林木遗传育种学实验.ppt

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1、林木遗传学实验林木遗传学实验实验一 植物有丝分裂制片及观察一、实验目的一、实验目的1.学习并掌握植物根尖或叶片材料处理、染色、压片及制片观察的方法。2.观察植物细胞有丝分裂各时期染色体的形态变化，了解有丝分裂全过程。二、实验原理二、实验原理各种生长旺盛的组织中，如胞原组织、根尖、芽各种生长旺盛的组织中，如胞原组织、根尖、芽尖等分生组织常常进行细胞分裂。经过适当的取尖等分生组织常常进行细胞分裂。经过适当的取材处理，加以固定、离解、染色、压片方法，可材处理，加以固定、离解、染色、压片方法，可以迅速将细胞分散到载玻片中，进而进行有丝分以迅速将细胞分散到载玻片中，进而进行有丝分裂和染色体动态的观察裂和

2、染色体动态的观察。这是遗传学上通过细胞分裂观察染色体行为、形态结构、数目，从而进行组织分析，鉴别杂种等常用的制片方法。三、实验器材1 材料大蒜根尖2 器具显微镜、小剪子、刀片、载玻片、盖玻片、培养皿、水浴锅、吸水纸、绘图纸3 药品卡诺氏固定液、0.1%秋水仙素溶液、0.1mol/L盐酸、醋酸洋红染液四、实验方法实验方法 1 发根大蒜为材料，将大蒜磷茎置于盛水的烧杯口上，使大蒜鳞茎与水相接，在25下发根。待根长1cm左右，于中午12:3013:30切取根尖为宜。2 预处理 将剪下的根尖立即放入0.1秋水仙碱，以药液浸没根尖为度，处理34h。3 固定 材料经预处理后，用流水冲洗，然后投入卡诺液（3

3、份甲醇1份冰乙酸，现配现用）中固定2024h，用95的乙醇洗两次，转入70乙醇中保存备用。4 解离 常用酸解法：从70乙醇中取出固定好的根尖流水冲洗min吸水纸吸干放入小试管中加适量1 mol/L HCl于600.5水浴解离1015min5 染色1醋酸洋红染色：将解离水洗后的材料吸干，挑取根尖乳白色分生组织于载玻片上夹碎捣烂，滴加12滴染液，染色1020min，压片。6压片 在经染色的材料上加一滴染液，盖上盖玻片，覆一层吸水纸，用带橡皮头的铅笔垂直敲打，或以拇指垂直紧压盖片(注意勿使盖片搓动)，使材料分散压平，便于观察。7 镜检 先在低倍镜下寻找有分裂相的视野，再用高倍镜或油镜仔细观察、记数或

4、拍照。8 临时封片保存如制片标本符合要求，而又只需要短期(一般在一周以内)保存，可采用石蜡临时封片。用烧红解剖针挑取少量石蜡(或石蜡与凡士林等体积混合物)沿盖片周围封闭。制作完成的制片标本要贴上标签，注明材料名称、可观察到的有丝分裂典型时期、制片时间、制作者等信息。五、作业五、作业 制作细胞有丝分裂前、中、后、末各期的制片一张，中期应能数清染色体数。贴上标签，注明材料名称，染色方法，制片日期和制作者姓名。2 绘制所观察到有丝分裂典型时期的染色体图像，并简要说明各时期染色体的行为变化和特征。间期有丝分裂前期中期后期末期实验二 植物减数分裂一、实验目的一、实验目的1学习花粉母细胞涂抹制片技术。2通

5、过观察进一步熟悉减数分裂的全过程及各个时期染色体的动态变化和形态特征。二、实验原理二、实验原理减数分裂是发生在配子形成过程中一种特殊形式的有丝分裂。减数分裂包含两次连续的分裂减数第一分裂和减数第二分裂。通过减数分裂所形成的四分体细胞（或雌、雄配子），其染色体数目只有体细胞的一半。减数分裂过程中染色体出现同源配对、非姊妹染色单体间片段交换、同源染色体相互分离等一系列独特行为。减数分裂细胞染色体制片取材以高等动、植物雄性生殖分裂较为方便。在适当的时机采集动物精巢或植物花蕾(花序)，经适当技术处理，压片就可在显微镜下观察到细胞的减数分裂过程。三、实验器材1.材料紫鸭跖草的幼嫩花蕾 2.实验器具实验器

