1. Odziedziczalność: definicje i zastosowanie w hodowli uszlachetniającej drzew

1. Odziedziczalność - miara statystyczna, która oznacza proporcję wariancji fenotypowej wyjaśnianej zmiennością genetyczną. Dotyczy ona jedynie populacji, dla której została obliczona, nie może być uogólniana na jednostki czy inne środowiska. Wysoki poziom odziedziczalności danej cechy nie wyklucza jej modyfikowalności, ani nie oznacza, że ujawnia się ona w momencie narodzin.

Pojęcia odziedziczalności używa się w szerokim oraz w wąskim rozumieniu.

• odziedziczalność w szerokim rozumieniu (h²_B - broad-sense heritability)- dotyczy jedynie głównych składników wpływających na zmienność fenotypową - czynników genetycznych, bez ich części składowych.

• odziedziczalność w wąskim rozumieniu (h²_A - narrow-sense heritability)- stosunek wariancji addytywnej do wariancji fenotypowej, czyli udział jedynie czynnika genetycznego (genów otrzymanych od rodziców) w zmienności zachowania.

H² = S_G² / S_F² H²= S_G² / S_G² + S_Ś² S²= 2( x_i - x )² / n-1

Odziedziczalność, jako cecha populacji - 0< h²<1

2. Hodowla uszlachetniająca (selekcyjna) drzew leśnych w Polsce.

1. Hodowla selekcyjna drzew leśnych - hodowla drzew o wyjątkowo cennych cechach jakościowych technicznych i genetycznych - nasadzenia upraw tzw. pochodnych z sadzonek pochodzących z wyłączonych drzewostanów nasiennych.

Ma na celu zwiększenie produkcji drewna, poprawie jego jakości, oraz zwiększenie zdrowotności i odporności przyszłego drzewostanu.

Strategia uszlachetniająca

Badania proweniencyjne

Wybór proweniencji z niską interakcją genotypu ze środowiskiem

Selekcja indywidualna na cechy jakościowe (zmniejszenie zmienności genetycznej)

Zachowawcze plantacje nasienne hodowlane plantacje nasienne

Ocena potomstwa

Druga generacja plantacji nasiennej

Kontrolowane krzyżowanie z rozmnażaniem wegetatywnym

Populacja wyjściowa

Dobór rodziców na podstawie fenotypu ( drzewa nasienne w drzewostanach nasiennych,

klony i rody w plantacjach nasiennych ).

nasiona z pojedynczych drzew ze nasiona z pojedynczych drzew zachowane

swobodnego zapylenia;

nasiona zmieszane i wysiane

II pokolenie

II pokolenie

Powtórzenie doboru rodziców wybór najlepszych rodzin;

Nasiona zmieszane i wysiane

III pokolenie

III pokolenie

3. Drzewostany nasienne: kryteria wyboru i zagospodarowanie

1. kryteria wyboru

1. pochodzenie - drzewostany nasienne muszą być rodzime, lokalne

- kiedyś pochodzenie drzew określano w operacie urządzeniowym - planie racjonalizacji gospodarki leśnej,

- rębnia 1a - rębnia zupełna, rębnia 2a - rębnia częściowa, wielkopowierzchniowa,

- potem pochodzenie drzew określano dzięki historii gospodarczej,

- za nasienne uznajemy populacje lokalne ( bez względu czy jest to drzewostan gospodarczy czy wyłączony),

- rodzime populacje, to te co powstały przed rokiem 1860 ( wszystko co po roku 1860 - to drzewostan sztucznie nasadzony)

2. produkcyjność

- drzewostany nasienne powinny wyróżniać się wyższą produkcyjnością w obrębie tego samego

gatunku, na tym samym terenie i siedlisku,

c) jakość

- niepożądane są krzywizny, sęki, listwy mrozowe, róże, skręt włókien, guzy, rozgałęzienia itp.

- 1 - drzewostan ma idealną zasobność ( do 30% drzew wadliwych )

0,7 - do 10% drzew wadliwych

1. zdrowotność

- drzewa, które chorują na hubę korzeniową lub zgniliznę opieńkową pnia lub korzenia nie mogą

być drzewami nasiennymi,

2. wiek - samoistne kryterium

- za nasienne uznajemy drzewostany dojrzałe i dojrzewające ( rębne i bliskorębne )

- wiek bezpieczny do oceny drzewostanu nasiennego to wiek bliskorębny ( ok. 70 lat ),

3. wielkość

- drzewostan nasienny nie powinien być większy niż 10 ha,

- często odchodzi się od tego kryterium, bo jest to niemożliwe do spełnienia, np. modrzew jako drzewo domieszkowe zajmuje max. do 1 ha,

4. otoczenie

- wymagane jest otoczenie wysokiej jakości, które daje dobry pyłek pochodzący z migracji,

- nie ma np. drzewostanu nasiennego sosny w pow. 10 ha otoczonego buczyną ( wskazywałoby to na to, że jest to drzewostan sztuczny ).

