行杂交，杂种插条较容易生根。在育种工作中，通常用花期较晚，优良性状多的乡土树种作为母本。此外，还应根据杂交亲本花粉生活力、胚败育等情况，确定两个亲本中哪个作父本或母本。
2．回交
由两个亲本产生杂种F1代，再与亲本之一杂交，这种方式称为回交（backcross）。用作回交的亲本称为轮回亲本（recurrent parent）。应用多次回交方法选育杂交新品种称为回交育种（backcross breeding）。
林木杂交育种运用回交方法至少有两个用途：第一，使轮回亲本优良性状在后代中得以恢复或加强。根据遗传学理论和实践，随着回交次数增加，后代的轮回亲本性状逐代加强。例如，刚松×火炬松的F1代生长状况优于母本，但是抗寒性不如母本，通过F1与母本回交，F2代抗寒性得到提高。又如Frage等（1980）做过火炬松×萌芽松杂种与火炬松亲本回交，得到杂种生长上等于或优于亲本火炬松，而且较火炬松抗锈病。第二，克服远缘杂交不可配性。远缘杂交常出现杂交不可配的问题，通过用亲本之一作轮回亲本回交，可以逐代提高远缘杂种的结实性。如毛白杨不易交配、结实，特别是毛白杨作母本时尤其困难。北京林业大学用毛白杨与新疆杨的杂种作母本，用毛白杨回交，每个蒴果所含种子数和发芽率显著提高。
回交和自交一样，随着世代增进，后代中纯合体的比例按下式增加：
f?(1?1n) r2式中，f为纯合体频率；r为回交世代数；n为独立遗传的杂结合基因对数。 3．复式杂交
复式杂交（multiple cross）是指用两个以上的品种经过两次以上的杂交。复式杂交的优点有二：一是集各家之长于一体；二是丰富杂种的遗传基础。其目的是创造具有遗传基础宽，变异幅度大的后代群体，从中选育更优良品种。根据第二次杂交使用的亲本遗传组成，可分为三亲杂交和四亲杂交。
(1) 三亲杂交: 指两个种杂交后，再与另外一个种杂交的方式。如下图南林杨杂交育种过程：
河北杨×毛白杨
↓
杂交种×响叶杨
↓
南林杨
（2）双杂交（double cross）:是指四个种先配成两个单交杂种，然后再对两个单交杂进行杂交。如下图所示：
毛白杨×新疆杨 银白杨×腺杨 ↓ ↓ 毛新杨 × 银腺杨 ↓ 四亲杂种
由于生产水平不断地提高，对育种目标性状的要求越来越多，在要求高产、优质的同时,
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还要求适应性强。要将这些优良性状集中在一个新品种中，仅靠单交是很难成功的, 用多个亲本，通过多次杂交，较易获得理想的结果。正因如此，复式杂交成为目前杨树育种中主要的杂交方式之一。复式杂交对于提高远缘杂交可配性也有一定的作用。张金凤等（1999）对8个白杨派基因型和5个黑杨派基因型组成的21个杂交组合进行了黑杨派－白杨派间杂交试验，结果表明：单交组合没有得到苗木，20%的三交组合和67%的双交组合得到了苗本，其中有的双交组合的杂种苗生长旺盛。Ronald(1982)和吴鸿锦(1996)都是以复交组合得到了黑、白杨派间的杂种苗。 5.3.2杂交亲本的选择和选配
亲本选择是指根据品种选育目标，从育种资源中选用具有优良性状的植株作为杂交亲本。亲本选配是指从入选亲本中选用哪两个亲本作杂交，这里有一个合理搭配的问题。正确选择和选配亲本是杂交工作成败的关键，它关系到杂种后代是否易于定向培育，是否能较多地选出符合育种目标要求的后代个体。
1．亲本选配的原则
