楊立國(guó) 江文波 楊立偉 施季森

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭師范學(xué)院，包頭，014030) (林木遺傳和基因工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南京林業(yè)大學(xué)))

一球懸鈴木(Platanus occidentalis L.)為懸鈴木科懸鈴木屬樹(shù)種。其樹(shù)型優(yōu)美，抗逆性、抗污染能力及適應(yīng)性都較強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于庭院綠化。同時(shí)其木材結(jié)構(gòu)細(xì)致、硬度適中，也是較好的工業(yè)用材。而美國(guó)早在20世紀(jì)50年代就為了應(yīng)對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)的能源危機(jī)問(wèn)題將其作為能源樹(shù)種進(jìn)行戰(zhàn)略資助。我國(guó)僅在1999年才開(kāi)始從美國(guó)大規(guī)模引種研究，而本文僅對(duì)5年生的一球懸鈴木初步進(jìn)行引種的綜合評(píng)定和優(yōu)良家系的篩選。

1 材料與方法

前期引種的種源試驗(yàn)分別設(shè)置了5個(gè)地點(diǎn)：江蘇金仕達(dá)生物技術(shù)有限責(zé)任公司(鎮(zhèn)江)、上海市松江區(qū)林業(yè)站苗圃、山東東營(yíng)的凱銀集團(tuán)(大王鎮(zhèn))、安徽泗縣林業(yè)局苗圃和河南南陽(yáng)市林業(yè)局苗圃，其各地的自然概況見(jiàn)表1。

表1 5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)自然概況

研究所采用的一球懸鈴木(Platanus occidentalis L.)種源、家系共計(jì)47個(gè)，均來(lái)自美國(guó)中南部的阿巴拉契山脈山地、密西西比河谷地帶、德克薩斯州的干旱和半干旱地區(qū)。采種是建立在美國(guó)30余a的種源試驗(yàn)基礎(chǔ)上，但由于材料來(lái)源僅限于美國(guó)懸鈴木分布的部分區(qū)域，雖不能代表其全部的分布規(guī)律，卻也是一定區(qū)域內(nèi)具有相應(yīng)地理特征的采種林分［1］。其產(chǎn)地地理位置及采種種源、家系見(jiàn)表2。2000年在安徽黃山地區(qū)育苗，2002年3月移栽至各試驗(yàn)點(diǎn)。

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)［2］，4次重復(fù)，4株小區(qū)，株行距為2.5 m×2.5 m，采用挖穴栽植，穴規(guī)為50 cm×40 cm×30 cm，周邊設(shè)有保護(hù)行。種源試驗(yàn)林中參試種源來(lái)自12個(gè)采點(diǎn)，按單株采集，合計(jì)47個(gè)半同胞家系。

每年對(duì)分布于5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的47個(gè)半同胞家系的樹(shù)高、胸徑等生長(zhǎng)量指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，并作方差分析，估算各點(diǎn)遺傳參數(shù)，確定各家系間變異顯著性，通過(guò)多重比較，進(jìn)行家系及家系內(nèi)選擇，進(jìn)而為下一步優(yōu)良無(wú)性系繁殖做準(zhǔn)備。材積計(jì)算按照公式［3］：V=(2.26+0.033 5×D2×H)/1 000(D 為胸徑，H為樹(shù)高)。統(tǒng)計(jì)分析采用SAS 6.12版本進(jìn)行［4］。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同試驗(yàn)點(diǎn)的遺傳分析

方差分析結(jié)果見(jiàn)表3，參試的47個(gè)半同胞家系(除個(gè)別地點(diǎn)、個(gè)別年份)在樹(shù)高、胸徑等方面的差異均達(dá)到了不同程度的差異水平，具有較大的選擇潛力［5］。尤其隨林齡的增長(zhǎng)，家系間的差異尤為明顯。3 a數(shù)據(jù)比較分析發(fā)現(xiàn)：2004年的差異水平較大且趨于穩(wěn)定，這更說(shuō)明了家系間的可選擇性是很大的。

從遺傳力和遺傳變異來(lái)看，不同年份差異很大。但遺傳力在2004年基本呈現(xiàn)穩(wěn)定的中度遺傳水平，說(shuō)明5年生的一球懸鈴木受環(huán)境影響相對(duì)較小，而更多則受到自身遺傳物質(zhì)的控制。雖然在個(gè)別地點(diǎn)(如東營(yíng)等)出現(xiàn)遺傳力變化較大的情況，但這與林齡小是分不開(kāi)的。初步認(rèn)為在2004年對(duì)5年生的一球懸鈴木進(jìn)行初步選擇是可行的。而遺傳變異雖然在不同的年份也有波動(dòng)變化，但隨年份增加基本呈現(xiàn)穩(wěn)定遞增的趨勢(shì)，這同樣為優(yōu)良家系的初選提供了遺傳基礎(chǔ)。

