鄭成才

(福建省三明市三元區(qū)林業(yè)調查規(guī)劃設計隊,福建三明 365001)

馬尾松廣西優(yōu)良家系及優(yōu)良單株的選擇研究

鄭成才

(福建省三明市三元區(qū)林業(yè)調查規(guī)劃設計隊,福建三明 365001)

采用方差分析、遺傳參數分析和聚類分析方法,對 16年生的馬尾松實驗林進行馬尾松優(yōu)良家系及速生單株選擇,從 105個家系中篩選出 12個極高產家系和 24個高產家系。運用快速聚類法從 500個單株中篩選出 98株即家系評價為極高產的單株,其一般配合力和特殊配合力均最高,可作為優(yōu)良繁殖材料。第二類家系即家系評價為高產的單株,統(tǒng)計結果為 106株;第三類家系即家系評價為中產的單株,統(tǒng)計結果為 123株。

馬尾松;家系 -單株聯(lián)合選擇;聯(lián)合選擇;聚類分析

馬尾松地理家系試驗的目的,是了解地理變異及其模式、生態(tài)分化性質、各性狀變異及類經濟價值、遺傳型與環(huán)境交互作用等。從而進行種子區(qū)區(qū)劃,為造林區(qū)選擇優(yōu)良的家系,以期獲得較大幅段的增產效益。福建林學院俞新妥教授于 1966年開發(fā)馬尾松地理家系試驗,闡述了馬尾松種內家系間存在很大變異,并劃分出四個地理類型,為馬尾松全分布區(qū)試驗打下良好的基礎[1]。

聯(lián)合選擇 (cinbined selection)又稱為配合選擇,原定義是指在優(yōu)良的家系中選擇優(yōu)良單株[2],現擴展為在優(yōu)良的家系中選擇優(yōu)良的單株,二層次聯(lián)合選擇包括群體 (種源或家系)及個體的選擇。G.Nankoong等(1966)報道了不同選擇方案的多個階段的遺傳增益估計模式[3]。二層次聯(lián)合選擇的效益包括種源間選擇或家系間選擇,和種源內選擇或家系內選擇二方面的增益。王啟元[4](1979)[5]等指出,在林木改良中,進行不同層次的選擇,是獲得最大的遺傳增益的有效途徑。鑒于此,本試驗將對 1990年從廣西引進我省表現優(yōu)異的馬尾松子代測定林進行家系 -單株二層次聯(lián)合選擇。

1 材料與方法

1.1 材料來源

根據 70年代末以來馬尾松遺傳改良的研究成果,對在我省表現優(yōu)異的廣西馬尾松種源進行個體選擇,并引進了 105個優(yōu)良家系,1990年采集各家系的種子,同進采集試驗點當地商品種 (CK1)、仙游溪口林場種子園種子 (CK2)(本省種源優(yōu)樹材料)、廣西貴縣種子園種子 (CK3)作對照,共計 108個處理。1990年 12月,在試驗點選擇離試驗地較近、排灌水方便的地段進行容器育苗,于 1991年 4月采用“百日容器苗”營建馬松子代測定林。

1.2 試驗地概況

試驗地設在三明市三元區(qū)采育場試驗點設在福建省三明市三元區(qū)中村國有林業(yè)采育場,該地位于東經 117°39′,北緯 26°11′,海拔 410～540m;土壤為山地紅壤,植被為芒草和黃瑞木,立地類型為Ⅰ～Ⅱ,年均溫度 18.0℃,年降水量 1630mm,相對濕度 81%,年有效積溫 6130℃,適合馬尾松生長。

1.3 數據分析

1.3.1 數據處理 采用福建省馬尾松二元立木材積計算公式,利用調查的樹高、胸徑值計算材積。

對外業(yè)所獲得的全部數據輸入計算機,建立家系各性狀的數據庫,利用 EXCEL及 DPS統(tǒng)計軟件和福建農林大學林學院開發(fā)的“樹木育種數據庫計算機系統(tǒng) (DPFB)”[6],進行有關數據處理和統(tǒng)計分析。

1.3.2 遺傳參數的估算 以小區(qū)平均值進行方差分析時,試驗林調查性狀的遺傳參數計算公式為:

