南洋楹半同胞家系苗期变异及选择.pdf
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1、南洋楹半同胞家系苗期变异及选择晏姝,韦如萍,王润辉,黄荣,郑会全(广东省林业科学研究院广东省森林培育与保护利用重点实验室,广东广州510520)摘要:【目的目的】探究南洋楹 Falcataria falcata 苗期生长及固氮等性状遗传变异规律,选择速生且固氮能力强的优良家系。【方法方法】以南洋楹 1 代无性系种子园中 37 个半同胞家系 16 月生幼苗为材料,调查测定苗高、地径、叶绿素相对含量、生物量、根瘤数量等指标,通过遗传变异分析、性状间相关分析、聚类分析等方法,进行苗期生长比较及选择。【结果结果】南洋楹 37 个半同胞家系 12 月生时生长性状未表现出明显差异。4 月生时超过 16 个
2、家系的苗高或地径显著优于饶平县南洋楹母树林混合种(ck,P0.05),苗高和地径的家系遗传力分别为 0.890.90 和 0.840.86,在入选率为30%时,遗传进展分别为 0.11890.2214 和 0.09620.1543。不同性状间均存在极显著或显著正相关关系(P0.01 或P0.05)。选择出 13 个家系,占群体的 34%,与群体平均值比较,苗高和地径的现实增益分别为 27.99%和 12.73%、遗传增益分别为 24.91%和 10.69%;与 ck 比较,现实增益分别为 62.47%和 41.65%,遗传增益分别为 55.59%和 34.98%。【结论结论】南洋楹半同胞家系从
3、苗龄 4 月生起,苗高和地径等生长性状发生显著遗传变异,且具有较高水平的家系遗传力和较好的选择潜力。在生长和固氮等性状协同分析基础上,选择了 13 个同时具有苗期生长优势和高效固氮能力的优良家系。图 3 表 4 参 23关键词:南洋楹;半同胞家系;遗传变异;苗期选择中图分类号:S722.7文献标志码:A文章编号:2095-0756(2024)02-0306-08Variationandselectionofhalf-sibfamiliesofFalcataria falcataduringseedlingstageYANShu,WEIRuping,WANGRunhui,HUANGRong,ZH
4、ENGHuiquan(GuangdongProvincialKeyLaboratoryofSilviculture,ProtectionandUtilization,GuangdongAcademyofForestry,Guangzhou510520,Guangdong,China)Abstract:ObjectiveThestudyaimstoexplorethegeneticvariationinseedlinggrowthandnitrogenfixationtraitsofFalcataria falcataandselectfastgrowingfamilieswithstrongn
5、itrogenfixationability.MethodSeedlingsof1to6monthsin37half-sibfamiliesfromthe1stgenerationclonalseedorchardofF.falcatawereusedasmaterials.Indicatorssuchasseedlingheight,grounddiameter,relativechlorophyllcontent,biomass,and number of root nodules were investigated and measured.The methods of genetic
6、variation analysis,correlationanalysisandclusteranalysiswereusedtocomparegrowthandselectseedlings.ResultTherewasnosignificantdifferenceingrowthtraitsamong12monthseedlingsin37half-sibfamilies,buttheheightorgrounddiameterof4-monthseedlingsinmorethan16familieswassignificantlybetterthanthatofthemixedsee
7、dsofmotherforests(ck)inRaopingCounty.Thefamilyheritabilityofseedlingheightandgrounddiameterwas0.890.90and0.840.86,respectively,andthegeneticprogressionwas0.11890.2214and0.0962收稿日期:2023-06-20;修回日期:2023-09-12基金项目:广东省林业科技创新项目(2022KJCX007);广东省林业局自然资源事务专项资金生态林业建设项目(粤林财 2022-8)作者简介:晏姝(ORCID:0009-0000-3459
8、-0852),教授级高级工程师,从事森林培育学研究。E-mail:。通信作者:郑会全(ORCID:0000-0003-0365-6307),教授级高级工程师,博士,从事林木遗传育种学与森林培育学研究。E-mail:浙江农林大学学报,2024,41(2):306313Journal of Zhejiang A&F Universitydoi:10.11833/j.issn.2095-0756.202303710.154 3,respectively,at a selection rate of 30%.There was a highly significant or significant p
