黃 勇

(福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建 福州 350012)

烏桕［Sapium sebiferum(Linn)Roxb．］俗名木梓，為大戟科(Euphorbiaceae) 烏柏屬(Sapium P．Br．)落葉喬木［1］。烏桕油脂是用途廣的工業(yè)原料，也是我國傳統(tǒng)的出口物資。由于烏桕產(chǎn)油脂高、油脂利用價(jià)值高，日本人將它譽(yù)為綠色原子彈 、美國人稱它為理想的再生能源，并預(yù)言它將成為世界性作物［2］。烏桕適應(yīng)區(qū)域遼闊，黃河以南各省均有分布，同時(shí)也是福建省優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種和油料能源樹種，具有種子產(chǎn)量、含油率高及適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適合于非規(guī)劃林地造林［3］。烏桕是兩種基因型間的異花授粉植物，長期為反復(fù)相互異花授粉，使當(dāng)今自然分布和栽培植株都是雜種，有性繁殖不能充分固定和利用雜種優(yōu)勢，而且烏桕是世代長又容易無性繁殖的樹種，因此要培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的烏桕良種，只宜選擇育種［2，4］。優(yōu)樹選擇是烏桕良種選育的前提和基礎(chǔ)，烏桕優(yōu)樹選擇根據(jù)育種目標(biāo)也有所不同，王曉光等［5］運(yùn)用層次分析法，建立了烏桕優(yōu)樹綜合評價(jià)體系。周俊新等［6］采取投影尋蹤技術(shù)，建立綜合評分法選優(yōu)指標(biāo)體系，進(jìn)行烏桕多性狀進(jìn)行綜合選擇。長期以來，烏桕在福建省呈野生及半野生狀態(tài)，除道路兩側(cè)是人為種植以外，其它地方均是野生或半野生的，呈自生自滅狀態(tài)，基本上未經(jīng)人工選育，所以品種繁雜，產(chǎn)量低，經(jīng)濟(jì)效益較差，因而烏桕的人工定向選育迫在眉睫。本文通過全省高油脂烏桕優(yōu)良單株的優(yōu)擇及苗期試驗(yàn)，以期為我省烏桕良種選育打下良好的基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1．1 選優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)確定［1-2，5，7-9］

①單株冠幅乘積計(jì)算:每平方米產(chǎn)籽量大年0．8 kg以上，兩年平均在0．7 kg以上。② 粒大(千粒重為150 g以上)，蠟皮厚，色澤白，含油率30%以上。③15年以上生長健壯，無病蟲害，樹冠發(fā)育正常，結(jié)實(shí)層厚。

1．2 烏桕優(yōu)樹選擇實(shí)施方法［10-12］

烏桕分布多為零星分散，優(yōu)樹選擇采用科研調(diào)查與群眾報(bào)優(yōu)相結(jié)合的方式。本文廣泛發(fā)動群眾，把識別知識、考察線索交給群眾，調(diào)查時(shí)做到有的放矢。通過查閱有關(guān)森林植物調(diào)查資料、地方志等，聯(lián)系經(jīng)常在山林中活動的老農(nóng)、護(hù)林員及當(dāng)?shù)亓謽I(yè)工作人員，展開全方位調(diào)查。由于目前我省烏桕主要生長地為道路兩旁、房前屋后、河旁及田埂地頭，所以此次優(yōu)樹選擇主要在這些地方上進(jìn)行實(shí)施。本文旨在通過烏桕優(yōu)樹選擇，為生產(chǎn)提供豐產(chǎn)、出油率高的優(yōu)良單株。作為能源燃料樹種，應(yīng)以優(yōu)良的結(jié)實(shí)性狀和出油率高為主要目標(biāo)，因此我們將果實(shí)結(jié)實(shí)量、果實(shí)含油率作為主要的選育目標(biāo)，進(jìn)行綜合性狀優(yōu)樹選擇，2007年在福建全省進(jìn)行踏查，測定侍測產(chǎn)候選優(yōu)樹，2008年和2009年進(jìn)行測產(chǎn)追蹤，確定產(chǎn)量達(dá)標(biāo)優(yōu)樹，最后結(jié)合烏桕籽油含油率指標(biāo)，確定最終入選的優(yōu)樹。

