Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Тұқымдық бақ – жаппай түрде жақсартылған тұқымдарды өндіруге арналған, белгілі бір тәртіппен орналастырылған ағаштардың қарқынды басқарылатын егістігі, осы тұқымдардан өсімдіктер өсіру немесе жаңа орманды құру үшін қолданылады.
A seed orchard is an intensively managed plantation of specifically arranged trees for the mass production of genetically improved seeds to create plants, or seeds for the establishment of new forests.
Жалпы
Тұқымдық баулар – генетикалық жағынан жақсартылған материалды өсіру популяциясынан өндірістік популяцияларға (орманға) беру үшін қолданылатын жаппай көбейтудің кең таралған әдісі және осы себепті оларды көбінесе "көбейту" популяциялары деп атайды. Тұқымдық баулар көбінесе таңдалған генотиптердің қаушаптарынан (вегетативтік көшірмелері) құралады, бірақ тұқымдық бауларды ұрпақтарды сынаумен біріктіру мақсатында да жасайды. Тұқымдық баулар – тұқым өсіру бағдарламалары мен жаңарту плантацияларын құру арасындағы берік байланыс. Олар тұқым өндіру аймақтарынан, тұқымдық егістіктерден немесе жақсартылмаған егістіктерден алынған тұқымдармен салыстырғанда, жоғары генетикалық сапалы тұқым өндіру үшін жобаланып, басқарылады.
Seed orchards are a common method of mass multiplication for transferring genetically improved material from breeding populations to production populations (forests) and in this sense are often referred to as "multiplication" populations. A seed orchard is often composed of grafts (vegetative copies) of selected genotypes, but seedling seed orchards also occur mainly to combine orchard with progeny testing. Seed orchards are the strong link between breeding programs and plantation establishment. They are designed and managed to produce seeds of superior genetic quality compared to those obtained from seed production areas, seed stands, or unimproved stands.
Материал және асыл тұқымды популяциямен байланыс
Бірінші буын тұқымдық бау-бақшаларда ата-аналар әдетте фенотип бойынша таңдалған ағаштар болады. Кемілдеген буын тұқымдық бау-бақшаларда бау-бақша ағаш селекциясының нәтижесін пайдаланады, ал ата-аналар сынақтан өткен клондар немесе туыстар ішінде таңдалуы мүмкін. Тұқымдық бау-бақшалардың өнімді өмірлік циклын селекциялық популяцияның цикл уақытымен синхрондау тиімді. Тұқымдық бау-бақшада ағаштарды бір-бірімен байланысты жеке тұлғаларды немесе клондалған көшірмелерді бөлек орналастыруға болатын схема бойынша орналастыруға болады. Тұқымдық бау-бақшалар – генетикалық жақсарту бағдарламаларын іске асыру құралы, онда генетикалық үлпа мен түрліліктің арақатынасы ең маңызды мәселе болып табылады. Тұқымдық бау-бақшаның тұқымдық өнімдерінің генетикалық үлпасы, ең алдымен, бау-бақша ата-аналарының генетикалық артықшылығына, нәтижеде алынған тұқымдық өнімдерге гаметтік үлеске және сыртқы тұқымдық бау-бақшалардан келген тозаңның араласуына байланысты.
In first generation seed orchards, the parents usually are phenotypically selected trees. In advanced generation seed orchards, the seed orchards are harvesting the benefits generated by tree breeding and the parents may be selected among the tested clones or families. It is efficient to synchronise the productive live cycle of the seed orchards with the cycle time of the breeding population. In the seed orchard, the trees can be arranged in a design to keep the related individuals or cloned copies apart from each other. Seed orchards are the delivery vehicle for genetic improvement programs where the trade off between genetic gain and diversity is the most important concern. The genetic gain of seed orchard crops depends primarily on the genetic superiority of the orchard parents, the gametic contribution to the resultant seed crops, and pollen contamination from outside seed orchards.
Тұқымдық жеміс бақшалары дақылдарының генетикалық әртүрлілігі
Тұқым өндіру және гендік әртүрлілік, тұқымдық бау-бақшалар сияқты жақсартылған материалдарды қолданғанда маңызды аспекті болып табылады. Тұқымдық бау-бақшалардың өнімдері көбінесе шектеулі сандағы ағаштардан алынады. Бірақ егер бұл желмен тозаңданатын кең таралған түр болса, көптеген тозаңдар тұқымдық бау-бақшаның сыртынан келіп, генетикалық әртүрлілікті кеңейтеді. Бірінші буын тұқымдық бау-бақшалардың генетикалық жетістігі үлкен емес, ал тұқымдық бау-бақшалардың ұрпақтары жақсартылмаған материалдармен жақын болады. Тұқымдық өнімдердің гендік әртүрлілігіне бау-бақшадағы ата-аналардың туыстығы, ата-аналардың өнімділігінің айырмашылығы және тозаңның араласуы ықпал етеді.