6、具显微镜，酒精灯，载玻片，盖玻片，镊子，解剖刀，解剖针，等常用工具。3.药品药品卡诺氏，甲醇冰乙酸（甲醇冰乙酸=31）固定液，mol/L HCI，45乙酸；0.5醋酸洋红，改良苯酚品红，石蜡。四、实验方法四、实验方法1取材取材 花序基部、花蕾较小，花色尚未变黄变紫，其中花序基部、花蕾较小，花色尚未变黄变紫，其中必有处于减数分裂的花药。必有处于减数分裂的花药。2固定 将取得幼嫩花序或花蕾立即投入固定液中，处理1224h。倒去固定液，用梯度乙醇(95-80-70)依次浸泡漂洗530min，直至去除乙酸味。固定后可置70乙醇中保存。3涂抹 用镊子、解剖针等工具取出花药置洁净载玻片上；用洁净的刀片或镊

7、子压在花药上向一端轻轻抹去，将花粉母细胞压挤出来，注意勿使花药太过破碎；将挤出花粉母细胞(呈半透明胶状)小范围内涂成薄层。4染色 在涂好的载玻片上滴加一滴或半滴染液，稍后用镊子把所有可见花药壁残渣清除干净。5镜检观察 在低倍镜下寻找适当视野，并正确区分处于减数分裂各个时期的花粉母细胞、二分体、四分体以及花粉粒、花药壁残留组织与细胞。间期细线期偶线期粗线期双线期终变期中期后期末期中期后期末期实验三 染色体组型分析一、实验目的一、实验目的1学习和掌握染色体组型分析的方法。2进一步了解染色体形态特征、在细胞分裂中的联会形象以及染色体组、核型及染色体数目、结构变异与生物进化的关系。二、实验原理二、实验

8、原理 各种生物染色体的数目、形态和结构都是恒定的。染色体组型，也称为核型，指一个个体或物种的特有的染色体构成，包括染色体数目以及每一条染色体所特有的形态特征（染色体的长度、着丝粒的位置、臂比值、随体的有无、次级缢痕的数目及位置、异染色质的分布等）。核型是物种最稳定的性状和标志，通常在体细胞有丝分裂中期时进行核型的分析鉴定，也可利用减数分裂期的染色体进行分析鉴定。染染色色体体组组型型分分析析就就是是通通过过对对染染色色体体标标本本和和其其照照片片进进行行测测量量、对对比比分分析析、配配对对、分分组组、排排列列，对对各各染染色色体体的的形形态态进进行行分分析析。在在细细胞胞遗遗传传学学、现现代代分

9、分类类学学、生生物物进进化化和和遗遗传传育育种种学学等等研研究究中中，是是重重要要的的研研究手段。究手段。三、实验材料：三、实验材料：洋洋葱葱、大大麦麦、玉玉米米、黑黑麦麦、蚕蚕豆豆等等。本本实实验验选选用蚕豆（用蚕豆（2n=12）。）。四、实验用品：四、实验用品：用用具具：蚕蚕豆豆有有丝丝分分裂裂中中期期照照片片（6x8cm）、剪剪刀、镊子、铅笔、直尺、计算器、胶水、白纸等。刀、镊子、铅笔、直尺、计算器、胶水、白纸等。五、实验步骤：五、实验步骤：1 测测量量：测测量量每每条条染染色色体体的的总总长长度度及及长长臂臂长长度度和和短短臂臂长长度度。对对于于有有随随体体的的染染色色体体，随随体体的

10、的长长度度可可以以计计入入也也可可以以不不计计入入染染色色体体长长度度之之内内，需需要要注注明明。每每条条染染色色体体的的着着丝丝粒粒应应平平分分为为二二，计计入入两两条条臂臂长长度度之之内内。（要要使使测测量量尽尽可可能能准准确确，应应注注意意哪哪些些问问题题？）。2 计算：根据测量结果，计算出：计算：根据测量结果，计算出：相对长度相对长度=某染色体的长度某染色体的长度染色体组内全部染色体总长度染色体组内全部染色体总长度臂比值臂比值=长臂长度（长臂长度（q）短臂长度（短臂长度（p）请问如何请问如何准确地准确地确定确定染染色体组内全部染色体的色体组内全部染色体的总长度总长度？臂比值臂比值1.0

11、1.71.73.03.07.07.0以上以上 3 配配对对：根根据据测测量量、计计算算的的数数据据进进行行同同源源染染色色体的配对。体的配对。4 排排列列和和剪剪贴贴：将将配配对对的的染染色色体体按按由由大大到到小小的的顺顺序序进进行行排排列列并并编编号号。等等长长的的染染色色体体短短臂臂长长的的排排在在前前面面，特特殊殊的的染染色色体体（如如性性染染色色体体）排排在在最最后后。排排列列、剪剪贴贴时时，让让各各对对染染色色体体的的着着丝丝粒粒排排在在一一条条直直线线上上，短臂在上，长臂在下短臂在上，长臂在下。5 写写出出核核型型公公式式：以以公公式式的的形形式式将将核核型型分分析析的的结果和材

