林木种质资源

第一章林木种质资源forestgeneticresource,一.种质资源的概念和作用,遗传资源(geneticresources)，也称为基因资源(generesources)，指以种为单位的群体内的全部遗传物质，或种内基因组、基因型变异的总和。目前国际上植物遗传育种文献大都采用种质资源(germplasmresources)这一名词。是指选育新品种的基础材料，包括各种植物的栽培种、野生种的繁殖材料以及利用上述繁殖材料人工创造的各种植物的遗传材料。,育种资源（breedingresources）是遗传资源的组成部分，指在选育优良品种工作中直接利用的繁殖材料，往往是根据品种选育目标调查、收集的资源。与遗传资源等常一起出现的另一个术语是生物多样性(biologicaldiversity)，指地球上数以百万计的所有生物，即动物、植物和微生物及其所拥有的基因，以及生物与其生存环境构成的复杂的生态系统的总称。,种质资源是在千百年的自然演化中而被保存下来的可转移更新的植物资源。人类在发展生产过程中，利用了部分种质资源，同时也使相当数量的种质资源遭到破坏，甚至灭绝。因此资源的合理开发、利用和保护，资源的科学管理，是摆在人类面前的重大而紧迫的任务。,意义,农作物和果树栽培育种的历史证明，现有的品种都起源于野生植物。品种的形成过程是人类利用自然资源的过程。育种所需要的基因，广泛蕴藏于自然资源之中，遗传资源是创育新品种的物质基础。,在集约经营和选育过程中，往往把注意力集中在少数经济性状上，从而使群体或个体的遗传基础变窄。为选育优良品种，必须具备丰富的资源作后盾，不断地引进，补充新的资源，多世代育种工作才能顺利开展，不会受到很大制约。防患于未然，必须重视遗传资源的调查、搜集、保存、研究和利用。,随着经济条件的发展、工艺过程的改革、市场的变化，对林木新品种的要求也会发生改变。如果只考虑当前需要，只重视当前所需要的性状，而对有潜在利用价值的资源滥加砍伐，或任其毁灭。到头来，育种工作将会濒临“无米之炊”的困境。,今天复杂而丰富的物种和遗传资源是生物经历6亿多年自然演化中形成的，是生物适应繁杂、变化的自然环境的结果，是进化的结果。生物多样性是充分利用自然资源的必要条件，是人类赖以生存和发展的物质基础。生物多样性不仅为人类提供了食物、能源、药品和工业原料，在维持生态平衡和稳定环境方面发挥着重要作用，理应十分珍惜。,抢救濒临毁灭的树种，已迫在眉睫。世界上动植物种类估计在500万种到1000万种间，已作过描述的约为175万种。约有90%生活在陆地，而其中又有约2/3生活在热带森林。然而，随着人口的增加，森林的大量砍伐，许多珍贵物种和遗传资源遭到毁灭。基因、物种和生态系统以前所未有的速度在消失，人类面临了严峻的挑战。因此，必须重视林木遗传资源工作。,二.种质资源的分类,按来源、起源、栽培情况可作如下分类：1.本地种质资源指在当地的自然条件下自然生长的类型，以及经过长期的培育和选择得到的林木品种和类型（当地品种）。是育种工作中最基本的基因资源。特点：当地品种对当地具有高度适应性、抗逆性，在经济性状方面也基本符合要求。自然生长的类型是在长期变化着的条件影响下形成的一个复杂群体，不但适应性、抗逆性强，而且有多种多样的变异类型，只要采用简单的选择整理就能迅速有效地从中选出优良类型，或稍加改良，就可利用。,2.外地种质资源指从国内外其它地区引入的品种和类型。特点：生长在各种不同生态条件，具有多种多样的遗传特性，是改良本地品种和创造新品种重要材料。通过调查与生态对比分析，可以直接应用于生产。正确地选择和利用外地种质资源，可以大大丰富本地种质资源。3.野生种质资源指自然野生的、未经人为干扰并有经济价值的森林植物。特点：具有高度的适应性，有丰富的抗性基因，但经济性状较差。常常是砧木和抗性育种的重要资源。,4.人工创造的种质资源指通过杂交或诱变等措施而产生的一些品种和类型。