1.3.5 聚類分析 聚類分析[7]按研究對象的不同可分為 Q型分析和 R型分析,前者用于樣本的分類,后者用于變量的分類。

描述樣本間的相似性的統(tǒng)計量常用距離系數和相似系數。

2 結果與分析

2.1 生長性狀分析

遺傳增益是評價選擇效果的重要指標。遺傳增益的大小,取決于選擇強度、遺傳力及遺傳變異幅度。選擇強度一定時,遺傳力高而變異幅度大的性狀可獲得最大的遺傳增益。

馬尾松樹高的生長相差較大 ,特別是某些優(yōu)良家系例如 B48、A2、A4、B34、B36、B29、A8、A31、B10、B66、B54、B38、B11、B43,與對照組相比 ,這些家系的胸徑的遺傳增益都達到 5%以上,最高的是 B48號家系,這個家系與對照組相比的遺傳增益達到最高,達到 7.72%。胸徑的生長分化較樹高的生長分化較大 ,特別是 A32、B66、A18、A7、A31、A12、B20、A33、A4、B58、A10、A25、B29、A11、B23、A6、A19、B25、B54、A22、B17、A8、B43、B37、A3、B40、B6、B11、B14、B4、B12、B41這些家系的遺傳增益均超過 10%,最高的是 A32家系的遺傳增益最高,達到 19.14%,材積公式為 V=0.000062341803×H0.95682492D1.8551497,從這個公式,可以得出材積與樹高和胸徑成正比,特別是與胸徑的關系更大,所以由此也可以推斷出馬尾松各家系與對照組材積的遺傳增益相差也比較大 ,其中 ,家系號為 A32、B66、A31、A7、A4、A18、B58、A33、A25、A10、B29、A11、A12、B20、B23、B54、B25、B48、B11、A8、B17、A6、B37、B12、A22、B36、A1、B14、B43、A19、B21、B47這些家系號的材積的遺傳增益與對照組相比,都是超過為 12%以上。本文也對冠幅的遺傳增益做一個分析,但并不是意味著馬尾松家系的樹冠的冠幅越大越好,因為,樹冠的冠幅直接影響單位面積馬尾松立木株數,也直接影響到單位面積的材積。所以,本實驗也做一些統(tǒng)計,則選擇出一些窄冠型的家系,即冠幅的遺傳增益與對照組相比,數值越低越好的家系,在單位面積上所得到的蓄積量就會越多,這樣就會提高土地利用率,為了便于說明問題,筆者引入一個指標,就是每畝蓄積量,就可將冠幅和材積有效的結合起來,通過表 5,可以得出各家系的公頃蓄積量 ,其中家系 A4、B2、B50、B66、B47、B12、B68、B39、A11、B63、A25、B54、B48、B49、B69、B10、B53、A18、A26、A32、B61,這些家系蓄積量均超過 8.3m3。值得一提的是 A32,雖然胸徑和材積是最高,但公頃蓄積量卻并不是最高,說明生長量大的家系,為保證生長需要,需要提供足夠大的空間,從而影響單位面積立木材積量。因而,如何在這幾者中找到一個平衡點,就是一個評判的標準,以利于選擇出即生長速生,又是窄冠型的樹種,以取得每單位面積最大的利用空間,以創(chuàng)造出最大的經濟效益,這將是育種工作者將要考慮的首要的問題。

2.2 優(yōu)良家系選擇

本實驗為了比較馬尾松全分布區(qū)不同家系在福建省生長情況,同時選擇出優(yōu)良的馬尾松進行推廣生長,本試驗運用系統(tǒng)類聚法[8]首先將馬尾松的 108個家系看成 108類,然后將性質近的兩類合而變成 107類,再從中劃出最接近的兩類加以合并為 106類,如此下推,最后將所有的家系合并為 1類。用樹高、胸、材積、通直度和公頃蓄積量這 5指標為統(tǒng)計量,計算參試的90個家系的遺傳距離,然后用系統(tǒng)聚類法進行聚類。

