木早实丰产林建设。 7 母树林育成措施：母树林的选择：母树林应由生长快而健壮、木材生产率高、材质好、干形通直而无缺陷、自然整枝好、冠幅小且无病虫害的林木组成。其适宜年龄为进入或即将进入盛果期的壮龄林；但为培育大冠、低干树形和提早结实，也可选优良的幼龄林。以纯林和同龄林为佳。若为混交林，目的树种的母树宜达半数以上；若为异龄林，树龄不宜相差太大。在林分起源上宜选实生林。管理措施：疏伐是改善和提高母树林遗传品质的重要手段,也是改善林分光照、水肥和卫生条件,促进母树生长发育，提高母树林种子产量和质量的主要措施。疏伐分多次进行，其次数和间隔年限视林分发育情况而定。每次疏伐强度以保留株的郁闭度不低于0.50.6为宜。疏伐后及时清理现场，保护保留株，并作好测树和生物学特性等因子的调查记载。对于雌雄异株的树种，注意保持雌雄株间的比例。由于疏伐后林分郁闭度下降，宜在适当时期松土除草，并合理施肥、灌水，促进母树林提早结实。保护母树林的措施主要有采种时注意不伤害母树、不在林内放牧、防治病虫害和严禁在针叶母树林中采脂等。 8 种子园育成措施： 种子园可以分为无性系种子园、实生苗种子园、初级种子园、改良种子园、杂交种子园、产地种子园。种子园的区划：种子园中包括多个经营项目，如种子生产区、优树收集区、采穗圃、子代测定区、苗圃、温室、种子加工设施等。因此对种子园要进行区划。种子园建立后，需要加以管理、经营，主要内容包括土壤管理、花粉管理、树体管理、病虫害防治等。引用文献：1李国庆,刘君慧. 林木引种技术M . 北京:中国林业出版社, 1982: 22 - 94.2王名金,刘克辉,伍寿彭等. 林木引种驯化概论M . 南京:江苏科学技术出版社, 1990.3贺善安,顾姻. 中国树木引种驯化历史回顾与21世纪展望A . 林木引种驯化与森林可持续经营论文集 C . 中国环境科学出版社, 1998:914.4张庆进. 城市生态绿化的概念和建设原则初探 J . 中国园林, 2001, 7 (1) : 34 - 36.5李晓储,黄利斌. 城市林业与林木引种. 林业科技开发, 2005, 19 (2) : 3 - 6.6 H ansonW D. Genotype stab ility J . Theoretical andApp lied Genetics,1970, 40: 226- 231.7何建永高凤树. 赵拴刚. 浅谈引种驯化及其掌握的原则. 河北农业, 2003, (1) : 16.8何建永,高凤树,赵拴刚. 引种驯化的原则和程序 J . 河北农业科技, 2002, (6) : 20.2. 结合自己的研究内容，试述林木遗传育种的新进展？自20 世纪60 年代中国有计划开展林木遗传改良以来，已经走过了40 多年历程。在进入21 世纪的时候， 回顾和总结我国林木遗传育种的历史经验和成绩，结合国家林业发展的两大体系建设的实践，展望未来林木遗传育种的发展，具有重要的意义。1. 林木遗传育种在中国林业发展中的重大意义我国林业科学和林业生产发展的实践证明，林木遗传育种依然是今后相当长时期内林业科学的带头学科。当前，林业工作得到国家的高度重视， 以建立林业两大体系、保护和改善生态环境为现阶段主要任务的林业工作得到空前发展，无论是发展生态林、防护林、速生丰产林还是经济林, 林木良种选择始终是最基础、最关键的因素。1.1 选育优质抗性林木新品种是加强生态环境建设的当务之急 我国的森林资源不仅数量少，而且分布极不平衡。首先森林覆盖率低，人均占有森林资源少；其次是林业用地相对不足；三是森林资源地域分布极不均匀。这种森林资源的现状导致了我国生态安全方面的两大危机, 即土地荒漠化加剧、沙尘暴日趋加重以及水土流失日趋严重。