特点：通过基因重组和基因突变产生优良的生物学特性和经济性状；既可以满足生产的要求，又可为进一步育种提供新的种质资源。品种：产品的数量和品质符合生产需要、性状遗传稳定、能适应一定自然和栽培条件、由人工选育出来的群体。,三.种内遗传变异层次与变异形式,1.地理种源间变异,2.种源内群体间变异,3.内群内个体间变异,4.个体内变异,变异层次,变异形式,1.形态特征：根、茎、叶、花、果实、种子2.生态要求：温度、湿度、光照、土壤等3.生理特性：光合、呼吸等生理生化特性。4.抗逆性：寒、旱、盐碱、病虫等。,长穗大果型长穗小果型短穗大果型短穗小果型,梨果型黄果型果粒变异情况果穗变异情况,花椒果实变异,1.龙拐杜仲2.紫叶杜仲3.长柄杜仲4.嵩县1号5.A.普通杜仲（果枝）5.B.大果杜仲（果枝）6.叶丛枝杜仲；7.A巨叶杜仲（叶）7.B.叶丛枝杜仲（叶）8.小叶杜仲；9.南阳1号；10.A.巨叶杜仲（叶）10.B.大叶杜仲（叶）10.C小叶杜仲（叶）11.A.长柄杜仲（叶）11.B.普通杜仲（叶）12.A.普通杜仲（叶）12.B.紫叶杜仲（叶）,四.林木种质资源的收集,1.收集的理由挽救收集：目标树种遗传侵蚀或灭绝带来的危险当即利用：育种目的、立即种植等填补空缺：异地收集已发生多样性丢失的资源，即特定地区的种、基因型、种质研究目的：需要对目标树种进行更多的了解随机的理由：在不寻常的地方发现有特殊价值的种质收集必须根据育种的目的和要求，结合具体的条件和任务，确定收集的对象、类别及数量。收集前应经广泛的调查研究，有计划、有步骤、分期分批地进行。,2.收集的途径直接收集收集的材料：种子、枝条、植株、球根、花粉等；收集的数量：以充分保证育种材料的广泛变异为原则；注意收集材料干枯或水分过湿，注意检疫；收集的材料要及时整理、分类、编号登记。交换或购买收集工作应细致周到，做好资料的登记存档，以免重复和遗漏。,五.林木种质资源的保存,1.林木种质资源保存的必要性森林树木种质资源的严重流失，其原因：自然力的因素生物因素人类活动的因素目的：保证种质的延续和安全。,2.主要保存战略保护生态系统保存稀有种和濒临灭绝的树种防止“遗传侵蚀”，既防止遗传变异性减少,3.保存的方式1)原址保存（就地保存）是指保护天然林分，或用保护林分的种苗就近营建新的林分。适用对象：稀有、频危木本植物多用此法。优点：可保存原有的生态环境和生物多样性，费用低。缺点：易受自然灾害。2)原址外保存（异地保存）是指把收集到的种子、穗条在其它适宜的地区栽种。优点：基因型集中，比较安全，管理方便。缺点：费用高，基因易混杂，需要隔离。,3)种子或其它繁殖材料的储藏储藏种子不仅是一种保存手段，而且往往是收集和以后野外作业之间的必不可少的联系。A.组织培养保存利用组织培养中产生的胚状体保存种质。适用对象：容易产生胚状体、且胚状体能正常萌发的植物。优点：可保存特有种质，形成无性系；繁殖系数高，节约土地和劳力；可免除病毒感染。缺点：长期继代，变异增加，遗传稳定性降低；多数植物胚状体诱导率及萌发率极低，不适合此法。,B.种子低温保存建立低温种子库，保存种质。80年代中国农科院建立长期保存种子库，温度-18，相对湿度50%，容量40万份。优点：保存数量多，时间长。缺点：建库代价高。,C.超低温种质保存在-80（干冰低温）或-196（液氮低温）条件下保存种质。保存对象：稀有频危植物优点：安全，保存期长。缺点：代价高，技术含量高。方法步骤：选材预处理降温化冻,六.林木种质资源的研究,1.研究内容分类学研究生物学、生态学习性及地理分布研究细胞遗传学的研究经济性状的研究抗逆性与适应性的研究性状间相关性的研究与人类经济利用效果有关的全部生物学性状，产量（丰产性和速生性）、品质、各种抗性等.性状的表现与受基因控制的程度，多基因效应，基因型与环境的互作，林木群体的遗传组成，自交对群体的影响，繁殖方法，栽培方法，利用价值等