植物遺傳樹
1. 林木遺傳改良對材質的影響
一、目的與意義
實習目的:了解、掌握林木遺傳測定的技術與方法。
當開展林木種源試驗,子代測定等有關田問試驗時,我們採用多種試驗設計,如:隨機完全區組、拉丁方等設計,目的在於估計試驗誤差(增進試驗精度,分析參試材料遺傳的差異性,為進一步選種提供有關信息。這類設計主要在於控制環境的干擾和影響,因此,一般稱為環境設計(environment designs)。當要了解樹木的遺傳方差、配合力、遺傳力和選擇響應等遺傳參數(genetics parameter)時,必須依賴於親屬的關系,如親代一子代以及其後代的關系等才能獲得。這些親屬與後裔之間的關系必須依靠某些交配系統才能得到,這個交配系統一般稱為交配設計(mat,ing designs),或簡稱為遺傳設計(genet,ics designs)。
遺傳測定(genetics test,)實際上是遺傳設計+環境設計工作,目的是通過試驗,對選擇的育種材料的遺傳性進行可靠的評價。遺傳測定過去常稱為表型測定(phenotype test.),即對選育出來的表現型材料,如無性系、半同胞或全胞家系、雜交後代等,進行田間對比試驗,或根據相關性狀進行間接選擇,統稱為表現型的遺傳測定。它是樹木遺傳改良中的一個重要工作,像一條主線,貫穿林木育種的全過程。如種源選擇、林分選擇、家系選擇、無性系選擇等,任何一個環節也離不開遺傳測定。遺傳測定不僅應用在選擇育種上,而且在雜交育種、誘變育種或者弓1種試驗上也是不可缺少的重要環節。可以認為,遺傳測定是林木遺傳改良的核心工作。
在目前林木育種工作中,處理的育種材料多數屬於未經遺傳鑒定的表現型。表現型是林木遺傳性與環境條件相互作用的結果,優良的表現型並不等於它的遺傳性優良,只有經過遺傳測定,認定優良的經濟性狀受遺傳控制,從屬於優良的遺傳性,才能作為原種,進人到更高一級的育種階段。例如筆者參加的「福建省杉木子代測定協作組」對全省1974.以來選擇的400餘棵杉木「初選優樹」進行子代測定,12年結果表明:275株的優樹後代大於對照商品種,佔68%;其中明顯優於對照,選擇為「精英樹」的有50株,僅佔12.5%。可見,如果不開展遺傳測定,盡快淘汰一些誤選「優樹」,種子園子代的遺傳增益就非常有限。
遺傳測定是杉木遺傳改良中的一個重要方面,其目的和任務歸納起來有如下幾個方面:
(1)根據子代(或無性系分株)的表現,估測親本(或原株)的遺傳價值衡量中選親本遺傳價值最好辦法是按照可以估算它們親本育種值的方式,安排子代測定。這樣可能把那些生長在優良環境而表現型優良的親本,同那些具有優良基因型而表現優良的親本區分開來,以便對種子園進行「留優去劣」。
(2)估計性狀的方差分量和遺傳力樹木改良方案中確定哪個性狀作為改良重點,很大程度上取決於它們可遺傳程度。遺傳測定可以估計性狀總變異量中,遺傳和環境的相對貢獻量,為選擇提供有用的遺傳參數。
(3)創造一個供後續世代選擇和育種的基本群體 從長遠的眼光看,遺傳測定最重要的功用或許是為後續世代的育種提供原始材料,後續世代改良的成效,取決於早期世代中所採用交配和測定方案及其採用的育種材料。沒有適當的、周密設計的遺傳測定,就不可能開展好一個長遠的多世代樹木改良計劃。
(4)估計性狀相關在遺傳測定中,了解親一子,幼齡一成齡,以及各性狀間的相關性,為開展間接選擇,加快育種周期,提供必要的信息。
(5)估計遺傳增益通過遺傳測定,估測各性狀的遺傳增益,為評價樹木改良效益,制定下一步改良計劃提供可靠依據。
(6)估計配合力 通過交配設計,了解各種組合的親本的一般配合力(gca)和特殊配合力(sca),以便進一步選擇親本,建立更高世代的種子園。
