Кіріспе
Орман шаруашылығының аспектісі/Орман өсіруі
Tree breeding is the application of genetic, reproductive biology and economics principles to the genetic improvement and management of forest trees. In contrast to the selective breeding of livestock, arable crops, and horticultural flowers over the last few centuries, the breeding of trees, with the exception of fruit trees, is a relatively recent occurrence. A typical forest tree breeding program starts with selection of superior phenotypes (plus trees) in a natural or planted forest, often based on growth rate, tree form and site adaptation traits. This application of mass selection improves the mean performance of the forest. Offspring is obtained from selected trees and grown in test plantations that act as genetic trials. Based on such tests the best genotypes among the parents can be selected. Selected trees are typically multiplied by either seeds or grafting and seed orchards are established when the preferred output is improved seed. Alternatively, the best genotypes can be directly propagated by cuttings or in vitro methods and used directly in clonal plantations. The first system is frequently used in pines and other conifers, while the second is typical in some broadleaves (poplars, eucalypts and others). The objectives of a tree breeding program range from yield improvement and adaptation to particular conditions, to pest and disease resistance, wood properties, etc. Currently, tree breeding is starting to take advantage of the fast development in plant genetics and genomics.
Ағаш өсіру – генетикалық, репродуктивтік биология және экономика принциптерін орман ағаштарының генетикалық жақсартуы мен басқаруына қолдану. Соңғы бірнеше ғасырлар бойы мал шаруашылығында, егін шаруашылығында және гүл өсірудегі селекциялық жұмыстардан өзгеше, жеміс ағаштарын қоспағанда, ағаштарды өсіру салыстырмалы түрде жаңа құбылыс. Типик ағаш өсіру бағдарламасы табиғи немесе отырғызылған орманнан жоғары сапалы фенотиптерді (плюс ағаштарды) іріктеуден басталады, көбінесе өсу жылдамдығы, ағаш пішіні және өсетін ортаға бейімделу сипаттамаларына сүйене отырып. Бұл жаппай іріктеу орманның орташа көрсеткіштерін жақсартады. Іріктелген ағаштардан ұрпақтар алынып, генетикалық сынақтар жүргізілетін сынақ плантацияларында өсіріледі. Осындай сынақтардың нәтижесінде ата-аналардың арасынан ең жақсы генотиптер таңдалады. Таңдалған ағаштар әдетте тұқымдар арқылы немесе вегетативтік көбейту (жарып қою) арқылы көбейтіледі, ал жақсы тұқым алу үшін тұқымдық баулар құрылады. Балама ретінде, ең жақсы генотиптер кесінділермен немесе in vitro әдістерімен тікелей көбейтіліп, клоналды плантацияларда тікелей пайдаланылуы мүмкін. Бірінші әдіс көбінесе қарағайлар және басқа шыршалы ағаштар үшін қолданылады, ал екіншісі кейбір жапырақты ағаштарда (тополь, эвкалипт және т.б.) кең таралған. Ағаш өсіру бағдарламасының мақсаттары өнімділікті арттырудан және нақты жағдайларға бейімделуден бастап, зиянкестерге және ауруларға төзімділікке, ағаш қасиеттеріне және т.б. дейін жетеді. Қазіргі уақытта ағаш өсіру өсімдік генетикасы мен геномикасының қарқынды дамуының нәтижелерін пайдалана бастады.
Tree breeding is the application of genetic, reproductive biology and economics principles to the genetic improvement and management of forest trees. In contrast to the selective breeding of livestock, arable crops, and horticultural flowers over the last few centuries, the breeding of trees, with the exception of fruit trees, is a relatively recent occurrence. A typical forest tree breeding program starts with selection of superior phenotypes (plus trees) in a natural or planted forest, often based on growth rate, tree form and site adaptation traits. This application of mass selection improves the mean performance of the forest. Offspring is obtained from selected trees and grown in test plantations that act as genetic trials. Based on such tests the best genotypes among the parents can be selected. Selected trees are typically multiplied by either seeds or grafting and seed orchards are established when the preferred output is improved seed. Alternatively, the best genotypes can be directly propagated by cuttings or in vitro methods and used directly in clonal plantations. The first system is frequently used in pines and other conifers, while the second is typical in some broadleaves (poplars, eucalypts and others). The objectives of a tree breeding program range from yield improvement and adaptation to particular conditions, to pest and disease resistance, wood properties, etc. Currently, tree breeding is starting to take advantage of the fast development in plant genetics and genomics.
