林木育种学-配合力的估算和分析
林木育种学必考
交配设计：根据遗传测定的具体要求和工作条件，对亲本交配组合或制种所作的安排。
1、交配设计的分类与评价（1）不完全谱系设计：只知一个亲本的交配设计。
通常是只知母本、不知父本。
①自由授粉交配设计（重点）：直接从选择的优树上，或从种子园的嫁接植株上采收自由授粉种子，按无性系或单株进行性状测定。
——最简单、最容易、最便宜的获得子代群体的方法；可用于子代测定，能估算亲本的一般配合力；能估算加性遗传方差和遗传力，不能估算非遗传方差（父本未知）和特殊配合力；不能用于高世代育种。
②多系混合花粉交配设计（重点）：用多个没有亲缘关系的父本花粉混合后对待测母本进行授粉的交配设计方法。
——可以估算加性遗传方差、遗传力、母本育种值，不能估算非加性遗传方差和特殊配合力；可能导致育种值估计偏差；不单独用于高世代育种。
（2）完全谱系设计：子代的双亲都已知的交配设计。
①单交：指在一个育种群体中，每一个亲本只与另一个亲本交配一次，或作母本，或作父本，不再参与第二次交配。
——可通过最少的交配组合产生最多数目的没有亲缘关系的子代家系，最适用于高世代育种产生育种群体；维持较大的有效群体大小；不能估算一般配合力，能估算特殊配合力。
②巢式（套式）交配设计：即将亲本分为父本组和母本组，每一组父本与另一组不同母本之间进行交配。
——可估算加性和非加性遗传方差和遗传力。
缺点：只能估算性别组较小的亲本（一般是父本组）的一般配合力，较难用于高世代育种。
③测交系设计（又称析因交配设计）：指人为利用测交系按所有可能的组合与另一个性别组的待测亲本交配。
（测交系是指用来与待测亲本交配的少数亲本或无性系，一般作父本，亦可作母本。
）——能估算方差组分、遗传力、一般配合力和特殊配合力；缺点：得到没有亲缘关系的子代数等于测交系的数目，不利于高世代育种。
④不连续的析因交配设计：将亲本分成几组，在每组内采用析因交配设计。
——能增加没有亲缘关系的子代数目，但由于每一组中的个体是同不同的亲本交配，子代测定的效果不如测交系设计；一般配合力估算有偏差。
林木育种
2.种内多层次变异：环境变异体变异，个体内不同部位的变异。
3.遗传力：反映遗传变量占表型变量的比率p=G+E
17.种源试验方法（论述）：（1）全分布区试验和局部分布区试验，全分布区试验从全分布区采种，试验目的是确定种源之间变异的大小，地理变异规律和变异模式，在全分布试验的基础上，进行局部分布区的试验（2）采种点的确定，采种点选择是否全面，是否有代表性，对能否达到预期试验目的很关键（3）采种林分和采种树的确定：林分的选择，采种母树的确定（4）苗圃试验：育苗措施，苗圃试验阶段的观测（5）造林试验:试验地的选择，试验地的试验设计，制图和标志，造林的实施，造林阶段的观测
8.单株选择：是谱系清楚的选择，根据入选标准，从群体中挑选出优良个体，分别采种或采条，单独繁殖，单独鉴定的选择。
9.家系：由同一植株产生的全部种子（子代），属同一个家系。无性系：从同一植株上采条，通过无性繁殖产生的群体；原株：繁殖成无性系的最初植株；分株：组成无性系的植株。
10.（1）家系选择：把家系作为一个单位，根据家系内个体内的观察值计算家系平均值，按家系平均值大小进行的选择。（2）家系内选择：根据家系内个体表型值距该家系平均表型值的离差选择个体。（3）配合选择：是在优良家系中选择优良单株，是把家系平均表型值和所属家系内个体表型值相结合考虑。（4）无性系选择：通过无性系对比试验，评选出优良无性系的过程。（5）家系选择、家系内选择和配合选择以及无性系选择都属于单株选择。（6）多性状选择方法：连续选择法，独立淘汰法，选择指数法，多世代选择，直接选择与间接选择
林木育种中数据分析的方法介绍
林木育种中数据分析的方法介绍林木遗传改良的目标利用遗传改良的原理以最低的成本获取单位时间内最大的遗传增益。
其中一个重要的环节是估算亲本的遗传参数，包括主要经济性状的遗传力、遗传相关和基因与环境互作等遗传参数。
利用这些参数进一步估算遗传增益和计算多性状综合选择指数。
ASReml为什么适合在林木上应用？首先ASReml是一个用于混合线性模型分析的统计软件，可用来做复杂的遗传分析，包括估计随机效应的方差分析、固定效应值和预测随机效应值。
