青冈种源家系幼龄期生长变异及早期选择研究.pdf
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1、DOI:10.11929/j.swfu.202206060引文格式:陈兴彬,涂圣勇,宋晓琛,等.青冈种源家系幼龄期生长变异及早期选择研究 J.西南林业大学学报(自然科学),2023,43(5):17.青冈种源家系幼龄期生长变异及早期选择研究陈兴彬1涂圣勇2宋晓琛1刘子荣3胡正良3肖复明1(1.江西省林业科学院,江西省植物生物技术重点实验室,江西南昌330013;2.永丰县国家森林公园管理局,江西吉安331500;3.安福县武功山林场,江西吉安343200)摘要:通过对来源于 5 省 10 个种源 54 个半同胞家系的青冈 3 年生幼树的 4 个生长性状进行调查,在分析青冈种源家系间生长性状的遗
2、传变异规律的基础上,进行早期种源和家系选择。结果表明:试验林平均树高为 1.19m,平均地径为 1.70cm,平均冠幅为 0.92m,平均分枝数为 8.04。大部分性状在各变异来源间均达到显著水平;不同性状的变异系数 11.60%45.59%;家系遗传力和单株遗传力分别为 0.110.37 和 0.060.28;各性状间遗传相关达到显著水平或极显著水平;经综合指数法选出 2 个优良种源和 5 个优良家系,入选家系的树高、地径、冠幅和分枝数的遗传增益分别为7.35%、6.44%、4.21%和 2.14%。幼龄期青冈种源家系间各性状存在丰富的遗传变异,种源家系选择和改良潜力大。初步筛选出湖南城步种
3、源和湖南桑植种源为优良种源,45、44、51、10、52 号家系为优良家系。关键词:青冈;生长性状;遗传变异;遗传力;早期选择中图分类号:S722.5文献标志码:A文章编号:20951914(2023)05000107VariationandSelectionofSeedlingGrowthTraitsAmongCyclobalanopsis glaucaProvenancesandFamiliesChenXingbin1,TuShengyong2,SongXiaochen1,LiuZirong3,HuZhengliang3,XiaoFuming1(1.JiangxiProvincialKey
4、LabforPlantBiotechnology,JiangxiAcademyofForestry,NanchangJiangxi330013,China;2.YongfengNationalForestParkAdministrativeBureau,JianJiangxi331500,China;3.WugongshanForestFarmofAnfuCounty,JianJiangxi343200,China)Abstract:BytestingthegeneticvariationofgrowthtraitsamongprovenancesandfamiliesofCyclobalan
5、op-sis glaucaandselectingsuperiorprovenancesandfamilies.Inthisstudy,4growthtraitsof3-year-oldseedlingsof54familiesofC.glaucafrom10provenancesof5provinceswerestudied.Thefindingsindicatedthattheaver-agetreeheight,grounddiameter,crownwidthandbranchnumberof3-year-oldC.glaucawere1.19m,1.70cm,0.92mand8.04
6、,respectively.Mostofthetraitsreachedsignificantdifferencesamongvarioussources.Thecoef-ficientofvariationofthesetraitsrangedfrom11.60%to45.59%.Thefamilyheritabilityandindividualheritabil-收稿日期:20220626;修回日期:20220903基金项目:江 西 省 林 业 科 技 创 新 项 目(No.201930)资 助;南 昌 市 红 心 杉 种 质 资 源 保 护 与 利 用 重 点 实 验 室 项 目(20
7、20NCZDSL011)资助;中国林科院基本科研业务专项(CAFYBB2018ZB0017)资助。第 1 作者:陈兴彬(1982),副研究员。研究方向:林木遗传育种。Email:。通信作者:肖复明(1972),研究员,硕士生导师。研究方向:林木遗传育种。Email:。第43卷第5期西南林业大学学报Vol.43No.52023年9月JOURNALOFSOUTHWESTFORESTRYUNIVERSITYSep.2023ityofthesetraitsrangedfrom0.11to0.37andfrom0.06to0.28,respectively.Thegeneticcorrelationco
