- Grattapaglia D, Ribeiro VJ, Rezende GDSP (2004) Retrospective selection of elite parent trees using paternity testing with microsatellite markers: An alternative short term breeding tactic for Eucalyptus. Theor Appl Genet 109(1):192–199.
驅(qū)動(dòng)老林木種子園的修改的常規(guī)方法是建立涉及每個(gè)親本樹的后代試驗(yàn),然后通過(guò)估計(jì)其一般和特異性組合能力(GCA和SCA)來(lái)評(píng)估其對(duì)后代的性能的貢獻(xiàn)。在這項(xiàng)工作中,我們成功應(yīng)用替代父選擇策略基于父親測(cè)試的優(yōu)越后代來(lái)自雜交種子果園建立與單個(gè)桉樹種子父母和六個(gè)桉草花粉父母。使用一組14個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記物進(jìn)行256個(gè)后代個(gè)體的親本測(cè)試,包括選擇的樹的兩個(gè)獨(dú)立樣品和一個(gè)對(duì)照未選擇的樣品,全部來(lái)自巴西東部的6年齡森林。通過(guò)順序親子排除程序?qū)λ泻蟠鷤€(gè)體進(jìn)行親子鑒定。只有當(dāng)后代樹中的強(qiáng)制性父本等位基因不存在于所謂的親本樹中至少四個(gè)獨(dú)立標(biāo)記以避免由于突變或無(wú)效等位基因造成的錯(cuò)誤排除時(shí),才宣布排除。在進(jìn)行生育檢查以鑒定種子混合物和自交個(gè)體后,親子鑒定顯示,大約29%的后代是由果園外的花粉父母播種的。在所選樣品中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)自交后代。發(fā)現(xiàn)三個(gè)花粉親本基本上已經(jīng)選擇了所選和未選擇的后代個(gè)體的樣品中的所有后代。這三個(gè)父母中的一個(gè)比未選擇的子代播放顯著更多的選擇的子代(在Fisher精確檢驗(yàn)中P <或= 0.0002)。基于這些結(jié)果,低生殖成功的父母從果園中挑選出來(lái),并采用管理程序以最小化外部花粉污染。在選擇父母和振興果園之前和之后從果園生產(chǎn)的種子的林分之間觀察到了年平均增長(zhǎng)的顯著差異(P <0.01)。根據(jù)在2-4年齡的森林林中測(cè)量的父母的選擇獲得體積生長(zhǎng)的平均實(shí)現(xiàn)的增益為24.3%。本文提出的標(biāo)記輔助的樹育種策略有效地鑒定種子果園中的頂部親本,并導(dǎo)致改良的種子品種。它應(yīng)適用于快速提高種子園的產(chǎn)出質(zhì)量,特別是當(dāng)育種者面臨改良種子的緊急需求時(shí)。
介紹
桉樹是世界上種植最廣泛的硬木樹。2000年的估計(jì)(糧農(nóng)組織2000年)指出,桉樹種植面積全球超過(guò)1780萬(wàn)公頃,印度是最大的種植園,有800萬(wàn)公頃 - 主要是廣泛的低生產(chǎn)率種植園,其次是巴西,其中有300萬(wàn)公頃集約耕種的工業(yè)森林無(wú)性系種植園達(dá)到每年45-60 m3 / ha的平均產(chǎn)量(Mora和Garcia 2000)。由桉樹和桉樹組成的精英雜交克隆被纖維素和造紙工業(yè)廣泛使用,因?yàn)槠淠静馁|(zhì)量,快速生長(zhǎng)和高體積產(chǎn)量(Bertolucci等人,1995)。在巴西,桉樹遺傳改良計(jì)劃在20世紀(jì)70年代初開始。育種計(jì)劃的主要目的是將最適應(yīng)的物種與現(xiàn)有環(huán)境條件相匹配,并提供足夠的合理遺傳質(zhì)量的植物種群(Brune和Zobel 1981)。在可獲得的來(lái)源/后代試驗(yàn)的初步結(jié)果的基礎(chǔ)上建立幾個(gè)大桉,桉草和桉樹種子果園。此外,由于早期觀察生長(zhǎng)的雜交優(yōu)勢(shì)加上對(duì)由桉樹隱孢子蟲(Bru-ur)Hodges,大桉的雜種種子園引起的桉樹潰瘍的抗性?也產(chǎn)生所謂的Urograndis種子品種(Campinhos 1980; Vigneron 1991; Eldridge et al.1993)。
