許建忠

(福建省永泰大湖國有林場，福建 永泰 350715)

火炬松家系遺傳變異與優(yōu)良家系選擇

許建忠

(福建省永泰大湖國有林場，福建 永泰 350715)

對19年生火炬松家系的生長性狀和遺傳參數(shù)進(jìn)行研究分析，結(jié)果顯示：胸徑、樹高和材積等3個主要性狀在火炬松家系間的差異達(dá)極顯著水平，家系的樹高、胸徑和單株材積均具有較高遺傳力、受中等或中等以上遺傳控制，說明各性狀的差異主要由遺傳因素所致，有較大的改良潛力。從參試的25個家系中選出5個優(yōu)良家系，其平均胸徑、樹高、單株材積分別為22.08 cm、14.25 m、0.2660 m3，分別比群體平均值高8.72%、11.85%、29.66%，遺傳增益分別為5.77%、10.57%、22.18%。

火炬松；生長性狀；遺傳變異；家系選擇

火炬松(PinusteadaL.)原產(chǎn)美國東南部，具有生長迅速、材質(zhì)好、適應(yīng)性強(qiáng)和地理變異多等特點(diǎn)，是一種重要的工業(yè)用材造林樹種，被許多國家和地區(qū)引種栽培[1-2]。福建是最早開展火炬松引種的地區(qū)之一，為進(jìn)一步掌握火炬松良種在福建的適應(yīng)性與生長表現(xiàn)，1996年福建省國有林場管理局由國際紙業(yè)公司從美國引進(jìn)火炬松一代種子園優(yōu)良家系21個，并選擇國內(nèi)火炬松家系4個，在全省布點(diǎn)建立家系子代測定林，福建閩侯南嶼林場就是其中的試驗(yàn)點(diǎn)之一[3]。本研究選取閩侯南嶼林場引種的25個火炬松家系作為測定材料，探索其主要生長性狀的遺傳變異規(guī)律，并從中篩選優(yōu)良家系，為進(jìn)一步促進(jìn)火炬松良種選育與繁育提供參考。

1 研究地概況與研究方法

1.1 研究地概況

研究地設(shè)在福建省閩侯南嶼國有林場五峰里工區(qū)，地處東經(jīng)119°17′、北緯26°25′，前茬為馬尾松采伐跡地。海拔150 m，坡度25°～30°，坡向東北，年平均氣溫19.5 ℃，絕對最高溫度37 ℃，絕對最低溫度-2.4 ℃，年無霜期230 d，年均降水量1370 mm[3]。立地類型為Ⅲ類，土壤多為山地紅壤。林下植被以芒萁骨為主。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

參試的火炬松家系共25個，其中1996年福建省國有林場管理局從美國引進(jìn)火炬松一代種子園優(yōu)良家系21個，國內(nèi)火炬松家系4個 (表1)。采用完全隨機(jī)區(qū)組(RCB)設(shè)計(jì)的方法，共設(shè)置25個處理、6次重復(fù)、9株方型小區(qū)，重復(fù)區(qū)間設(shè)3～4行馬尾松隔離帶。試驗(yàn)地于1997年9月煉山，同年10月采用容器苗造林，苗高12～15 cm，栽植密度為2.5 m×2.5 m。1998年撫育施肥1次，1999—2001年每年6月實(shí)施化學(xué)除草撫育1次。2002年后不再撫育。

表1 參試家系基本情況

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

調(diào)查數(shù)據(jù)利用Excel 2007和DPS 13.5軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。在差異達(dá)顯著的前提下，利用新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長性狀表型分析

生長性狀是火炬松良種選育最主要的性狀之一，優(yōu)良的生長性狀可反映出家系對特定生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)能力[2]。試驗(yàn)結(jié)果表明，19年生的火炬松家系子代測定林生長優(yōu)良，在胸徑方面家系的平均值為20.31 cm，變幅為17.25～22.63 cm，變異系數(shù)為12.38%；在樹高方面家系的平均值為12.74 m，變幅為8.55～14.83 m，變異系數(shù)為15.81%；在單株材積方面家系的平均值為0.2052 m3，變幅為0.0957～0.2796 m3，變異系數(shù)為36.47%。這說明各家系間的表型變異較為豐富，具有改良潛力，為速生優(yōu)良家系的選擇奠定了基礎(chǔ)。

2.2 生長性狀遺傳變異及參數(shù)估算

遺傳力可以反映性狀變異受到遺傳控制的程度。分析家系間生長性狀差異水平，并測定家系性狀遺傳力，是進(jìn)行家系評價與選擇的重要依據(jù)[9]。為進(jìn)一步分析各性狀變異的內(nèi)在本質(zhì)，對各家系間的差異顯著性進(jìn)行方差分析。從表2可知，胸徑、樹高和材積等3個主要性狀在火炬松家系間的差異均達(dá)到極顯著水平，家系間生長具有真實(shí)的遺傳差異；對胸徑、樹高和材積進(jìn)行鄧肯多重比較結(jié)果(表3)表明，家系16胸徑值最大，與家系2、13、14、15、11等差異達(dá)極顯著水平；家系5樹高值最大，與家系2、14、15、12、24等差異達(dá)顯著水平；家系8材積最大，與家系2、14、15、13、12等差異達(dá)極顯著水平。對這3個性狀的遺傳力進(jìn)行估算發(fā)現(xiàn)：3個性狀都有較高的遺傳力，胸徑、樹高、材積的家系遺傳力分別為0.6619、0.8913、0.7479，均達(dá)到0.5以上，說明這些生長性狀受較強(qiáng)的遺傳控制，具有較好的代表性，對其進(jìn)行選擇有望獲得相對較高的遺傳增益。

