呂中躍 楊曉慧 廖煥琴 陳新宇徐 放 張衛(wèi)華 潘 文 楊會(huì)肖

（1. 韶關(guān)市國(guó)有九曲水林場(chǎng)，廣東 韶關(guān) 512600；2. 廣東省森林培育與保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省林業(yè)科學(xué)研究院，廣東廣州 510520）

桉樹(shù)屬桃金娘科桉屬、杯果木屬和傘房屬樹(shù)種的統(tǒng)稱(chēng)，桉樹(shù)及其雜交種在全球熱帶、亞熱帶地區(qū)廣泛引種栽培，其人工林栽培面積約占世界人工林面積的23%[1]。據(jù)第九次森林資源清查，我國(guó)桉樹(shù)人工林面積已達(dá)547×105hm2，僅占我國(guó)人工林面積的6.87%，但年木材產(chǎn)量卻超過(guò)了5×108m3，成為全國(guó)商品用材的最大來(lái)源，桉樹(shù)木材生產(chǎn)在保障我國(guó)木材安全及戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備中上發(fā)揮了巨大作用。寒害天氣能夠?qū)е妈駱?shù)被凍死，給桉樹(shù)木材生產(chǎn)帶來(lái)?yè)p失。國(guó)內(nèi)外對(duì)桉樹(shù)早期生長(zhǎng)和耐寒性研究主要集中在種源家系選擇[2-6]。何旭東等[2]通過(guò)對(duì)57 個(gè)尾葉桉Eucalyptus urophylla×細(xì)葉桉E.tereticornis種間雜種的生長(zhǎng)和耐寒性進(jìn)行分析，評(píng)選出11 個(gè)優(yōu)良雜種和12 株優(yōu)良雜種單株。翁啟杰等[3]對(duì)尾葉桉×鄧恩桉E. dunnii群體進(jìn)行研究，認(rèn)為雜種桉的耐寒性基本不受加性基因控制，生長(zhǎng)受中等程度的遺傳控制。VOLKER 等[6]對(duì)亮果桉E. nitens和藍(lán)桉E. globulus的雜種類(lèi)型和性狀進(jìn)行遺傳參數(shù)評(píng)估，認(rèn)為種內(nèi)雜種生長(zhǎng)性狀表現(xiàn)出中等遺傳力水平，種間雜種幼齡期易感染病害以及后期死亡率較高。.

尾葉桉原產(chǎn)印度尼西亞及附近島嶼[7]，是熱帶地區(qū)表現(xiàn)優(yōu)良的速生樹(shù)種，同時(shí)也是桉樹(shù)雜交育種中重要的親本樹(shù)種。由于尾葉桉生長(zhǎng)量和木材密度較其他桉屬物種更大，其遺傳改良對(duì)推動(dòng)桉樹(shù)育種至關(guān)重要。目前造林使用的主要品種仍為20 年前通過(guò)表型選擇的方法篩選出的品種，急需選育出新良種以保證速生林生產(chǎn)的需求，而關(guān)于尾葉桉親本耐寒性改良的報(bào)道較少。因此，本文以2019 年在韶關(guān)地區(qū)建立的尾葉桉無(wú)性系測(cè)定林為研究對(duì)象，對(duì)尾葉桉早期生長(zhǎng)和耐寒指標(biāo)進(jìn)行遺傳參數(shù)估算，初步評(píng)選出在韶關(guān)地區(qū)早期生長(zhǎng)表現(xiàn)優(yōu)良、耐寒性高的優(yōu)良無(wú)性系，為尾葉桉造林良種選育及親本遺傳改良提供材料和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在廣東省韶關(guān)市湞江區(qū)韶關(guān)林場(chǎng)（113°60′45″E，24°91′75″N）。土壤類(lèi)型為紅壤，年均氣溫20.3 ℃，年均日照時(shí)數(shù)1 858 h，無(wú)霜期為305 d。多年平均降雨量為1 537.4 mm，降水主要集中在4—7 月，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。前茬為松樹(shù)人工林，機(jī)械整地備耕。