12、料核型的主要特征表示出来，简明扼要。结果和材料核型的主要特征表示出来，简明扼要。六、实验报告：六、实验报告：完完成成蚕蚕豆豆的的染染色色体体组组型型分分析析，包包括括染染色色体体组组型型图、数据表、核型公式。图、数据表、核型公式。七、结果与讨论：七、结果与讨论：1 结果：蚕豆染色体组型分析的部分结构举例。结果：蚕豆染色体组型分析的部分结构举例。2 讨讨论论：染染色色体体组组型型分分析析的的意意义义。请请大大家家查查阅阅相关资料。相关资料。实验四 植物多倍体的诱导及鉴定一、实验目的学习和掌握秋水仙碱诱发多倍体的一般方法 观察多倍体植物植株(器官)形态特征与细胞学特点，了解同源多倍体鉴定方法。二、

13、实验原理二、实验原理秋水仙碱能抑制纺锤形成丝。常用的有效浓度为0.01%1.0%，木本植物采用的浓度相对较高，可达1.5%，而蔬菜或处理幼嫩材料等适用的浓度则较低，一般不超过0.5%。处理方法可用水溶液浸渍、涂抹或点滴植物的分生组织，使每个复制为二的染色体不能向两极分开，同时细胞也不能分裂成两个子细胞，每个细胞内染色体增加一倍，形成多倍体细胞。鉴定多倍体植株的方法有形态学鉴定和细胞学鉴定两种。形态学鉴定是观测叶片气孔保卫细胞、花、果实、种子的形态、花粉粒大小及育性等性状的变异进行间接鉴定。细胞学鉴定观测根尖、茎尖分生组织或花粉母细胞的染色体数目，直接鉴定。三、实验材料三、实验材料杉木、马尾松等

14、植物种子水稻、大麦、豆类植物的种子或幼苗四、实验方法与步骤四、实验方法与步骤（一）植物根尖多倍体的诱发1、将杉木、马尾松、玉米、大麦、蚕豆、黑麦、西瓜等种子洗净后用水浸泡12d，然后摆放在铺有湿润滤纸(或纱布)的培养皿中置于2528条件下发芽，芽越壮越好。当根长到1cm以上时取出洗净，将水吸干。2、移至0.01%0.2%的秋水仙素溶液中，使根部浸在药液中，根尖朝下，25条件下处理直到明显膨大为止(24h左右以至36h)；另设一清水处理对照。处理过程中注意勿使药液干涸。3、取出材料洗净，用卡诺氏液固定1h，以备镜检。（二）多倍体植物的诱发1、种子处理(1)取蚕豆、亚洲棉等植物种子置0.05%0.

15、1%秋水仙素溶液中(2025)浸种24h，取出种子用自来水冲洗23次。(2)将种子移至放有被0.025%秋水仙素溶液润湿下的吸水纸的培养皿中加盖，放入20培养箱内发芽，一般处理两天就可长出幼苗。对干燥种子比浸过种的种子要多处理1天，种皮厚发芽慢的种子应先催芽后进行处理。由于秋水仙素能阻碍根系发育，所以对已发芽的种子应用较低的秋水仙素溶液处理较短的时间。(3)处理后取出幼苗，用自来水缓慢冲洗以免损伤，然后将幼苗移栽到大田或盆钵内，同时播种未经处理的种子幼苗作为对照。（三）多倍体鉴定1、植株形态特征的观察与鉴定比较鉴定二倍体和多倍体在形态上的主要区别。2、叶片气孔保卫细胞的测定(1)保卫细胞测量：

16、仔细撕取二倍体和同源多倍体植株的叶片下表皮，置于载玻片上，并加12滴1%I-KI，盖上盖玻片。在高倍镜下用测微尺测量气孔保卫细胞的大小，分别测量10个保卫细胞的长度和宽度，求其平均值。保卫细胞的形态因物种而异，双子叶植物的保卫细胞多呈肾形，单子叶植物的保卫细胞多呈哑铃形。(2)气孔密度测定：将叶片表皮制片于显微镜下检查，计算每个视野气孔数，转换视野重复10次，求出平均值。视野面积的计算，用目镜测微尺量出视野直径，按公式S=r2求视野面积，得每平方毫米叶面积的气孔数。(3)保卫细胞内叶绿体数目测定：取叶片下表皮于载玻片上，滴加AgNO3溶液，数秒后加盖玻片，在显微镜下观测保卫细胞内的叶绿体数目。

