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林木 遗传育种学
林学院 周兰英
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第1章 绪论
1 林木遗传育种学概念
林木遗传育种学是利用遗传学基础，研究林木新品种选育、繁殖理论与方法的科学。 幻灯片3
2 林木育种的作用和意义
作用：通过林木遗传品质改良，建立固定的良种生产基地，使生产中使用经过改良的繁殖材料，实现良种化，提高林产品产量和品质。
意义：培育和使用良种，是投资少、收益大、多快好省地发展林业生产的重要途径。 幻灯片4
3 林木育种与遗传学的关系
遗传学是研究生物性状遗传和变异规律的科学。 遗传：生物亲代与子代之间相似的现象。
变异：生物亲子代间、子代各个体之间总存在差异的现象。
生物遗传是相对的，变异是绝对的。它们相互对立、相互制约，在一定条件下又相互转化。 幻灯片5
物种进化的三大动力：遗传、变异和自然选择。
应用遗传学知识，根据林业生产的需要，利用自然和人工创造的变异，用人工选择代替自然选择，人为控制物种进化方向，培育新品种，改良林木的遗传品质。 幻灯片6
4 林木育种特点 4.1 育种周期长
树种生育周期长，性成熟及经济成熟时间晚，某些性状需要较长时期才能表现，这导致方法研究上的困难，使理论基础薄弱，改良程度很低。因此，既要有当前的改良措施，又要有长远的计划，同时利用现代技术，进行快速繁殖、性状的早期预测，尽快培育新品种。 幻灯片7
4.2 基因资源丰富
林木种类繁多、分布广阔，存在着极其丰富的变异，多处于野生或半野生状态，目前栽培利用的只是其中很小的一部分，大量优良基因资源有待发掘和利用。这决定了林木育种以选择为基本手段。
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4.3 基因高度杂合
树木基本属异花授粉植物，基因高度杂合，近亲繁殖会引起衰退。其育种方法不同于自花授粉植物，而更侧重于群体遗传结构的改良，同时用有性和无性繁殖相结合的方法，保留优良材料、维持林木群体广泛的遗传基础。 幻灯片9
5 林木育种的发展动态 遗传资源的研究与利用 育种技术的研究与开发 应用先进技术，多学科协作 突出抗性育种 幻灯片10
第2章 遗传的细胞学基础
第1节 细胞构造
1 线粒体与质体
线粒体与质体带有自身的DNA，能够合成蛋白质，具有相对的遗传体系，但所合成的蛋白质有限，是半自主性的细胞器。 幻灯片11
2 核糖体
是数量极多、由蛋白质和rRNA构成的微小细胞器，是蛋白质合成的场所。 3 染色质与染色体
细胞核内染色体是遗传物质的主要载体。
染色质：在尚未的核中，能被碱性染料染色的、纤丝状的网状物质。 染色体：在细胞中，染色质卷缩成为一定数目和形态的结构。 幻灯片12
第2节 染色体
1 染色体形态
在细胞中期，一个完整的染色体包括以下几部分
随 体
次缢痕 长 臂
短 臂
主缢痕 着丝点
细胞中期染色体形态示意图 根据着丝点位置的不同，可分为中部（M）、近中（SM）、近端（ST）和端部（T）着丝点染色体。
着丝点着生的位置不同，在细胞后期，染色体可形成V形、L形、棒状、粒状等不同形态。
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2 染色体结构
染色体在细胞间期呈纤丝状结构。染色质丝由DNA长链按一定距离盘绕在组蛋白小体上构成。
细胞期间，染色质丝开始反复的螺旋化折叠，到细胞中期缩到最粗最短。
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3 染色体数目
各种生物染色体数都是恒定的，在体细胞中成双，性细胞（配子）中成单，分别用2n和n表示。
形态、结构相同、遗传功能相似的成对染色体称同源染色体，否则为非同源染色体。
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4 染色体核（组）型分析
每种生物染色体的数目、大小、形态特征等都具特异性，这种特定的染色体组成称为染色体核（组）型。对生物染色体进行配对、归类、编号等分析过程称为核（组）型分析。
核（组）型分析对于动植物育种、鉴定系统发育过程中物种间的亲缘关系、植物近缘类型的分类等常具有重要意义。
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第3节 细胞
1 有丝
有丝是体细胞最主要的方式。其过程主要为： 间期 是细胞的准备阶段，染色体进行复制。 前期 核仁核膜开始模糊，染色质丝逐渐收缩。
中期 核仁核膜消失，纺锤体出现，染色体缩到最粗最短。
后期 每个染色体的着丝点为二，同一染色体的二条染色单体随着纺锤丝的收缩分别移向两极。
