Doerksen T K, Herbinger C M. 2008. Male reproductive success and pedigree error in red spruce open-pollinated and polycross mating systems. Can. J. Forest Res., 38(7): 1742–1749.
摘要:开花授粉和多交叉交配系统广泛用于森林遗传育种,从随机交配群体中快速,简单,廉价地生成假定与半同胞(系数r = 0.25)相关的后代。然而,非随机交配,如不平等的雄性生殖成功(RS)或自交,可以增加后代的遗传相关性,因此遗传方差和遗传力被高估。相反,谱系错误将导致加性遗传变异和遗传力被低估。通过使用微卫星(简单序列)的亲子鉴定,在操作性开放授粉和多交叉红云杉(云杉红霉素)后代试验中检测到不平等的雄性生殖成功和三种潜在血统差异(志愿者,不适当的母体身份和外来花粉)重复)DNA标记。讨论了不平等RS和谱系误差对定量遗传参数的潜在影响。亲子鉴定和亲子鉴别分析可用于重建由同胞组成的任何种植园的谱系,候选父母(例如,种子果园成员)可以被鉴定。这提供了用于估计定量遗传参数的传统后代测试的替代方案。
介绍
开放授粉(OP)和多交叉(PMX)(Burdon和Shelbourne 1971)交配系统被广泛用于森林遗传学和育种,以快速,简单和廉价的方式从母树中产生假设与半同胞相关的后代(关系系数r = 0.25)。然而,当交配不随机时,后代的相关性可以高于0.25,因此家族添加遗传变异和遗传力可能被高估(Squillance 1974)。两种类型的非随机交配,差异性男性复制成功(RS)和自交,将使后代在父母不是自交系或相关性时具有> 0.25的平均相关性(Squillance 1974; Sorensen和White 1988)。
挪威云杉(Picea abies(L.)Karst; Schoen and Cheliak 1987; Skroppa and Lindgren 1994; Aronen等,2002),Douglasfir(Pseudotsuga menziesii(Pseudotsuga menziesii (Franco; El-Kassaby和Ritland 1992),辐射松(Pinus radiata D.Tan; Moran和Griffin 1985)和黑云杉(Picea mariana(Mill。)BSP; Rogers和Boyle 1991)。同样地,在白云杉(云杉绿色(Moench)Voss,Schoen和Stewart,1987)和挪威云杉(Xie and Knowles 1992)中的公开授粉的家庭中鉴定出不平等的RS。相反,在火炬松(Pinus taeda L.; Wiselogel和van Buijtenen 1988)中的四个polymix十字架中发现了与9个花粉供体相等的交配概率。随着时间的推移,男性的生育率也会随着时间的推移而变化(Schoen和Stewart,1987)将生育率估计从一年下降到下一年。在小型实验中估计的男性偏倚被认为在大规模后代测试中引起相似程度的偏倚,因此,大多数研究在违反相等的男性受精率的假设时,谨慎使用OP或PMX交配系统来估计定量遗传参数。
虽然大多数研究集中在测量可行种子中的RS,但另一种选择是直接从种植后代测试中获得估计,这具有几个优点。首先,幸存的种植后代估计的成功授粉量相当于在当地基因库中成功建立了这些配子(Schnabel和Hamrick 1995)。其次,可以从基因型后代中发现谱系错误,这些遗传已经被发现导致模拟研究中的加性遗传效应和育种价值的低估(Ericsson 1999)。子代测试中三个谱系错误的来源是后代测试(志愿者)的死亡率,导致半同胞身份混合的误操作错误(Adams等人,1988)以及外来花粉污染的非残留树的自然再生。最后,可以使用来自OP或PMX交配设计的种植后代来评估RS和谱系错误对适当定量遗传模型的影响。
第一代子代测试理想地适用于亲子鉴定作为估计RS和血统错误的方法。方正母体克隆通常被认为是不相关的(选自野生植物),花粉亲本通常与主要育种群体(Burdon和Shelbourne 1971年的“测试者多克隆”)分离。此外,当母体基因型已知,候选亲本池的大小小,不可避免的基因分型错误被容纳,遗传标记的信息含量高(Lambeth et al。 2001)。在先进的育种计划中,亲子鉴定由于个人之间的睦邻关系而失去力量。例如,在第三代45个树种的育种人口中,45个候选亲本树的明确的父亲排除被认为是不可能的,因为树木之间存在高度不同的关系(Lambeth等,2001)。直到最近,在相关的云杉中已经开发了很少的信息微卫星标记,这对于亲子鉴定分析是有用的,没有在红云杉(云杉红霉素)中记录的研究,这是北美东部经济和生态重要性的后期成果树。
这项研究的目的是(i)描述最近出版的有用于红色云杉中的亲子鉴定的微卫星遗传标记,(ii)测试花粉供体相同数量的后代的假设,(iii)确定PMX中谱系错误的大小和OP子代测试,通过可能性亲子鉴定法排除。