Seed production and gene diversity is an important aspect when using improved materials like seed orchard crops. Seed orchards crops derive generally from a limited number of trees. But if it is a common wind pollinated species much pollen will come from outside the seed orchard and widen the genetic diversity. The genetic gain of the first generation seed orchards is not great and the seed orchard progenies overlap with unimproved material. Gene diversity of the seed crops is greatly influenced by the relatedness (kinship) among orchard parents, the parental fertility variation, and the pollen contamination.
Басқару және практикалық мысалдар
Тұқымдық бау-шаруашылықтар әдетте жақсы сапалы тұқымның тұрақты және көп өнімін алу үшін басқарылады. Осы мақсатқа жету үшін, әдетте келесі әдістер қолданылады: бау-шаруашылықтар оңтүстікке қарай беткейлі, тегіс жерлерде құрылады (бау-шаруашылықты күтіп-ұстау және тұқым өндіру үшін жақсы жағдайлар), бір түрдің өкілдері бір-біріне жақын орналаспауы (күшті тозаңданудың алдын алу), өз тозаң бұлтымен өндіріліп, негізінен тозаңдану үшін жеткілікті аумақ, қатарлар арасындағы жолдарды тазалау, тыңайту және қосымша тозаңдау. Тұқымдық бау-шаруашылықтың генетикалық сапасын генетикалық іріктеу және таңдамалы жинау арқылы жақсартуға болады. АҚШ-тағы оңтүстік сары қарағай плантациялық орман шаруашылығында, дерлік барлық өсімдіктер тұқымдық баулардан өсіріледі және көптеген плантациялар отбасылық участақтарға отырғызылады, осылайша тұқымды өңдеу, өсімдік өндіру және плантация кезінде әр клондан алынған өнім бөлек сақталады.
Seed orchards are usually managed to obtain sustainable and large crops of seeds of good quality. To achieve this, the following methods are commonly applied: orchards are established on flat surface sites with southern exposure (better conditions for orchard maintenance and for seed production), no stands of the same species in close proximity (avoid strong pollen contamination), sufficient area to produce and be mainly pollinated with their own pollen cloud, cleaning the corridors between the rows, fertilising, and supplemental pollination. The genetic quality of seed orchards can be improved by genetic thinning and selective harvesting. In plantation forestry with southern yellow pines in the United States, almost all plants originate from seed orchards and most plantations are planted in family blocks, thus the harvest from each clone is kept separate during seed processing, plant production and plantation.
Соңғы тұқымдық жеміс бақшалар зерттеулері
Клондардың тиімді саны (әртүрлілігі, мәртебелік саны, гендік әртүрлілігі) мен генетикалық үлпа арасындағы оңтайлы тепе-теңдік клоналдық үлестерді (ақалардың саны) генетикалық құндылыққа пропорционалды (сызықтық тәуелділік) ету арқылы ("сызықтық қолдану") қол жеткізіледі. Бұл бірнеше болжамдарға байланысты, соның бірі – тұқымдық бақтың өнімділігіне үлесі ақалардың санына пропорционалды. Алайда, ақалардың саны артық болған сайын, тиімсіз өзіндік тозаңдануға байланысты тозаңның бір бөлігі жоғалады. Бірақ осыны ескергеннің өзінде, сызықтық қолдану өте жақсы жуықтау болып табылады. Бұрын генетикалық үлпаның артуы клондардың тиімді санының төмендеуімен қатар жүреді деп есептелген, бірақ кейбір тепе-теңсіз тұқымдық бақшаларға сызықтық қолдану алгоритмін қолданғанда, генетикалық сүректеу арқылы екеуін де бір уақытта қол жеткізуге болатыны көрсетілді. Тұқым жинау қабілеті басқа зерттеулерде көрсетілгендей, клондар арасында айқын айырмашылықты көрсетпейді, бұл шотланд шыршасының нақты тұқым өндірісі үшін тиісті емес болуы мүмкін. Шотланд шыршасының клоналдық архивіндегі конус жинағының көрсеткіштері тұқымдық бақшалардағы бірдей клондардың көрсеткіштерімен айқын байланыс көрсетпеді. Сондықтан, жақсы тұқым жинағы бар клондарды таңдау арқылы тұқым жинағын арттырудың мағынасы жоқ сияқты. Ағаш селекциясының жетістіктерімен жаңа тұқымдық бақшалар ескілерінен генетикалық жағынан жақсы болады. Бұл тұқымдық бақтың экономикалық қызмет ету мерзімі үшін маңызды фактор. Швециялық шотланд шыршасына қатысты есептер 30 жылдық экономикалық қызмет ету мерзімін ұсынды, бұл қазіргі мерзімнен кем. Желмен тозаңданатын маңызды түрлердің тұқымдық бақшалары ағаштардың көп тозаң шығара бастағанға дейін тұқым өндіруді бастайды. Осылайша, тозаңның барлық немесе көп бөлігі тұқымдық бақтың