8、efficientbetweenthetraitsreachedsignificantorextremelysignificantlevel.Twosuperiorprovenances5superiorfamil-ieswereselectedbycomprehensiveindexselection.Thegeneticgainsof4traitsofthefamiliesselectedwere7.35%,6.44%,4.21%and2.14%,respectively.TheseedlinggrowthtraitsofC.glaucahaverichvariationsamongpro
9、venancesandfamilies,withtheprovenanceandfamilyselectionhavinggreatpotential.Twosuperiorproven-ancesofC.glaucawereselectedoutbythecomprehensiveselectionindex,i.e.,onefromChengbuofHunanandtheotherfromSangzhiofHunan.Fiveexcellentfamilieswereselected,includingNo.45,No.44,No.51,No.10andNo.52.Key words:Cy
10、clobalanopsis glauca;growthtrait;geneticvaraition;heritability;earlyselection青 冈(Cyclobalanopsis glauca)属 壳 斗 科(Fagaceae)青冈属(Cyclobalanopsis)常绿乔木,为我国亚热带地区优良的乡土阔叶珍贵用材树种和常绿阔叶林的主要优势树种,广泛分布于我国南方各省,是本属在我国分布最广的树种之一12。其木材密度大、材质坚韧耐腐蚀,可防风、防火,是制作高级家具、地板的上等材料34。青冈外形特征美观,是良好的园林观赏、绿化和美化树种56。青冈种子含有淀粉,可酿酒,做糕点和豆腐,种
11、仁、树皮和叶等具有一定的药用价值78。同时,青冈耐贫瘠,酸性至碱性基岩均可生长,是荒山绿化和植被恢复的先锋树种,具有重要的生态功能910。由于人为过度采伐,青冈野生资源遭到严重破坏,优良采种母树缺乏,致使造林用种数量少、质量差,严重制约了青冈这一优良树种的发展11。因此,开展青冈种质资源收集保存和选择利用工作迫在眉睫。选择育种是林木遗传改良中最常用的技术手段,早期选择是在林木到达经济成熟期之前基于遗传变异进行的选择1213。目前 苦 楝(Melia azedarach)14、闽 楠(Phoebebournei)15、黄樟(Cinnamomum parthenoxylon)16等乡土珍贵树种已开
12、展早期种源家系选择研究。与其他珍贵阔叶用材树种相比,青冈的遗传改良还比较薄弱,仅见刘球等17和 Wu 等18以青冈苗期材料为对象,分别筛选出适合在湖南生长的2 个优良种源和 4 个优良家系,但尚未有遗传测定林试验的研究。本研究在种质资源收集的基础上,以青冈种源家系测定林为材料,估算生长性状的遗传参数,初步筛选优良种源和家系,为青冈的遗传改良提供理论依据。1 材料与方法 1.1 试验地点和试验材料试验地点地处江西省吉安市安福县武功山林场(11424E,2729N),属中亚热带季风湿润气候,年平均气温 17.7,绝对最低温度5,绝对最高温度 39.7,相对湿度 79%,无霜期280d,年降雨量 1
13、4001600mm,年平均降雨天数 166d,春夏占年降雨量的 74%。土壤以红壤为主,土层深厚,pH 值 5.5。试验材料包括广东、江西、浙江、湖南、广西 5 省 10 个种源的 54 个青冈半同胞家系,其中,广东南雄种源 7 个家系、江西龙南种源 21 个家系、浙江富阳种源 3 个家系、浙江龙泉种源5 个家系、湖南长沙种源 7 个家系、湖南城步种源 2 个家系、湖南桑植种源 2 个家系、广西雅长种源 5 个家系、广西桂林种源 1 个家系、广西都安种源 1 个家系(表 1)。2018 年秋采种,采种母树的标准是:胸径 20cm 以上,树干圆满、高大,生长茂盛,结实良好,无病虫害。同一林分中,
14、采种母树间距在 50m 以上。2019 年春季育苗,2020 年 3 月造林,采用随机完全区组试验设计,6 次重复,5 株小区,株行距 2m3m。造林地为低山丘陵岗地,海拔200m,土壤为红壤,土层厚度 50100cm,造林坡度为 15,西南坡向。1.2 试验方法2020 年 12 月测定树高和地径。2021 年 12 月测定同一坡面 4 个重复的树高、地径、冠幅和侧枝数等性状数据。利用钢卷尺(精确到 0.01m)测量树高;利用游标卡尺(精确到 0.01cm)测量地径;利用钢卷尺测量冠幅(测量东西和南北方向后取平均值)。2西 南 林 业 大 学 学 报第43卷 1.3 数据处理2020 年测定
15、的数据只用于不同年龄青冈生长性状的皮尔逊相关分析19。对 2021 年测定的数据进行方差分析、遗传参数估算和综合指数选择。用 Excel 进行数据整理,依照拉依达准则去除异常数据2021。利用 SPSS19.0 计算各性状的均值、变异系数。利用 SAS9.4软件中的 GLM、VARCOMP 和 REG 等过程进行性状方差分析,估算方差分量、遗传力和遗传相关系数。性状方差分析的统计模型如公式(1)22:yijkl=+Bi+Pj+Fk+BPij+BFik+Eijkl(1)yijklBiPjFkBPijBFikEijkl式中:为观测值;为群体平均效应,为区组效应,为种源效应,为家系效应,为区组和种源