比较突出的优点是灵活的定义误差和随机效应的方差协方差结构，可以利用系谱信息调整个体间由于群体内非随机交配引起的个体间的遗传关系。
林木群体大小是有限的，在有限的群体内，遗传漂变、近交和选择使得群体内的基因频率发生改变，遗传参数不是常数，ASReml利用分子亲缘相关矩阵的混线性模型可以解释建立群体时遗传均值和方差的改变。
ASReml在林木遗传参数的分析中具有的优越性1、可以处理大量平衡和不平衡数据，由于林木试验具有长期性和复杂性，常会有缺株现象。
ASReml可以对缺失数据进行估计以先非平衡数据林木遗传参数的无偏预测。
2、混合线性模型以及混合模型公式中的R结构和G结构使用灵活。
混线性模型可以处理多个固定和随机效应，可以进行多代和混合交配设计的育种值估计、随机误差相关的多性状分析、随机误差异质的多试验点分析、遗传与环境互作分析、随机误差的空间分析以及分子数据的关联分析和随机回归分析等。
R结构和G结构的灵活使用可以在估算遗传方差组分的同时估算协方差组分，进而计算遗传相关等信息。
3、充分利用林木个体间的分子亲缘关系矩阵进行准确的估计和预测。
对于给定的系谱信息，ASReml将自动创建分子亲缘关系矩阵，用户也可以自己创建特定的分子亲缘关系矩阵进行遗传参数的估计。
4、得到线性组合方差、协方差、遗传相关和标准差。
ASReml的结果文件将详细列出各项遗传参数组分以及显著性检验结果。
5、界面友好且使用快捷。
林木遗传育种题目与答案1
1.试述林木育种的主要方法及其特点？常规育种和生物技术育种常规包括杂交育种和无性系育种生物技术包括组胞工程、基因工程和分子标记。
2.许多树种，（如杉木、泡桐、杨树等）既能进行有性繁殖，又能进行无性繁殖，以你熟悉的某个树种为例，编写其育种育种程序，并且对主要的内容加以说明？广泛收集树木资源研究树种的遗传变异规律选择优良种间变异选用种源间变异选择个体间变异选用无性系间变异3.论述林木遗传测定的种类及其作用种类：1）全同胞子代测定：指用于子代测定的种子是控制授粉获得的。
特点是：父母本都已知，能对优树作出正确定评价，效果好。
但方法复杂，必须进行人工授粉。
2）.半同胞子代测定：指用于子代测定的种子是来自于自由授粉或混合人工授粉特点是：方法复杂简单；但只知道母本，能对优树评价效果较差。
作用：1.估算待测树木（优树）的育种值，正确评价优树，并据此对测定树木（优树）确定取舍。
2.对各种性状进行方差分析；估算各种性状遗传力和配合力，并据此可采用最有效的育种方法。
3.为多世代育种提供没有亲缘关系的繁殖材料。
4.通过田间对比试验，评定遗传增益。
4.论述林木育种中常用的各种交配设计及其优缺点5.论述林木遗传力的性质及其常用估算方法遗传力的性质1）不易受环境影响性状的遗传力较易受环境影响的性状遗传力要高；2）变异系数小的性状的遗传力较变异系数大的性状高；3）质量性状（经数量化处理）的遗传力较数量性状的高。
在理论上遗传力值应介于0－1之间。
由于估算方法不精确，取样不恰当，遗传力可能超出理论估算范围。
估算方法：①由无性系（不分离群体）估算广义遗传力②由亲一子关系估算狭义遗传力③由自由授粉子代材料（方差分析）估算遗传力④简易求算遗传力6.论述估算林木配合力的意义与应用一、配合力的概念1、一般配合力（general combining ability) :是一个交配群体中某个亲本的子代平均值与子代总平均值的离差。
(简称gca）2、特殊配合力（specific combining ability) :是指在一个交配群体中某个特定交配组合子代平均值与子代总平均值及双亲一般配合力的离差。
林本12(2)班林木育种学作业
北京林业大学继教院广西分院林学本科11(2)班、12(2)班《林木育种学》作业题第一章绪论1、林木育种的六大基本内容是什么？2、什么是林木育种学？林木育种在林业生产中的地位和作用是什么？3、林木育种的基本程序是什么？第二章林木育种资源1 、林木育种资源工作包括哪些内容？2、林木遗传资源变异有哪几个层次？这些层次各对应林木育种中的那种选择方法？第三章林木引种1、什么是引种和驯化，二者有何区别与联系？2、与其他育种形式比较，引种的优点是什么？3 、引种过程主要包括哪些步骤？4、选择外来树种时需要考虑哪些因素？5、如何判断一个树种的引种是否成功？第四章种源选择1 、什么是种源、产地，二者有何区别与联系?2、什么是种源试验、种源选择、地理小种？3、树木种内变异主要存在于哪些层次上？4 、树木种内地理种源渐变的规律是什么？在华南地区，分布于低纬度的种源与分布在高纬度的种源相比有哪些特点？5 、影响树木种内地理变异的因素有哪些，影响如何？6、种源试验有哪些步骤？第五章优树选择1、什么是候选树、优树、精选树、对比树？2、什么是家系、全同胞家系、半同胞家系？3 、什么是无性系、无性系原株、无性系分株？4、家系与无性系的区别与联系？5、简述或者列表说明人工选择的三种方法（稳定性选择、定向性选择、分裂性选择）的区别。