17、4、细胞学观察与鉴定将秋水仙碱处理和对照材料的根尖固定，按根尖压片法(参见根尖压片法实验)进行解离、染色、制片。镜检进行染色体数目鉴定。注意事项注意事项秋水仙碱属剧毒药品，具麻醉作用，操作秋水仙碱属剧毒药品，具麻醉作用，操作时切勿使药液接触皮肤和溅入眼内。时切勿使药液接触皮肤和溅入眼内。七、作业七、作业1、观察比较二倍体与多倍体在植株(器官)形态特征上的主要区别。2、观察比较多倍体和正常二倍体保卫细胞大小、气孔密度、保卫细胞内叶绿体数目以及花粉粒大小等特征。3、观察蚕豆根尖中期分裂细胞(1520个/人)，记载其中染色体加倍及未加倍的细胞数目，综合全班(组)结果，测算秋水仙碱诱发多倍体细胞的频率

18、。4、绘制你所观察到的能够计数染色体数目的多倍性细胞图象。5、秋水仙碱处理为什么会产生组织中细胞的混倍性(或细胞嵌合)现象?由此，秋水仙碱处理应注意些什么?实验四实验四 人类性状的遗传分析人类性状的遗传分析一、实验目的一、实验目的人类是随机交配的群体，其性状的表现反映出群体的遗传组成，从群体性状的遗传分析，可以了解不同种族（民族）的基因频率和基因型频率。以期了解控制不同性状的基因的分布情况。二、实验原理二、实验原理在自然界，无论动植物一种性别的任何一个个体有同样的机会与其相反性别的任何一个个体交配。假设某一位点有一对等位基因A和a，A基因在群体出现的频率为p，a基因在群体出现的频率为q；基因型

19、AA在群体出现的频率为D，基因型Aa在群体出现的频率为H，基因型aa在群体出现的频率为R。群体（D，H，R）交配是完全随机的，那么这一群体基因频率和基因型频率的关系是：D=p2 户 H=2pq R=q2 这说明任何一物种的所有个体，只要能随机交配，基因频率很难发生变化，物种能保持相对稳定性。根椐遗传平衡定律，可以对人类群体进行基因频率的分析 三、实验材料三、实验材料以班级的每一位同学的8种性状作为研究小群体。四、实验用具四、实验用具：笔和纸五、实验步骤五、实验步骤1.以10个人为一组，由小组长观察上述的前8个单对基因控制性状的表现，并作记录。2.统计全班（年段）的资料，进行基因频率和基因型频率

20、的计算。计算公式：D+H=p2+2pq R=q2六、作业六、作业上交8种性状的基因频率和基因型频率。林木育种学实验林木育种学实验实验一 花粉贮藏及花粉生活力的测定一、实验目的一、实验目的掌握贮藏花粉及花粉生活力测定的方法和原理。二、实验原理二、实验原理通过人为的创造条件减弱花粉的呼吸强度和新陈代谢活动可以延长花粉的寿命。通常花粉的形态、花粉中酶的活性以及积累淀粉（淀粉质花粉）的多少与花粉生活力密切相关。因此，可以利用花粉的形态观察，过氧化物酶、脱氢酶的活性高低，淀粉的含量以及在人工培养基上花粉管萌发的情况作为确定花粉生活力高低的标准。三、实验材料三、实验材料杉木、马尾松、柳杉、柳树、锥栗、百合

21、、牡丹、菊花等植物的花粉。四、实验器具、试剂四、实验器具、试剂修枝剪、钢药筛、解剖针、载玻片、悬液载玻片、盖玻片、毛笔、硫酸纸及硫酸纸袋、指形管或小玻璃瓶、脱脂棉或纱布、标签、玻璃铅笔、显微镜、干燥器、大广口瓶、恒温温箱、冰箱等。硫酸（相对密度1.45）、无水氯化钙、硅胶、蔗糖或葡萄糖、蒸馏水、稀薄的硼酸（1：100000）、凡士林、联苯胺、苯酚、酒精、碳酸钠、过氧化氢、2，3，5三苯基四氮唑、次甲基蓝、愈伤木酚等。五、实验方法及步骤五、实验方法及步骤（一）花粉的收集（一）花粉的收集1、树上收集、树上收集2、摘下花序（花穗）收集、摘下花序（花穗）收集3培养花枝收集培养花枝收集（二）花粉贮藏（二

22、）花粉贮藏1、进行干燥、进行干燥 2、过筛去杂 3、装瓶冷藏（三）花粉生活力的测定（三）花粉生活力的测定1、固体培养基法人为地创造适宜的花粉发芽的条件，依其发芽情况来鉴定花粉的生活力。2、染色法 利用脱氧化酶反应。把花粉置于载玻片上，滴入0.025%的次甲基蓝溶液一滴，盖上盖玻片，数分钟后在显微镜下检查，凡无生活力的花粉被染成深蓝色，有生活力的褪色为不同程度的浅蓝色或灰色，褪色能力的强弱与生活力的强弱呈正相关。3、形态观察法有时还可采用一种更为简便的鉴定方法形态鉴定法。直接将花粉放在显微镜下观察，根据其形态特征判断生活力状况。一般把具有品种典型性的花粉（指具有该品种花粉粒的大小、形态和色泽等）