9、ositivecorrelationbetweendifferenttraits(P0.01orP0.05).13familieswereselected,accountingfor34%ofthepopulation.Comparedwiththepopulationmean,therealisticgainsinseedlingheightandgrounddiameterwere27.99%and12.73%,respectively,andthegeneticgainswere24.91%and10.69%,respectively.Comparedwithck,therealisti
10、cgainswere62.47%and41.65%,andthegeneticgainswere55.59%and34.98%,respectively.ConclusionThehalf-sibfamiliesofF.falcatahavesignificantgeneticvariationingrowthtraitssuchasseedlingheightandgrounddiameterfrom4monthsofseedlingage,andhaveahighleveloffamilyheritabilityand good selection potential.Based on t
11、he synergistic analysis of growth and nitrogen fixation traits,13excellentfamilieswithbothseedlinggrowthadvantageandefficientnitrogenfixationcapacityareselected.Ch,3fig.4tab.23ref.Key words:Falcataria falcata;half-sibfamily;geneticvariation;seedlingselection林木的遗传变异是遗传改良的前提,有效的遗传变异决定了育种过程中的改良潜力1。生长性状
12、作为林木最直观的表型性状,在多数树种中存在较为丰富的变异。林木苗期生长性状是良种选育繁育和新种质创制的重要指标,苗期的生长发育状况会影响到林木后期乃至一生的生长。多数早晚性状相关回溯性实验证明24:以家系苗高或地径等生长性状为指标进行早期选择是有效的,可在提高林木良种选育效率、加速育种进程的同时,获得更高的现实和遗传增益。南洋楹 Falcataria falcata 是豆科 Leguminosae 含羞草亚科 Mimosaceae 常绿高大乔木,原产马来西亚和印度尼西亚,是世界著名的热带速生固氮树种5,其木材质轻、韧性强,纤维质量分数高达 61.8%,是人造板和造纸的优良原料;其根系发达,可结
13、瘤固氮、改良土壤,亦可运用于热带、亚热带地区生态林建设及四旁绿化6。在中国广东、海南等地建立的多个南洋楹引进种源及家系试验点中研究发现79:南洋楹从种源、家系、单株等不同层次表现出了丰富的遗传变异,特别表现于幼龄林和成熟林中的生长和形质性状,但其苗期生长变异以及固氮能力相关性状的遗传变异研究未见报道。本研究以南洋楹 1 代无性系种子园中 37 个半同胞家系为研究对象,对其 16 月生苗期生长性状(苗高、地径)、叶片叶绿素相对含量、生物量及根瘤数量等指标的进行测定分析,揭示南洋楹苗期苗高和地径的生长进程及家系层次的遗传变异规律,并选择出速生且固氮能力强的优良家系,为南洋楹良种选育提供依据。1材料
14、与方法1.1研究区概况研究区位于广东省林业科学研究院,231139N,1132225E,海拔为 25m。该地区属于典型的亚热带季风气候,年平均气温为 23.0,年日照时数为 1800.01960.0h,年降水量为 1677.0mm,年平均相对湿度为 69%。土壤类型为赤红壤,肥力中等。1.2材料参试种子来源于广东省茂名市电白区林业科学研究所“南洋楹 1 代无性系种子园”1011 年生 37 个亲本(37 个半同胞家系),建园亲本均由广东省林业科学研究院选育提供。半同胞家系来源及其亲本基本情况见表 1。试验研究以广东省潮州市饶平县 15 年生以上南洋楹母树林混合种为对照(ck)。1.3芽苗培育2
15、021 年 11 月下旬,将当年采集的南洋楹 37 个半同胞家系及 ck 共计 38 份参试种子放入质量分数为5%高锰酸钾溶液浸泡30min,用清水冲洗干净后倒入 85 的热水浸种,待水自然冷却至常温后再继续浸种 24h,除去浮在上面的废种,再用清水漂洗 12 次。在干净培养皿中垫上湿润的滤纸,将种子均匀置于其中,并封盖放入 28 培养箱中暗培养,24d 后种子发育成芽苗10。1.4育苗试验使用规格为 6cm9cm 塑料容器袋,以体积比 V(黄心土)V(泥炭土)=31 为基质,将 38 份参试种子芽苗分别点播于基质中央,1 袋 1 株。按随机区组试验设计排列,每个家系及 ck 按每行 10 株
16、移栽,第 41 卷第 2 期晏姝等:南洋楹半同胞家系苗期变异及选择3075 行小区,3 次重复,即每家系及 ck 各 150 株。当年 11 月下旬至翌年 5 月下旬为育苗期,苗期管理方法统一按广东省地方标准南洋楹育苗技术规程11执行。1.5指标观测分别在苗龄1、2、4、6 月生时,对南洋楹 37 个半同胞家系及 ck 苗木的苗高(h)、地径(d)生长情况进行监测。调查样株为各家系及 ck 各小区中间 1524 株,每个家系及 ck4560 株。6 月生时,除测定苗高和地径指标外,采用 SPAD-502 叶绿素仪测定每样株中层的成熟叶片的叶绿素相对含量,每株测定 5 片,取其平均值12。再在每
17、小区调查样株中选取 3 株长势平均的植株,每个家系及 ck 共计 9 株,取出待测样株,将根系基质冲洗干净后统计根瘤数,计算单株根瘤数的平均值,然后将地上部分和地下部分分离,用 1/100 电子天平称量每样株的地上部分及地下部分鲜质量。1.6数据统计分析采用SAS(v9.2)软件的GLM、LSR 和VARCOMP等进行方差分析、多重比较和方差分量估计,进而估算遗传参数;相关性分析采用 Pearson 法,聚类分析采用 CLUSTER 过程平均距离法。计算家系遗传力、表型变异系数、遗传变异系数、遗传进展、现实增益、遗传增益等参数13。2结果与分析2.1南洋楹半同胞家系苗高和地径生长进程及变异16