16、交互效应,为区组和家系交互效应,为随机误差。h2i单株遗传力()计算如公式(2):h2i=42f2f+2fb+2e(2)2f2fb2e式中:表示家系的方差分量,表示家系和区组交互作用的方差分量,为环境方差分量。h2f家系遗传力()计算如公式(3):h2f=2f2f+2fb/b+2e/rhb(3)2f2fb2erh式中:为家系的方差分量,为家系与区组的交互作用方差分量,b 为区组数,为环境方差分量,为平均株数。h2p种源遗传力()计算如公式(4):h2p=2p2p+2pb/b+2e/rhb(4)2p2pb式中:为种源方差分量,为种源与区组的交表 1 参试种源家系信息Table1Informati
17、onofprovenancesandfamilies家系号种源号胸径/cm树高/m产地家系号种源号胸径/cm树高/m产地1128.617.5广东南雄28231.915.0江西龙南2129.320.0广东南雄30328.118.0浙江富阳3124.916.0广东南雄34339.215.0浙江富阳4131.521.0广东南雄37325.417.0浙江富阳5129.820.5广东南雄31421.716.0浙江龙泉6131.120.0广东南雄32419.815.0浙江龙泉7135.222.0广东南雄33420.814.0浙江龙泉8236.321.0江西龙南35438.421.0浙江龙泉9230.417
18、.5江西龙南36419.816.0浙江龙泉10228.114.0江西龙南38523.213.0湖南长沙11225.617.0江西龙南39527.315.0湖南长沙12227.910.5江西龙南40532.613.0湖南长沙13232.513.0江西龙南41526.216.0湖南长沙14233.415.5江西龙南42529.514.0湖南长沙15226.212.0江西龙南43533.316.0湖南长沙16223.913.0江西龙南48531.816.0湖南长沙17229.616.0江西龙南45630.115.0湖南城步18241.811.0江西龙南46638.315.0湖南城步19233.815
19、.0江西龙南47723.912.0湖南桑植20232.514.0江西龙南44731.718.0湖南桑植21230.713.0江西龙南49826.713.0广西雅长22233.415.5江西龙南50837.617.5广西雅长23228.112.0江西龙南51826.812.0广西雅长24229.414.0江西龙南52837.517.0广西雅长25233.214.0江西龙南54830.314.0广西雅长26231.515.0江西龙南53924.713.0广西桂林27228.313.0江西龙南551041.417.0广西都安第5期陈兴彬等:青冈种源家系幼龄期生长变异及早期选择研究32erh互作用方差
20、分量;为环境方差分量,b 为区组数,为平均株数。G遗传增益()的计算如公式(5)(6):G=(R/X)100%(5)R=h2S(6)X式中:R 为选择响应,S 表示选择差,表示总体均值。综合指数选择法如公式(7)23,权重系数经查阅文献和咨询专家得出2425。I=w1h21(x1x)/1+w2h22(x2x)/2+wih2i(xix)/i(7)式中:x为性状的平均值,h2为性状的遗传力,表示性状的标准差,w表示性状的相对经济权重,其中 w1+w 2+w i=1 2 结果与分析 2.1 性状的方差分析生长性状方差分析结果表明(表 2),除冠幅外,其余性状在种源间的差异均达显著水平(P0.05);
21、不同家系间的树高、冠幅、分枝数差异极显著(P0.01),地径差异显著(P0.05)。因生长性状在种源和家系间均具有较大的差异,因此,可以进行优良种源和优良家系选择。表 2 青冈不同种源和家系生长性状方差分析Table2VarianceanalysisofgrowthtraitsofC.glaucaseedlingsamongdifferentprovenancesandfamilies性状变量来源自由度均方树高种源间90.48*地径种源间90.79*冠幅种源间90.12分枝数种源间921.51*树高家系间530.27*地径家系间530.52*冠幅家系间534.42*分枝数家系间5314.99*
22、注:*表示差异显著(P0.05),*表示差异极显著(P0.01)。2.2 各性状变异和遗传力分析参试种源家系各生长性状的遗传变异参数见表 3。树高、地径、冠幅和分枝数的总体均值分别为 1.19m、1.70cm、0.92m 和 8.04。个体水平上,各性状变异系数为 36.17%45.59%,分枝数的变异系数最大,树高变异系数最小。个体间4 个 性 状 最 大 值 与 最 小 值 之 比 分 别 为 13.05、19.50、12.79 和 10.50。在家系水平上,4 个性状最大值与最小值之比分别为 1.78、1.71、1.93 和2.23,分枝数的变异系数最大,为 16.19%,树高和冠幅家系
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