11.2 加强速生丰产的林木新品种选育是缓解森林资源短缺的有效途径我国森林资源缺乏, 人均森林蓄积9. 048 m3, 只有世界人均蓄积的1/ 8, 林龄结构也不尽合理, 可采资源不足2。由于森林资源缺乏、质量不高, 我国建设用材近年一直短缺。实践证明, 利用一小部分林地发展速生丰产林是解决木材短缺问题的有效途径, 如在新西兰引种辐射松发展用材林取得成功, 仅用16. 1% 的林地生产出全国93% 的木材产量;；巴西发展桉树等纤维用材林, 用1. 2%的林地生产出全国60%的木材。目前, 在我国发展速生丰产林最大的难题是缺乏“优质、高产、稳定和高效”的林木新品种。国外工业用材林新品种选育的实践表明, 保护和发展工业用材林遗传多样性, 科学选育新品种, 使用优质造林材料, 可以使育种周期和成林周期缩短1/ 3 1/ 2, 出材率提高20% 50%, 木材密度和纤维质量得到明显提高3。1.3 培育优质经济林新品种是调整农村经济结构的突破口 在我国, 经济林是近年来增长速度较快的树种,但是大部分经济林的经营管理粗放, 品种单产低、品质差, 果品在国内外市场缺乏竞争力。发展优质、抗逆性强的经济林良种又是我国调整农村经济结构、促进山区脱贫致富的重要手段之一。寄希望在经济林, 其突破口就在于良种。选育优质、高产、抗逆性强的经济林良种以满足生产需求成为迫切开展的林木良种选育工作之一。2. 新时期中国林木育种工作的战略重点2.1 优先发展以基因工程和细胞工程为主体的生物技术生物技术是近20 年来迅速发展起来的高新技术, 由于它十分明显的社会、经济和生态效益, 特别是植物生物技术被认为是最有意义的技术之一。与植物育种相关的生物技术主要包括植物基因工程、细胞工程和植物的组织培养。基因工程技术的研究使人们可以在一定范围内按照自己的意愿来改变植物的一些性状, 从而获得优质、高产、抗逆性强的品种。基因工程为提高产量、改进品质, 进行快速、优质、稳定的定向培育与良种选育方面, 提供了一条诱人的全新途径4。我国林木基因工程工作与发达国家相比虽然起步较晚, 但近年来发展很快, 以树木为对象的分子遗传研究受到国家的高度重视，于2000 年正式列入国家重大基础研究项目计划, 近期内开展的工作主要包括五个方面内容:( 1) 木材结构及化学组成与其品质特性的分子基础研究。它是以木材结构和化学组分为研究的出发点, 运用生物学、木材解剖学、数学、物理、力学、化学等有关理论, 通过实验观测和分析, 研究木材分子组成及结构对木材品质性状的影响机理, 建立木材物理、力学性质特征与木材构造和主要化学成份关系的模型, 为木材品质的分子育种提供量化指标;( 2) 树木木材品质形成的分子机理及调控机制研究。它是采用组织特异性表达产物分析技术, 筛选并克隆在形成层不同活动时期、木质部发育过程中特异表达的基因。利用转基因技术鉴定其在木材形成中的作用, 找出关键基因及其调控因子, 并阐明它们的功能;( 3) 树木抗逆、抗虫性状的基因分离及功能鉴定。采用差异显示、图谱定位等方法, 分离出控制抗逆、抗虫性状的基因, 阐明它们在性状形成中的作用机理。将已报道或在农作物上已经应用的基因直接用作树木基因工程的基因来源。利用上述基因进行转化获得抗逆、抗虫的转基因植株;( 4) 树木重要木材性状基因的定位及克隆。通过利用已有的育种群体, 采用数量大、种类多的分子标记, 构建高密度的分子标记连锁图。分析控制材性( 密度和微纤丝角、纤维长度与比量等) 的基因。并在丰富林木遗传作图理论基础上, 为QT L 的高解析度定位及基因克隆提供一条有效的途径;( 5) 分子改良树木的性状表达与鉴定。