Marchal A, Mu?oz F, Millier F, et al (2017) Hybrid larch heterosis: for which traits and under which genetic control? Tree Genet Genomes 13:92. doi: 10.1007/s11295-017-1177-1
摘要
盡管林業(yè)人員對種間特異性雜交樹有興趣恒水，但對其定量遺傳學(xué)的了解甚少刺覆。對于Larix蛻膜（EL）和L. kaempferi（JL）之間的雜種（HL）尤其如此。長期锣吼，精心設(shè)計的多場實驗對于估計HL育種計劃所需的參數(shù)是必要的。本文介紹了九個EL和九個JL之間的撥號交配試驗的結(jié)果蹦魔，設(shè)置在三個對比的位置贮缅。從人工林到種植后18年，測定生長性狀（高度百侧，周長）砰识，品質(zhì)性狀（木材密度，莖形佣渴，心材比例）和芽沖辫狼。木材密度和心材比例使用木芯進(jìn)行評估。我們進(jìn)行了空間分析辛润，以考慮到單株水平的環(huán)境異質(zhì)性膨处，并且我們擬合了一個多特征貝葉斯MCMC（馬爾可夫鏈蒙特卡羅）遺傳模型。我們的研究證實砂竖，在大多數(shù)情況下真椿，HL利用早期快速生長的優(yōu)勢，對其最佳親本的生長性狀表達(dá)雜種優(yōu)勢乎澄，木材密度沒有損失突硝。然而，生長性狀表現(xiàn)出低的遺傳性置济。另一方面解恰，芽沖洗和莖的彈性具有較高的遺傳力，木材密度明顯在JL控制之下浙于。依賴于遺傳依賴的遺傳力由EL表示护盈。提出了添加遺傳相關(guān)性。具有高遺傳力的性狀在純種和雜交中的表現(xiàn)以及高跨度相關(guān)性表現(xiàn)出高度的相關(guān)性羞酗。討論側(cè)重于這些遺傳參數(shù)對雜交落葉松育種計劃的興趣腐宋。
關(guān)鍵詞特異性雜交。 Diallel配對設(shè)計檀轨。多站點后代測試胸竞。成長。木密度裤园。多特征模型撤师。貝葉斯推理
介紹
種間雜交是林木改良的常用育種策略。生產(chǎn)商業(yè)雜交種拧揽，包括楊樹和白楊（Li et al剃盾。1993）腺占，桉樹，亞熱帶松樹（由Nikles和Griffin痒谴，1991年審查）和拉夫斯（由Paues 2013綜述）衰伯。對于林務(wù)員來說，雜種通常是有趣的积蔚，因為它們對于父母種類具有生態(tài)和經(jīng)濟(jì)重要性的幾個特征的優(yōu)越性（Zobel和Talbert 1984）意鲸。
雖然有關(guān)雜種優(yōu)勢主題的豐富文獻(xiàn)，但這一術(shù)語仍然有些含糊不清尽爆。一些作者喜歡將雜種優(yōu)勢與雜種中表達(dá)的非加性基因效應(yīng)相關(guān)聯(lián)怎顾，并且有時將添加劑控制下的親本性狀之間的互補(bǔ)性添加到雜種活力的定義（Nikles和Griffin，1991）漱贱。然而槐雾，Bheterosis ^最初被定義為一個自由的假設(shè)概念，是Bhybrid活力的代名詞（Shull 1948）幅狮。對于給定的數(shù)量性狀募强，雜種優(yōu)勢被認(rèn)為是雜種和中等親本價值之間的差異（Falconer和Mackay 1996）。最好的親本雜種優(yōu)勢崇摄，即雜交種及其最佳親本之間的差異通常是優(yōu)選的擎值，因為它突出了育種方面的觀點（Kearsey和Pooni 1996; Dungey 2001）。在本文中逐抑，雜種優(yōu)勢也將被假設(shè)為一種免費假設(shè)概念鸠儿，并且默認(rèn)將參考最佳親本雜種優(yōu)勢。一個額外的歧義來自于Bhybrid的定義厕氨。事實上捆交，Bhybrid可以指自交系之間，種群之間或不同物種之間的交叉腐巢。近交系（如玉米品系）雜種雜種優(yōu)勢的機(jī)制開始被很好地理解（Gallais 2009; Baranwal et al。2012; Chen 2013）;而種群間和種間雜種雜種優(yōu)勢之間的機(jī)制玄括，即雜種親本之間的雜種冯丙，仍然很少有記錄（Perron 2008;見Li和Wu，1996）遭京。
