摘 要:通過林分調(diào)查,對11a林齡8個(gè)種源41個(gè)家系閩楠Phoebe bournei優(yōu)樹子代林分,測定生長性狀和形質(zhì)性狀及其遺傳變異,結(jié)果表明:閩楠不同家系樹高、胸徑、單株材積分別為5.55~8.90 m、6.92~11.91 cm、0.014671~0.050397 m3,差異均達(dá)到0.01顯著水平,遺傳力分別為0.8725、0.7917、0.8557;通直度為3.04~4.86,差異達(dá)到0.1顯著差異水平;冠幅、分枝度分別為2.15~2.81 m、3.14~3.90,差異未達(dá)到顯著水平。以單株材積為選擇依據(jù)選出8個(gè)優(yōu)良家系,其樹高、胸徑、單株材積分別為8.22~8.90 m、10.86~11.91 cm、0.041936~0.050397 m3,遺傳增益分別為7.62%~15.46%、11.62%~20.40%、32.20%~55.97%。相比于6a林齡初選的9個(gè)優(yōu)良家系重復(fù)入選3個(gè),8a林齡選出的8個(gè)優(yōu)良家系重復(fù)入選6個(gè)。選出30個(gè)優(yōu)良單株,其樹高、胸徑、單株材積分別為8.3~11.0 m、12.0~16.3 cm、0.059388~0.111401 m3,遺傳增益分別為4.22~19.62%、19.28~52.06%、53.40~150.05%;相比于6a林齡初選的30個(gè)優(yōu)良單株重復(fù)入選14個(gè)。
關(guān)鍵詞:閩楠;優(yōu)樹子代;生長性狀;形質(zhì)性狀;遺傳變異
中圖分類號:S722.3
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:1008-0457(2019)03-00-0 國際DOI編碼:10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.03.001
Abstract:By stand survey,analysis growth character and form quality character on the progeny growth of Phoebe bournei plus trees progeny stand was conducted for the 41 families of 8 provenance at 11-years-old. The result showed that among 5.55~8.90m tree height,6.92~11.91cm DBH and 0.014671~0.050397m3 stem volume,all difference reached 0.01 significant level,The genetic power is 0.8725,0.7717,and 0.8557 respectively;The form-quality traits of straightness were among 3.04~4.86,difference reached 0.1 significant level. The crown width were among 2.15~2.81m and branch degree were 3.14~3.90,difference did not reach the significant level. Taking stem volume as selection 8? fine family? with among 8.22~8.90 m tree height,10.86~11.91 cm DBH and 0.041936~0.050397 m3 stem volume for 11-year-old,whose genetic gain were 7.62~15.46%,11.62~20.40% and 32.20~55.97%.Compared to primary election 9 fine family at 6-years-old repeated selection 3 fine family,and 8 fine family at 8-years-old repeated selection 6 fine family. Selected 30 fine single plant with among 8.3~11.0 m tree height(genetic gain,4.22~19.62%),12.0~16.3 cm? DHB(genetic gain,19.28~52.06%)and 0.059388~0.111401 m3 stem volume(genetic gain,53.40~150.05%). Compared to primary election 30 fine single plant at 6-years-old repeated selection 14 fine single plant.
