Введение

Аспект лесного хозяйства/лесоводства
Древесное селекционирование – это применение принципов генетики, репродуктивной биологии и экономики для генетического улучшения и управления лесными деревьями. В отличие от селекционного разведения скота, зерновых культур и садовых цветов на протяжении последних нескольких столетий, селекция деревьев, за исключением плодовых, является относительно недавним явлением. Типичная программа древесного селекционирования начинается с отбора лучших фенотипов (плюс-деревьев) в естественном или посаженном лесу, часто на основе скорости роста, формы дерева и признаков адаптации к условиям произрастания. Это применение массового отбора повышает средние показатели леса. Потомство получают от отобранных деревьев и выращивают на испытательных плантациях, которые служат генетическими опытами. На основе этих испытаний можно отобрать лучшие генотипы среди родительских деревьев. Отобранные деревья обычно размножают семенами или черенкованием, а семенные плантации создаются, когда требуется улучшенный посевной материал. В качестве альтернативы, лучшие генотипы можно непосредственно размножать черенками или методами in vitro и использовать непосредственно в клональных плантациях. Первая система часто используется для сосен и других хвойных пород, в то время как вторая характерна для некоторых лиственных пород (тополя, эвкалипты и другие). Цели программы древесного селекционирования варьируются от повышения урожайности и адаптации к конкретным условиям до устойчивости к вредителям и болезням, свойств древесины и т.д. В настоящее время древесное селекционирование начинает использовать быстрый прогресс в области генетики и геномики растений.

Оптимизация

Производители древесины стремятся повысить эффективность своей деятельности за счет оптимизации селекции деревьев. Ученые разрабатывают инструменты, направленные на повышение эффективности программ селекции. Оптимизация может заключаться в адаптации стратегий и методов к конкретным видам, группам популяций, структуре генетической изменчивости и способу наследования важных признаков для достижения максимальной выгоды за единицу времени. Оптимизация обычно проводится на следующих уровнях: стратегия селекции (соответствующая интенсивность селекции, структура и размер селекционной популяции, план поддержания генетического разнообразия), методы селекции (типы скрещиваний, методы испытаний и отбора, размер и продолжительность испытаний популяции) и методы внедрения генетически улучшенного материала (семенные плантации и клональное лесоводство: генетический вклад, размер). Часто используются компьютерные симуляторы: стохастические – основанные на детерминированных и случайных алгоритмах; и детерминированные – основанные на детерминированных алгоритмах. Стратегии селекции сравнивались по годовому прогрессу в долгосрочной селекции при заданных годовых затратах, учитывая генетический прирост, генетическое разнообразие, составляющие затрат и временные составляющие. Для ели обыкновенной представляется выгодным клонировать полные родственные группы, а затем проводить отбор по клональной продуктивности, в то время как для сосны обыкновенной наиболее эффективной представляется двухэтапная стратегия: сначала фенотипический предварительный отбор, а затем испытание потомства отобранных деревьев.

Улучшение состояния деревьев

Генетически изменчивая популяция и метод отбора генетически превосходящих особей обеспечивают основу для улучшения деревьев путем селекции. По сути, программа улучшения деревьев направлена на выделение и оценку генетической составляющей изменчивости в одном или нескольких интересующих признаках. В простейшей схеме циклы отбора сокращают доступную популяцию в определенном направлении для усиления желаемых признаков, а затем размножение отобранных деревьев используется для расширения популяции с улучшенными характеристиками. Стратегии селекции варьируются в зависимости от вида и целей, но все они используют схемы скрещивания для получения информации и нового материала. Выбор подходящей стратегии селекции и схемы скрещивания является ключевым решением в любой программе селекции. Kiss (1986) использовал двухфакторный дизайн в Британской Колумбии для изучения изменчивости внутри и между отдельными популяциями белой ели, как в Британской Колумбии, так и в восточной части Северной Америки. Программа селекции белой ели, начатая в 1986 году Канадской лесной службой в Приморских провинциях, использовала два типа скрещивания: поликросс для оценки клонов по общей комбинационной способности и парное скрещивание для получения материала для селекции второго поколения (Fowler et al. 1988). Систематический обзор Ньютона (2003) о реакции прироста белой ели и трех других североамериканских хвойных пород на методы улучшения лесных деревьев показал, что правильный отбор потомства по происхождению может обеспечить прирост высоты молодняка примерно на 12% к 20 годам для белой ели и соответствующий прирост товарной продуктивности (среднегодового прироста товарного объема древесины) на 26% к 50 годам для плантаций, созданных при номинальной начальной плотности на участках среднего и хорошего качества. Кроме того, предварительные оценки, полученные на основе отдельных исследований, показали, что стратегии отбора первого поколения для белой ели могут увеличить товарную продуктивность примерно на 20% к 45 годам.

Избранная библиография

Уайт, Т. Л., Адамс, У. Т. и Нил, Д. Б. 2007. Лесная генетика, CABI. 2007 Госта Эриксон, Ингер Экберг и Дэвид Клэпхэм. Введение в лесную генетику. 1984. Прикладное лесоводство: улучшение лесных пород. Брюс Зобель, Джон Талберт, Университет Северной Каролины, John Wiley & Sons, Inc.