6、为什么在同龄林和异龄林中选择优树需要采用不同的方法？在两种林分中选优方法的主要区别是什么？第六章遗传力、遗传增益和选择方式1 、什么是遗传力？广义遗传力、狭义遗传力、现实遗传力的区别是什么？2 、为什么遗传力的理论值大于等于零而小于等于1？3 、估算树木群体的遗传力的主要步骤是什么？6 估算树木的遗传力，常用树木的哪些群体进行估算？第七章杂交育种1、解释下列名词杂交杂种近缘杂交远缘杂交杂种优势杂交方式2、杂交育种的主要过程是什么？3、花粉技术中包括哪些内容？4、树木人工杂交有哪几种方式？树上杂交过程主要包括哪些步骤？第八章无性繁殖1、什么是无性繁殖，常用的无性繁殖方式有几种？2 、与树木的有性繁殖比较，无性繁殖的特点（优点与缺点）是什么？3 、无性繁殖在林木育种过程中主要有哪些用途？4、比较采穗圃和种子园的异同。
林木育种学实验报告
林木育种学实验报告一、实验目的通过本实验，旨在了解林木育种学的基本概念、方法和技术，掌握常用的育种技术，培养良好的实验操作技能，并加强对林木育种学的理论知识的理解与运用。
二、实验原理林木育种学是研究如何选择和培育具有优良遗传性状的林木的科学，主要有两种常用的育种方法：选择育种和杂交育种。
选择育种是指通过选择具有优良性状的个体作为父本和母本，再通过交配、选择和繁殖的方法，逐步筛选出优良品种的一种方法。
这种方法通常用于有效传递只有一个基因或少数几个基因控制的性状。
杂交育种是指通过不同个体间进行人工授粉，使基因进行交流、重组，从而培育出具有良好性状的新品种。
这种方法通常用于有效传递多个基因控制的复杂性状。
三、实验器材和药品器材：生物安全柜、移液器、试管架、离心机、PCR仪等。
试剂：DNA提取试剂盒、引物、dNTP、聚合酶等。
四、实验步骤1. DNA提取从林木样本中提取DNA，以获取遗传信息。
采用DNA提取试剂盒的方法，按照说明书进行操作。
将提取得到的DNA样品保存至低温冰箱备用。
2. 引物设计根据所选育种目标，设计合适的引物，用于检测目标基因是否存在。
3. PCR扩增按照PCR实验的标准操作步骤，进行反应体系的配制，并设置PCR程序。
将提取得到的DNA样品与引物进行反应，扩增所需的目标基因。
4. 聚丙烯酰胺凝胶电泳将PCR扩增产物与DNA标记物一同加入琼脂糖凝胶槽中，进行电泳。
通过电泳，根据扩增产物的迁移情况判断目标基因是否存在。
5. 分析结果观察琼脂糖凝胶电泳图像，根据PCR扩增产物的大小和目标基因的迁移位置，判断样本是否具备所需基因。
五、实验结果通过实验，我们获得了琼脂糖凝胶电泳的结果图像，根据扩增产物的大小和目标基因的迁移位置，判断样本是否具备所需基因。
通过对多份样本的分析，我们得到了相应的育种数据，确定了适合育种的优良个体。
六、实验总结本实验通过对林木育种学的实验操作，详细了解了选择育种和杂交育种的基本原理和方法。
最新9林木遗传参数的估算
4.1 一般配合力与特殊配合力
• 一般配合力(general combining ability,GCA)：指某一亲本在许多杂 交后代中的平均表现。
• 特殊配合力(special combining ability, SCA)：指某些特定的组合减 去双亲一般配合后所呈现的表型偏 差。
特殊配合力的估算：
SCA E×A=9+13-11-13=-2； SCA E×D=14+13-14-13=0； SCA G×B=20+13-17-14=2； SCA H×C=6+13-10-13=-4；
4.3 配合力的应用
• 一般配合力高的亲本，可作为无性 系种子园的建园材料；
• 特殊配合力高的组合，可用于建立 杂交种子园或杂交亲本。
9林木遗传参数的估算