Key words:Phoebe bournei; Plus tree progeny; growth character; form quality character; Genetic variation
閩楠Phoebe bournei是我國特有的珍貴用材樹種和優(yōu)良觀賞植物,國家第一批Ⅱ級重點(diǎn)保護(hù)野生植物和稀有瀕危植物,主要分布在我國四川、貴州、湖南、湖北、江西、浙江和福建等地[1-3],2014年列入國家儲備林樹種。為了滿足社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展對楠木用材和綠化的需求,福建省林業(yè)廳從2003年開始組織閩楠種苗科技攻關(guān),進(jìn)行種源收集、優(yōu)樹選擇和造林試驗(yàn)。迄今為止,我國在閩楠遺傳改良研究方面已見報(bào)道的有福建、江西、湖南、廣西等地開展的1~2a林齡種源、家系苗期試驗(yàn)和4~9a林齡種源、家系生長性狀遺傳變異研究及其優(yōu)良種源、家系、單株的早期選擇[4-15]。本文以2008年建立在福建省永安國有林場的8個(gè)種源41個(gè)家系閩楠優(yōu)樹子代測定林為研究對象,對其11a林齡生長性狀形質(zhì)性狀及其遺傳變異規(guī)律進(jìn)行測定分析,在前期研究的基礎(chǔ)上[12,15],持續(xù)監(jiān)測和進(jìn)一步研究,以單株材積為指標(biāo),從中選出生長性狀和形質(zhì)性狀俱佳的優(yōu)良家系和單株,對福建省閩楠適宜區(qū)推廣造林,加快發(fā)展鄉(xiāng)土珍貴闊葉樹種具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
1 材料與方法
1.1 材料來源及子代測定林建立
參試材料由福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院提供,種子采自福建、浙江兩省閩楠天然林和人工林成熟林分優(yōu)樹,1年生各家系苗木平均高20.1 cm。參試閩楠優(yōu)樹子代測定林家系代號詳見參考文獻(xiàn)[12]。
試驗(yàn)地在福建省永安國有林場,地處福建省中部偏西,氣候溫暖濕潤,年平均氣溫19.1℃,1月份平均氣溫8.6℃,年平均降水量1569 mm,屬閩楠中心分布區(qū)[1]。測定林設(shè)在該場水茜工區(qū)66林班7大班1小班,位于東經(jīng)117°26′15″、北緯25°57′30″,海拔190~235 m,坡位在短坡中上部,坡向東,土壤為山地紅壤,Ⅱ類立地質(zhì)量等級。前作為馬尾松Pinus massoniana人工林。
試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),41個(gè)處理,5株單行排列,株行距2 m×2 m,2008年2月造林。試驗(yàn)林整地造林,以及造林后第1~5年撫育管理技術(shù)措施詳見參考文獻(xiàn)[12],第6、7年修枝撫育。
1.2 林木調(diào)查及統(tǒng)計(jì)分析方法
2018年2月每木調(diào)查11a林齡閩楠優(yōu)樹子代林樹高、胸徑、冠幅等生長性狀和通直度、分枝度等形質(zhì)性狀。樹高、胸徑、冠幅采用實(shí)測,單株材積計(jì)算公式[12]為:V=0.00005276D1.882161H1.009317。通直度、分枝度采用指數(shù)評分法[16-18]測定,其中,通直度按主干高度1/4以下通直、1/4~1/2通直、1/2~3/4通直、3/4以上通直、完全通直分為5級,分別記1、2、3、4、5分。分枝度按徑粗大于主干1/3的分枝數(shù)3個(gè)以上、2個(gè)、1個(gè)、徑粗小于主干1/3分為4級,分別記1、2、3、4分。通直度、分枝度得分值經(jīng)平方根(x1/2)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行方差分析和遺傳參數(shù)估計(jì)。
以單株值為統(tǒng)計(jì)單位的方差分析模型為:
YijK=x+Bj+Fj+(B×F)ij+EijK,式中,YijK為第i個(gè)家系在第j個(gè)重復(fù)中的第k個(gè)觀測值,x為群體平均值,Bi為第i個(gè)家系效應(yīng)值,F(xiàn)j為第j個(gè)重復(fù)效應(yīng)值,(B×F)ij為第i個(gè)家系第j個(gè)重復(fù)的效應(yīng)值,Eijk為機(jī)誤。遺傳力估算為家系遺傳力:h2f=δ2f/(δ2e/NR+δ2fb/R+δ2f),單株遺傳力:h2f=4δ2f/(δ2e+δ2fb+δ2f),遺傳增益:△G=sh2f/x×100%。式中,h2f為遺傳力,δ2f為家系間方差,δ2fb為家系與重復(fù)的交互作用方差,δ2e為環(huán)境方差,△G為遺傳增益,S為選擇差,x為群體平均值[19-20]。利用IBM SPSS Statistics19.0統(tǒng)計(jì)分析[21]。
2 結(jié)果與分析
2.1 閩楠家系生長性狀及其遺傳變異
閩楠優(yōu)樹子代測定林11a林齡各家系樹高、胸徑、單株材積、冠幅生長性狀及其方差分析結(jié)果見表1。表1看出,參試閩楠優(yōu)樹子代各家系樹高、胸徑、單株材積生長分別為5.55~8.90 m、6.92~11.91 cm、0.014671~0.050397 m3,差異均達(dá)到0.01顯著水平,這為選擇生長性狀優(yōu)良的家系提供了依據(jù)。
從表1還可以看出,冠幅生長為2.15~2.81 m,差異未達(dá)到顯著水平。
對參試閩楠優(yōu)樹子代樹高、胸徑、單株材積生長性狀的遺傳參數(shù)估算結(jié)果見表2。表2可以看出,樹高、胸徑、單株材積遺傳力都比較高,分別為0.8725、0.7917、0.8557,說明這些生長變異主要受到家系本身較強(qiáng)的遺傳力控制。由此可見,從參試家系中可以選出一些遺傳上真正優(yōu)異的閩楠優(yōu)良家系。從變異系數(shù)的大小上看,單株材積> 胸徑 > 樹高,說明單株材積比樹高、胸徑存在著更為豐富的遺傳變異,以單株材積作為生長性狀的選擇依據(jù),能夠取得良好的效果。
2.3 優(yōu)良家系、單株的綜合選擇
綜上所述,參試閩楠優(yōu)樹子代樹高、胸徑、單株材積生長差異極顯著而且主要受家系本身遺傳力控制;通直度差異顯著但較大程度受到環(huán)境因子影響,冠幅、分枝度差異未達(dá)到顯著水平。在生長性狀指標(biāo)中,單株材積是樹高、胸徑的函數(shù),能夠綜合反映生長速度和材積產(chǎn)量;而且本研究單株材積比樹高、胸徑存在更為豐富的遺傳變異。因此,本研究以11a林齡單株材積作為優(yōu)良家系和優(yōu)良單株的選擇指標(biāo)。
優(yōu)良家系按照參試家系個(gè)數(shù)的20%入選率進(jìn)行選擇,由此選出的Np607、Np602、Np608、Np606、Sm1、Np617、Np615、Np601等8個(gè)速生優(yōu)良家系,其樹高、胸徑、單株材積分別為8.22~8.90 m、10.86~11.91 cm、0.041936~0.050397 m3(圖1),遺傳增益分別為7.62%~15.46%、11.62%~20.40%、32.20%~55.97%(圖2)。
相比于6a林齡入選的Np617、Yp602、Yp604、Np606、Jo20、Jo25、Np602、Sx04、Mx605等9個(gè)優(yōu)良家系[12],本次再度入選3個(gè),重復(fù)入選率為33.3%;相比于8a林齡入選的Np606、Np617、Np607、Np602、Sx04、Yp602、Np608、Np601等8個(gè)優(yōu)良家系[15],本次再度入選6個(gè),重復(fù)入選率為75.0%。從入選優(yōu)良家系看,只有3個(gè)優(yōu)良家系重復(fù)入選,而且排名順序也發(fā)生變化,說明早期選擇存在著一定的不穩(wěn)定性,這與黃德龍[23]、黃秀美等[24]對福建柏優(yōu)樹子代測定林的研究結(jié)論相似。因此,對閩楠優(yōu)樹子代測定林進(jìn)行跟蹤調(diào)查分析,在時(shí)間上做連續(xù)性評價(jià)極為重要。