23、作为具有生活力的花粉，把小型的、皱缩的、畸形的作为无生活力的花粉。六、作业六、作业1、详细记载花粉采集及贮存的日期、花粉名称、详细记载花粉采集及贮存的日期、花粉名称、花粉收集方法及过程、花粉贮藏方法。花粉收集方法及过程、花粉贮藏方法。2、通过实验总结所采集贮藏的花粉种类的特点。、通过实验总结所采集贮藏的花粉种类的特点。3、测定花粉生活力的意义有哪些？快速测定花、测定花粉生活力的意义有哪些？快速测定花粉生活力的方法有哪些？粉生活力的方法有哪些？4、分别用染色法和发芽法计算花粉生活力。、分别用染色法和发芽法计算花粉生活力。5、绘一幅花粉粒发芽形态图。、绘一幅花粉粒发芽形态图。实验二 树木有性杂交技

24、术一、实验目的一、实验目的1、了解树木有性杂交特点。2、掌握树木有性杂交技术及其在育种上的应用。二、实验原理二、实验原理树木杂交育种，是应用遗传性不同的树种，或同一树种的不同类型，在开花的时候，进行人工控制授粉，以获得杂种的手段。有性杂交，由于基因的重新组合，杂种一代往往出现杂种优势。人工杂交目的，在于取得和利用杂种优势。三、实验材料三、实验材料杉木、马尾松、湿地松、桃树、月季、菊花、百合、木芙蓉等，各种杨树或柳树的雌雄花枝。四、实验器具、试剂四、实验器具、试剂修枝剪、剪刀、硫酸纸袋、纱布、棉花、标签、标牌、回形针、镊子、毛笔、授粉器、记载薄、梯子、铅笔、1015放大镜、培养瓶、花粉瓶等。五、

25、实验方法与步骤五、实验方法与步骤1、制定育种目标确定杂交组合2、亲本选择3、花期调整4、母株去雄5、套袋隔离6、花粉采集7、授粉 8、杂交后的管理六、作业六、作业1、观察描述杂交植物的花部构造，开花习性。2、详细记录杂交过程。3、杂交工作结束后，认真分析成功与失败的经验教训，写出杂交工作小结。实验三实验三 植物组织培养技术植物组织培养技术一、实习目的一、实习目的1、通过实验，掌握植物组织培养操作技术。2、掌握培养基配制方法。3、了解外植体脱分化及再生的过程，理解植物细胞全能性。二、实验原理二、实验原理植物细胞具有潜在地发育成一个完整植株的能力，即细胞的全能性。植物组织、器官等在无菌条件下，通过

26、人工培养，可在短期内快速、大量地增殖，并产生出完整的植株。三、实验材料三、实验材料杉木、马尾松、南方红豆杉、相思、乳源木莲、巨尾桉等植物。四、实验器具、试剂四、实验器具、试剂显微镜、温箱、冰箱、烘箱、超净工作台、高压灭菌锅。分析天平、药物天平、铝锅、眼科剪刀、枪形镊子、烧杯（50ml、100ml、500ml、1 000ml）、培养皿、三角瓶（50ml、100ml、500ml）、量筒（10ml、100ml、500ml、1 000ml）、吸管（0.2ml、0.5ml、2ml、5ml、10ml）、玻璃棒、漏斗、试剂瓶（50ml、250ml、500ml、1 000ml）、比色皿。酒精灯、硫酸纸、牛皮纸

27、、脱脂棉、火柴、花盆、酸度计、pH值试纸。琼脂、酒精、NaOH、HCl、醋酸洋红色染色液、碘-碘化钾、培养基成分（见附表）、吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）、动力精、赤霉素（GA）、2，4-D、激动素（KT）、6-卞基腺嘌呤（BA）、玉米素（ZT）、高锰酸钾、甲醇、重铬酸钾、硫酸、吲哚丁酸（IBA）、叶酸、三十烷醇。五、实验方法与步骤五、实验方法与步骤（一）培养基的配制（二）外植体取材、消毒及接种1、取材与消毒自大田取材或温室取材时应选取无病、无虫、生长健康的外植体。外植体表面消毒的一般程序为：外植体自来水多次漂洗消毒剂处理无菌水反复冲洗无菌滤纸吸干。2、无菌操作（1）接种室消毒超净工作台

28、面用70%酒精擦拭，打开紫外灯照射20min，进行无菌室及超净工和台杀菌。（2）材料的接种操作人员接种前必须剪除指甲，并用肥皂水洗手，用70%酒精擦拭。接种时最好戴口罩，必须在近火焰处打开培养容器的瓶口，并使瓶倾斜（瓶口低，瓶底高），以免空气中的微生物落入瓶口。（三）无菌培养与观察接种后将材料放入培养室或培养箱内培养，温度一般为（252），光照1016h，光强1 0002 000 lx，有的材料需要暗培养。定期观察，继代培养（或转接培养）。七、作业七、作业1、简述植物组织培养操作应注意的问题。2、根据自己的实验统计外植体的污染率、诱导脱分化率植株再生率。实验四实验四 超级苗选择超级苗选择一、实