總之,遺傳測定的目的和任務,根據每個育種者的意願,每個改良方案和計劃的不同而異,沒有哪一種遺傳測定方法都能最大程度地滿足上述所有的目的,理想的是設計一些單獨試驗來實現某一個目的,這樣可以提高精度。然而,考慮到多年生樹木,為了節省時間、成本和人力,通常試圖在同一個試驗中同時達到幾個目的,所採用的試驗設計不僅要滿足遺傳測定的主要目的,而且要盡可能取得其他更多的信息,在研究和制定一個有效的改良方案時,需要育種傢具備嫻熟的知識,明確的試驗目的和選用最合適的試驗設計。由於一個周期的樹木育種計劃往往要經歷十幾年乃至幾十年時間,如果由於設計上的疏忽,往往會前功盡棄。
二、遺傳測定的方式
林木遺傳測定的方式是多種多樣的,根據不同的試驗目的以及不同劃分方式有:
1.按試驗階段劃分
(1)苗圃試驗苗圃試驗主要目的是培育造林試驗用苗;了解苗木的生長及適應性情況,分析早期與晚期生長情況及其相關關系,為早期選擇提供依據。在無性系選育中,選擇苗圃中的超級苗,採用「以苗繁苗」的快速形式,產生大量無性繁殖體,供生產上應用。苗期試驗是遺傳測定中的一個組成部分,它的結果對造林試驗有很大的影響。
(2)造林試驗造林試驗是樹木育種試驗中最重要的一環,它的結果是評定各供試材料的主要依據,遺傳測定中的各種遺傳參數大都是通過造林試驗取得的。
造林試驗地的選擇,要注意前作,土壤肥力、坡度、坡向和植被情況,一般選擇在地勢平坦、地形變化不大,地貌比較完整、坡面大、環境一致,人畜干擾破壞少的地方。立地條件應具有一定的代表性,面積足夠大,能夠安排下一代試驗為宜。在生態條件較復雜的地方,可選擇不同的生境類型布置試驗,但每塊試驗地,至少保持一個重復內的同質性。試驗地一般採用水平帶狀整地,按一定的株行距定點挖穴,以有利於布置田間試驗設計,並保持相同的密度。試驗林的撫育管理措施應符合一般要求,盡可能保持一致。
2.按試驗林功能劃分
在一個新品種推廣應用到生產中之前,一般應按統一要求進行區域試驗,中間試驗和栽實驗,以了解新品種對各種不同生境的適應性及水肥管肥農業措施,以做到良種良法。
(1)品種區域化試驗品種或品系,大面積推廣應用於生產之前,必須經過區域化鑒定(regional test)。區域化鑒定又稱為區域試驗或區域化測定,即將各育種單位新選育的品種或新引進的品種,有計劃的安排到有代表性的不同地區進行試驗,比較並測定其異地栽培時種植價值,確定其適應范圍和推廣地區的這一過程。
(2)生產試驗生產試驗又稱為生產示範,它類似於工業上的中間試驗,即在較大面積的條件下,對區域試驗篩選出來的優異品種進行試驗鑒定。
(3)栽培試驗栽培試驗一般是在生產試驗的同時,或在優良品種決定推廣後,就幾項關鍵性的栽培技術措施進行試驗。目的在於進一步了解適合新品種特點的栽培技術,為大田生產制定栽培措施提供依據,做到「良種良法」。
3.按試驗林測定的時間分
有短期試驗與長期試驗兩種,這是根據試驗時間長短而分類的。林木是多年生植物,新品種的生物學特徵和栽培技術試驗都需要經過多年才能得出初步的結論,稱為長期試驗。對病蟲害的抗性、耐寒性等可在苗圃或溫室中短期內就能測定,稱為短期試驗。
4.按試驗林測定的地點分
有單點試驗與多點試驗兩種,這是根據試驗地區多少而分類的。在一個試驗場或地點舉行的試驗,『稱單點試驗。在很多地區進行,按統一的試驗課題、統一的計劃、統一的試驗材料和統一的方法舉行的試驗,稱為多點試驗。這類試驗得到信息的用途較多,既可確定某一個新品種或新栽培技術的適應范圍,又可用來進行品種的生態適應性分類研究。
5.按參試材料繁殖方式劃分