1. 遗传力
• 广义遗传力； H2=VG/Vp
• 狭义遗传力； h2=VA/Vp
• 现实遗传力； H2r=R/S
遗传相关的应用
• 用于间接选择； • 用于不同环境的选择； • 用于指数选择。
3.遗传增益genetic gain
遗传增益的估算：
GRiph2
4. 配合力(combining ability)
4.2 配合力估算方法
例：假设有8株中选的优树要测定其配合 力大小，以4个为父本，4个作母本进行 杂交组配，得到16个杂交组合，其F1子 代生长量数据(组合平均值)见下表，请 估算各亲本的一般配合力及各组合的特 殊配合力？
母，父
B
C
D 平均 GCA
E 9 17 12 14 13 0
F 10 16 12 10 12 -1
(林木育种学)第六章遗传测定
林元震 华南农业大学林学院
下一章 实验设计
主要内容
一、遗传测定的意义和任务 二、各种交配设计的方法 三、遗传参数的估算 四、无性系测定的概念和方法 五、遗传测定的内容、要求和观
测技术
一、遗传测定的意义和任务
（一）遗传测定的意义
对选择出来的优树通过无性繁殖得到的植 株，和通过各种交配设计获得的子代所进行的 田间对比试验，并根据它们的性状表现作出的 评价，称表现型的遗传测定；
(2)供测定用苗木的育苗过程。
(3)造林地立地条件，采用的田间试验设计方案。
(4)测定用苗木的取样方式、栽植和管理过程。
(5)测定中对照材料的来源及其代表性。
(6)测定期限和规模。
(7)各家系或无性系在成活率、保存率、生长状况、生长进程 以及其他育种性状上的差异，与对照作比较，做数据分析， 并提出改良程度。
区组间
B—1
SSB
家系间
F—1
SSF
V1 V1/V2 σE2+RσFB2＋BRσF2
家系×区组 (F-1)(B-1) SSFB
V2 V2/V3 σE2+RσFB2
小区内 BF(R-1)
SS
V
E
3
σE2
总的
FB-1
SST
T
────────────────────────────────
家系遗传力 HF 2
杂交组合间差 异是否显著？
是
是
♂GCA
差异是否显著
♀GCA
差异是否显著
是
是
GCA效应值的估算
是
SCA
差异是否显著
是 SCA效应值的估算
配合力的方差及遗传力分析
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SS父GCA
1 bn2
i
xi2
C (40842 39742 39722 ) C 38
2010354.8 2010012.5 342.3
1
SS母GCA bn1
j
x2j
(16192 15592 C
33
2018314.7 2010012.5 8302.2
14182 ) C
第三步：列方差分析表，进行F检验
变异来源
区组 父本GCA 母本GCA
SCA 误差 总变异
自由度
2 2 7 14 46 71
表11-2 方差分析表
平方和
均方
F 固定模型 随机模型
600.6
300.3
1.69
1.69
342.3
171.2
0.96
0.60
8302.2
1186.0
6.67**
4.18*
3970.3
283.6
1.60
1.60
8174.1
177.7
21389.5
从方差分析表11-2可见，在两种模型中，母本的一般配合力 差异显著，而父本一般配合力、特殊配合力差异都不显著。因此， 对母本的一般配合力效应值有必要作进一步估算。
三、配合力效应值的估算
第一步：列出各杂交组合苗高平均值表
表11-3 杉木杂交组合苗高平均值表
180 160 183 165 118 175 155
513 522 528 486 450 502 499
1619 1559 1606 1609 1432 1389 1398
8 162 166 150 478 169 144 155 468 161 156 155 472 1418
父本和
xi
4084
配合力的估算和分析
一、配合力估算程序
原始数据整理 确定统计模型
杂交组合间差 异是否显著？
是
是
♂GCA
差异是否显著
♀GCA
差异是否显著
是
是
GCA效应值的估算
是
SCA
差异是否显著
是 SCA效应值的估算
配合力的方差及遗传力分析
二、配合力的方差分析