（1）根据育种目标选择亲本。如果育种目标是速生丰产，则应选择速生树种为亲本。同样，如果育种目标是抗病，则应选择抗病强的树种。如1904年美国板栗普遍发生严重的栗疫病，几乎整个板栗林被毁，后来用中国板栗与美国板栗杂交，获得的杂种栗生长快，干材发达，具有抗病力。
（2）选择地理起源、生态类型差异较大的种源，或亲缘关系较远的树种做亲本。这类亲本杂交，遗传基础比较丰富，能达到性状互补目的，还常常会出现一些超过双亲的优异后代。杨树育种经验表明，用两个高纬度起源的种在中纬度地区培育不出生长期长的速生类型；两个低纬度起源的种在中纬度地区不能育出适时封顶、适时木质化的类型；用低纬度的种与高纬度的种杂交，在中纬度地区可能形成最适应的速生类型。
（3）选择性状互补的材料做亲本。亲本双方的优缺点能够互补，亲本优良性状突出，容易达到育种目标。澳大利亚在引种中发现湿地松树干通直圆满、林相整齐、抗风力强、耐水湿，而加勒比松生长快、抗风力差、树干扭曲、变异大、木材均匀一致。1955年开始了这两个树种的杂交育种试验。结果表明，美国佛罗里达州北部的湿地松(P.elliottii var.elliottii)×洪都拉斯加勒比松(P.caribaea var.hondurensis)的F1具有明显的杂种优势，在所有立地上，生长速率、木材和纸浆产量、抗旱能力、分枝习性和木材品质均优于其母本湿地松；其树干通直度、抗风能力、耐水渍能力、抗寒能力、木材密度和强度均优于其父本洪都拉斯加勒比松，商品材积比亲本增加30%以上。
（4）选用配合力高的材料做亲本。首先根据一般配合力选择亲本，但由于一般配合力高的亲本杂交，不一定能产生优势的杂种，因此，需进一步根据特殊配合力选配杂交组合。澳大利亚昆士兰州总结过去30多年的湿地松和洪都拉斯加勒比松等松树杂交育种经验，认为不同的树种、种源、家系和无性系间的杂种，生长表现差异极显著。
（5）根据亲本遗传力大小进行亲本选配。通过了解已知各树种重要性状的遗传参数，将有助于合理选配亲本组合。例如，小叶杨的抗寒性和抗旱性和钻天杨的窄冠性状遗传力较高，如果以培育抗旱、窄冠品种为目标，可考虑将两者作为杂交组合。
（6）根据正反交可配性进行亲本选配。在林木杂交试验中，经常看到杂交组合正反交的可配性是不同的现象。例如，毛榆(U。 wilsniana Schneid)×榔榆(U。 parvifolia Jacq)能产生杂种，但反交却失败了。欧洲白榆（U。 laevis Pall.）×榔榆杂交未成功，但反交能产生种子。张金凤（1999）的杨树杂交试验表明，黑杨果实成熟期长达两个多月，尽管采用了靠接雌花枝的措施，但大多数黑杨作母本的组合仍由于营养不足及杂交障碍，果序提前脱落，没有得到种子，而白杨作母本的组合大多得到了种子。 2．杂交亲本植株的选择
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在杂交组合确定后，要选择优良的植株作亲本。一般来说，应选择优树作为杂交母树。现在各地已建立优树收集区和种子园，可以利用种子园的无性系进行杂交。 在未选优的用材树种中进行杂交，对亲本植株要求如下：
（1）树木通直、圆满，尖削度小，树冠完整，枝叶茂盛，生长快，材质优良； （2）抗性好，生长健壮，无病虫危害； （3）达到正常开花结实年龄；
（4）冠形较窄，均匀对称，分枝角度小，自然整枝好；
（5）对于扦插繁殖的树种，要求亲本植株的插条容易生根。