末期 染色体又变得松散细长，在两极围绕染色体出现新的核仁，形成二个子细胞，进入下一轮间期。 幻灯片17
2 减数
减数是性母细胞成熟形成配子时发生的一种特殊的有丝。 2.1 第一次（I）
前期I ①细线期 核内染色体细长如线。染色体已复制，但着丝点仍为一个。②偶线期 各同源染色体分别配对，开始联会，联会的一对同源染色体叫二价体。③粗线期 二价体中相邻的两条非姊妹染色单体会发生片断交换。 ④双线期：二价体继续缩短变粗，因非姊妹染色单体相互排斥而松解，但有交叉相连。⑤终变期：染色体变得最粗短，前期I终止。 幻灯片18
中期I 核仁核膜消失，纺锤体出现，纺锤丝与各染色体的着丝点相连。
后期I 纺锤丝收缩，二价体的两条同源染色体被分别拉向两极，实现了2n数目的减半。
末期I 染色体到达两极后逐渐松散变细，形成二个子细胞。叫二分体或二分孢子，稍后进入第二次。
2.2 第二次（）
与有丝十分相似，也分前、中、后、末四个时期，最终形成四个子细胞，叫四分体或四分孢子。
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3 二种的差异
有丝 减数 体细胞 性母细胞 不联会 同源染色体两两联会 一次，形成二个子细胞 二次，形成四个子细胞 子细胞染色体数目不变 子细胞染色体数目减半
意义
维持个体的正常生长发育 保证物种的连续性和稳定性
确保无性繁殖下的遗传稳定性 为变异提供丰富的物质基础 幻灯片20
第3章 遗传的基本规律
第1节 分离定律
1 一对相对性状的杂交试验
性状：生物体形态特征和生理特性的总称。 单位性状：被区分开的每一个具体性状。
相对性状：同一单位性状在不同个体上的相对差异。 幻灯片21
2 分离现象的解释 2.1 遗传因子分离假说
①一定遗传因子控制一定性状的表现。
②遗传因子在体细胞中成双，在配子中成单，即形成配子时成对因子彼此分离。 ③当雌雄配子随机结合，形成新一代个体时，因子又结合成对，共同控制性状表达。 (孟德尔提出的遗传因子后世改称基因。) 幻灯片22
2.2 基因型和表现型
基因型：指生物个体的基因组成，是决定生物性状表现必需的内在因素。成对基因相同的称纯合基因型，不同的称杂合基因型。
表现型：生物某一性状的外在表现，简称表型，是基因型和环境共同作用的结果。 在大致相同的环境下，基因型相同的个体表现型也相同，但表现型相同的个体基因型不一定相同。 幻灯片23
2.3 等位基因和非等位基因
位于同源染色体上相同位点、控制同一单位性状的成对基因叫等位基因；位于同源染色体上不同位点和非同源染色体上的基因则为非等位基因。 幻灯片24
3 分离假说的验证 3.1 测交法
被测个体与隐性纯合体的杂交称为测交。因隐性纯合个体只产生一种隐性配子，它与任何一种配子结合，测交后代都只表现对方配子所带基因的性状。 幻灯片25
3.2自交法
按孟德尔推测，F2表现白花的植株只形成白花后代，而表现红花的植株中，RR型后代只开红花，Rr型则产生3/4红花植株，1/4白花植株。孟德尔一直自交到F6代，结果与设想完全相符。
经过反复验证，证明了分离假说的正确性，后世称为分离定律。 幻灯片26
4 等位基因的显性作用 4.1 表现形式
完全显性： F1只表现亲本之一的性状。 不完全显性：F1表现性状为双亲的中间型。
共显性：双亲性状同时在F1个体上出现。 4.2 显性性状的实质
显性基因并不抑制隐性基因的作用，而是显性基因能控制某些酶的合成并决定代谢过程，从而控制性状发育。 4.3 性状显现与环境的关系
性状表现受基因型控制，同时也受到环境条件的影响。 幻灯片27
5 分离定律的应用
①杂交的亲本材料基因型必须纯合，这样才能获得表型一致的F1代。
②杂种通过自交将产生性状分离，同时导致等位基因纯合。对草本植物可通过连续自交，使优良性状稳定遗传。
③只有整齐一致的F1代才具有强大的杂种优势，因此需通过自交系或无性繁殖保持和利用杂种优势。 幻灯片28
第2节 自由组合（分配）定律
1 两对相对性状的遗传
P 黄色圆粒 × 绿色皱粒 ↓
F1 黄色圆粒 ↓
F2 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 实得株数 315 101 108 32
比 例 9 : 3 : 3 : 1 幻灯片29
2 自由组合定律
孟德尔在分离定律的基础上，提出自由组合假说：
①不同对基因在遗传中，各自分配到配子中去，并不因其它基因的存在而受到干扰。
②非同源染色体上的非等位基因进入同一配子时是自由组合的。 ③雌雄配子的结合也是随机的。 幻灯片30
3 自由组合定律的解释
二对基因遗传，形成配子时，成对基因彼此分离，不成对基因自由组合，形成比例相等的配子。F1的四种雌雄配子随机结合，产生表型比为9 ：3 ：3 ：1的F2代。
当F1 杂合基因对数为n时，形成的配子种类为2n，雌雄配子组合数为4n， F2基因型种类为3n ，表型种类为2n种。
