杉木胸徑性狀遺傳參數(shù)年齡變化趨勢研究

劉捷明

(寧德市東湖塘華僑農(nóng)場，福建 寧德 352199)

杉木()是杉科(Taxodiaceae)杉木屬()常綠喬木，廣泛分布于我國南方各省。杉木生長迅速,干形通直,材質(zhì)優(yōu)良，是我國速生用材林主要造林樹種之一。同時，杉木的生長周期較長，經(jīng)濟(jì)成熟齡長達(dá)25 a左右，對遺傳改良進(jìn)程有較大影響，也使得杉木遺傳改良項(xiàng)目的年均遺傳增益較低。通過生長性狀林齡間的相關(guān)性研究，確定早期選擇年齡，可以大幅縮短育種周期、提高整個林木遺傳改良項(xiàng)目的年均收益率。

本文以營建于福建省寧德市?？趪辛謭龅纳寄景胪哟鷾y定林為對象，研究杉木胸徑性狀遺傳參數(shù)隨林齡的變化趨勢，評估其遺傳潛力表達(dá)的穩(wěn)定性，進(jìn)而降低每一輪育種循環(huán)的選擇林齡，提高整個項(xiàng)目的短期與長期收益。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省寧德市?？趪辛謭鲢~鏡工區(qū)11大班070小班，26°47′42″ N，119°31′37″ E。氣候類型為亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫19.1 ℃，年降雨量2 100 mm，無霜期超過300 d。地貌為低山丘陵，海拔100～250 m，平均坡度20°。土壤類型為山地紅壤，立地條件優(yōu)良，土壤肥沃。

1.2 材料來源與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)材料來自于?？趪辛謭鰞?yōu)樹自由授粉子代，采種時間為2008年，育苗時間為2009年，造林時間為2010年春，造林株行距為2 m×2 m。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，總計(jì)40個半同胞家系，單列4株小區(qū)，10次重復(fù)。

1.3 測量方法

在林齡5、6、7、8、9、12年時測量了上坡位離地1.3 m處的帶皮直徑。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析使用R語言完成，遺傳方差組分的顯著性檢驗(yàn)使用似然比檢驗(yàn)單側(cè)檢驗(yàn)進(jìn)行。分析模型為：

=+++(×)+

(1)

式中：為第個重復(fù)第個家系的第個單株的測量值，為整個樣本群體測量值平均數(shù)，為第個重復(fù)效應(yīng)，為第個家系效應(yīng)，(×)為第個重復(fù)和第個家系的互作效應(yīng)，為隨機(jī)誤差。

遺傳力、遺傳相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)誤使用泰勒展開式進(jìn)行估計(jì)。單株狹義遺傳力計(jì)算公式為：

(2)

表型變異系數(shù)或加性遺傳變異系數(shù)計(jì)算公式為：

(3)

表型或遺傳相關(guān)系數(shù)計(jì)算公式為：

(4)

2 結(jié)果與分析

2.1 胸徑性狀表型變異

表1列出了各林齡胸徑性狀表型表現(xiàn)。可見，林齡5年時胸徑性狀表型變異系數(shù)較大，林齡12年時胸徑性狀表型變異系數(shù)較小，胸徑性狀表型變異系數(shù)呈隨林齡增大而減小的趨勢。

表1 胸徑性狀表型變異

2.2 胸徑性狀遺傳變異

胸徑性狀各林齡加性遺傳方差分量與單株狹義遺傳力均顯著(表2)。加性遺傳方差分量隨林齡的增大而增大。胸徑性狀單株狹義遺傳力在林齡5～7年較穩(wěn)定，第8年開始逐漸表現(xiàn)出隨林齡增大而增大的趨勢，在林齡12年時有較大提高。胸徑性狀加性遺傳變異系數(shù)在林齡5～9年均較穩(wěn)定，在林齡12年時表現(xiàn)出較大提高。

表2 各林齡胸徑性狀方差分析及遺傳參數(shù)估算

2.3 胸徑性狀林齡間表型相關(guān)與遺傳相關(guān)

胸徑性狀各林齡間表型與遺傳相關(guān)系數(shù)均顯著(表3)。表型與加性遺傳相關(guān)系數(shù)均隨林齡差距的減小而增大。相同林齡間表型相關(guān)系數(shù)小于加性遺傳相關(guān)系數(shù)。以林齡12年時為錨，林齡7年時兩林齡表型相關(guān)系數(shù)就已經(jīng)超過0.8，林齡5年時兩林齡的遺傳相關(guān)系數(shù)就已經(jīng)超過0.8。

表3 胸徑性狀林齡間相關(guān)

3 結(jié)論與討論

本研究中杉木胸徑性狀表型表現(xiàn)及表型變異系數(shù)隨林齡變化規(guī)律與國內(nèi)多數(shù)報道相一致。速生性與較高的表型變異系數(shù)使得杉木胸徑性狀的表型選擇具有較高的潛在經(jīng)濟(jì)價值。遺傳力隨林齡增長而逐漸增大的趨勢與各主要用材樹種的報道相一致。說明隨著林齡的增長，林木固有的遺傳潛力對表型表現(xiàn)的影響逐漸加大。表型變異系數(shù)隨林齡增長而減小，而加性遺傳變異系數(shù)隨林齡的增長而增大，說明隨著林齡的增長，環(huán)境因素對杉木胸徑性狀表型表現(xiàn)的影響在逐漸減小。各林齡胸徑性狀遺傳力從0.13到0.31，低于國內(nèi)多數(shù)報道。杉木遺傳改良已進(jìn)入高世代育種循環(huán)階段，杉木的遺傳潛力已得到極大的開發(fā)，而本文的研究對象為實(shí)生林表型選擇的優(yōu)樹子代，所以遺傳力偏小。林齡12年時遺傳力與加性遺傳變異系數(shù)的增加幅度較高，可能是因?yàn)?022年調(diào)查時將病株、死株列為缺失值，從而減小了家系內(nèi)誤差方差，增大了遺傳方差。本研究中杉木胸徑性狀林齡間表型相關(guān)系數(shù)、遺傳相關(guān)系數(shù)與國內(nèi)多數(shù)報道相一致，為杉木胸徑性狀優(yōu)良家系的早期選擇增加了一份可靠的參考數(shù)據(jù)。