Семенной сад - Seed orchard

Семенной сад в Мимизан, Ланды, Франция

А семенной сад интенсивно управляемая плантация специально организованных деревьев для массового производства генетически улучшенных семян для создания растений или семян для создания новых лесов.

Общий

Семенные сады - это распространенный метод массового размножения для передачи генетически улучшенного материала от селекционных популяций к продуктивным популяциям (лесам), и в этом смысле их часто называют популяциями «размножения». Семенной сад часто состоит из прививок (вегетативных копий) выбранных растений. генотипы, но сады с рассадой семян также используются в основном для того, чтобы объединить сад с тестированием потомства. Семенные сады являются прочной связью между программами селекции и созданием плантаций. Они разработаны и используются для производства семян высшего генетического качества по сравнению с семенами, полученными из зон производства семян, семенных насаждений или неулучшенных насаждений.

Материал и связь с племенным населением

В семенных садах первого поколения родителями обычно являются деревья, отобранные по фенотипу. В семенных садах передового поколения семенные сады собирают урожай разведение деревьев и родители могут быть выбраны среди тестируемых клонов или семейств. Эффективно синхронизировать продуктивный жизненный цикл семенных садов со временем цикла размножающейся популяции. В семенном саду деревья можно расположить так, чтобы родственные особи или клонированные копии были отделены друг от друга. Семенные сады являются средством доставки программ генетического улучшения, где компромисс между генетическим выигрышем и разнообразием является наиболее важным. беспокойство. Генетический прирост семенных культур в садовых культурах зависит, прежде всего, от генетического превосходства родителей фруктовых садов, вклада гамет в полученные семенные культуры и загрязнения пыльцой из внешних семенных садов.

Генетическое разнообразие семенных садовых культур

Производство семян и разнообразие генов является важным аспектом при использовании улучшенных материалов, таких как семена садовых культур. Посевы семенных садов обычно получают из ограниченного числа деревьев. Но если это обычное дело опыляемый ветром видов много пыльцы будет поступать из-за пределов семенного сада и увеличивать генетическое разнообразие. Генетический выигрыш семенных садов первого поколения невелик, а потомство семенных садов частично совпадает с неулучшенным материалом. На генетическое разнообразие семенных культур большое влияние оказывают родство (родство) между родителями фруктовых садов, вариабельность родительской фертильности и загрязнение пыльцой.

Управление и практические примеры

Семенные сады обычно используются для получения устойчивых и крупных урожаев семян хорошего качества. Для этого обычно применяются следующие методы: сады закладываются на плоских участках с южной экспозицией (лучшие условия для ухода за садами и для производства семян), в непосредственной близости отсутствуют насаждения одного и того же вида (избегать сильного загрязнения пыльцой), достаточно д.), чтобы производить и опыляться в основном собственным облаком пыльцы, очисткой коридоров между рядами, удобрением и дополнительным опылением. Генетическое качество семенных садов можно улучшить путем генетического прореживания и селективной уборки.[1] В плантационном лесном хозяйстве с южные желтые сосны в Соединенных Штатах почти все растения происходят из семенных садов, и большинство плантаций высаживаются семейными блоками, поэтому урожай от каждого клона хранится отдельно во время обработки семян, выращивания растений и плантаций.[2]