1.2 試驗(yàn)材料

參試尾葉桉無(wú)性系組培苗共有103 個(gè)（包括對(duì)照DH3229 和GL9），均來(lái)自廣東省林業(yè)科學(xué)研究院所屬尾葉桉種質(zhì)資源庫(kù)內(nèi)選育的優(yōu)良親本經(jīng)組培無(wú)性系化的材料。

1.3 試驗(yàn)方法

2019 年5 月?tīng)I(yíng)建尾葉桉無(wú)性系測(cè)定林，試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用隨機(jī)完全區(qū)組，6 株行式小區(qū)，5 次重復(fù)，株行距2 m×3 m。造林前每穴施復(fù)混肥1 kg。造林當(dāng)年追復(fù)合肥2 次，第2 年追肥1 次，各施復(fù)合肥0.25 kg。

1.4 生長(zhǎng)和耐寒表型觀測(cè)

2019 年12 月和2020 年11 月對(duì)試驗(yàn)林7 月生樹(shù)高和18 月生胸徑進(jìn)行每木調(diào)查，于2021 年2月調(diào)查凍害（2021 年1 月7 日氣溫低至0 ℃，連續(xù)5 d 持續(xù)低溫，出現(xiàn)霜凍情況）。尾葉桉凍害狀況（CD）分為5 個(gè)等級(jí)：“4”全株葉片受凍，“3”葉片枯死占全株75%，“2” 葉片枯死占全株50%，“1” 葉片枯死占全株25%，“0” 全株及葉片未受凍害。采用測(cè)量桿測(cè)量7 月生的樹(shù)高（H7），采用胸徑尺量取胸高（1.3 m）位置的直徑（D18）。

1.5 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)一元胸徑材積方程計(jì)算單株材積（V，m3）[8]，18 月生材積公式為V18= 0.017 9×D2.468907

根據(jù)桉樹(shù)青枯病等級(jí)與抗性指數(shù)計(jì)算耐寒性指數(shù)[9]，公式為C18= 1-CD/ 4。

統(tǒng)計(jì)分析利用R 進(jìn)行基本描述和多重比較[10]，利用ASReml 軟件進(jìn)行遺傳參數(shù)估算和基因型值預(yù)測(cè)[11]。遺傳參數(shù)估算包括無(wú)性系和單株重復(fù)力、遺傳和表型相關(guān)等[12-13]。

單性狀分析使用混合線性模型：

重復(fù)力是指同一基因型的個(gè)體在不同時(shí)間或不同地點(diǎn)的表型持續(xù)穩(wěn)定程度，其作為一個(gè)重要的遺傳參數(shù)，已在動(dòng)植物育種中廣泛應(yīng)用并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益[12]。

無(wú)性系重復(fù)力公式[12]：

表型相關(guān)公式[12]：

根據(jù)各無(wú)性系樹(shù)高（H7）、胸徑（D18）和耐寒性指數(shù)（C18）的預(yù)測(cè)基因型值，計(jì)算預(yù)測(cè)單株樹(shù)高、胸徑值與真實(shí)值之間的相關(guān)性。采用選擇指數(shù)法（I）對(duì)重要性狀進(jìn)行加權(quán)計(jì)算綜合評(píng)定值Wi，Wi的權(quán)重系數(shù)比例為H7∶D18∶C18=2 ∶2 ∶6，選擇早期生長(zhǎng)和耐寒性均比對(duì)照優(yōu)良的無(wú)性系。

2 結(jié)果與分析

2.1 尾葉桉無(wú)性系的早期生長(zhǎng)和耐寒性表現(xiàn)