2. zagospodarowanie

1. cięcia selekcyjne -usunięcie drzew wadliwych ( selekcja negatywna )

- usuwa się drzewa z krzywiznami, skrętem włókien, guzami i bardzo rozgałęzione, ponieważ te

wady są odziedziczalne,

- bierzemy pod uwagę drzewa górujące i panujące,

- przy cięciach zwracamy uwagę na piętra górne, bo drzewa opanowane nie kwitną ( nie dają pyłku ).

- drzewostan wyłączony powinien trwać, dopóki „się nie rozsypie”,

- nie można lekceważyć stanu sanitarnego, dlatego zwraca się też uwagę na dolne piętra lasu

dokonując tam cięć sanitarnych

2. cięcia sanitarne

- cięcia w dolnej partii lasu,

- dokonywane w celu zachowania drzewostanu,

- pozbywamy się drzew z dolnego piętra, drzew opanowanych,

3. cięcia sanitarno - selekcyjne

- akcent kładziemy na selekcję,

- u sosny ze zbiorem szyszek czekamy 2 sezony wegetacyjne (24 miesiące), po to, aby zginęła

informacja genetyczna u drzew wadliwych,

- u świerka nasiona zbieramy po 1 okresie wegetacyjnym.

4. Selekcja negatywna i jej stosowanie.

Metoda selekcji negatywnej jest u nas metodą historycznie starszą, przejętą z XIX-wiecznych Niemiec w okresie, kiedy las uważano za najdoskonalszy twór natury, którym rządzą prawa przyrody nie dopuszczające ingerencji gospodarującego człowieka. Tworzono różne systemy klasyfikacyjne drzew, uwzględniające nie tylko przebieg naturalnego wydzielania (klasy Krafta), ale również stopień i rodzaj wadliwości. Wszystko to odbywało się pod wpływem obranej metody selekcji, kierującej uwagę nie tyle na zagwarantowanie i rozwój cech dobrej jakości u drzew wyróżniających się takimi właściwościami, ile na pozbywanie się ze składu drzewostanu osobników wydzielających się i wadliwych. Dopiero później, gdy zaczął wzrastać udział odnowień sztucznych i zaobserwowano, jak stosunkowo skąpy jest w nich zasób drzew dobrze ukształtowanych, przekonano się, że one właśnie powinny stać się głównym przedmiotem zainteresowania. Wtedy zaczął przeważać pogląd o słuszności przejścia przy trzebieży na metodę selekcji pozytywnej w celu wyraźniejszego działania na korzyść takich drzew.

5. Ród i klon - definicje.

Ród - potomstwo drzew matecznych powstałe w drodze rozmnażania płciowego (generatywnego).

Klon - grupa osobników o jednakowym składzie genetycznym pozyskanych z jednego osobnika w drodze rozmnażania bezpłciowego,

6. Plantacje nasienne: zakładanie, zasady rozmieszczania i pielęgnacja.

1. Plantacja nasienna - grupa wyselekcjonowanych klonów lub rodów, zagospodarowana lub

izolowana w sposób zapobiegający zapyleniu ze źródeł zewnętrznych, prowadzona w celu uzyskania

obfitych zbiorów łatwo pozyskiwanych nasion

Plantacja nasienna obejmuje określoną liczbę klonów, posadzonych w odpowiedniej więźbie w sposób zapewniający ich krzyżowe zapylanie. Szczepy uzyskuje się przez zaszczepienie zrazów z drzew doborowych na podkładkach tego samego gatunku. Kilkuletnie szczepy w ilości 400 sztuk na 1 ha, wysadza się w plantacji przygotowanej pełną orką na siedlisku średniej jakości w drzewostanie innego gatunku (a w promieniu 300 metrów usuwa się w sąsiednich drzewostanach gatunek plantacyjny) lub poza obrębem lasu (tzw plantacje nasienne śródpolne na co najmniej 1,5 km od granicy zachodniej i północnozachodniej lasu), aby uniknąć niepożądanego zapylania. Glebę pielęgnuje się w sposób wzmagający częstość i obfitość obradzania. Rozróżnia się 3 rodzaje plantacji nasiennych:

• zachowawcza, zabezpieczająca szczególnie cenne biotypy zagrożone zagładą lub tworzy bazę do badań genotypu klonów i pozyskiwania zrazów do szczepień dla pozostałych rodzajów plantacji nasiennych,

• produkcyjna, dostarcza nasion o wysokiej wartości genetycznej do zakładania przede wszystkim upraw pochodnych, podobnie jak plantacyjna uprawa nasienna, każda plantacja nasienna produkcyjna obejmuje klony z określonego kompleksu leśnego lub rejonu, a nasion z niej używa się w zasadzie tylko w granicach tego rejonu,

• hybrydyzacyjna, zakładana ze szczepów odpowiedniej liczby klonów dwóch gatunków, pozwala uzyskać potomstwo o wysokiej heterozji.

- Powstają z siewek drzew doborowych, wybieranych spośród bardzo ważnych kryteriów ekonomicznych i wzrostowych.

- Nasiona z plantacji nasiennych charakteryzują się zyskiem genetycznym.

- Plantacje nie są ze sobą spokrewnione.

- każda plantacja może obejmować potomstwo (szczepy lub sadzonki) drzew matecznych tylko z jednego określonego kompleksu lasów, np. Lasów Taborskich, lub wyraźnie zaznaczającego się regionu, np. z Roztocza.

- W przypadku tworzenia zespołu plantacji nie mogą sąsiadować ze sobą plantacje tego samego gatunku reprezentujące różne kompleksy lasów lub regiony.

- Należy dążyć, aby liczba klonów w plantacji nasiennej i potomstw w plantacyjnej uprawie nasiennej była jak

największa. Liczba potomstw w małej plantacji sosny i świerka nie może być mniejsza niż 40. W plantacjach

pozostałych gatunków dopuszcza się 30 potomstw drzew mateczne. Im większa jest powierzchnia plantacji,

tym więcej musi być w niej potomstw.

Sprawa rozmieszczenia szczepów na plantacji sprawia organizatorom plantacji wiele kłopotów, ponieważ klony powinny występować w zmieszaniu, tzn. obok siebie nie powinny rosnąć dwa szczepy reprezentujące ten sam klon, ażeby utrudniać samozapylenie się kwiatów. Później konieczne jest prowadzenie na plantacji racjonalnej metody usuwania zbędnych szczepów. Dlatego też rozmieszczenie klonu na plantacji powinno być zaprojektowane według określonego układu matematycznego, który można łatwo dostosować do różnej wielkości i kształtu powierzchni.

Spełnia wspomniane warunki schemat polski, opracowany przez Giertycha. Można go powszechnie stosować w planowaniu plantacji nasiennych, ponieważ nadaje się do różnych powierzchni, dowolnej liczby klonów i liczby przecinki szczepów w trzebieży, a w miarę potrzeby można go rozbudować w każdym kierunku. Liczba szczepów w obrębie klonu może być różna, co zależy od wielkości plantacji i zapotrzebowania na nasiona.

Po otrzymaniu planu rozmieszczenia należy najpierw wytyczyć na powierzchni kwatery ściśle według tego planu, a następnie wypalikować miejsca sadzenia szczepów na kwaterach w więźbie podanej na planie. Na każdym paliku należy napisać numer drzewa doborowego według planu rozmieszczenia. Po zanumerowaniu wszystkich palików i sprawdzeniu zgodności z planem przywozi się zaetykietowane szczepy czy sadzonki ze szkółki. Szczepy lub sadzonki wyjmuje się z gleby z bryłką o wymiarach 20x20x25 cm. Bryłka powinna być opakowana papierową tkaniną workową, aby zabezpieczyć korzenie przed osypywaniem się z nich gleby w czasie transportu. W razie braku tkaniny lepiej używać do owinięcia bryłki zwykłego papieru, który po posadzeniu bez rozwijania stosunkowo szybko w ziemi zbutwieje. Po rozmieszczeniu szczepów (sadzonek) obok zanumerowanych palików sprawdza się poprawność ich rozmieszczenia z planem. Jamkę wielkości odpowiadającej wielkości bryłki przygotowuje się po zachodniej stronie palika, aby on stanowił oparcie dla wysadzonego przy nim szczepu (sadzonki). Po wysadzeniu przywiązuje się strzałkę do palika w sposób chroniący ją przed ocieraniem. Po zakończeniu sadzenia kontroluje się jeszcze raz czy wszystkie numery - na planie, na paliku i na szczepie są ze sobą zgodne.