(1)子代測定樹木的子代測(progeny test)又稱為後代測驗或後裔試驗,就是用各育種途徑得到的有性後代(包括單株或群體),按照一定的試驗設計要求,對原有親本的遺傳性作出有效的比較鑒定的工作。由於大多數用材樹種都是通過種子繁殖的,所以子代測定是評定林木遺傳基礎的主要方法。子代測定的方式常因交配系統、材料來源、樹種的特點和育種的目的不同而異。常見的測定方式有如下幾種:①自由授粉測定;②多系授粉測定;③單交測定;④雙列雜交測定;⑤系統漸進式雜交;⑥測交系測定;⑦不規則雜交等。
(2)無性系測定試驗材料是用無性繁殖的方式繁殖成的無性系,並對各無性系作田間比較試驗,這種評定方式叫做無性系測定(clonal test)。無性系測定不應與平常的無性繁殖相混淆,它必須在事先的試驗設計下,才進行無性繁殖和田間比較試驗的,無性系測定的目的有三:①確定優樹的優良性狀能否在無性系植株中重現,並鑒別各無性系間在生長、品質以及栽培管理等方面的差別,從而可以去劣留優;②為推廣的優良無性系提供製定栽培管理措施的依據;③提供估算廣義遺傳力的數據及一般配合力的參考數值。
6.按試驗的要求劃分
基本試驗與預備試驗這是根據試驗精確度的要求而分類的。在試驗方案、設計與試驗方法等方面的要求都較為嚴格,而試驗結論具有決定性意義,要求試驗誤差小、精度高的試驗,稱為基本試驗或高級試驗。暫時性或觀察性質的試驗,只作為初步性的試驗稱為預備試驗或初步試驗。這兩種試驗可以是連續性的,有時不能完全割裂開來。
2. 樹木的祖先是什麼
當今地球上生長著約40多萬種植物。它們不僅在形態結構上不同,而在營養方式、生殖方式和生活環境上也各不一樣。現代科學和化石研究表明,現存的這些植物並不是現在才產生的,更不是由「上帝」創造出來的,它們大約經歷了30多億年的漫長歷程逐漸發生發展和進化而來的。地球上最早出現的植物是細菌和藍藻等原核生物,時間大約距今35~33億年前。以後經歷了5個主要發展階段才發展到現在的狀況。第一個階段稱為菌藻植物時代。即從35億年前開始到4億年前(志留紀晚期)近30億年的時間,地球上的植物僅為原始的低等的菌類和藻類。其中從35~15億年間為細菌和藍藻獨霸的時期,常將這一時期稱為細菌—藍藻時代。從15前億年開始才出現了紅藻、綠藻等真核藻類。第二階段為裸蕨植物時代。從4億年前由一些綠藻演化出原始陸生維管植物,即裸蕨。它們雖無真根,也無葉子,但體內已具維管組織,可以生活在陸地上。在3億多年前的泥盆紀早、中期它們經歷了約3千萬年的向陸地擴展的時間,並開始朝著適應各種陸生環境的方向發展分化,此時陸地上已初披綠裝。此外,苔蘚植物也是在泥盆紀時出現的,但它們始終沒能形成陸生植被的優勢類群,只是植物界進化中的1個側支。第三個階段為蕨類植物時代。裸蕨植物在泥盆紀末期已絕滅,代之而起的是由它們演化出來的各種蕨類植物;至二疊紀約1.6億年的時間,它們成了當時陸生植被的主角。許多高大喬木狀的蕨類植物很繁盛,如鱗木、蘆木、封印木等。第四個階段稱為裸子植物時代。從二疊紀至白堊紀早期,歷時約1.4億年。許多蕨類植物由於不適應當時環境的變化,大都相繼絕滅,陸生植被的主角則由裸子植物所取代。最原始的裸子植物(原裸子植物)也是由裸蕨類演化出來的。中生代為裸子植物最繁盛的時期,故稱中生代為裸子植物時代。第五個階段為被子植物時代。它們是從白堊紀迅速發展起來的植物類群,並取代了裸子植物的優勢地位。直到現在,被子植物仍然是地球上種類最多、分布最廣泛、適應性最強的優勢類群。當然其他各類植物也都在發展變化,種類也不少。縱觀植物界的發生發展歷程,可以看出整個植物界是通過遺傳變異、自然選擇(人類出現後還有人工選擇)而不斷地發生和發展的,並沿著從低級到高級、從簡單到復雜、從無分化到有分化、從水生到陸生的規律演化。新的種類在不斷產生,不適應環境條件變化的種類不斷死亡和絕滅,這條植物演化的長河將永不間斷,永遠不會終結。