Оңтайландыру
Ағаш өсірушілер ағаш селекциясын оңтайландыру арқылы өз қызметін тиімді етуге тырысады. Ғалымдар ағаш селекциялау бағдарламаларының тиімділігін арттыруға бағытталған құралдарды әзірлейді. Оңтайландыру – белгілі бір түрлерге, популяциялар тобына, генетикалық вариацияның құрылымына және маңызды белгілердің мұрагерлік жолына сәйкес стратегиялар мен әдістерді бейімдеу арқылы уақыт бірлігіне ең жоғары пайда алуды білдіреді. Оңтайландыру әдетте келесі деңгейлерде жүзеге асырылады: селекция стратегиясы (селекцияның тиісті қарқыны, селекциялық популяцияның құрылымы мен мөлшері, генетикалық әртүрлілікті сақтау жоспары), селекция әдістері (жұптастыру түрі, сынақ және іріктеу әдістері, сынақ популяциясының мөлшері мен уақыты) және жақсартылған генетикалық материалды пайдалану әдістері (тұқымдық бақшалар және клоналдық орман шаруашылығы: генетикалық үлес, мөлшері). Компьютерлік симуляторлар жиі қолданылады: белгілі және кездейсоқ алгоритмдерге негізделген стохастикалық және белгілі алгоритмдерге негізделген детерминистік. Ұзақ мерзімді селекциядағы жылдық прогресс үшін селекция стратегиялары генетикалық пайда, гендік әртүрлілік, шығындар компоненттері және уақыт компоненттерін ескере отырып, белгілі бір жылдық шығындармен салыстырылды. Норвегия шыршасы үшін толық туысқандық отбасыларды клондау және содан кейін клоналдық өнімділікке негізделген іріктеу тиімді көрінеді, ал шотланд қарағайы үшін екі кезеңді стратегия жақсырақ көрінеді, біріншіден фенотиптік алдын ала іріктеу, содан кейін ұрпақтарды сынау.
Ағаштарды жақсарту
Генетикалық түрленімді популяция және генетикалық жағынан жоғары сапалы жекелерін іріктеу әдісі асылдандыру арқылы ағаштарды жақсартудың негізін құрайды. Асылдандыру бағдарламасының мәні – бір немесе бірнеше маңызды белгілердің генетикалық компонентін анықтап, бағалау болып табылады. Ең қарапайым жағдайда, іріктеу циклдары қажетті қасиеттерін арттыру үшін белгілі бір бағытта қолданыстағы популяцияны қысқартады, содан кейін жақсартылған ерекшеліктері бар популяцияны кеңейту үшін іріктелгендерден өсіріледі. Асылдандыру стратегиялары түрлер мен мақсаттарға қарай өзгеріп отырады, бірақ барлығы жаңа материал мен ақпарат алу үшін жұптасу схемаларын пайдаланады. Тиімді асылдандыру стратегиясын және жұптасу схемасын таңдау – кез келген асылдандыру бағдарламасындағы маңызды шешім. Kiss (1986) Британдық Колумбияда ақ шыршаның жеке және аралық популяцияларындағы айырмашылықты зерттеу үшін, Британдық Колумбияда және Солтүстік Американың шығысында екі деңгейлі схема қолданды. 1986 жылы Канаданың Орман шаруашылығы қызметі бастаған ақ шырша асылдандыру бағдарламасы екі түрлі жұптасуды қолданды: поликросс – клондардың жалпы үйлесімділік қабілетін тексеру үшін; және жұптық жұптасу – екінші буын іріктеуі үшін материал жасау мақсатында (Fowler et al. 1988). Ньютонның (2003) жүйелі шолуында ақ шырша мен Солтүстік Американың басқа 3 қылқан жапырақты ағаштарының орман асылдандыру практикаларына жауабы көрсетілген. Оған сәйкес, ақ шырша үшін дұрыс текті ұрпақтарды іріктеу 20 жылда жас өсімдіктердің биіктігін шамамен 12%-ға арттырады, ал орташа сапалы жерлерде орнатылған плантациялар үшін 50 жылда саудалық өнімділіктің (жылдық саудалық көлемнің орташа өсімі) 26%-ға өсуіне мүмкіндік береді. Сондай-ақ, жекелеген жағдайларды зерттеуден алынған алдын ала бағалаулар ақ шыршаның бірінші буын іріктеу стратегиясы 45 жастан кейін саудалық өнімділікті шамамен 20%-ға арттыра алатынын көрсетті.
Таңдалған библиография
Уайт, Т. Л., Адамс, У. Т. және Нил, Д. Б. 2007 жыл. Орман генетикасы, CABI. 2007 жыл Гёста Эриксон, Ингер Экберг және Дэвид Клэфэм. Орман генетикасына кіріспе. 1984 жыл. Қолданбалы орман ағаштарын жақсарту. Брюс Зобел, Джон Талберт, Солтүстік Каролина мемлекеттік университеті, Джон Уайли және Ұлдары, Inc.