Недавние исследования семенного сада

  • Оптимальный баланс между эффективным количеством клонов (разнообразие, статусное число, разнообразие генов) и генетическим выигрышем достигается путем внесения клональных вкладов (количество рамы ) пропорциональный (линейно зависимый) генетической ценности («линейное развертывание»). Это зависит от нескольких предположений, одно из которых заключается в том, что вклад в посевы семенного сада пропорционален количеству рамен. Но чем больше овец, тем больше теряется доля пыльцы в зависимости от неэффективности. самоопыление. Но даже с учетом этого линейное развертывание - очень хорошее приближение.[3] Считалось, что увеличение прироста всегда сопровождается потерей эффективного числа клонов, но было показано, что оба могут быть получены одновременно путем генетического прореживания с использованием алгоритма линейного развертывания, если его применить к некоторым довольно несбалансированным семенным садам.[1] Родство между клонами более важно для разнообразия, чем инбридинг.
  • Клональная вариация в ожидаемом наборе семян была собрана для 12 взрослых клональных семенных садов Сосна обыкновенная.[4] Способность к завязыванию семян у клонов не такая сильная, как было показано в других исследованиях, которые, вероятно, менее актуальны для фактического производства семян сосны обыкновенной.
  • Корреляции набора шишек сосны обыкновенной в клональном архиве не очень хорошо коррелировали с таковыми для тех же клонов в семенных садах.[5] Таким образом, не имеет смысла увеличивать набор семян путем выбора клонов с хорошим набором семян.
  • По мере развития селекции деревьев новые семенные сады будут генетически лучше старых. Это важный фактор для экономического срока службы семенного сада. Соображения для шведской сосны обыкновенной предполагают, что экономический срок службы составляет 30 лет, что меньше нынешнего срока службы.[6]
  • Семенные сады для важных видов, опыляемых ветром, начинают давать семена до того, как семенные деревья начинают производить много пыльцы. Таким образом, все или большая часть родительской пыльцы находится за пределами семенного сада. Расчеты показывают, что семена семенных садов по-прежнему являются более совершенной альтернативой более старым и более зрелым семенным садам или посевным материалам. Преимущества ранних семян, такие как отсутствие самоопыления или связанных спариваний и высокое разнообразие, являются положительными факторами для ранних семян.[7]
  • Шведские хвойные сады с испытанными клонами могут иметь 20–25 клонов с большим количеством клонов от лучших и меньшим - от худших, поэтому эффективное число рамбов составляет 15–18. Более высокое число клонов приводит к ненужной потере генетического прироста. Более низкое количество клонов может быть лучше, чем существующие альтернативы. Для южных сосен в США оптимальным вариантом может быть половина клонов.[8]
  • Когда селекция лесных деревьев перейдет к передовым поколениям, кандидаты в семенные сады будут связаны, и вопрос о том, в какой степени родственные клоны могут быть допустимы в семенных садах, станет актуальным. Генное разнообразие кажется более важным фактором, чем инбридинг. Если количество кандидатов имеет по крайней мере в восемь раз больше разнообразия (номер статуса), чем требуется для семенного сада, отношения не ограничивают, и клоны могут быть развернуты как обычно, но с ограничением для половинных и полных братьев и сестер, но если популяция кандидатов имеет более низкую Разнообразие необходимы более сложные алгоритмы.[9][10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Прешер Ф., Линдгрен Д. и Карлссон Б. 2008. Генетическое прореживание клональных семенных садов с использованием линейного размещения может улучшить как прирост, так и разнообразие. Экология и управление лесами 254: 188–192.
  2. ^ McKeand, S., et al. 2003 г. Распространение генетически улучшенной сосны лоблолли и острой сосны на юге. Журнал лесного хозяйства 101(3): 32–37.
  3. ^ Прешер Ф., Линдгрен Д. и Эль-Кассаби Ю. 2006. Оптимально ли линейное размещение клонов при различных способах скрещивания клонов в семенных садах? Генетика деревьев и геномы 2:25–29.
  4. ^ Прешер Ф. и др. 2007 г. Различия в женской фертильности в зрелом возрасте Pinus sylvestris клональные семенные сады. Скандинавский журнал исследований леса 22:280–289.
  5. ^ Линдгрен Д., Теллалов Ю. и Прешер Ф. 2007. Набор семян для прививки сосны обыкновенной предсказать сложно. В: Исик, Ф. (ред.) Труды совместной конференции IUFRO Division 2: Селекция с низкими затратами и сохранение лесных генетических ресурсов: Анталия, Турция, 9–13 октября 2006 г., стр. 139–141.
  6. ^ Эль-Кассаби Й., Прешер Ф. и Линдгрен Д. 2007. Оборачиваемость семенных садов передового поколения в зависимости от прогресса селекции, времени до половой зрелости и затрат, с особым акцентом на Pinus sylvestris в Швеции. Скандинавский журнал исследований леса 22:88–98.
  7. ^ Нильссон Дж. И Линдгрен Д. 2005. Использование семян фруктовых садов от неизвестных отцов. В: Федорков А. (Ред.) Состояние, мониторинг и цели селекционных программ. Материалы встречи северных лесоводов и лесных генетиков, Сыктывкар 2005, ISBN  5-89606-249-4С. 57–64.
  8. ^ Линдгрен Д. и Прешер Ф. 2005. Оптимальное количество клонов для семенных садов с испытанными клонами. Silvae Genetica 54: 80–92.
  9. ^ Данусявичюс Д. и Линдгрен Д. 2008. Стратегии оптимального размещения родственных клонов в семенных садах. Silvae Genetica 57:119–127
  10. ^ Линдгрен Д., Данусявичюс Д. и Росвалл О. 2008. Неравномерное размещение клонов в семенных садах с учетом генетической выгоды, родства и генного разнообразия. Лесное хозяйство (Лондон) (2009) 82 (1): 17–28.

дальнейшее чтение