例题：测交系交配设计配合力的估算和分析。 在杉木无性系种子园中用测交法作子代测定。
3974
3972
x 12030
目的：配合力分析的第一步是检验亲本的一般配合力和特殊配合力之 间有没有显著差别，如果有显著差别，则可计算各个亲本的一 般配合力、特殊配合力等遗传参数。
配合力的方差分析可以采用两种方式进行：
1 先将杂交组合看作为一个试验因素，进行单因素随机区组设计 的方差分析，检验杂交组合之间是否有显著差异。
现有测交系n1=3个，待测无性系n2=8个，共有杂交 组合n1×n2=3×8=24个。子代按随机完全区组进行 造林试验，区组数为b=3个，共有观测小区 =24×3=72个。3a生苗高资料见下表11-1。试对此 数据进行配合力的分析。
父本 区组
Ⅰ Ⅱ 11 Ⅲ
x11 j
Ⅰ Ⅱ 22 Ⅲ
x22 j
Ⅰ Ⅱ 33 Ⅲ
父本
母本
父本平均
12345678
xi
11
183 179 184 185 165 147 160 159
169
22
186 167 176 189 163 149 140 156
169
33
171 174 176 162 150 167 166 157
163
母本平均 x j 180 173 179 179 159 154 155 156 x 167
当杂交组合之间差异显著时，继续进行其它方面的分析。 当杂交组合之间差异不显著时，说明无论是一般配合力还是特 殊配合力，亲本之间都没有显著差别，此时，数据分析过程结束。
2 以父本和母本作为两个因素，进行双因素随机区组设计的方差 分析，直接分析先父本一般配合力、母本一般配合力、父母本的特殊 配合力差异是否显著。这种方法是将上一种方法的两步法合成为一步 进行，因此比较简单。
SSSCA
1 b
i
xi2j C SS父GCA SS母GCA
j
(5492 5362 4722 ) 2010012.5 342.3 8302.2 3970.3 3
SSe SST SS区组 SS父GCA SS母GCA 21389.5 600.6 342.3 8302.2
第一步：计算各个变异来源的和
变异来源：区组 父本一般配合力 母本一般配合力 特殊配合力（父本与母本的交互作用）
计 算 和：其中，父本一般配合力、母本一般配合力、特 殊配合力、数据总和的计算结果见上表11-1。 区组和的计算结果是 ：
x 1 4061, x 2 4057, x 3 3912
第二步：计算各个变异来源的平方和
x2 C
120302 2010012.5
bn1n2 3 3 8
SST
xijk C （1772 1772
i jk
1552） C
=2031402 2010012.5 21389.5
SS区组
1 n1n2
k
x
2 k
C
(40612
40572 38
39122 )
2010012.5
600.6
183 167 187 176 163 158 163
189 191 180 194 150 149 151
180 143 160 197 175 140 105
557 501 527 567 488 447 419
170 178 173 161 161 159 161
163 184 172 160 171 168 156
xi
1 24
8 j 1
3
xijk ,
k 1
xj
1 9
3 i 1
3
xijk ,
k 1
x
1 3 72 i1
83
xijk
j 1 k 1
第二步：计算一般配合力
父本一般配合力：gˆi xi x 母本一般配合力：gˆ j x j x
例如： 父本 1 一般配合力： gˆ1 x1 x 180 167 13 母本22一般配合力：gˆ22 x 22 x 169 167 2
x33 j 母本和 x j
表11-1 杉木无性系测交子代3a生苗高数据
母本
1
2
3
4ห้องสมุดไป่ตู้
5
6
7
177 177 187 181 165 151 165
174 172 191 182 159 164 165
198 187 173 193 170 125 150
549 536 551 556 494 440 480
表11-4 杉木各个亲本一般配合力和特殊配合力值
父本
母本
父本一般
1 2 3 4 5 6 7 8 配合力
11
14
3 4 4 -9 3 0
2
22