Разведение деревьев - Tree breeding

Разведение деревьев представляет собой применение принципов генетики, репродуктивной биологии и экономики к генетическому улучшению и управлению лесными деревьями. В отличие от селективного разведения домашнего скота, сельскохозяйственных культур и садовых цветов в течение последних нескольких столетий, разведение деревьев, за исключением фруктовых, произошло сравнительно недавно.

Прививки Pinus radiata при подготовке к закладке семенного сада в Новой Зеландии
Изолирующие мешки для контролируемого опыления в семенном саду Pinus radiata.

Типичная программа селекции лесных деревьев начинается с выбора лучших фенотипы (плюс деревья) в естественном или посаженном лесу, часто в зависимости от скорости роста, формы дерева и особенностей адаптации к месту. Это приложение массовый отбор улучшает среднюю производительность леса. Потомство получают от отобранных деревьев и выращивают на экспериментальных плантациях, которые служат для генетических испытаний. На основе таких тестов можно выбрать лучшие генотипы среди родителей. Выбранные деревья обычно размножаются семенами или прививка и семенные сады устанавливаются, когда предпочтительным выходом являются улучшенные семена. В качестве альтернативы, лучшие генотипы можно напрямую размножать черенками или методами in vitro и использовать непосредственно в клональных плантациях. Первая система часто используется для сосен и других хвойных пород, а вторая - для некоторых широколиственных пород (тополей, эвкалиптов и др.). Цели программы селекции деревьев варьируются от повышения урожайности и адаптации к конкретным условиям, до устойчивости к вредителям и болезням, свойств древесины и т. Д. В настоящее время селекция деревьев начинает использовать преимущества быстрого развития генетики и геномики растений.

Оптимизация

Селекционеры стараются повысить эффективность своей работы за счет оптимизации выращивания деревьев. Ученые разрабатывают инструменты, направленные на повышение эффективности программ селекции деревьев. Оптимизация может означать адаптацию стратегий и методов к определенным видам, группе популяций, структуре генетической изменчивости и способу наследования важных черт для получения максимальной выгоды в единицу времени. Оптимизация обычно осуществляется на следующих уровнях: стратегия разведения (соответствующая интенсивность разведения, структура и размер селекционной популяции, план поддержания генетического разнообразия), методы разведения (вязка тип, методы тестирования и отбора, размер и время тестирования популяции) и методы использования генетически улучшенного материала (семенные сады[1] и клональное лесоводство: генетический вклад, размер). Часто используются компьютерные симуляторы: стохастические - основанные на определенных и случайных алгоритмах; и детерминированный - на основе определенных алгоритмов.

Сравнивались стратегии отбора для годового прогресса в долгосрочном разведении при заданных годовых расходах с учетом генетического прироста, генетического разнообразия, компонентов затрат и компонентов времени. Для ели европейской кажется предпочтительным клонирование полных родственных семейств с последующим отбором на основе клональных характеристик.[2] в то время как для сосны обыкновенной лучше всего представляется двухэтапная стратегия: сначала фенотипический предварительный отбор, а затем тестирование потомства отобранных растений.[3]

Улучшение дерева

Генетически изменчивая популяция и метод отбора генетически более совершенных особей обеспечивают основу для улучшения деревьев путем селекции. По сути, программа улучшения дерева направлена ​​на выделение и оценку генетического компонента изменчивости одного или нескольких представляющих интерес символов. В простейшей процедуре циклы отбора сокращают доступную популяцию в определенном направлении для улучшения желаемых признаков, а затем производят селекцию из выбранных для расширения популяции с улучшенными характеристиками. Стратегии разведения различаются в зависимости от вида и целей, но все используют схемы спаривания для получения информации и нового материала. Выбор подходящей стратегии разведения и дизайна вязки - ключевое решение в любой программе разведения. Поцелуй (1986)[4] использовали двухуровневый план в Британской Колумбии для изучения различий внутри и между отдельными популяциями белая ель, как в Британской Колумбии, так и из восточной части Северной Америки.

В программе разведения белой ели, инициированной в 1986 г. Морской лесной службой Канады, использовались 2 вида скрещивания: поликросс для проверки клонов на общую способность к объединению; и спаривание, чтобы получить материал для выбора второго поколения (Fowler et al. 1988).[5]

Ньютона (2003)[6] систематический обзор ответов на урожайность ели белой и 3 других североамериканских хвойные породы Практика улучшения лесных деревьев показала, что правильный выбор происхождения и потомства может дать рост молоди ели белой на 12% за 20 лет и соответствующий прирост товарной продуктивности (средний годовой прирост товарного объема) на 26% за 50 лет для плантаций устанавливаются при номинальной начальной плотности на участках среднего и хорошего качества. Кроме того, предварительные оценки, полученные на основе отдельных тематических исследований, показали, что стратегии отбора первых поколений ели белой могут повысить товарную продуктивность примерно на 20% через 45 лет.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Линдгрен Д. и Прешер Ф. 2005. Оптимальное количество клонов для семенных садов с испытанными клонами. Silvae Genetica 54: 80-92.
  2. ^ Данусявичюс Д. и Линдгрен Д. 2002. Эффективность отбора на основе фенотипа, тестирования клонов и потомства при длительном разведении. Silvae Genetica 51: 19-26.
  3. ^ Данусявичюс Д. и Линдгрен Д. 2002. Двухэтапные стратегии селекции в селекции деревьев с учетом прироста, разнообразия, времени и стоимости. Лесная генетика. 9: 145-157.
  4. ^ Поцелуй, Г. 1986. Генетическое усовершенствование ели белой и ели Энгельмана в Британской Колумбии, 1983–85. п. 191–193 в Yeatman, C.W .; Бойл, T.J.B. (Ред.), Proc. 20-я встреча. Может. Дерево Импров. Доц. Часть 1, Квебек, Квебек.
  5. ^ Фаулер Д.П., Бонга Д.М., Парк Ю.С., Симпсон Д.Д. и Смит Р.Ф. 1988. Селекция деревьев в Канадской лесной службе - Приморье, 1985 и 1986. стр. 31–36 в Morgenstern, E.K .; Бойл, T.J.B. (Ред.). Симпозиумы «Улучшение деревьев - прогрессируем вместе», Труро Н.С., август 1987 г. Proc. Часть 1, 21 встреча. Может. Дерево Импров. Доц.
  6. ^ Ньютон, П.Ф. 2003. Систематический обзор реакции урожайности четырех североамериканских хвойных пород на методы улучшения лесных деревьев. За. Ecol. Управлять. 172: 29–51.

Избранная библиография

  • Уайт, Т.Л., Адамс, В.Т., Нил, Д.Б. 2007. Лесная генетика, CABI. ISBN  978-0-85199-348-5
  • 2007 Гёста Эрикссон, Ингер Экберг и Дэвид Клэпхэм. Введение в лесную генетику. ISBN  91-576-7190-7 [1]
  • 1984. Прикладное улучшение лесных деревьев. Брюс Зобель, Джон Талберт, Государственный университет Северной Каролины, John Wiley and Sons, Inc., ISBN  0-471-09682-2