1．3 優(yōu)良家系早期選擇

1．3．1 研究地點(diǎn)及試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地位于福建省漳州市華安縣西陂林場，是南亞熱帶和中亞熱的交叉點(diǎn)，地理位置為緯度 25°7'51．1″，經(jīng)度117°31'40．4″，海拔 401 m。地壤為黃壤，年均溫 21 ℃，最高氣溫38℃，最低氣溫－4℃，降水量1 700 mm。

1．3．2 試驗(yàn)方法 在2007年初選的114棵優(yōu)良單株上所采集的種子，于2008年初在西陂林場苗圃地進(jìn)行播種育苗，2009年進(jìn)行移苗造林，按完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3個(gè)重復(fù)3個(gè)區(qū)組，每個(gè)家系每個(gè)重復(fù)10株，株行距3 m×3 m，用杉木作為隔離行，造林地為杉木采伐跡地，2010年3月份對一年生的苗木進(jìn)行每木調(diào)查，主要調(diào)查的指標(biāo)為苗高、苗冠及地徑。

1．3．3 遺傳增益計(jì)算［13］ΔG=h2s/p，ΔG為遺傳增益，s為選擇差，h2為半同胞家系遺傳力為家系生長性狀平均值。

圖1 各優(yōu)樹分布點(diǎn)示意圖Fig．1 The distribution sketch map of plus tree

1．3．4 千粒重測定 按常規(guī)法測定［14］。

1．3．5 種子形狀測定 每個(gè)家系隨機(jī)選取20種子，重復(fù)3次，計(jì)60次，測定縱徑、橫徑及側(cè)徑。

1．3．6 種籽含油率測定方法［15］烏桕主要為能源燃料樹種，最終落實(shí)種籽加工生物柴油，而烏桕加工為生物柴油的原料主要來源于烏桕梓油，所以本次實(shí)驗(yàn)把種料所梓油的百分率作為烏桕含油率，具體為:將烏桕種子風(fēng)干后進(jìn)行除脂脫蠟處理，用蒸汽軟化同時(shí)進(jìn)行熱炒，使烏桕籽在相互摩擦下除脂，將外層的桕脂分離，之后粉碎過篩，置于廣口瓶備用，用索氏抽提法進(jìn)行測定含油率。

2 結(jié)果與分析

2．1 烏桕優(yōu)樹選擇

2．1．1 高產(chǎn)量烏桕優(yōu)樹選擇 產(chǎn)量包括單株結(jié)實(shí)量與單位面積結(jié)實(shí)量兩個(gè)指標(biāo)，本研究以烏桕每平方米結(jié)果量來衡定它的生產(chǎn)能力，以每平方米結(jié)實(shí)量兩年平均達(dá)到0．7 kg為限，以此標(biāo)準(zhǔn)來選擇優(yōu)良單株。根據(jù)單位面積產(chǎn)量，2007—2009年期間進(jìn)行測產(chǎn)，2007年在踏查的基礎(chǔ)上，選擇了305株產(chǎn)量高烏桕進(jìn)行測產(chǎn)，初選達(dá)標(biāo)的114株作為優(yōu)樹候選樹，2008及2009年進(jìn)行跟蹤，兩年平均產(chǎn)量達(dá)標(biāo)的有26株(表1)入選單株產(chǎn)量最高為93號，產(chǎn)量為1．154 kg/m2，最低為78號，產(chǎn)量為0．702 kg/m2，其余為0．712～1．143 kg/m2。26株產(chǎn)量達(dá)標(biāo)的候選優(yōu)樹，其平均單位面積產(chǎn)量高達(dá)0．874 kg/m2。

表1 入選單株含油率及單位面積產(chǎn)量Tab．1 Oil rate and yield per unit area of selected plants

2．1．2 高含油率優(yōu)樹選擇 根據(jù)含油量達(dá)到30%作為高含油率指標(biāo)，本次調(diào)查入圍高油率優(yōu)樹株數(shù)共為45株(表1)，平均含油率達(dá)到32．58%，含油率最高為8號，高達(dá)40．95%，其次為109號，達(dá)到37．25%，其余含油率達(dá)到的入選單株，其含油率均在30% ～37．25%。