表2 一球懸鈴木種源地理位置

表3 各試驗(yàn)點(diǎn)3 a的遺傳參數(shù)分析

2.2 優(yōu)良家系的篩選

通過(guò)對(duì)5年生的一球懸鈴木不同年份的表型數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析認(rèn)為，進(jìn)行優(yōu)良家系的篩選是必要的也是可行的。表4是2003年［6］和2004年的篩選結(jié)果，其分別運(yùn)用指數(shù)選擇法(2003年)和材積大于家系材積平均值加上2/3倍標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行初選［6-10］。

表4 優(yōu)良家系的初步篩選

考慮到樹(shù)齡仍然相對(duì)較小，2 a的優(yōu)良家系的篩選均控制在20%左右［11-12］，從表4中可以看出，雖然2 a的優(yōu)良家系不盡相同，但卻有很多家系在2 a中均表現(xiàn)較好。如鎮(zhèn)江的11、23、29、31、36;東營(yíng)的 2、6、10、14、36;南陽(yáng)的 5、6、14、36、42;泗縣的5、14、35、36;松江的10和16。說(shuō)明這部分優(yōu)良家系表現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定。而14和36號(hào)家系則至少在3個(gè)及以上的試驗(yàn)點(diǎn)2 a內(nèi)同時(shí)表現(xiàn)優(yōu)良，說(shuō)明這部分優(yōu)良家系不但表現(xiàn)穩(wěn)定，而且適應(yīng)范圍相對(duì)較廣，更適宜大面積推廣應(yīng)用。

2.3 優(yōu)良家系的原產(chǎn)地分布

通過(guò)前面的優(yōu)選結(jié)果不難看出，雖然有部分家系在2 a的篩選結(jié)果表現(xiàn)較為穩(wěn)定，但其它優(yōu)良家系還有待于進(jìn)一步觀測(cè)驗(yàn)證。表5是對(duì)5年生(2004年底)一球懸鈴木優(yōu)選結(jié)果原產(chǎn)地的分布情況。

從5年生的優(yōu)選結(jié)果的原產(chǎn)地分布看到：初選出的優(yōu)良家系雖然分布在不同的區(qū)域內(nèi)，但5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的優(yōu)良家系卻存在共同的分布規(guī)律，在北緯30°46'～32°15'地區(qū)內(nèi)分布的優(yōu)良家系占63.64%以上，多者達(dá)到75%，而在北緯32°26'～34°35'地區(qū)內(nèi)則平均只占 31.3%;在西經(jīng) 87°28'～90°15'分布超過(guò)60%的僅有兩個(gè)種源地(松江和東營(yíng))，而在西經(jīng)91°09'～92°38'分布占50%的就有兩個(gè)種源地(南陽(yáng)和泗縣)，其它均略低于50%。結(jié)果表明：5個(gè)種源地篩選出的優(yōu)良家系在美國(guó)中南部多來(lái)自于緯度偏低的地區(qū)(北緯30°46'～32°15')，而經(jīng)度分布上，各點(diǎn)的優(yōu)良家系則有所差別，其中松江和東營(yíng)點(diǎn)的優(yōu)良家系絕大多數(shù)來(lái)源于原產(chǎn)地經(jīng)度較低的地區(qū)(西經(jīng)30°46'～32°15')，其它點(diǎn)則在經(jīng)度分布上無(wú)明顯差異。

在采種流域上，主要在Mississippi州的Tallahatchie、Tombigbee、Pearl、Mississippi流域，Alabama 州的 Tombigbee 流域及Louisiana州的Mississippi流域均有5個(gè)種源地優(yōu)良家系的分布［13-14］，而位于Arkansas州緯度和經(jīng)度都相對(duì)較高的25號(hào)家系則在我國(guó)所設(shè)種源地表現(xiàn)均不好。

表5 初選優(yōu)良家系原始地理位置及所占比例

3 結(jié)論與討論

一球懸鈴木的樹(shù)高、胸徑等指標(biāo)在不同的家系間差異達(dá)到不同程度的差異水平，但隨樹(shù)齡的增大，其不同家系的遺傳差異則更為明顯。而遺傳力等參數(shù)也隨之趨于穩(wěn)定化。初步認(rèn)為對(duì)5年生的一球懸鈴木進(jìn)行優(yōu)良家系的篩選是可行的，且是相對(duì)穩(wěn)定的。

對(duì)4年生和5年生的一球懸鈴木優(yōu)選的結(jié)果進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)：鎮(zhèn)江的 11、23、29、31、36;東營(yíng)的 2、6、10、14、36;南陽(yáng)的5、6、14、36、42;泗縣的 5、14、35、36;松江的 10 和 16 等 21個(gè)優(yōu)良家系表現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定。而14和36號(hào)家系在我國(guó)的適應(yīng)范圍更廣。

在上海松江等5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)篩選的優(yōu)良家系在原始采種地分布是具有一定的規(guī)律的：一般情況下，在我國(guó)中東部及偏南部地區(qū)，生長(zhǎng)相對(duì)較好的一球懸鈴木多源于美國(guó)中南部地區(qū)緯度偏低的地方。而在經(jīng)度上，比較適合松江和東營(yíng)兩地的優(yōu)良家系多分布于經(jīng)度偏低的Mississippi流域，其它3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的優(yōu)良家系則在經(jīng)度分布上無(wú)明顯差異。

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