5.4人工杂交技术 5.4.1开花生物学
杂交前要了解亲本树种花的构造。阔叶树种大多数为双子叶被子植物。被子植物花的构造变异很大，有两性花和单性花之别。泡桐、刺槐、榆树、桉树、揪树、油茶、马挂木等在同一朵花中有雌蕊和雄蕊，属两性花。单性花有两种情况，一种如杨、柳等树种，雌、雄花分别着生在不同植株上，有雄株和雌株之分；另一种如胡桃类、壳斗科等树种，雌雄花在同一植株的相同枝条上。对于两性花，杂交前要先去雄蕊。被子植物柱头分泌黏液，固着花粉，花粉在柱头上膨大，花粉管穿透花柱组织，到达胚珠，释放出两个精核，一个与卵结合，发育成胚（二倍体），另一个与极核结合，发育成胚乳（三倍体）。针叶树雌、雄球花不少着生在同一枝条上，松属树种头年春末夏初开花，到第二年秋才能收获种子，从传粉到结实需1年以上。有关针叶树种开花生物学知识详见第7章。
进行开花物候观察，准确掌握杂交亲本的开花期，以便不失时机地收集花粉和适时进行人工授粉，是杂交育种的重要环节。雌雄同株的树木，常有雌雄异熟现象。即在雌蕊尚未成 熟前，花药已经开放撒粉，这类植物称为雄花先熟型，反之称为雌花先熟型。不同树种、同一树种的不同种源、同一种源的不同个体、同一个体在不同年份，其开花物候期不尽相同。例如，据吴坤明（1997）报道，在广东省，尾叶桉的盛花期在9月中下旬至10月中下旬，少数植株在11月至翌年1月份；窿缘桉的盛花期在6月中旬至7月上旬；巨桉和粗皮桉8～9月份开花；柳桉5～6月开花。
杂交要求两个亲本的花期一致，否则将给杂交工作造成困难。调整花期的目的，就是使亲本双方花期相遇。花期可用人工方法调整。为了使杨、柳等树种提前开花，可把杂交用的花枝放入温室，插在水瓶中培养，控制湿度和光照；为了推迟开花，把它放在低温阴暗地方。凡花期相差几天到1个月的杂交组合，如白杨×胡杨、柳杉×杉木等组合，因父本的花期比母本的花期晚，可以预先对父本进行催花，或抑制母本使之延期开花。但有的树种花期相隔太远，如榔榆×白榆，前者在秋天开花，后者在春天开花，这就无法用上述措施来调整，只能用贮藏的花粉进行杂交。在通常情况下，如果杂交双亲的花期相同，也须把雄花枝提前3～5d放在较温暖的地方，使之先开花，以便及时收集花粉备用。 5.4.2花粉技术
1．花粉采集
为了保证杂交工作正常进行，必须在雌花开放之前及时供应足够的花粉。花粉按其授扮方式有风媒花和虫媒花两种。风媒花树种的花粉数量多，质轻且干，可从树上直接采集，或采集花枝收集花粉。为了提前得到花粉，可以提前切取花枝到温室培养。杨、柳、榆、白蜡等树种杂交育种常常采用这种方法。切取花枝的时间因树种而异。通常情况下，在花粉母细胞减数分裂以前采集花枝培养，花粉发育受到抑制。所以，杨树在自然散粉前10～15d采条水培，能得到正常花粉。
虫媒花树种的花粉数量少，粒大且黏，采集方法可于开花前数日，采集即将开放的花蕾，
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取出花药(勿带花丝)，放进培养皿或其他容器内，贮藏备用。不同花期的花粉质量有明显差异。李周岐等（2000）研究了鹅掌楸属花期与花粉质量的关系，看到同一单株花粉品质随开花时期不同而呈规律性变化，以盛花期花粉萌发率为最高。姜景民（1999）研究了木兰科木兰属、含笑属树种花粉品质与花的开放阶段的关系，结果表明：以半开期的花粉萌发率最高，此时花瓣初张，花药近于开裂或始散粉，易于采集处理。当父母本花期重合时可直接采盛开期花药花粉授粉，而为贮藏花粉则应在半开期采集花药，室内处理。