綜合6a林齡、8a林齡、11a林齡3次早期選擇的結(jié)果,Np602、Np606、Np617重復(fù)入選,這3個(gè)優(yōu)良家系是寶貴的林木育種材料,可作為閩楠良種重點(diǎn)利用。由此也可以證明,早期選擇確實(shí)具有一定可靠性,能夠有效縮短育種周期。
以單株值估算的樹高、胸徑、材積遺傳力分別為0.4311、0.7218、0.5695。
優(yōu)良單株按照參試閩楠個(gè)體的5%進(jìn)行選擇,由此選出的Ya101和Ya201等30個(gè)優(yōu)良單株。其樹高、胸徑、單株材積分別為8.3~11.0 m、12.0~16.3 cm、0.059388~0.111401 m3,遺傳增益分別為4.22~19.62%、19.28~52.06%、53.40~150.05%(表5)。相比于6a林齡入選的30個(gè)優(yōu)良單株,本次再度入選14個(gè),重復(fù)入選率46.7%。其中Ya101、Ya105、Ya104、Ya111、Ya110、Ya116、Ya119、Ya120、Ya129等9個(gè)優(yōu)良單株生長性狀比較穩(wěn)定,而且是優(yōu)良家系中的優(yōu)良單株,具有家系和單株二層次聯(lián)合選擇的遺傳增益,可作為閩楠無性繁殖材料和建立閩楠種質(zhì)基因庫、無性系種子園材料。
3 結(jié)論與討論
11a林齡閩楠優(yōu)樹子代不同家系生長性狀在樹高、胸徑、單株材積差異上均達(dá)到0.01顯著水平,家系遺傳力分別為0.8725、0.7917、0.8557,單株遺傳力分別為0.4311、0.7218、0.5695;冠幅差異未達(dá)到顯著水平。不同家系形質(zhì)性狀,通直度差異達(dá)到0.1顯著水平,家系遺傳力為0.3007;分枝度差異未達(dá)到顯著水平。以單株材積為選擇指標(biāo),按20%入選率選出Np607、Np602、Np608等8個(gè)優(yōu)良家系,其樹高、胸徑、單株材積分別為8.22~8.90 m、10.86~11.91 cm、0.041936~0.050397 m3,遺傳
增益分別為7.62%~15.46%、11.62%~20.40%、32.20%~55.97%。這些優(yōu)良家系經(jīng)良種審定可在福建省閩楠適宜區(qū)特別是閩西北推廣造林。以單株材積為選擇指標(biāo),按5%入選率選出Ya101、Ya201等30個(gè)優(yōu)良單株;其樹高、胸徑、單株材積分別為8.3~11.0 m、12.0~16.3 cm、0.059388~0.111401 m3,遺傳增益分別為4.22%~19.62%、19.28%~52.06%、53.40%~150.05%。這些優(yōu)良單株可用于無性繁殖和建立閩楠種質(zhì)資源庫、無性系種子園材料。
本研究在閩楠家系樹高、胸徑、單株材積生長性狀及其遺傳變異規(guī)律上與前人研究報(bào)道的結(jié)果[9,12-15]相同;研究內(nèi)容增加冠幅生長性狀和通直度、分枝度形質(zhì)性狀。研究結(jié)果選出的8個(gè)優(yōu)良家系與前期6a林齡[12]、8a林齡[15]比較,Np602、Np606、Np617重復(fù)入選,這3個(gè)優(yōu)良家系生長性狀表現(xiàn)穩(wěn)定,可作為良種重點(diǎn)利用;選出的30個(gè)優(yōu)良單株與前期6a林齡[12] 比較,有14個(gè)單株重復(fù)入選,其中Ya101、Ya105、Ya104、Ya111、Ya110、Ya116、Ya119、Ya120、Ya129等9個(gè)優(yōu)良單株不僅生長性狀表現(xiàn)穩(wěn)定,而且具有家系和單株二層次聯(lián)合選擇遺傳增益,是閩楠無性繁殖材料和建立種質(zhì)基因庫、無性系種子園的優(yōu)良材料。
本研究閩楠優(yōu)樹子代測定林林分已經(jīng)充分郁閉,應(yīng)適時(shí)組織撫育間伐。今后要繼續(xù)跟蹤調(diào)查生長性狀和形質(zhì)性狀變異情況,并開展材質(zhì)性狀研究,以期最終決選出各項(xiàng)性狀表現(xiàn)優(yōu)異的優(yōu)良家系和單株。
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