3. 考研,作物遺傳育種 和 蔬菜、果樹育種,及園藝植物遺傳與育種,林木遺傳育種,園林植物育種,有什麼區別
園林植物育種 和 蔬菜、果樹育種
相對來講 可以考慮
4. 什麼是植物遺傳多樣性
廣義的遺傳多樣性是指地球上所有生物所攜帶的遺傳信息的總和。但一般所指的遺傳內多樣性是指種內的遺容傳多樣性,即種內個體之問或一個群體內不同個體的遺傳變異總和。種內的多樣性是物種以上各水平多樣性的最重要來源。遺傳變異、生活史特點、種群動態及其遺傳結構等定或影響著一個物種與其它物種及其環境相互作用的方式。而且,種內的多樣性是一個物種對人為干擾進行成功反應的決定因常。種內的遺傳變異程度也決定其進化的潛勢。
5. 林木雜交育種是什麼
(cross breeding of forest trees)
(陳瑾)
通過親本選擇、控制授粉以及對雜種苗的選擇、培育等技術創造新類型或新品種的育種方法。它是傳統的主要的樹木育種方法之一。
通常把通過生殖細胞相互融合而達到親本雙方基因重新組合目的的過程稱為有性雜交,把由體細胞融合而達到親本雙方基因重新組合目的的過程稱為體細胞雜交。雜交產生的後代為雜種。林業上的雜交一般是種間或種內不同小種的雜交。
雜交引起基因分離和重組,使雜種性狀出現多樣性,是生物體產生遺傳變異的原因之一。雜交的意義在於:①獲得雜種優勢,或綜合親本的優良性狀;②有助於了解樹木進化,認識樹種形成過程,自然雜種群通過基因交流,產生漸滲雜交;③研究樹木性狀遺傳變異規律;④了解各性狀遺傳的程度和頻率。
歷史及現狀
樹木多屬異花授粉植物,當生長在自然分布的邊緣地區時,由於分布區重疊和花期相遇,往往會產生自然雜種。據不完全統計,樹木的111個科中,有25個科存在自然雜種。例如,英國在1904年發現歐洲落葉松和日本落葉松的自然雜種。日本落葉松比歐洲落葉松高生長大33%,而雜種又比日本落葉松平均高大6%,並具有較強的抗腫瘤病的能力。雜種第二代植株20年時材積為日本落葉松的171%。又如現在廣為栽種的歐美楊無性系,多數是從歐洲黑楊和美洲黑楊的自然雜種中選育出來的。自然雜種可直接為林業生產所利用,或為樹木選種提供豐富的原始材料。美國從1925年以來進行了大量松屬種間雜交,其中瘤果松×輻射松雜種對不良立地的適應性較強,長葉松×濕地松雜種抗梭形干銹病和松褐斑病,金牛松×(金牛松×大果松)雜種對松梢象?具有抗性,均已投入生產。南朝鮮的剛松×火炬松雜種表現很突出,它具有雙親的綜合性狀,生長快,干形較通直,耐寒,適應性強,能大量繁殖。楊樹雜交工作自1912年英國的亨利(A.Henry)獲得卡洛林楊×毛果楊的雜種格氏楊之後,世界各國相繼開展楊樹雜交,多數雜種表現出一定的雜種優勢。1924年起,美國進行了99個雜交組合,獲得了13000多株雜種苗。蘇聯在1933~1941年做了123個以上的雜交組合,獲得了蘇維埃塔形楊、雅柏洛科夫楊、斯大林工作者楊等新品種。西歐各國進行了歐洲黑楊和美洲黑楊的雜交工作,從中選育的某些雜種已成為歐洲各國主要造林樹種。從60年代以來,中國取得較好表現的雜交試驗樹種有杉木、松類、楊樹、柳樹、馬褂木、泡桐、竹類、橡膠等。如馬褂木×北美鵝掌楸,根據1966~1969年的觀察資料,雜種植株高生長比馬褂木增長42.3%,根徑生長增長13.7%,12年生時,樹高達13.03~14.70米,胸徑29.3~36.5厘米。又如廣東省林業科學研究所的撐篙竹×(麻竹+青皮竹)1號,雜種第一代4年生高達10.1米,徑粗5.2厘米,比撐篙竹分別增長4倍(2.3米)和3倍(1.9厘米);撐篙竹×麻竹25號,雜種第一代1年生的竹材料纖維組織的比重達50.8%,超過撐篙竹(47.1%)和麻竹(35.6%),雜種還具有適應性強,較耐寒,容易無性繁殖等特性。
