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为解决森林树木育种群体构建及种子园优化问题，研究人员开展油松高世代育种群体设计策略研究。结果显示半同胞家系遗传变异更丰富，直接选择策略更优，IAPGA 设计可减近交。该研究为油松育种提供科学依据。
在森林树木的遗传改良领域，就如同一场探索宝藏的冒险，而育种群体的构建则是开启宝藏大门的关键钥匙。传统的育种方式在面对日益增长的林业生产需求时，逐渐暴露出诸多问题。比如，在选择亲本时，以往常用的联合选择策略可能会遗漏那些隐藏在低排名家庭中具有优良遗传品质的个体，这就像是在一堆宝石中，不小心错过了一些璀璨的明珠，导致大量优秀的育种资源被浪费，同时也使得有效种群规模逐渐缩小。而直接选择策略虽然能够更好地保留优良个体，但随着育种代数的增加，又面临着近交风险上升的难题，就像近亲结婚会导致后代出现各种问题一样，近交也会使种子园的种子产量、活力以及后代的遗传质量大打折扣。这些问题严重阻碍了林业生产的可持续发展，就像给这场冒险之路设置了重重障碍。
为了突破这些困境，来自国内的研究人员踏上了探索之旅，他们开展了基于遗传变异和近交水平的油松（Pinus tabuliformis）高世代育种群体设计策略的研究。这项研究成果发表在《Forest Ecosystems》上，为森林遗传改良带来了新的曙光。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先，他们选取了山西昔县上庄油松种子园基地的半同胞和全同胞子代测试材料作为样本队列。然后，利用分析方差、相关性分析等统计方法，对油松的生长性状进行深入剖析；通过特定公式计算遗传参数，评估家系和个体的遗传特性；借助 SSR 标记技术进行遗传多样性分析和亲缘关系鉴定；最后运用改进的自适应并行遗传算法（IAPGA）进行种子园设计。
研究结果主要包含以下几个方面：
- 家系遗传变异差异：通过对 42 个半同胞（HS）和 76 个全同胞（FS）家系的直径、树高和体积等生长性状分析发现，半同胞家系在各性状上的家族内和家族间差异显著，遗传变异更丰富，其家系和个体遗传力估计范围分别为 0.035 - 0.320 和 0.012 - 0.161；全同胞家系仅家族间有显著差异，遗传力估计在 0.8636 - 0.9266 之间。
- 不同选择策略效果对比：在半同胞家系中，联合选择策略先筛选出 30 个优良家系，再选优良个体；直接选择策略则直接选 30 个优良个体。对比发现，直接选择策略选出的个体生长性状更优，预期遗传增益更高，其独特个体的平均 DBH、树高和体积生长比联合选择策略的独特个体分别高 7.72%、18.56% 和 31.01%。在全同胞家系中，联合选择策略基于体积育种值选 35 个优良家系，再从每家系选 1 个优良个体；直接选择策略直接选 35 个优良个体。直接选择策略选出的个体平均育种值更高，生长性状优势更明显，其独特个体的平均 DBH、树高和体积生长比联合选择策略的独特个体分别高 0.17%、2.73% 和 2.21%。
- 选择策略与遗传变异关系：进一步研究发现，直接选择策略的有效性与家系内表型变异呈正相关。在半同胞家系中，直接选择策略选出个体的家系，其遗传变异系数比联合选择策略的家系在 DBH、树高和体积上分别增加 104%、182% 和 134%；在全同胞家系中，直接选择策略选出个体的家系，其遗传变异系数比联合选择策略的家系在 DBH、树高和体积上分别增加 9.15%、13.21% 和 20.79%。
- 种子园设计对近交的影响：遗传多样性分析表明，半同胞和全同胞家系都存在一定程度的近交。通过 IAPGA 设计种子园，能有效降低近交程度。以半同胞家系中直接选择的 30 个个体为亲本构建种子园，IAPGA 设计下所有克隆的近交影响值均低于 4，总体近交值为 77.1508，相比顺序设计和随机设计，平均近交值分别降低 14.36% 和 14.73%。
综合研究结论和讨论部分，此次研究意义重大。研究揭示了油松高世代育种群体中半同胞和全同胞家系的遗传变异特征，明确了直接选择策略在提高选择效果和遗传变异方面的优势，同时也指出该策略存在的近交风险。而 IAPGA 设计为降低近交风险提供了有效途径，这种将直接选择策略与 IAPGA 设计相结合的方法，既能丰富育种群体的遗传变异，又能降低生产群体利用过程中的近交风险，为油松高世代育种群体的优化设计提供了科学依据，为森林遗传改良和林业生产的可持续发展开辟了新的道路，就像在黑暗中为森林育种者们点亮了一盏明灯，指引着他们走向更高效、更优质的育种未来。
