Ford2015 近交对火炬松生长和质量性状的影响

Ford GA, McKeand S, Jett JB, Isik F (2015) Effects of inbreeding on growth and reproductive traits in loblolly pine. For Sci 61:579–585. doi: 10.5849/forsci.13-185
近交对火炬松生长和质量性状的影响

研究了两种火炬松（Pinus taeda L.）的近亲交配的影响。来自美国南部的每一个沿海平原和山麓原产地的十个亲本树被交配以产生异交（F = 0），半同胞交配（F = 0.125），全同胞交配（F = 0.25） （F = 0.5）后代。生长和质量性状在9代的四个近亲繁殖水平的后代中测量。近交降低高度生长高达21％，茎体积高达33％，但不影响茎平直度或梭形锈病发病率。正如从定量遗传学理论所预期的，近亲繁殖抑制在更密切相关的个体之间的杂交中更加显着。对近亲繁殖的反应在亲本组内在每个近亲繁殖水平上不同，特别是取决于花粉来源。大多数母体组显示出与增加的近交相一致的活力下降。然而，一个特定的亲本组实际上具有阳性生长反应，表明可以选择这样的基因型用于先进代育种，特别是当育种策略利用相关个体之间的杂交时。近亲繁殖水平之间和亲本之间近亲繁殖水平的变化给森林树种的育种策略提出了机遇和挑战。

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介绍
近亲繁殖是由亲缘关系的个体的交配，并且近交系数F是在个体的任何基因座上的两个等位基因通过下降是相同的概率（Falconer和Mackay 1996，第58页）。近交繁殖抑制是一种可观察到的近交繁殖的效应，特别是与适应性有关的性状，其中性状的平均表型值如生殖能力，活力和生理效率降低（Wright 1922，Falconer和Mackay 1996，第247页-248，Charlesworth和Willis 2009）。与健康无密切关系的性状经常显示由于增加近交而没有变化（Falconer和Mackay 1996，第248页）。针叶树改良计划历史上一直保持大的种群规模，目的是避免或最小化近交的积累（Williams和Savol-ainen 1996）。近亲繁殖不是第一代针叶树改良计划中的问题，因为从野生中选择以形成育种群体的树木通常选自不同的栽培种，并且通常假定是不相关的（Wu等人1998）。
在美国南部的大部分火炬松（Pinus taeda L.）育种程序已经进展到第三代或第四代选择和育种（McKeand和Bridgwater 1998，McKeand等人2003）。在繁殖和选择的多个循环中，育种群体中个体之间的相关性预期增加。相关个体之间的交配更可能发生在较小的人群中，而不是较大的人群中（Falconer和Mackay，1996，第57页）。因此，在后代育种中近亲繁殖的可能性增加。除了更大的主干种群，许多针叶树改良计划已委托“精英”种群（Williams和Hamrick 1996）。在育种人群的最佳选择之间进行聚焦育种是一种试图在更短的时间段内增加获得，并强调对更具体的产品目标的选择（McKeand和Bridgwater 1998）。精英群体的大大限制的大小允许近亲繁殖发生得更快的可能性。管理近交应是育种种群管理策略的一部分（Wu et al。1998）。对近亲繁殖对针叶树生长和生殖性状的基本影响的研究对于规划未来世代的树木改良至关重要。对近亲繁殖抑制的可靠估计将描述育种种群相关交配的风险。此外，对近亲繁殖的反应将能够洞察物种的交配历史（Byers和Waller 1999）。检测较低水平的近亲繁殖与比较自交与异交同样重要，因为在繁殖种群中可能首先遇到的较不严重的情况（Sniezko 1984，Williams和Savolainen 1996）。针叶树中相关交配的后代通常表现出生长性状的近交抑制。挪威云杉（Picea abies L.Karst）的自交导致了25-33％的年龄（5-10岁）的近亲繁殖抑郁症（Skrøppa1996）。 11年生马松松（Pinus pinaster Aiton）表现出相对于外交的近亲繁殖减少。半同胞，全同胞，S1（自生的一代）和S2（两代自交）的后代体积分别减少11％，20％，45％和63％（Durel等。1996）。近亲繁殖对茎平直度和针叶树的病害发生率的影响的趋势不太清楚，差异很大。与异型杂交相比，自交辐射松（Pinus radiata D.Don）杂交的后代对两种针状病害的抗性较低（Wilcox 1983）。根据Snyder（1972），斜ash松（Pinus elliottii Engelm。）自身与梭鲈的腐朽感（由白the the的真菌（Berk。）Miyabe ex Shirai f.sp.fusiforme）相比发生较少的发生（18％） （34％）。杂交的半同胞和全同胞亲本之间的交叉显示在梭形锈病的发生率没有差异，但家庭在增加近交的反应不相同（Matheson等人1995）。 7岁的辐射松的自交后代表现出12％的直立性近亲繁殖抑制（Wilcox 1983）。相对于海洋松木异交，半同胞，全同胞，S1和S2的后代分别为13,18,20和23％（Durel等人，1996）。 11-12岁的斜角松在平直度上没有变化，或者半同胞和全同胞育种出现分岔（Matheson et al。1995）。重要的是要了解对遗传条目中近亲繁殖的响应的变异性。如果所有亲本树对近亲繁殖的各种水平反应相似，则可以在整个育种群体中实施一般处方。然而，如果反应存在显着变化，管理育种的一般处方将不适当。本研究旨在解决两个目标：通过测量高度，体积，梭形锈发生率和近交后代的茎平直度来评估火炬松树木对不同程度的近交的响应，并检查遗传背景和近亲繁殖水平之间的相互作用。