29、验目的一、实验目的通过实验，初步掌握超级苗选择的方法。二、实验原理二、实验原理任何树种，在大量播种时经常可以观察到个别苗木长势异常突出。如果苗木的立地条件，播种方法和管理措施都近于一致，仍然出现这种苗木，这就可能是其优良遗传特性表现的结果。因此，在苗期按速生性选择苗木，对于林木良种选育有很重要的现实意义。三、实验用具三、实验用具皮尺、钢卷尺、卡尺、记载簿、各种彩色标牌、算盘或计算器。四、实验材料四、实验材料某树种一、二年生苗。五、选择的方法和步骤五、选择的方法和步骤1、苗田概况调查记载调查记载的项目有：苗田名称、地点、土壤情况、耕田制度、播种方法、时间、面积、管理情况和产苗量等。2、苗木生长调

30、查撒播：一是“对角线”调查法，根据播种面积大小，按一定距离设置小样方调查；二是机械抽样调查法，视播种面积大小，间隔35畦抽一样畦，畦上设置23个调查小样方。条播：一般为机械抽样法，在样畦上逢1015行抽一调查样行。样方总面积通常占播种总面积的2%4%。3、计算4、苗木选择（1）确定选择标准按苗高选苗：一般按苗木平均高加34个标准差（+34S）选苗.按高茎比选苗：苗木高茎比一般是成正相关，即苗木越高时一般根茎也愈粗，但也有少数例外，故选苗时，要考虑到苗木粗壮。按苗木生长状况选苗：枝叶繁茂、生健壮、顶芽完整、无病虫害、根系发达。（2）选苗挂牌：根据上述选苗标准在苗木中选苗，凡中选的苗木挂上一编号纸

31、牌，并测量记载其苗高，茎粗和生长状况。（3）起苗：一般利用超级苗营造实生种子园或作为嫁接种子园的砧木。如果进行造林比较试验，还须从其周围起掘一般苗木作为对照，按试验要求造林比较 实验五实验五 遗传力的估算遗传力的估算一、实验目的一、实验目的通过调查和资料分析，明确遗传力在育种中的意通过调查和资料分析，明确遗传力在育种中的意义，学习遗传力的估算方法。义，学习遗传力的估算方法。二、实验原理二、实验原理遗传力指的是亲本传递某一性状的能力，是当前遗传力指的是亲本传递某一性状的能力，是当前育种领域中广为应用的一个统计学估值，有广义育种领域中广为应用的一个统计学估值，有广义遗传力和狭义遗传力之分。前者指遗

32、传方差占表遗传力和狭义遗传力之分。前者指遗传方差占表型方差的比值；后者指遗传方差中基因相加放在型方差的比值；后者指遗传方差中基因相加放在方差对表型方差的比例。狭义遗传力的估算中排方差对表型方差的比例。狭义遗传力的估算中排除了显性偏差、上位性效应和环境的影响，所得除了显性偏差、上位性效应和环境的影响，所得结果较广义遗传力更为可靠。结果较广义遗传力更为可靠。遗传力的概念遗传力的概念(一一)、概念、概念 数量性状的表现型值（数量性状的表现型值（P）是其基因型值（）是其基因型值（G）和环境（）和环境（E）共同作用的结果，即：共同作用的结果，即：PGE 在基因型和环境间没有互作的前提下，一个群体的在基因

33、型和环境间没有互作的前提下，一个群体的表型值变量表型值变量=基因型值变量十环境变量，即基因型值变量十环境变量，即 VP=VG十十VE,或或P=G+e 基基因因型型变变量量分分解解为为三三个个组组成成部部分分。即即基基因因加加性性效效应应变变量量(VA)、显性变量显性变量(VD)和上位变量和上位变量(VI)。基基因因加加性性效效应应变变量量：是是指指等等位位基基因因和和非非等等位位基基因因间间累累加加作作用用引引起的变量起的变量;显性变量：显性变量：是指等位基因间相互作用引起的变量是指等位基因间相互作用引起的变量;上上位位变变量量：是是指指非非等等位位基基因因间间相相互互作作用用引引起起的的变变