2．花粉贮藏
在自然条件下，花粉一般很容易丧失生活力。因此，暂时不用的花粉要立即贮藏，妥善保存。花粉寿命，随树种而异。有些树种的花粉在自然条件下数天就失去发芽力，而有些树种的花粉在适当的温度和干燥条件下可保存数年。花粉寿命的长短，对杂交育种很重要。如果能延长花粉的寿命，则开花晚的亲本也可以和开花早的杂交。例如杉木的花期虽比柳杉晚１个月，但可使用头年贮藏花粉做杂交。
花粉贮藏期的长短与花粉壁的性质以及在贮藏期间花粉的原生质的代谢有关。贮藏期间可溶性糖类和有机酸消耗较少的花粉，保持生活力的时间长。但是，控制温度和湿度等条件对延长花粉的寿命有重要影响。低温、干燥、黑暗有利于保存花粉生活力。一些松树花粉贮藏条件和发芽情况见表5－1。多数树种的研究结果表明，控制温度更为关键。如许多桉树花粉可在室温贮藏35d，但在-16℃条件下，贮藏1年仍保持高的活力。
表5－1 松树花粉贮藏条件和发芽率 树 种
班克松 欧洲黑松 欧洲黑松 美国白松 美国白松 美加红松 美加红松 欧洲赤松
贮藏条件 温度 （℃） +2 +5 +5 +18 +18 +4 0 +2
相对湿度（%） 25.75 0 60-80 25 15-35 25 50 25-75
贮藏期（d）
365 920 378 413 365 413 413 365
贮藏前 90 80 80 93 90 93 93 90
发芽率
贮藏后 90 20 10 20 70 70 91 90
引自P.K.Khosla(1981)
美国北卡罗来纳州树木改良协作组对南方松花粉作短期或长期（１年以上）贮藏，花粉含水量为8～10％，贮藏温度为４℃，效果好。此外，还可用－20℃低温，抽气密封贮藏花粉。据C. E. Ahlgren等实验，白松花粉在硅胶中深冻干燥48小时抽气20～30分钟，当水银柱高为2mm时，密封于安瓿瓶中，在５℃下贮藏８年。用贮藏花粉作控制授粉，所得有生活力的种子数并不减少。据吴坤明等（1997）报道，经干燥处理的桉树花粉，装入小玻璃瓶内，用医用注射器抽去瓶内的空气，置冰箱冰冻室内，保持在-18℃～-22℃的低温下，贮藏42个月的细叶桉和窿缘桉的花粉，其发芽率分别为66.4%和60.4%。
收集的花粉经去杂质后，进行干燥。多数针叶树种最适宜的贮藏含水量约为8－10%以下。当干燥到这个程度时，花粉松散，不粘附玻璃皿壁，倾倒时能象水一般流动，可分装到指形管或其他小容器中。干燥后可把花粉装在器皿内。不论盛在任何容器，都不宜过满，也不宜盖严，以免妨碍气体交换，影响花粉干燥。自然干燥进程慢，也不易干透。为此，常采用干燥器。干燥器内放置氯化钙，在０℃条件下可控制相对湿度为32％；用比重为1.45的硫酸，在4℃条件下，相对湿度为30%；用硅胶可干燥到5%左右；用醋酸钾饱和溶液，可使
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湿度保持在22%；用石灰约可保持湿度25%。
3. 花粉生活力鉴定