сыртындағы ағаштардан алынады. Есептеулер көрсеткендей, тұқымдық бақша тұқымдары ескі және толысқан тұқымдық бақшаларға немесе жабайы тұқымдарға қарағанда жақсы балама болып табылады деп күтілуде. Ерте тұқымдардың артықшылықтары, мысалы, өзіндік тозаңданудың немесе туысқандық жұптасудың болмауы және жоғары әртүрлілік оң факторлар болып табылады. Сыналған клондармен шведтік шырша бақшаларында 20-25 клондар болуы мүмкін, жақсыларынан көбірек, нашарларынан азырақ ақалармен, тиімді ақалар саны 15-18-ге жетеді. Клондардың санының артуы генетикалық үлпаның қажетсіз жоғалуына әкеледі. Клондардың санының азаюы қазіргі баламалардан жақсы болуы мүмкін. АҚШ-тың оңтүстік қарағайлары үшін жартылай клондармен шектелуі оңтайлы болуы мүмкін. Орман ағаштарының селекциясы жоғары буынға жеткенде, тұқымдық бақшаларға үміткерлер туыс болады және тұқымдық бақшаларда туыс клондардың қаншалықты төзімді болуы мүмкін деген сұрақ маңызды болады. Гендік әртүрлілік инбридтен гөрі маңыздырақ сияқты. Егер үміткерлердің саны тұқымдық бақша үшін қажеттіден кем дегенде сегіз есе көп әртүрлілікке (мәртебелік санға) ие болса, қатынастар шектелмейді және клондар әдеттегідей қолданылуы мүмкін, бірақ жартылай және толық бауырлар үшін шектеулер қойылады. Егер үміткерлер популяциясы аз әртүрлілікке ие болса, онда күрделі алгоритмдер қажет.
The optimal balance between the effective number of clones (diversity, status number, gene diversity) and genetic gain is achieved by making clonal contributions (number of ramets) proportional (linearly dependent) to the genetic value ("linear deployment"). This is dependent on several assumptions, one of them that the contribution to the seed orchard crop is proportional to the number of ramets. But the more ramets the larger the share of the pollen is lost depending on ineffective self pollination. But even considering this, the linear deployment is a very good approximation. It was thought that increasing the gain is always accompanied by a loss in effective number of clones, but it has shown that both can be obtained in the same time by genetic thinning using the linear deployment algorithm if applied to some rather unbalanced seed orchards. The seed set ability is not that drastic among clones as has been shown in other investigations which are probably less relevant for actual seed production of Scots pine. The correlations of cone set for Scots pine in a clonal archive was not well correlated with that of the same clones in seed orchards. Thus it does not seem meaningful to increase seed set by choosing clones with a good seed set. As supporting tree breeding make advances, new seed orchards will be genetically better than old ones. This is a relevant factor for the economic lifetime of a seed orchard. Considerations for Swedish Scots pine suggested an economic lifetime of 30 years, which is less than the current lifetime. Seed orchards for important wind pollinated species start to produce seeds before the seed orchard trees start to produce much pollen. Thus all or most of the pollen parents are outside the seed orchard. Calculations indicates that seed orchard seeds are still to be expected to a superior alternative to older and more mature seed orchards or stand seeds. Advantage of early seeds like absence of selfing or related matings and high diversity are positive factors in the early seeds. Swedish conifers orchards with tested clones could have 20–25 clones with more ramets from the better and less from the worse so effective ramet number is 15–18. Higher clone number results in unneeded loss of genetic gain. Lower clone numbers can still be better than existing alternatives. For southern pines in United States it may be optimal with half as many clones. When forest tree breeding proceeds to advanced generations the candidates to seed orchards will be related and the question to what degree related clones can be tolerated in seed orchards become urgent. Gene diversity seems to be a more important consideration than inbreeding. If the number of candidates have at least eight times as much diversity (status number) as required for the seed orchard relations are not limiting and clones can be deployed as usual but restricting for half and full sibs, but if the candidate population has a lower diversity more sophisticated algorithms are needed.