表2 各家系生長性狀方差分析

*：**為差異極顯著(P<0.01)；*為差異顯著(P<0.05)。

表3 各家系胸徑、樹高、材積多重比較

*：表中同列不同字母為兩者間存在顯著性差異(P<0.01)。

2.3 優(yōu)良家系選擇

在胸徑、樹高、材積差異顯著的基礎(chǔ)上，為合理地篩選出最合適家系，避免單一考慮某個性狀選擇優(yōu)良家系的局限性，對各參試家系進(jìn)行綜合評價[9]。根據(jù)排序結(jié)果(表4)，家系16的Pi值最小，其次是家系8、17、20、19等，表現(xiàn)最差的為家系2，這與多重比較的分析結(jié)果相似。按照優(yōu)良家系選擇原則，以20%的入選率[10]，將家系16、8、17、20、19選定為綜合性狀表現(xiàn)較優(yōu)的5個家系。入選的5個優(yōu)良家系平均胸徑、樹高、單株材積分別為22.08 cm、14.25 m、0.2660 m3，分別比群體平均值高8.72%、11.85%、29.66%。最優(yōu)家系16的胸徑、樹高、單株材積分別高于最差家系(家系2)31.18%、68.33%、189.96%。以這些入選的家系作為優(yōu)良種植材料，對后續(xù)的林業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究均具重要利用價值。

根據(jù)已獲得的家系遺傳力和入選家系均值和總均值的選擇差，估算入選的5個家系各性狀的遺傳增益值。從表5可知，胸徑、樹高、材積的平均遺傳增益分別為5.77%、10.57%、22.18%。其中表現(xiàn)最優(yōu)的家系16、8的胸徑、樹高、材積的遺傳增益分別為7.56%、11.53%、26.37%和7.17%、8.12%、27.12%，選擇效果明顯。

表4 火炬松家系綜合評價數(shù)值

表5 優(yōu)良家系性狀和遺傳增益情況

3 結(jié)論與討論

遺傳參數(shù)的估算在動植物遺傳改良和育種工作中具有重要的理論指導(dǎo)意義[11]。對19年生的火炬松家系各性狀的統(tǒng)計(jì)分析顯示：參試的25個家系，胸徑、樹高、單株材積的表型變異系數(shù)分別為12.38%、15.81%和36.47%，家系遺傳力分別為0.6619、0.8913、0.7479，均在0.5以上，家系間存在極顯著差異，說明該環(huán)境條件下依據(jù)表型值分別對各性狀進(jìn)行直接選擇是有效的。

多性狀綜合評選出的5個優(yōu)良家系分別為家系16、8、17、20、19，其胸徑、樹高、單株材積的平均遺傳增益分別為5.77%、10.57%、22.18%。這與早期對幼林的選擇結(jié)果有所差異[12-13]，可能因早期試驗(yàn)林年齡較小所致[14]。胸徑、樹高性狀的家系遺傳力、遺傳增益等遺傳參數(shù)估值，大部分家系表現(xiàn)為隨林齡增大而降低的趨勢；受測定林林齡的影響，幼林時期各性狀的基因表達(dá)未能充分表現(xiàn)，林齡越大基因表達(dá)越充分，發(fā)育到一定階段才能作出較可靠的結(jié)論[15-16]。

林木遺傳育種工作是長期性的任務(wù)，要全面評價家系的優(yōu)劣，除了觀測其生長性狀表現(xiàn)外，還有必要對入選家系的生殖生物學(xué)進(jìn)行研究，從而篩選出遺傳穩(wěn)定性好、物候期較一致的育種材料。同時，許多學(xué)者對有較高經(jīng)濟(jì)價值樹種的GE(基因型和環(huán)境)互作及其基因型穩(wěn)定性的研究結(jié)果顯示，樹木在樹種、種源、家系和無性系水平上的穩(wěn)定性選擇是有效的[17]。本文僅在一個試驗(yàn)點(diǎn)開展調(diào)查研究，沒有進(jìn)行種源、家系與環(huán)境互作分析，這可能導(dǎo)致優(yōu)良家系篩選時存在漏選或誤選的部分[10]。對參試火炬松開展種源基因型、環(huán)境效應(yīng)、基因型×環(huán)境互作效應(yīng)的研究，探索不同環(huán)境下的遺傳變異規(guī)律將是下一步研究的重點(diǎn)。

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Genetic Variations and Superior Family Selection ofPinusteadaFamilies

XU Jianzhong

(DahuNationalForestFarmofYongtai，Yongtai350715，F(xiàn)ujian，China)

The growth traits and genetic parameters of 19-year-oldPinusteadafamilies were studied.The results showed that the average height，diameter at breast height(DBH) and stem volume among families had significant differences.Based on calculation of genetic parameters，the diameter，height and stem volume growth of families were genetic controlled at medium level or above，which indicated high selection potential among families.5 families from the total 25 families were selected，with average value of DBH，tree height and stem volume was 22.08 cm、14.25 m、0.2660 m3and more 8.72%、11.85% and 29.66% than sampled population，respectively.The genetic gain of these traits was 5.77%、10.57% and 22.18%，separately.

Pinusteada；growth trait；genetic variation；family selection

10.13428/j.cnki.fjlk.2017.01.001

2016-09-03；

2016-11-14

福建省科技廳項(xiàng)目(馬尾松火炬松高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)紙漿用材良種選育及培育技術(shù)研究，97-Z-4)

許建忠(1979—)，男，福建閩侯人，福建省永泰大湖國有林場林業(yè)工程師，從事林業(yè)科研及生產(chǎn)管理工作。E-mail：nyc200510@163.com。

S791.255；S722.3+3

A

1002-7351(2017)01-0001-04