34、量量。后后两两部部分分变量统称为非加性遗传变量变量统称为非加性遗传变量(VNA)。基因型基因型变变量可以用下式表示：量可以用下式表示：V VG G=V=VA A+V+VD D+V+VI I 于是，表于是，表现现型型变变量的公式可以表示量的公式可以表示为为：V VP P=V=VA A+V+VD D十十V VI I十十V VE E=V=VA A十十V VNANA十十V VE E基基因因型型总总变变量量占占表表现现型型变变量量的的比比值值，是是广广义义遗遗传传力力（HH），包包括加性效括加性效应应和非加性效和非加性效应应两两类遗传变类遗传变量。量。,即即基基因因加加性性效效应应变变量量占占表表现现型

35、型变变量量的的比比值值，是是狭狭义义遗遗传传力力(h)(h)，即即 根据根据选择选择差和得到的差和得到的实际实际改良效果估算的改良效果估算的遗传遗传力，叫力，叫现实现实遗传遗传力力（）。）。它是它是选择选择响响应应与与选择选择差之比，即：差之比，即：=R/S(二二)遗传力的性质遗传力的性质1、不易受环境影响性状的遗传力较易受环境、不易受环境影响性状的遗传力较易受环境影响办理状要高；影响办理状要高；2、变变异异系系数数小小的的性性状状的的遗遗传传力力较较变变异异系系数数大大的性状高；的性状高；3、质质量量性性状状（经经数数量量化化处处理理）的的遗遗传传力力较较数数量性状的高。量性状的高。在在理理

36、论论上上遗遗传传力力值值应应介介于于01之之间间。当当性性状状完完全全受受环环境境条条件件作作用用时时，遗遗传传力力为为0；完完全全受受遗遗传传因因子子控控制制时时，遗遗传传力力等等于于1。由由于于估估算算方方法法不不精精确确，取取样样不不恰恰当当，遗遗传传力力可可能能超超出出理理论论估估算算范围。范围。表表6-1 一些树种高、木材比重和干形的狭义遗传力估值一些树种高、木材比重和干形的狭义遗传力估值（三）影响遗传力的因素（三）影响遗传力的因素1 群群体体：估估算算出出来来的的遗遗传传力力只只适适用用于于在在特特定定时时间间和和空空间间下下用用于于估估算算遗遗传传力力的的那那个个群群体体。群群体

37、体不不同同，估估算算出出来来的的遗遗传传力力不不会会完完全相同。全相同。2 环环境境：同同一一类类苗苗木木，在在不不同同环环境境条条件件下下，如如一一批批生生长长在在温温室室，另另一一批批生生长长在在大大田田，在在温温室室内内因因环环境境方方差差小小，遗遗传传力力会会比比大大田田的高。的高。3 林林分分年年龄龄：年年龄龄不不同同，控控制制性性状状表表现现的的基基因因会会改改变变，遗遗传传力力的估值也有不同。的估值也有不同。4 估算方法：计算不同，所得遗传力估值也不同。估算方法：计算不同，所得遗传力估值也不同。总总之之，遗遗传传力力的的估估算算会会受受供供试试材材料料的的性性质质、群群体体大大小

38、小、取取样样方方法法、估估算算方方法法、试试验验条条件件等等等等影影响响，它它是是一一个个方方差差，不不是是固固定定值值。因因此此，由由遗遗传传力力估估算算出出来来的的改改良良效效果果，在在应应用用时时是是有有条条件件的的，估估算算值值在在多多数数情情况况下下只只表表示示相相对对的的大大小小，不不可可能能确确切切须须步步改良效果。改良效果。n三、实验材料三、实验材料n某一植物不同杂交组合的杂交亲本，杂种F1、F2 和B1(F1P1)、B2(F1P2)材料。n四、实验方法与步骤四、实验方法与步骤n根据以下两组资料，按公式分别求算遗传力。遗传力的估算遗传力的估算（一）由无性系估算广义遗传力（一）由

39、无性系估算广义遗传力（二）由亲一子关系估算狭义遗传力（二）由亲一子关系估算狭义遗传力（三）由自由授粉子代材料估算遗传力（三）由自由授粉子代材料估算遗传力（四）由控制授粉子代材料估算遗传力（四）由控制授粉子代材料估算遗传力（一）由无性系估算广义遗传力（一）由无性系估算广义遗传力 主要步骤如下：主要步骤如下：(1）把原株繁殖成无性系，每个无性系含若干株；）把原株繁殖成无性系，每个无性系含若干株；(2)按田间设计要求栽种；按田间设计要求栽种；(3)按无性系进行性状观测，得观测值；按无性系进行性状观测，得观测值；(4）对数据作变量分析，列出变量分析表；）对数据作变量分析，列出变量分析表；(5）根据变量