为了保证杂交成功，对经过长期贮藏或从外地寄来的花粉，授粉前需要测定花粉的生命力。鉴定花粉生活力的方法有直接测定和间接测定两种。对于部分阔叶树种可采用直接测定法。先把花粉直接授在同种另一植株的柱头上，隔2～3d采集已授过粉的柱头，用固定液固定，通过染色，在显微镜下观察。若花粉具有生命力，可看到染过色的花粉管伸入柱头组织。间接测定是人为创造特定条件，鉴别花粉生活力。如有生活力的花粉粒在培养基上能长出花粉管,称培养基法；有些酶能使有生活力的花粉粒产生氧化－还原作用而着色，称染色法。与培养基法比较，染色法简便，但检测出有生活力的花粉偏低。有关花粉生命力鉴定的具体操作见实验、实习指导书。 5.5杂交方法
树木杂交主要有两种方法，即室内切枝授粉和树上授粉。 5.5.1树上杂交
松、杉、落叶松等开花结实过程长的树种，都是树上杂交。控制授粉的操作过程如下 ： （1）去雄：雌雄异株或雌雄同株异花的树种，只须分别套袋而不必去雄。两性花在杂交前则必须将雄蕊除去，以免自花授粉。去雄要在花粉成熟前进行，最适当的时期是当花朵张开，花粉呈绿色还未成熟的时候。但对于刺槐这类树种，在开花前就已散粉，应在含苞欲放之前去雄。去雄最适当方法是用镊子或尖头小剪刀彻底剔除花中的雄蕊。操作要细心，切不可损伤雌蕊，更不要刺破花药。完成一个亲本的去雄后，用95％酒精消毒干净后再对下一个亲本去雄。已确知自花不孕（self-sterility）的树种，或自交不亲和的树种，不必去雄，开花前套袋即可。
（2）套袋隔离：为防止其他花粉的侵入，人工授粉前必须对雌花套袋隔离。若为单性花，凡从外部形态能清楚识别雌花芽的，在雌球花突破芽鳞时，可套袋隔离。雌雄异株的树种，如果附近没有同种雄株，可以不套袋。隔离袋的大小，因树种而异，松树雌球花生在当年生嫩枝的顶端，并随着嫩枝的伸长，因此要用5cm× 28cm或7.5cm×30cm的隔离袋，让嫩枝有伸展的余地。杉木用15cm× 25cm的隔离袋。隔离袋的材料必须能防水、透光、透气。一般可采用薄而透明、坚韧的材料制成。风媒花树种，如杉木、松树等可用羊皮纸或硫酸纸做的袋子，这种袋透明、透气，又便于授粉和观察雌花的发育。虫煤花可用细纱布或细麻布作袋子，袋子的两端都开口，顶端向下卷折，用回形针夹住，下端缚在老枝上。因为当年生嫩枝脆弱易断，扎缚处须用棉花裹衬，以免风折，或机械损伤，并防止昆虫潜入传粉。
（3）授粉：事先调查雌花开放的时期和雌蕊最适合接受花粉的时间。对阔叶树种，一般用棉花球或毛笔沾着花粉授粉。针叶树授粉使用授粉器，或用改装的喉头喷雾器喷射花粉。授粉1～3天后，柱头开始变干，雌球花的胚珠变色、萎缩，证明授粉良好。如柱头仍膨大、湿润，说明授粉不好，应重新授粉。为了保证授粉充足，可隔日再授一次粉。不同杂交组合的授粉应换授粉器，防治花粉污染。授粉后，必须在着生授粉雌花的枝条上挂牌标记，并作记录。在正常情况下，授粉3～10天后，柱头因已受精而干枯，雌球花珠鳞增厚，闭合，这时应拆除隔离袋，以免防碍杂种果实的发育。为防虫、鸟危害，可改套网袋。 5.5.2切枝杂交（cutting cross）
杨树、柳树、榆树等树种，由于种子小，成熟期短，从开花到种子成熟仅需要1～2个月，可以将花枝剪下，在室内杂交。室内杂交比树上杂交方便，通过控制室内温度和调节枝条进入温室的时间，可以克服双亲花期不遇，便于隔离和操作管理，也可减少外界不利因素，如晚霜、风雨等影响。室内切枝杂交包括花枝采集和修剪、花枝水培管理、去雄、隔离和授粉、果实发育期的管理、收获种子等若干过程。具体操作见有关实验、实习指导书。 5.6 克服远缘杂交不亲和性的方法
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