這些自花授粉的種子園通常涉及一個(gè)或幾個(gè)自不相容或雄性不育的巨桉樹作為女性父母和許多選擇的桉樹作為男性父母,以確保足夠的花粉壓力(Bertolucci et al。 1995)。精子樹的克隆繁殖在20世紀(jì)80年代開始,然后是最初的育種/測(cè)試/選擇努力。這種新技術(shù)涉及通過(guò)根莖切片通過(guò)營(yíng)養(yǎng)繁殖建立真正的無(wú)性系,通過(guò)大規(guī)模開發(fā)和應(yīng)用,從而提供顯著的生產(chǎn)力和均勻性增益(Campinhos 1980; Brand oo et al。1984),隨后減少了在建立新森林方面對(duì)幼苗的需求。然而,最近工業(yè)對(duì)木材需求的增加迫使森林公司迅速擴(kuò)大種植面積,并與農(nóng)民建立伙伴關(guān)系計(jì)劃。完成這一直接挑戰(zhàn)的唯一方法是使用來(lái)自第一代育種果園的種子來(lái)補(bǔ)充生根的插條。因此,通過(guò)建立具有高一般性和特異性結(jié)合能力的樹(分別為GCA和SCA)的新果園和通過(guò)重組舊果樹,改進(jìn)的種子品種的開發(fā)在當(dāng)前育種計(jì)劃的背景下再次變得必要。驅(qū)動(dòng)舊種子園中的修飾的常規(guī)方法是建立后代試驗(yàn),以通過(guò)SCA估計(jì)評(píng)價(jià)親本對(duì)其后代的表現(xiàn)的貢獻(xiàn)。這種方法需要很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)其目的(Namkoong等人1988)。通過(guò)標(biāo)記輔助育種策略可以獲得估計(jì)種子果園的親本樹的優(yōu)勢(shì)的另一種方法:在來(lái)自果園的開放授粉種子建立的林場(chǎng)中進(jìn)行優(yōu)良后代樹的基于DNA的親子鑒定試驗(yàn)。顯示較低頻率的優(yōu)良后代的親本可以從果園中挑選出來(lái),從而進(jìn)行向后選擇,其將導(dǎo)致僅包含較高GCA和SCA的樹的改良的種子品種(Ribeiro等人1998; Grattapaglia 2000)。一個(gè)類似的方法,稱為PMX / WPA(與親本分析的多聚體育種)被評(píng)價(jià)為杉木育種計(jì)劃中全同胞交叉的替代解決方案(Lambeth等人,2001)。正如這些作者所指出的,雖然PMX育種很容易,提供了良好的育種價(jià)值估計(jì),并允許測(cè)試更多的親本組合,譜系控制丟失。代替對(duì)每個(gè)雜交使用單個(gè)花粉,Lambeth等人提出的概念(2001)使用PMX育種涉及許多男性父母,然后用微衛(wèi)星對(duì)子代進(jìn)行親子分析,從而允許完全譜系控制。與人類(Hammond等人,1994)和家畜(Glowatzki-Mullis等人,1995)的情況類似,高度的多等位性和明顯和簡(jiǎn)單的共顯性孟德爾遺傳微衛(wèi)星提供了一個(gè)非常強(qiáng)大的系統(tǒng)用于在親本測(cè)試中桉樹個(gè)體的獨(dú)特鑒定,特別是當(dāng)個(gè)體預(yù)期相關(guān)時(shí)(Brondani等人1998)。在這里報(bào)告的研究中,我們應(yīng)用標(biāo)記輔助育種策略到老大豆?具體目的是驗(yàn)證六個(gè)雄性親本的差異生殖成功,并且可能鑒定具有更高SCA的那些具有母本樹的那些,以開發(fā)改良的種子品種。