2．1．3 烏桕優(yōu)樹綜合選擇 本次烏桕優(yōu)樹綜合了單位面積產(chǎn)果量及含油率(梓油)這個(gè)性狀指標(biāo)，產(chǎn)量以每平方米產(chǎn)果量0．7 kg為限，而含油率須大于30%為標(biāo)準(zhǔn)，入選優(yōu)樹必須同時(shí)達(dá)到這兩個(gè)性狀指標(biāo)要求。在入圍產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)的26棵單株和入圍的高含油率45棵單株當(dāng)中，兩個(gè)性狀指標(biāo)同時(shí)達(dá)標(biāo)的烏桕定為本次研究的綜合性狀入選優(yōu)樹。根據(jù)這一優(yōu)樹選法(表3)，共有12棵單株入選，它們是1、12、35、36、50 、57、61、86、87、92、93 及 113 號。8 號單株雖然含油率高達(dá) 40．95%，但由于單位面積產(chǎn)量僅為 0．416 kg/m2，只能淘汰。

2．2 烏桕家系試驗(yàn)

2．2．1 烏桕家系遺傳變異及家系選擇 (1)烏桕不同家系遺傳變異。對初選的114個(gè)家系進(jìn)行每木調(diào)查，由表2可知，烏桕3個(gè)性狀都存在豐富的遺傳變異，苗高變異系數(shù)最大，99%置信區(qū)間為1．074 6～1．176 5 m;胸徑變異系數(shù)最小，99%置信區(qū)間 1．969 1 ～2．186 2 m。

(2)烏桕不同家系生長方差及遺傳力分析。苗高、胸徑及苗冠不同家系方差分析結(jié)果表明，不同家系間均存在顯著性的差異，說明不同家系間存在遺傳差異，它們受到一定程度的遺傳控制，對其進(jìn)行選擇，將獲得一定的遺傳增益。從表3所示，3個(gè)生長性狀的遺傳力分析結(jié)果來看，胸徑最大，為0．597 6;冠幅最小，為0．340 8。因此可以用苗高和胸徑作為優(yōu)良家系選擇的兩個(gè)主要指標(biāo)。

(3)烏桕子代不同生長性狀相關(guān)分析。通過對烏桕各生長性狀相關(guān)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)苗高、地徑及苗冠3個(gè)性狀之間存在明顯的相關(guān)關(guān)系，表明對其中的一個(gè)性狀進(jìn)行選擇，必然對其它性狀產(chǎn)生顯著的影響。

表2 烏桕不同家系遺傳變異Tab．2 The genetic variation of different Sapium sebiferum family

表3 烏桕不同家系生長方差及遺傳力分析Tab．3 The growth variance and heritability analysis of different Sapium sebiferum family

(4)烏桕優(yōu)良家系早期選擇及平均遺傳增益。開展優(yōu)樹苗期子代測定，目的是掌握各性狀的遺傳變異特點(diǎn)，從中選擇優(yōu)良家系和個(gè)體，供育種和生產(chǎn)使用［16－18］。從烏桕相關(guān)及遺傳力分析可看出，苗高、地徑及苗冠顯著相關(guān)，苗高和地徑的遺傳力最高，故以苗高和地徑的遺傳增益作為主要的選擇指標(biāo)，兼顧苗冠遺傳增益來選擇優(yōu)良家系。

由于只是通過1年生苗期試驗(yàn)的早期選擇，本次試驗(yàn)提高了入選率，入選率達(dá)38%，初步篩選出的30個(gè)優(yōu)良家系，入選率為38%，它們表現(xiàn)出較明顯的速生性，選擇效果較明顯，入選30個(gè)優(yōu)良家系的平均苗高達(dá)到1．345 m，平均地徑為2．391 cm，平均苗冠為0．876 m;分別比參試家系總體平均值高14．07%、13．28%及17．15%。3個(gè)性狀平均增益達(dá)到6．96%，其中苗高平均增益為5．74%，地徑平均增益為8．38%，冠幅平均增益為6．76%。