雜交方式
依參加雜交親本的多少和雜交的次數,可把雜交方式分為:①單交:兩個不同樹種或品種進行交配,兩個親本可以互為父母本,即A×B或B×A;②三雜交:把單交所得的F1再與第三者雜交,即(A×B)×C;③雙親交:兩個不同的單交種進行雜交,也就是雜種×雜種,即(A×B)×(C×D);④回交:由單交得到的F1再與其親本之一雜交,回交的次數根據實際需要而定;⑤多父本混合授粉雜交:用一個以上的父本花粉混合後,對一個母本授粉,即A×(B+C+D+……)。雜交時,供應花粉的植株為父本,以符號「♂」表示。接受花粉,育成果實和種子的植株為母本,以符號「♀」表示。拉丁字母「P」表示親本,乘號「×」表示交配。母本寫在前,父本寫在後。雜交所得的種子及其長出的植株稱雜種第一代,用F1表示;從F1所結的種子及其長出的植株稱雜種第二代,用F2表示;以下各代分別用F3、F4、F5……表示。
雜交技術
包括親本選擇、花粉收集、去雄套袋隔離、授粉、種子採收、雜種培育鑒定和選擇、區域化栽培試驗等。最後才能在生產上推廣應用。①親本選擇:根據育種目的而定,因地區和樹種而異。主要原則是親本的優良性狀要多而突出,雙親的優缺點能相互彌補,雙可以有共同的優點,絕不可以有共同缺點。親本選擇適當與否是雜交育種成敗關鍵所在。②花粉收集、去雄套袋隔離、授粉和種子採收:見林木雜交技術和林木花粉技術。③雜種的培育:雜種種子的貯藏、催芽處理及播後管理等與一般育苗相同。可在苗圃地直接播種,也可在溫室溫床上播種。如果種子數量不多,為管理方便起見,可用盆播。容易發芽的樹種要隨采隨播。由於雜種種子通常是種類多而數量少,因此要按組合分別播種,切忌混亂,並在登記簿上記錄雜交組合、采種期、播種量、播種畦、出苗數、移植期、生長量等等。當苗高10厘米時,即可移苗到雜種圃。松苗最好用營養杯育苗,以便使所有種子均能長成苗木。當幼苗出現3~4片真葉時,再移植到雜種圃。在雜種圃的培育年限視樹種而定,速生樹種1~2年,一般樹種3~4年。以後經過初選,移入選種圃或造林試驗地,用同齡親本苗木或當地的標准種作對照。④雜種的鑒定和選擇:因為樹木多屬異花授粉,所以雜種第一代就會發生性狀分離。通過在分離的後代中選擇,可發現具有綜合性狀的優良單株。速生性是用材樹種選擇的主要標志。在雜種圃階段的選擇,一般進行1~2次。雜種苗的優良性狀,不會在幼年階段全部表現出來,要經過一段生長過程才能逐步出現,所以至少要經過3~5年,甚至10年以上的觀察記載、分析比較才能作出結論。對初期生長緩慢的樹種更不可過早淘汰,否則可能失去有希望的雜種。對能行無性繁殖的樹種,從雜種圃中選出的單株可繁殖成無性系,作無性系測定。對綜合性狀表現優良的無性系,選出數株定植於原種圃中,同時繁殖一定數量的苗木,投入不同生態區,進行區域化栽培試驗。⑤區域化栽培試驗:為確定雜種的適生范圍,必須進行區域化栽培試驗。首先,選好試驗點。即先考慮在新品種推廣地區,根據自然地理條件,劃分若干試驗區,每區設2~3個地點。選點後,在各點選擇適當地段布置試驗。根據樹種特點和當地條件進行育苗和定植對比試驗,要求試驗地的立地條件盡可能一致,其作法是:每個試驗林內參加比較的種類不宜過多;標准種多次重復出現,以便兩側的種就近與之比較,特別在立地條件變化大的情況下更應多設標准種;多設小面積試驗林,以便相互驗證。試驗中所採用的技術措施,要求應和當地種以及對照種所採用的一致。區域化栽培試驗也可以和生產試驗相結合。最後根據區域化試驗結果,提出推廣地區以及繁殖推廣的技術措施。雜交技術的各環節掌握正確與否,都關繫到雜交育種的成敗。