尾葉桉各無(wú)性系在韶關(guān)地區(qū)的生長(zhǎng)和耐寒性H7、D18、V18和C18平均值分別為2.40 m、5.40 cm、1.30 m3和0.37，表型變異系數(shù)分別為41.66%、30.42%、61.06% 和81.08%（表1），說(shuō)明尾葉桉103 個(gè)無(wú)性系早期生長(zhǎng)和耐寒性指標(biāo)存在顯著差異。進(jìn)一步對(duì)生長(zhǎng)和耐寒性性狀進(jìn)行多重比較（表2），可知，對(duì)照DH3229 和GL9 在韶關(guān)試驗(yàn)地表現(xiàn)為中等水平。尾葉桉各無(wú)性系樹(shù)高、胸徑和材積有顯著差異，生長(zhǎng)性狀中材積的多重級(jí)數(shù)最多，樹(shù)高的多重級(jí)數(shù)最少。尾葉桉無(wú)性系UA117、UA120、LDUC1、ZQUA9 和ZQUA22 的H7、D18和V18生長(zhǎng)均較好（表2），其中H7平均值是總體平均值的135.83%、132.08%、118.75%、118.75%和118.75%，D18平均值是總體平均值的129.62%、133.33%、112.96%、116.67%和116.67%，V18平均值是總體平均值的180.00%、185.38%、128.46%、141.54%和132.31%。由此可知，UA117、UA120、LDUC1、ZQUA9 和ZQUA22的生長(zhǎng)和耐寒性早期表現(xiàn)均較優(yōu)。

表1 韶關(guān)地區(qū)尾葉桉無(wú)性系早期生長(zhǎng)和耐寒變異Table 1 Variation of growth and cold tolerance of E. urophylla in Shaoguan

表2 尾葉桉無(wú)性系生長(zhǎng)和耐寒性性狀多重比較Table2 Duncan multiple comparison for growth traits and cold tolerance of E. urophylla in Shaoguan

2.2 尾葉桉不同性狀的重復(fù)力估算

對(duì)尾葉桉生長(zhǎng)（樹(shù)高、胸徑和材積）和耐寒性指數(shù)進(jìn)行方差分析及遺傳參數(shù)估算（表3），可知，各無(wú)性系在區(qū)組方差達(dá)到了顯著或極顯著水平。尾葉桉不同性狀在無(wú)性系間的方差達(dá)到了極顯著水平，方差分量介于0.05～1.01 之間，剩余誤差方差分量介于0.02～3.94 之間。H7、D18、V18和C18無(wú)性系重復(fù)力分別為0.45、0.48、0.56 和0.94，單株重復(fù)力分別為0.14、0.16、0.21 和0.78，說(shuō)明尾葉桉無(wú)性系的大部分性狀不僅受中等遺傳影響，還受到環(huán)境因子的影響。C18的單株重復(fù)力高達(dá)0.78，受較高程度的加性遺傳控制。由此可見(jiàn)，尾葉桉生長(zhǎng)和耐寒性指數(shù)性狀在無(wú)性系間方差分量都達(dá)到了極顯著的水平，估算的重復(fù)力符合預(yù)期生長(zhǎng)，尾葉桉無(wú)性系生長(zhǎng)性狀和耐寒性受中等或較高遺傳控制的程度。

表3 尾葉桉生長(zhǎng)和耐寒性狀遺傳參數(shù)估算Table 3 Genetic parameter estimates of E. urophylla growth and cold tolerance traits

注：-省去中間的字母，同列不同小寫(xiě)字母表示無(wú)性系間在 P＜ 0.05 水平差異顯著。Note: -It means to leave out the middle lowercase letters, and the different lowercase letters at columns indicates difference among different clones at P＜0.05 level.

2.3 尾葉桉不同性狀間相關(guān)估算

對(duì)韶關(guān)地區(qū)103 個(gè)尾葉桉無(wú)性系的生長(zhǎng)和耐寒性指數(shù)進(jìn)行遺傳和表型相關(guān)分析，結(jié)果表明，7月生樹(shù)高（H7）、18 月生胸徑（D18）和材積（V18）三者之間的表型和遺傳相關(guān)都達(dá)到了極顯著水平（表4）。其中，H7與D18、D18與V18以及H7與V18三者之間的表型相關(guān)系數(shù)分別為0.79、0.96和0.77，加性遺傳相關(guān)系數(shù)分別為0.86、0.99 和0.83，表明H7、D18和V18間存在極強(qiáng)的正遺傳相關(guān)。值得注意的是，C18與H7、D18與V18間的表型和加性遺傳相關(guān)系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)誤大小相似，且表型和遺傳相關(guān)系數(shù)呈現(xiàn)異號(hào)，這可能由于尾葉桉生長(zhǎng)與抗寒性指數(shù)的遺傳基礎(chǔ)不同。