18、 月生南洋楹半同胞家系及 ck 的苗高和地径生长情况见表 2、图 1 和图 2。1 月生时,37 个半同胞家系及 ck 平均苗高为 2.82cm,变幅为 2.233.63cm,苗高生长齐整且稳定;2 月生时,平均苗高3.45cm,平均生长量仅为 0.63cm,可见,移栽后第 2 个月,即 12 月下旬至 1 月下旬为南洋楹蹲苗期,苗高生长几乎停滞。4 月生时,平均苗高和地表1半同胞家系来源及其亲本基本情况Table1Originofhalf-siblingfamiliesandbasicsituationabouttheirparentplants家系编号亲本基因号来源树高/m嫁接口径/mm家
19、系编号亲本基因号来源树高/m嫁接口径/mmF001BLS952广东博罗县7.078F036LK01广东江门市7.594F005增5广东广州市8.570F037LK03广东江门市8.075F007BLS05广东博罗县7.575F038LY04广东博罗县7.575F008BLS09广东博罗县9.580F040LY06广东博罗县8.590F009BLS02广东博罗县10.078F042LY08广东博罗县9.090F014ZCS09广东广州市7.070F043LY10广东博罗县8.085F015BLS12广东博罗县7.078F051LY19广东博罗县9.0100F016ZCS02广东广州市8.588F
20、057LY16广东博罗县7.075F017ZL11广东广州市7.695F062ZCS28广东广州市8.090F018增7广东广州市6.570F063ZCS20广东广州市8.595F021BLS22广东博罗县8.090F065BLS31广东博罗县8.590F023BLS27广东博罗县8.576F072SB02广东阳春市9.887F025BLS11广东博罗县8.080F074SB04广东阳春市7.086F027BLS26广东博罗县7.575F078XX01广东新兴县8.085F028DLS06广东东莞市7.570F081XX05广东新兴县9.590F029FT01广东博罗县9.590F083XX0
21、7广东新兴县8.5100F030FT02广东博罗县8.587F086XX10广东新兴县9.0100F031FT04广东博罗县8.080F087XX12广东新兴县8.080F033HSS02广东鹤山市7.0110表2南洋楹半同胞家系及对照生长情况Table2Growthtraitsofhalf-sibfamiliesandcontrol苗龄/月苗高/cm地径/mm均值变幅标准差均值变幅标准差12.822.233.630.2423.452.744.420.31411.527.9020.942.451.43 1.012.190.20641.85 35.7157.384.474.49 3.835.49
22、0.41308浙江农林大学学报2024 年 4 月 20 日径分别为 11.52cm 和 1.43mm,变幅分别为 7.9020.94cm 和 1.012.19mm。移栽后第 34 个月,即 1 月下旬至 3 月下旬,随着气温回升,南洋楹幼苗进入恢复生长期。同时,不同家系苗高、地径均出现显著差异,与 ck 进行 Duncan 多重比较结果显示:苗高大于 ck 的家系有 28 个,占比超过 75%,其中有16 个家系的苗高显著优于 ck(P0.05);地径大于 ck 的家系有 32 个,占比超过 86%,其中有 24 个家系的地径显著优于 ck(P0.05)。6 月生时,平均苗高和地径分别达 4
23、1.85cm 和 4.49mm,长幅分别超过4 月生时的 260%和 200%,南洋楹早期速生优势开始凸现,幼苗进入快速生长期,不同家系的生长差异性持续存在。4 月生时苗高生长占优势的 16 个家系的依然显著优于 ck(P0.05),但地径显著优于 ck 的家系数量减少至 17 个。efgghijdeffghghijhigghijhijkghijcdedefcdabcdcopqlmncdeghefgfgcdegdefbcdghgefgefgdefcbdeabcbij010203040506070F001F005F007F008F009F014F015F016F017F018F021F023F0
24、25F027F028F029F030F031F033F036F037F038F040F042F043F051F057F062F063F065F072F074F078F081F083F086F087ck苗高/cmh1h2h4h6家系编号图柱上不同小写字母表示差异显著(P0.05);h1、h2、h4、h6 分别表示 1、2、4、6 月生苗高;家系编号所代表家系见表 1。图1不同苗龄苗高生长及与对照多重比较Figure1Multiplecomparisonswithcontrolofseedlingheightgrowthatdifferentseedlingageshijkefghbcdefghi
25、hijklcdefefghibcdcdefghijkefghicdebcdbcdefghefghicdefefghijcdefgabcdefgcdebmnopqdefdefdefbcddefbcdefgefgcdeacdedefdefabccdeabcabijkl01234567F001F005F007F008F009F014F015F016F017F018F021F023F025F027F028F029F030F031F033F036F037F038F040F042F043F051F057F062F063F065F072F074F078F081F083F086F087ck地径/mm家系编号d
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