參考書目
南京林學院主編:《樹木遺傳育種學》,科學出版社,1980。
6. 同一株植物可以轉基因嗎就像把葉子的基因轉到樹幹上可以嗎
同一生物體
遺傳物質
應該是基本相同的,至於葉子有漿液
樹皮沒有
這個應該是表達的問題,基因應該是一樣的,只是要使樹皮表達出有漿液這個性狀。
7. 為什麼木本植物會出現在植物進化樹的不同分支中
我個人覺得吧,動物和植物是不能這樣來對比的,這是兩類生存、進化方向完回全相反的類群答,他們在科屬分類的時候依據也是不一樣的。植物主要依靠自己的光合作用來養活自己,動物完全是以捕食為生,食草動物吃草對植物而言也算是一種捕食。
至於木本草本和藤本,就像是動物中同一科中體型大小之分,貓和獅子還都是貓科的呢,不是差別也很明顯。動物跑得快都是為了保命,植物長成各種類型主要目的也不過是爭奪陽光這種必要資源。就像動物中也有很多奇形怪狀的樣子,比如盲魚啥的,植物進化出可以纏繞的也不算稀奇吧。
比如,猴子、松鼠、貓都會上樹,但是不能因為他們,都會上樹就說他們應該分為一類吧。蝙蝠和鳥類都能飛也不能就放在一起吧。鯨魚海豚都在海里算是大傢伙也不能說和鯊魚就是一個類型的呀。
透過現象看本質,主要還是從生殖系統和行為入手,對植物而言最主要的還是花的結構是不是相似,而不是按照外形來區別。
8. 哪些植物用根莖葉繁殖後代
馬鈴薯、薊、草莓、秋海棠等。
由植物體的營養器官(根、葉、莖)產生出新個體的生殖方內式,叫做營容養生殖。例如,馬鈴薯的塊莖、薊的根、草莓匍匐枝、秋海棠的葉,都能生芽,這些芽都能夠形成新的個體。
營養生殖能夠使後代保持親本的性狀,因此,人們常用分根、扦插、嫁接、壓條、高壓等人工的方法來繁殖花卉和果樹。
(8)植物遺傳樹擴展閱讀:
植物用根莖葉繁殖後代的應用:
能使後代保持親本的性狀。因此人們常用分根,扦插,嫁接等方法來繁殖花卉和果樹。生產上和科研中,常用無性繁殖的方法來繁殖優良品種和克隆生物。
營養生殖主要是在母體上的營養器官開始,逐漸的脫離母體,經過一系列的細胞分裂和分化,逐漸成為一個新個體,它的遺傳信息完全的來自於母體,因此,只能保持母體的形狀,由於它開始形成的起點就是母體的營養器官。
所以,能夠加快生殖的速度,而合子的起點是從受精卵開始的,不能夠迅速地生殖。由於營養生殖只能遺傳母體的遺傳性狀,因此,變異較小,而且後代的生活力是逐漸的降低的,最後還可能滅絕。
參考資料來源:網路-無性生殖
參考資料來源:網路-營養生殖
9. 果樹遺傳規律有哪些
研究果樹在繁育過程中,控制親本性狀的基因和基因型在後代遺傳、變異及基因型對後代性狀作用的規律。果樹遺傳規律是果樹育種理論基礎,它可以解釋果樹種類品種遺傳變異現象,指導正確的選擇和選配親本等育種實踐。
果樹的遺傳規律,與其它作物一樣,遵循分離規律、獨立分配規律、連鎖與交換規律等。從1766年柯留特(K?leuter)第一次進行雜交以後,1799年奈特(T.A.Knight)利用人工雜交的方法成功地進行了蘋果、梨、酸櫻桃、李和草莓的新品種培育工作;孟德爾(G.J.Mendel,1822~1884)從豌豆的雜交試驗中創建了遺傳因子學說,揭露受單基因控制的質量性狀遺傳規律。