表4 尾葉桉不同性狀間表型和遺傳相關(guān)估算Table 4 Phenotypic and additive genetic correlations among different traits of E. urophylla

2.4 尾葉桉各無(wú)性系綜合選擇

尾葉桉為短輪伐紙漿材樹(shù)種，因此優(yōu)良無(wú)性系選擇主要以木材收獲量為主?；贐LUP 法預(yù)測(cè)的尾葉桉無(wú)性系H7、D18和V18的基因型值與實(shí)際測(cè)量值具有顯著的相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)系數(shù)均大于0.96（圖1）。以20%無(wú)性系入選率，選出H7、D18、C18和綜合指數(shù)（Wi）均優(yōu)良無(wú)性系（表5）。根據(jù)H7基因型值評(píng)選的優(yōu)良無(wú)性系為UA117、ZQUC107、UA120、UA123、ZQUD1、LDUC23、ZQUA9、ZQUA14、ZQUA40、LDUC26、ZQUA22、LDUC1、ZQUA44、ZQUC97、ZQUC17、ZQUB39、ZQUC14 和LDUD98，其樹(shù)高平均值與對(duì)照（DH3229）相比高出0.50 m，達(dá)20.66%。根據(jù)D18基因型值評(píng)選的優(yōu)良無(wú)性系為UA120、UA117、ZQUA14、ZQUB44、ZQUA9、ZQUB39、ZQUA40、ZQUA22、UA123、LDUC23、ZQUA34、ZQUA20、LDUC1、ZQUD8、ZQUA44、ZQUC15，其胸徑平均值與對(duì)照（DH3229）相比高出1.23 cm，達(dá)23.52%。根據(jù)C18基因型值評(píng)選的優(yōu)良無(wú)性系為L(zhǎng)DUC24，其耐寒性指數(shù)平均值與對(duì)照（DH3229）相比高出0.11，達(dá)37.93%。綜合評(píng)選按照7 月生樹(shù)高（H7）、18 月生胸徑（D18）和18 月生耐寒性指數(shù)（C18）的權(quán)重比2 ∶2 ∶6進(jìn)行， 綜合評(píng)選的優(yōu)良無(wú)性系為ZQUA9、ZQUA22、ZQUA44、LDUB94、ZQUC14、ZQUC17、ZQUA34、LDUC1 和ZQUD1，其生長(zhǎng)和耐寒性都較優(yōu)。入選無(wú)性系的H7、D18和C18的均值比對(duì)照（DH3229）分別高出0.32 m，0.68 cm和0.39，達(dá)13.18%、13.01%和136.27%。無(wú)性系UA117 和UA120 生長(zhǎng)性狀較好，而耐寒性較差。作為對(duì)照的DH3229 和GL9，其生長(zhǎng)量均處于平均水平，但DH3229 的耐寒性指數(shù)較高。

圖1 預(yù)測(cè)的生長(zhǎng)和耐寒性指數(shù)與實(shí)際指標(biāo)之間的相關(guān)性Fig. 1 Pearson correlation between predicted and original values of E. urophylla clones in Shaoguan

表5 尾葉桉優(yōu)良無(wú)性系生長(zhǎng)表現(xiàn)和基因型值比較Table5 Comparison of growth performance and genotype value for different traits in E. urophylla