各家系之間的關系較單一,類與類之間的間距較大,也即是說各類家系的差異較大?？蓪⒃嚨?108個西南樺家系分為 5類,各類的性狀平均值和實際增益見表 1。

表 1 家系的聚類分析結果

續(xù)表1

從表 1中可以看出,各類之間相差很大,其中第一類家系的材積增益達到 30.23%,被評為極高產的家系。

2.3 優(yōu)良單株的選擇

通過計算,可以得出樹高、胸徑和材積的單株遺傳力達到 0.04。經過聚類分析,分成 5類,各類的樹高及與對照相比的樹高增益見表 3。第一類增產明顯,材積選擇的遺傳增益為19.14%。

表 3 單株分類結果

為了選擇出優(yōu)良的單株,為后續(xù)的研究提供優(yōu)良的材料,筆者做一統(tǒng)計,將材積的現實遺傳增益超過 15.7%上所有優(yōu)良單株全部羅列出來,即單株評價為第一類與第二類的優(yōu)良單株。第一類的統(tǒng)計結果為 98株,其一般配合力和特殊配合力均最高;第二類家系即家系評價為高產的單株,統(tǒng)計結果為 106株;第三類家系即家系評價為中產的單株,統(tǒng)計結果為 123株。其它屬低產及低產的家系的速生單株,僅因特殊配合力較高所致。作為第一類家系的優(yōu)良單株,由于其家系的遺傳增益在所有分類的為最高。

3 總結

3.1 通過聚類分析 ,選擇出以 A32、B66、A31、A7、A4、A18、B58、A33、A10、A12、B20、A19為第一類優(yōu)良家系。這一類家系樹高的平均值為 15.85m,現實遺傳增益為 3.90%;胸徑平均值為 19.13cm,現實遺傳增益為 15.61%;材積的平均值為 0.2166m3,現實遺傳增益為 30.23%。通直度為 3.17,公頃蓄積量為 8.1183 m3。

3.2 為了選擇出優(yōu)良的單株,為后續(xù)的研究提供優(yōu)良的材料,統(tǒng)計結果為 98株,其一般配合力和特殊配合力均最高;第二類家系即家系評價為高產的單株,統(tǒng)計結果為 106株;第三類家系即家系評價為中產的單株,統(tǒng)計結果為 123株。其它屬低產及極低產的家系的速生單株,僅因特殊配合力較高所致。作為第一類家系的優(yōu)良單株,由于其家系的遺傳增益在所有分類的為最高。

[1]安徽農學院林學系.馬尾松[M].中國林業(yè)出版.1982.

[2]南京林產工業(yè)學院.樹木遺傳育種學[M].北京科學出版社,1979.

[3]J.wright著,郭錫昌等譯.森林遺傳學[M].北京中國林業(yè)出版社.1988.

[4]王啟元,樹木遺傳育種學概論[M].南京林業(yè)大學講習班教材.

[5]孔繁浩.森林數量遺傳學[M].北京林業(yè)大學講習班教材.1988.

[6]梁一池.樹木育種數據的計算機處理系統(tǒng)(DPFB)[J].福建林學院學報,1988,8(3):221-228.

[7]高之仁.數量遺傳學.四川大學出版社[M].1986,6.

[8]張如華,陳天華.模糊聚類在松屬種間生理差異中的應用[J].南京林業(yè)大學學報.1998,22(3):95-98.

SELECTI ON STUDY ON CHO ICENESS GENEALOGIES AND IND IVI DUALS OF GUANGXIPINUS MASSIANALAM B

ZHENG Cheng-cai1
(Sanyuan Forest Inquisition and Programm ing Contrive Team,Sanm ing Fujian365001,China)

The variance,genetic parameters and cluster analysismethods were used in the selection study on choiceness genealogy and fast-growing individual experimental tree of the 16 yearsoldPinus m assianaLamb.12 sky-high yield genealogies and 24 high yield genealogieswere screened out from 105 genealogies.By use of theKfast cluster analysis method,98 individuals were estimated as the sky-high yield trees from 500 trees.These trees had the highest combining ability and specific combining ability.And,the treeswere considered as the choiceness plantingmaterials.Also,106 individualswere est imated as the high yield trees and 123 as the middling yield trees.

Pinus m assianaLamb;genealogy-individual combine selection;combine selection;cluster analysis

S722.3+3

A

1001-4276-(2010)01-0064-05

2010-09-13

鄭成才 (1965-),男,林業(yè)工程師,研究方向:林業(yè)調查規(guī)劃設計。