從所有性狀的遺傳形式來看,基本上分為質量性狀與數量遺傳兩大類。質量性狀是指非連續變異的相對性狀,如桃的粘核與離核、黃肉與白肉、果皮上的有毛與無毛,這些都是屬於質量性狀,它完全受孟德爾的遺傳規律所支配。數量性狀的遺傳反映在雜種後代的性狀變異上呈連續變異形式,如果實的大小、成熟期的早晚、耐貯性的強弱等。李爾通—艾列(Nills-son-Ehle,1909年)解釋數量遺傳時,創立了多基因假說,他認為決定數量性狀的基因很多。英國學者瑪塞爾(M-ather)提出微效多基因的概念,他認為數量性狀受微效多基因的控制。多基因假說的主要論點是:控制數量性狀遺傳的基因沒有顯隱性區別,各基因對表現型影響很少,作用是累加或積加,它們的遺傳動態仍服從孟德爾遺傳法則,即有分離和重新組合,也有連鎖與交換。
由於果樹不同於大田與蔬菜作物,因此又有其特殊性。首先,果樹大多數為異花授粉植物,在遺傳上屬高度雜合的類型,無論在自交或雜交一代就發生廣泛分離。其次,果樹的經濟性狀,只有少數性狀是受單基因控制的質量性狀,大多數是受多基因控制的數量性狀,由於基因的加性效應和非加性效應值的共同作用常在雜種後代里出現雜種優勢的超親現象,所以在雜交育種親本選配時,既要考慮到選擇育種值高,也就是加性效應較大的品種作親本,也要注意配親緣較遠生態型差異大的種類品種作親本。以其獲得雜種優勢。第三,果樹在雜種一代中就發生廣泛分離,但在分離與重組的過程中,選擇性狀優良的個體,就可以通過無性繁殖的方法,形成性狀一致的新的品種。第四,由於果樹是多年生植物,單株佔地面積大,不能栽植數量龐大的雜種後代,而果樹育種過程中的若干經濟性狀又屬於受多基因控制的數量性狀,因此給果樹親子之間遺傳規律的研究方面帶來較大困難。
果樹受單基因控制的性狀方面,以桃的研究比較多,迄今研究桃受單基因控制的遺傳性狀有23種以上;此外,象紅肉蘋果中花青素的形成,蘋果白化致死、灰綠致死、矮化,阿爾丹茶藨對葉斑病的抗性等,也都屬單基因控制的性狀。
至於構成優良果樹品種的許多性狀,因為大多是受微效多基因控制的數量性狀,容易受環境條件影響,所以需要用統計學的方法進行研究與分析。近20多年來,由於育種實踐的需要,生統遺傳學發展迅速,在分析數量性狀的遺傳規律上起了重要作用。生物統計中的平均數、方差、協方差、相關系數、相關迥歸是分析數最遺傳的主要方法。如通過親中值與子代平均值的分析,可以了解數量性狀的遺傳行為是累加還是積加效應;通過親中值與子代平均值的相關迴歸,測定親本某一性狀的遺傳力;通過單列或雙列雜交,可以了解不同組合對某一性狀遺傳的加性效應值與非加性效應值。對性狀遺傳規律的了解,則有助於育種工作者正確選配親本,從而能有預見性地進行育種。
因果樹體積大和多年生特點,使果樹數量性狀遺傳研究得很少。例如,在蘋果、梨、葡萄果實大小方面的遺傳,這一性狀在後代中多呈偏態曲線分布,表現為性狀遺傳的積加效應。勃朗(A.G.Brown)認為,極端選擇壓使雜種後代平均數小於親本的值。錢致斌等認為(1983年);大蘋果與小蘋果的雜交後代,傾小趨勢更為突出,隨著與大蘋果再雜交的世代增加而果實大小平均值能緩慢提高,但雜種後代由於有較大的變異范圍,使果實大小,可通過選擇和無性繁殖固定,從而有可能獲得較大進展。又如,果實品質方面的遺傳更為復雜,它聯繫到糖、酸的含量與比例,芳香、水分與肉質等多方面的因素的綜合,目前在這方面則報導得更少。根據李勃(Nybom,1959年)認為,蘋果多數生食品種的酸性雜合基因型是Mama,它們之間互交的後代呈3∶1分離。有的為酸性純合品種基因型是MaMa,無論和什麼品種雜交,後代均為酸型。勃朗(1971年)認為,酸的模式很復雜,其中包括數量與質量兩個模式,單基因控制著中酸、高酸,呈顯性。錢致斌(1983年)認為,在蘋果雙方的一方有苦澀味時,其子代苦澀味株系的多少,與親本苦澀味的輕重呈正相關。梨、葡萄種間雜種後代固形物含量多表現為超親優勢的分離現象。