76、44、35及79號平均遺傳增益分位于前4位，它們的平均遺傳增益分別高達(dá)17．45%、15．98%、13．85%及13．90%，表現(xiàn)出非常明顯的速生性。入選的30個(gè)家系苗高、地徑及苗冠平均變異系數(shù)分別為24．77%、32．36%及31．95%，變異程度較高，為選良家系的選擇打下良好的基礎(chǔ)。

通過高含油率及高產(chǎn)量篩選出12棵優(yōu)樹，經(jīng)一年生子代測定，共11棵優(yōu)樹家系入選，只有61號優(yōu)樹家系沒有入選30個(gè)初選家系。

表4 烏桕優(yōu)良家系選擇及遺傳增益Tab．4 Excellent family selection and genetic gain of Sapium sebiferum

(5)子代樹體性狀回歸分析。用烏桕子代樹高與地徑進(jìn)行回歸分析，分別用多項(xiàng)式、logistic、對數(shù)函數(shù)、線性模型、負(fù)指數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、韋布爾函數(shù)、乘冪及移動平均等方程進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)用乘冪方程擬合效果最好，顯著水平P達(dá)0．045 2，因此烏桕子代樹高與胸徑回歸方程為:y=2．115 6x0．082762;以冠幅Y為因變量，樹高x1和胸徑x2為自變量進(jìn)行線性回歸，回歸方程為y=0．543 048 590+0．101 084 847 40x1+0．032 285 578 52x2，P 值為0．003 6，達(dá)到顯著水平。

(6)親子代相關(guān)性狀分析。烏桕親子代典型變量的構(gòu)成:

由表5所示，可知，烏桕親子代性狀所組成的相關(guān)關(guān)系中，只有第一個(gè)較大且呈顯著相關(guān)。分析第一對典型變量的構(gòu)成，U1中x2(種子縱徑)、x4(種子側(cè)徑)、X5(樹高)的權(quán)重系數(shù)較大，V1中y2(地徑)的權(quán)重系數(shù)明顯高于其他兩個(gè)性狀y1(苗高)和y3(苗冠)。

表5 烏桕典型相關(guān)分析及卡方檢驗(yàn)Tab．5 Canonical correlation analysis and X2test of Sapium sebiferum

利用綜合選擇指數(shù)對親代優(yōu)樹進(jìn)行分類。綜合以上的分析，構(gòu)造綜合選擇指數(shù)為:I=0．592 1y1+1．547 2y2－0．814 9y3，y為子代生長性狀，用聚類分析方法，對入選的12棵優(yōu)樹進(jìn)行分類，將優(yōu)樹分為4類，見表6。

3 結(jié)論與討論

本次研究中，烏桕優(yōu)樹選擇是以提供生物柴油原料林為目地，因而選擇高產(chǎn)和高梓油率兩個(gè)性狀指標(biāo)作為定向選育的主要目標(biāo)，經(jīng)過兩年的測產(chǎn)，平均產(chǎn)量均達(dá)標(biāo)的烏桕單株有26株;以含油量達(dá)到

30%作為高含油率指標(biāo)，本次調(diào)查入圍高油率優(yōu)樹共為45株;綜合產(chǎn)果量及含油率(梓油)這個(gè)性狀指標(biāo)，共有12棵優(yōu)良單株入選。有些優(yōu)良單株雖然綜合指標(biāo)未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，但卻在產(chǎn)量或含油率的單一性狀方面表現(xiàn)較為突出，也可作為優(yōu)良特異種質(zhì)性狀加以收集。優(yōu)良家系選擇是一項(xiàng)非常重要的基礎(chǔ)工作，通過高含油率及高產(chǎn)量篩選出12棵優(yōu)樹，經(jīng)一年生子代測定，共11棵優(yōu)樹家系入選，只有61號優(yōu)樹家系沒有入選30個(gè)初選家系，總體表現(xiàn)良好。

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