40、计算遗传力（重复力）。）根据变量计算遗传力（重复力）。表表6-2 杨树无性系高生长变量分析杨树无性系高生长变量分析期望均方值期望均方值 遗传力遗传力 例例6-1：有：有8个杨树无性系，每个无性系含个杨树无性系，每个无性系含5株株(r),对对3年生时树高年生时树高作变量分析，结果如表。作变量分析，结果如表。（二）由亲一子关系估算狭义遗传力（二）由亲一子关系估算狭义遗传力 由子代与一个亲本的回归系数估算遗传力由子代与一个亲本的回归系数估算遗传力回归系数可按下式计算回归系数可按下式计算 式中：式中：X 亲本性状观测值亲本性状观测值 Y 子代性状观测值子代性状观测值在用回归系数估算遗传力时应当注意下列

41、各点：在用回归系数估算遗传力时应当注意下列各点：（1）亲亲子代的子代的树龄树龄必必须须一致或相近；一致或相近；（2）亲亲子代子代应处应处于相同或相似的于相同或相似的环环境条件下；境条件下；（3）测测量量亲亲子代性状的子代性状的单单位位应应相同。相同。例例6-2：设设在油松人工林中在油松人工林中选择选择10株株优树优树，分，分别别采种，按采种，按家系育苗造林。家系育苗造林。优树优树10年生年生树树高与其子代高与其子代10年生年生树树高平均高平均值值列入表列入表6-3母树号母树号母树母树(z)(z)子代子代(y)(y)1 12 23 34 45 56 68 89 910102 20 02 25 5

42、3 30 02 21 12 24 42 23 32 22 22 28 82 26 62.72.72 24 42.22.22 25 52 23 32 21 12 28 81 19 92.52.52.42.43.03.0（三）由自由授粉子代材料估算遗传力（三）由自由授粉子代材料估算遗传力1.由没有区组重复的田间设计材料估算由没有区组重复的田间设计材料估算设设有有f个个家家系系，每每个个家家系系有有r株株苗苗，则则共共有有fr个个数数据据。变变量量分分析析的的模模式如表式如表6-4。表表6-4 f6-4 f个家系，个家系，r r次重复次重复变变量分析模式表量分析模式表例例6-3：从：从侧侧柏人工林中

43、柏人工林中选择选择的的8株株树树上分上分别别采种，并按家系育苗采种，并按家系育苗造林。子代造林。子代4年生年生时测时测量各家系全部量各家系全部12株苗木的高生株苗木的高生长长，结结果如表果如表6-5。表表6-5 侧侧柏半同胞家系柏半同胞家系单单株高生株高生长长（cm）将上列数据列出变量分析表：将上列数据列出变量分析表：表表6-6 侧侧柏半同胞家系高生柏半同胞家系高生长变长变量分析量分析由于半同胞子代基因型值（由于半同胞子代基因型值（G）是亲本育种值（）是亲本育种值（A）的一半，根据变量性质，有：）的一半，根据变量性质，有：于是，若按半同胞单株的表现进行选择，可用下列公式估算单株遗传力于是，若按

44、半同胞单株的表现进行选择，可用下列公式估算单株遗传力从从期期望望均均方方的的结结构构可可知知，家家系系均均方方（Mf）既既包包含含了了家家系系的的遗遗传传变变量量，又又包包含含了了环环境境变变量量。因因此此，如如按按家家系系平平均均值值选选择择时时，可可用用家家系系均均方方中中遗遗传传变变量量部部分分占占家家系系均方的比值作为家系遗传力的估计值。根据本例均方结构，有：均方的比值作为家系遗传力的估计值。根据本例均方结构，有：家系遗传力家系遗传力本例的家系遗传力公式还可写成下列形式本例的家系遗传力公式还可写成下列形式2由由单单点完全随机区点完全随机区组组材料估算材料估算 f个家系，个家系，b次重复

45、，次重复，n株小区的分析模式如表株小区的分析模式如表6-7 3由多点完全随机区由多点完全随机区组组材料估算材料估算f个家系，个家系，s个造林点，个造林点，b次重复（区组），次重复（区组），n株小区的变量分析模式如表株小区的变量分析模式如表6-8。表表6-8 变变量分析模式表量分析模式表由由变变量分析求得各均方量分析求得各均方值值后，可通后，可通过过表表6-8期望模式作期望模式作简单计简单计算，求得各算，求得各变变量量组组分。分。的分量的分量=(MF-MFS)/nbs。求得。求得变变量量组组分后，即可估算分后，即可估算遗传遗传力。力。例例6-4：设松树种子园自由授粉半同胞家系（：设松树种子园自由授粉半同胞家系（f）为）为29个，在个，在3个地点（个地点（s）作完全）作完全随机组造林试验，每个地点重复（随机组造林试验，每个地点重复（b)6次，次，10株（株（n）小区。变量分析结果如下表：）小区。变量分析结果如下表：表表6-9 多点半同胞子代测定变量分析多点半同胞子代测定变量分析 n五、实验作业五、实验作业n提交实验报告一份。