Ostateczną kontrolę poprawności rozmieszczenia szczepów (sadzonek) przeprowadza przedstawiciel RDLP w obecności zastępcy nadleśniczego.

7. Regionalizacja nasion i sadzonek drzew leśnych w Polsce

Rejonizacja nasienna - reguła zbioru nasion zebranych w danej krainie przyrodniczo-leśnej tylko i wyłącznie z wyselekcjonowanych drzew i drzewostanów nasiennych i możliwość ich przenoszenia z krainy, gdzie zostały zebrane do innych krain z zachowaniem niżej wymienionych zasad dotyczących poszczególnych gatunków:

• nasiona sosny 306 - bolewicka, 101- Gryfino, 504 - Bory Dolnośląskie, 601- lasy Pilickie, 606 - Roztocze,

• nasiona świerka Beskidy ( cenne ), Sudety ( obce ), świerk Sarnacki ( już go prawie nie ma )

• nasiona jodły Góry Świętokrzyskie, Roztocze, Karpaty

• nasiona modrzewia polskiego Sudety, Góry Świętokrzyskie

• nasiona dębów 502 - nadodrzański, 308-płyta Krotoszyńska, 607 - Niepołomice, 405- Chełm Lubelski, 103,106 - Miłomyń, 104 - Smolarz,

1. makroregiony nasienne - powstają z nałożenia na siebie 2 mapy

- fizyczno -geograficzne - z podziałem na prowincje fizyczno-geograficzne,

- przyrodniczo-leśne - z podziałem na krainy przyrodniczo-leśne - powstają oka i linie,

2. mikroregiony - wydzielone w makroregionach

- kryterium ich wyboru - geomorfologia, klimat i siedlisko

- rozpoczęto od mikroregionów matecznych - miejsc występowania szczególnie cennych populacji,

- brano pod uwagę jednorodność siedliska.

- wewnątrz mikroregionu obrót nasion jest dozwolony,

- nie wolno wymieniać nasion między mikroregionami, a tym bardziej wprowadzać obcych nasion do

mikroregionów matecznych - grozi to karami i sankcjami,

- mikroregiony mateczne - mają wysoką jakość, są niewielkie, ale zawierają najcenniejsze populacje,

- mikroregiony niemateczne - mają wysoką jakość, ale ich zasoby nie wystarczają na pokrycie potrzeb, więc

trzeba sprowadzać nasiona,

- populacje górskie warunkuje regionalizacja pionowa i pozioma - max. 200 m na przenoszenie nasion,

- początkowo było 106 mikroregionów, ale od 01.05.2005 r. jest ich 90 - pokrywają się z granicami gmin,

8. Programy zachowania zasobów genowych i hodowli uszlachetniającej w Polsce

A - Podstawowymi formami ochrony leśnych zasobów genowych są komisyjnie uznawane i podlegające ochronie prawnej, wyłączone i gospodarcze drzewostany nasienne, plantacje i plantacyjne uprawy nasienne oraz drzewa doborowe.

B - Opracowany w 1993 r. "Program zachowania leśnych zasobów genowych i hodowli selekcyjnej drzew leśnych w Polsce na lata 1991-2010" łączy w sobie cele zapewnienia wysokiej jakości nasion (w ramach hodowli selekcyjnej drzew), przestrzegania zasad regionalizacji nasiennej i zachowania bazy genetycznej.

Gospodarcze drzewostany nasienne Wyłączone drzewostany nasienne

GDN +WDN + UP = Selekcja populacyjna

Szyszki, owoce i nasiona, zbierane w nadleśnictwach i parkach narodowych całego kraju, trafiały i nadal trafiają do Leśnego Banku Genów. Skrupulatnie opisane i dokładnie oznaczone partie nasion poddawane są testom laboratoryjnym, a następnie pakowane i umieszczane w chłodniach.