研究树木改良品种所引入基因的整合与表达, 建立分子鉴定、性状测试方法和转基因植株的最佳培育措施。研究树木抗虫、抗旱和材性等基因与环境因子作用的机制, 并对转基因的安全性作出评价。建立一整套转基因林木性状从实验室分析测定到田间对比试验的标准化体系5。2.2 积极开展“种子卫星”航天搭载育种利用空间技术进行植物育种可以在较短时间内创造出丰富的种质资源, 选育出高产、优质、抗逆性强的植物新品种, 1987 1994 年我国进行了搭载育种试验,育成了高产、优质、高抗的水稻、小麦、青椒等农作物新品系, 从中获得了一些可能对产量有突破性影响的罕见突变。有些品种单产可提高8% 20% ; 水稻蛋白质含量可提高8% 12%, 且生长期缩短510 d; 青椒维生素含量提高15% 20%6。林业方面进行“种子卫星”搭载育种研究主要开展三个方面的工作: 利用空间环境创造重要林木和花卉等的高产、优质、抗病、抗旱、耐盐等新种质; 研究空间环境因素作用于林木和花卉的生物学效应与机理; 探讨人工模拟空间环境因素的生物效应。搭载的林木品种将包括速生丰产林、生态林、经济林和花卉等。2.3 持续稳定常规育种是新技术育种基础和长期目标常规育种是当前提供优良林木繁殖材料的重要来源。通过各种育种方式相互交叉利用, 充分利用种间和种内各层次的遗传变异, 提高育种效率, 常规育种是必不可少的重要手段之一。常规育种主要包括引种、地理种源及变异规律、杂交育种、种子园和无性繁殖。引种工作目前应一方面继续引进速生、具有特殊经济价值和环境适应能力强的树种, 另一方面对引种成功的树种作进一步全面、深入的研究, 充分考虑其适应能力和抗性表现的评价及生产能力的测定,并通过选择、杂交进行改良, 达到开发利用的目的。中国对主要造林树种的地理种源及变异规律都作过较为全面的研究, 今后工作主要是按种源区来加强优树资源的选择、收集, 同时加强次要树种地理变异的研究。种子园是20 世纪50 年代后发展并风靡世界的良种选育方法, 采用种子园进行良种选育为林业生产作出了卓有成效的贡献, 同时种子园本身也已由初级种子园、去劣疏伐种子园、1. 5 代和第二代种子园发展到第三代种子园。无性繁殖在阔叶树种中应用普遍, 但在针叶树种中的运用还仅限于欧洲云杉、落叶松、辐射松、杉木等少数树种7。审视我国常规育种的现状, 目前应当综合运用有性和无性选育多种途径, 贯彻轮回选择原则, 选育遗传增益不断提高的繁殖材料。同时, 要在充分维护种群多样性的基础上积极开展种子园丰产技术研究; 大力开展控制杂交, 创造优良组合和选择机会, 为多世代改良提供选择群体; 抓紧进行优良种源、家系、无性系及品种的区域试验, 研究与环境条件的交互作用; 加强早期选择和缩短育种世代的研究; 开展育种信息库建立技术研究。正确认识常规育种与生物技术育种、乡土树种与外来树种、当前利益和长远发展的关系, 不断选育出能适应各种生态环境, 满足经济和社会多种需求的新品种。研究缩短育种和鉴定周期的技术和方法, 使育种工作稳步向高世代发展。2.4 加强林木种质资源保存是育种工作可持续发展的保证林木种质资源保存是林木育种的基础, 也是保护森林生态系统生物多样性的主要手段。近200 年来, 由于人类对森林资源的过度开发以及对环境的污染等原因, 致使物种的生物多样性锐减。目前我国林木种质资源主要是通过自然保护区和林木良种基地两种途径进行保存的。今后一段时期内我国林木种质资源保存工作要坚持在林木种质资源保存科学理论的指导下, 对现有的林木种质资源全面保存、科学管理、有效利用; 坚持收集、保存、开发与利用并举, 保存、保护和抢救并重的原则, 加强国家林木种质资源保存中心库的建设, 完善国家、省( 区、市) 两级保存体系, 建成