盡管關(guān)于這些機(jī)制的信息很少胃惜，但森林遺傳學(xué)家已經(jīng)很好地記錄了一些種群間和特異性林木雜種的優(yōu)勢（Nikles和Griffin 1991; Li et al。1993; Paues 2013）哪雕。然而船殉，優(yōu)于某些商業(yè)參考，這是混合育種計劃的最終目標(biāo)斯嚎，并沒有提供關(guān)于混合動力學(xué)表現(xiàn)遺傳結(jié)構(gòu)的信息利虫。最好的是挨厚，通過適當(dāng)?shù)呐鋵υO(shè)計研究雜種優(yōu)勢，因此適當(dāng)?shù)母改竻⒖伎繁梗试S估計諸如方差分量（Hinkelmann 1974）的遺傳參數(shù)疫剃，這可以依次用于選擇和開發(fā)育種策略（Falconer和Mackay 1996）。此外硼讽，雜種優(yōu)勢的表達(dá)可能隨著時間和環(huán)境條件而變化巢价，因此其研究需要長期的多場實驗。作為說明固阁，可以證明壤躲，單獨的基因型環(huán)境相互作用（G？E）理論上可以導(dǎo)致雜種優(yōu)勢备燃，包括最佳親本雜種優(yōu)勢（Knight 1973）碉克。雜種優(yōu)勢和G？E之間的聯(lián)系的實際例子也是可用的赚爵。因此棉胀，雜種優(yōu)勢可能取決于Li和Wu（1997）對于aspen和Weng等人所述的位點。 （2014）Eucalyptus urophylla冀膝？E唁奢。細(xì)葉桉。 G窝剖？E可能不僅表現(xiàn)在手段上麻掸，而且還可以表現(xiàn)在方差分量上。例如赐纱，加勒比加勒比的父母的貢獻(xiàn)脊奋。 hondurensis和P. tecunumanii對其雜交遺傳力取決于測試地點（Mutete等人，2015）疙描。不幸的是诚隙，通過物種生物學(xué)（兩個不同物種的交叉），建立適當(dāng)?shù)慕慌湓O(shè)計和在對比環(huán)境中建立多地點田間試驗通常是復(fù)雜的起胰，并且是昂貴和耗時的久又。因此，在林業(yè)文獻(xiàn)中效五，真正的雜種優(yōu)勢的這種測定是罕見的地消。
幾種種子（Larix decidua Mill。畏妖，L. kaempferi（Lamb脉执。）Carr。和L. laricina（Du Roi）K. Koch）之間的雜交是可能的戒劫，歐洲（L. decidua）和日本（L （分別為EL和JL）特別顯示了歐洲和北美林業(yè)前景樂觀（Paues 1992a; Baltunis et al半夷。1998; Greenwood et al婆廊。，2015）玻熙。之后否彩，落葉松（HL）將專門提到L. decidua？L嗦随。山奈酚或其互惠L. kaempferi列荔？蛻膜。 Paues（1989年枚尼，2013年）對文獻(xiàn)中描述了HL對父母身高的優(yōu)越性贴浙。根據(jù)現(xiàn)場情況，HL可以優(yōu)于EL署恍，JL或兩者崎溃。這種優(yōu)勢證明了在歐洲和國外的幾種混合落葉松育種計劃的存在（Perron 2008）。除了生長性狀的雜種優(yōu)勢外盯质，HL還繼承了來自JL（Sylvestre-Guinot等袁串，1999）的抗?jié)兡退幮裕@對西歐EL的低地栽培至關(guān)重要呼巷。
然而囱修，雜種與其真正的親本參考文獻(xiàn)的比較，即雜種優(yōu)勢感染嚴(yán)重性王悍，對于Larches（Paues 1989; Paues 2013）的證據(jù)很差破镰。在幼年階段（Baltunis et al.1998; Paues 2002）以及最近在22歲的樹上確認(rèn)了HL對生長性狀的異質(zhì)性（Greenwood等，2015）压储。在育種的角度來看鲜漩，還需要確定每個親本物種在雜交性狀遺傳控制中的作用。使用兩個因子交配設(shè)計集惋，Paues（2004）可以確定父母對16歲雜交幼體表型的貢獻(xiàn)孕似。他區(qū)分了變異性在日本父母控制下的特征，如莖體積和彈性刮刑。
綜上所述鳞青，雖然混合落葉松混合優(yōu)勢已經(jīng)顯示出來，但由于沒有適當(dāng)?shù)膶嶒炍螅嬲碾s種優(yōu)勢仍然很少被證明，如前所述厚脉。多站點习寸，長期，精心設(shè)計的實驗是最重要的傻工，以收集計劃混合落葉松繁殖策略所需的遺傳參數(shù)的可靠估計（Paues 1989）霞溪。據(jù)我們所知孵滞，這種實驗從未研究過雜種落葉松雜種優(yōu)勢。這項研究的第一部分嘗試顯示哪個性狀和哪個幅度可以預(yù)期雜種落葉松的雜種優(yōu)勢鸯匹。真正的雜種優(yōu)勢是通過二線配對設(shè)計的平均值來評估的坊饶。雜種優(yōu)勢是否是少年性質(zhì)的問題與環(huán)境對其表達(dá)的影響一起得到了解決。更好地了解性狀的定量遺傳學(xué)應(yīng)該有助于我們更好地界定育種策略殴蓬，并確定應(yīng)該強(qiáng)調(diào)哪些和如何
