Loading article…
樹木育種とは、遺伝学、生殖生物学、経済学の原理を応用して、森林樹木の遺伝的改良と管理を行うことである。過去数世紀にわたって行われてきた家畜、耕作作物、園芸植物の選択育種とは対照的に、果樹を除けば、樹木の育種は比較的新しいものである。
一般的な森林樹木育種プログラムは、天然林または植林地において、成長速度、樹形、生育地への適応性などの特性に基づいて、優れた表現型（プラス樹）を選抜することから始まります。この集団選抜の適用により、森林全体の平均的なパフォーマンスが向上します。選抜された樹木から得られた子孫は、遺伝学的試験として機能する試験植林地で栽培されます。このような試験に基づいて、親樹木の中から最良の遺伝子型を選抜することができます。選抜された樹木は通常、種子または接ぎ木によって増殖され、改良種子を生産物とする場合は、種子園が設立されます。あるいは、最良の遺伝子型は挿し木または試験管内培養法によって直接増殖され、クローン植林地で直接利用されることもあります。前者の方法はマツなどの針葉樹によく用いられ、後者の方法は一部の広葉樹（ポプラ、ユーカリなど）によく用いられます。樹木育種プログラムの目的は、収量向上や特定の環境への適応から、病害虫抵抗性、木材特性など多岐にわたります。現在、樹木育種は植物遺伝学およびゲノム科学の急速な発展を活用し始めています。
樹木育種家は、樹木育種を最適化することで、事業の効率化を図ろうとします。科学者は、樹木育種プログラムの効率化を目的としたツールを開発しています。最適化とは、特定の樹種、個体群、遺伝的変異の構造、重要な形質の遺伝様式に合わせて戦略や方法を調整し、単位時間当たりの利益を最大化することを意味します。最適化は通常、以下のレベルで行われます。
定義されたアルゴリズムに基づくコンピュータシミュレーションは頻繁に用いられ、ランダムな変動を取り入れる場合（確率的）と、取り入れない場合（決定論的）がある。
遺伝的改良、遺伝的多様性、コスト要素、および時間要素を考慮して、一定の年間コストでの長期育種の年間進歩について選抜戦略が比較されてきた。ノルウェーマツの場合、同胞家系をクローン化してからクローンのパフォーマンスに基づいて選抜するのが有利であるように思われる[ 2 ]一方、スコットランドマツの場合は、まず表現型による事前選抜を行い、次に選抜された個体の子孫検定を行うという2段階戦略が最適であるように思われる[ 3 ] 。
遺伝的に多様な集団と、遺伝的に優れた個体を選抜する方法は、育種による樹木改良の基礎となる。本質的に、樹木改良プログラムは、関心のある 1 つ以上の形質の変異の遺伝的要素を分離して評価することを目指す。最も単純な手順では、選択のサイクルによって利用可能な集団を特定の方向に減らし、望ましい形質を強化し、次に選抜から育種して、改良された特性を持つ集団を拡大する。育種戦略は種と目的によって異なるが、すべて交配設計を使用して情報と新しい材料を生成する。適切な育種戦略と交配設計の選択は、あらゆる育種プログラムにおける重要な決定である。Kiss (1986) [ 4 ]は、ブリティッシュコロンビア州で 2 レベルの設計を使用して、ブリティッシュコロンビア州内と北米東部の両方のホワイトスプルースの別々の集団内および集団間の変異を研究した。
1986年にカナダ森林局がマリタイムズ地方で開始したホワイトスプルースの育種プログラムでは、2種類の交配が採用された。1つは、クローンの一般的な組み合わせ能力をテストするためのポリクロス、もう1つは、第2世代の選抜のための材料を生成するためのペア交配である（Fowler et al. 1988）。[ 5 ]
ニュートン（2003）[ 6 ]による、ホワイトスプルースと北米の他の3種の針葉樹の森林樹木改良手法に対する収量反応に関する体系的なレビューでは、適切な原産地子孫選抜により、ホワイトスプルースの幼木の高さ成長が20年で約12%増加し、中～良質の立地に名目上の初期密度で植栽されたプランテーションでは、50年でそれに対応する商業生産性（平均年間商業材積増加量）が26%増加する可能性があることが示されました。また、個々の事例研究から得られた予備的な推定では、ホワイトスプルースの第一世代選抜戦略により、45年で商業生産性が約20%増加する可能性があることが示されました。