3 結(jié)論與討論

本研究以韶關(guān)地區(qū)103 個(gè)尾葉桉無(wú)性系為材料，對(duì)無(wú)性系H7、D18、V18和C18的遺傳變異進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于林木無(wú)性系具有不同的基因型，且受材料本身來(lái)源和選育水平的影響，不同無(wú)性系間的生長(zhǎng)存在較大差別[13]。韶關(guān)地區(qū)103 個(gè)尾葉桉無(wú)性系生長(zhǎng)和耐寒性性狀在區(qū)組、無(wú)性系間達(dá)到了顯著或極顯著差異。這與已有報(bào)道樹(shù)高、胸徑和材積等生長(zhǎng)性狀在無(wú)性系間的差異顯著結(jié)果一致[14-18]，表明尾葉桉無(wú)性系存在較好的選擇潛力。重復(fù)力指同一基因型的生物個(gè)體在不同地點(diǎn)或時(shí)間的表型持續(xù)穩(wěn)定程度，是一個(gè)重要的遺傳參數(shù)，已在動(dòng)植物育種中廣泛應(yīng)用并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益[12]。重復(fù)力越大，說(shuō)明性狀的遺傳效應(yīng)越強(qiáng)。陳升侃等[15]通過(guò)對(duì)22 個(gè)無(wú)性生長(zhǎng)性狀進(jìn)行遺傳分析，得出桉樹(shù)無(wú)性系各生長(zhǎng)性狀的重復(fù)力在0.86～0.94 之間。楊漢波等[19]通過(guò)對(duì)6 年生的引種桉樹(shù)種源生長(zhǎng)性狀進(jìn)行分析，得出不同桉樹(shù)樹(shù)種的單株遺傳力在0.70～0.94 之間。翁啟杰等[3]通過(guò)對(duì)尾葉桉×鄧恩桉E. dunnii雜種的生長(zhǎng)和耐寒性分析得出雜種桉樹(shù)耐寒性的狹義遺傳力較低。而本研究的尾葉桉無(wú)性系生長(zhǎng)和耐寒性指數(shù)的無(wú)性系重復(fù)力在0.45～0.94 之間，單株重復(fù)力在0.14～0.78 之間，說(shuō)明生長(zhǎng)性狀和耐寒性受中等程度遺傳，再次驗(yàn)證韶關(guān)地區(qū)103 個(gè)尾葉桉無(wú)性系選育的有效性。

本研究的尾葉桉無(wú)性系樹(shù)高、胸徑和材積性狀間的兩兩相關(guān)呈顯著或極顯著相關(guān)，相同年齡的胸徑和材積表型和遺傳相關(guān)系數(shù)均較高，分別為0.96 和0.99，這與已研究報(bào)道的材積與胸徑相關(guān)性結(jié)果一致[16-17]。翁啟杰等[3]通過(guò)對(duì)雜種桉相關(guān)性分析，得出8 月生耐寒性指數(shù)和20 月生樹(shù)高之間的加性遺傳相關(guān)為負(fù)值，而本研究中尾葉桉耐寒性指數(shù)與生長(zhǎng)性狀的表型和遺傳相關(guān)系數(shù)均較小，且未達(dá)到顯著水平，表明在實(shí)際育種中，生長(zhǎng)和抗寒性可以獨(dú)立選擇。

評(píng)選出生長(zhǎng)快、又兼具耐性強(qiáng)的優(yōu)良無(wú)性系是林木良種選育中一項(xiàng)重要的工作?；诨蛐椭翟u(píng)選是從遺傳本質(zhì)上解析無(wú)性系間的差別，基因型綜合選擇指數(shù)法是根據(jù)選育目標(biāo)將所要選擇的性狀按其相對(duì)重要性、遺傳力、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和相互之間的遺傳相關(guān)關(guān)系進(jìn)行適當(dāng)加權(quán)后合并成一個(gè)綜合指數(shù)，簡(jiǎn)化了選擇方法，提高了選擇效率[20]。本研究基于不同性狀綜合評(píng)選出生長(zhǎng)和耐寒性都較優(yōu)的無(wú)性系ZQUA9、ZQUA22、ZQUA44、LDUB94、ZQUC14、ZQUC17、ZQUA34、LDUC1 和ZQUD1。已有研究表明尾葉桉純種不耐寒[3]，而本研究無(wú)性系LDUB94、LDUC24、ZQUB16 和ZQUC29 的耐寒性指數(shù)都高于雜種耐寒性（DH3229 和GL9），這些無(wú)性系可以為耐寒親本選擇提供材料。