Wszystkie wspomniane banki genów funkcjonują w ramach ogólnopolskiego systemu, którego tworzenie trwa od wielu lat, i który wciąż jest udoskonalany i uzupełniany. Obecnie podstawą tych działań jest "Program zachowania leśnych zasobów genowych i hodowli selekcyjnej drzew leśnych w Polsce na lata 1991-2010". Cele strategiczne tego programu to: zachowanie leśnych zasobów genowych, doskonalenie bazy nasiennej, selekcja drzew leśnych oraz przestrzeganie zasad przenoszenia nasion i sadzonek zgodnie z obowiązującą regionalizacją nasienną. Oprócz zadań inwestycyjnych, takich jak budowa i wyposażenie w nowoczesne urządzenia wyłuszczarni i przechowalni nasion, program określa docelową powierzchnię wyłączonych i gospodarczych drzewostanów nasiennych (czyli najcenniejszych wybranych drzewostanów, właściwego pochodzenia i dobrej jakości) dla poszczególnych gatunków drzew, liczbę drzew doborowych (drzew wybranych do selekcji indywidualnej wyróżniających się cechami jakościowymi, przyrostowymi i zdrowotnymi, wpisanych do Krajowego Rejestru Drzew Doborowych), powierzchnię i rozmieszczenie upraw pochodnych (czyli rejestrowanych upraw leśnych założonych z potomstwa uznanego drzewostanu nasiennego) oraz plantacji nasiennych i plantacyjnych upraw nasiennych.
Materiał genetyczny, czyli części roślin, owoce, szyszki, nasiona, przyjmowany jest w Bloku Pozyskania. W klimatyzowanych komorach wysokiego składowania, umieszczany jest na czas dojrzewania i pozyskania nasion. Zespół chłodni, do którego ostatecznie trafia w postaci depozytów genowych (przechowywanie krótko i średniookresowe) bądź zasobów genowych (przechowywanie długookresowe) może pomieścić 10 tysięcy zasobów (łącznie około 45 ton).
Zasadą jest sporządzanie opisu wszystkich cech zasobu. Dokument ten towarzyszy mu przez całą drogę od wejścia, wstępnego oczyszczenia, poprzez czasowe składowanie, proces wyłuszczenia, odskrzydlania, separacji, suszenia, formowania zasobu i jego struktury, złożenia w chłodni, cyklicznych (co 2 lata lub co rok) badań kontrolnych oraz bieżących ocen rentgenograficznych, pomiaru wilgotności, prób kiełkowania, a także stratyfikacji, aż do czasu wydania powrotnego do introdukcji. Dokument ten jest także źródłem informacji sukcesywnie odnotowywanych w komputerowym "banku danych". Pojemniki z nasionami są dodatkowo oznakowane kodem paskowym.

Istnieją cztery rodzaje zasobów zgromadzonych:
- zasób główny - nienaruszalny,
- zasoby towarzyszące - mogą być wykorzystywane do celów gospodarczych,
- zasoby do celów naukowo-badawczych - udostępniane placówkom naukowym,
- zasoby kontrolne - do bieżących badań w laboratoriach.

Wykorzystanie nasion z plantacji nasiennych i plantacyjnych upraw nasiennych

Szyszki z plantacji należy łuszczyć tak, jak szyszki z wyłączonych drzewostanów nasiennych. Ewidencjonowanie, składowanie, łuszczenie i przechowywanie w wyłuszczarni nasion z plantacji musi być tak prowadzone, aby wykluczyć domieszanie się innych nasion. Nasiona z plantacji ocenia IBL.

Nasiona z plantacji nasiennych i plantacyjnych upraw nasiennych wykorzystuje się do zakładania rejestrowanych upraw pochodnych. Szczepy i drzewka wyróżniające się szybkim przyrostem i dobrym pokrojem powinny być jedynym źródłem pozyskania nasion do zakładania plantacyjnych upraw gatunków szybko rosnących, których celem jest dostarczenie w krótkim czasie dużych ilości drewna dobrej jakości.

1. Kryteria uznania drzewostanu za drzewostan nasienny.

2. Kryteria wybory regionów nasiennych, obrót nasion i sadzonek wewnątrz

regionu i poza nim.

3. Zasady rozmieszczenia klonów na plantacji nasiennej.

4. Wymienń czynniki wpływające na zniesienie spoczynku bezwzględnego u

nasion.

. Odziedziczlność i jej zastosowanie w praktyce.

2. Selekcja negatywna.I gdzie jest stosowana.

3. Co to jest klon i ród.

4. Klasyczna stratyfikacja jesionu.(bez urządzeń) - chodzi o tą w której

jest zbiór "na zielono".

Uprawy gospodarcze

Drzewa aprobowane

Uprawy nasienne

Uprawy pochodne

Drzewa doborowe

Plantacyjne uprawy nasienne

Plantacje nasienne

Plantacje drzew szybko rosnących

---