張驍,苗志遠(yuǎn),劉劍,程廣有※
(1.北華大學(xué) a.林學(xué)院; b.吉林省林業(yè)與生態(tài)環(huán)境重點實驗室,吉林 吉林 132013; 2.白河林業(yè)局,吉林 安圖 133615; 3.吉林省林業(yè)勘察設(shè)計院,長春 130022)
黃檗(PhellodendronamurenseRupr)又名黃波羅,在中國、朝鮮、俄羅斯、日本等地均有分布[1~3],是東北“三大硬闊”之一,其材質(zhì)堅韌、耐濕、耐腐、富彈性,是一種珍貴的藥材樹種[4]。黃檗內(nèi)皮即關(guān)黃柏是中國傳統(tǒng)中藥,其藥理作用主要有抗癌、抗氧化、抗病毒、降血壓、降血糖等[5~9]。林木良種化在林業(yè)生產(chǎn)實踐上具有重要的意義,林木種子園具有遺傳改良和生產(chǎn)良種雙重功能,目前,馬尾松、油松和杉木等樹種的無性系種子園較多[10~16]。提高母樹結(jié)實量是種子園經(jīng)營的主要任務(wù)之一,由于黃檗種子園建園時間較晚,相關(guān)研究較少。本試驗對黃檗無性系種子園生長特性進行了評價,為提高種子園結(jié)實量以及進一步研究營養(yǎng)生長與生殖生長相關(guān)性提供參考。
吉林省臨江林業(yè)局闊葉樹種子園建于1999年,園區(qū)位于北緯126°54′、東經(jīng)41°48′,海拔793m,年平均氣溫1.4℃,年平均降水量830mm,無霜期109d。氣候?qū)僦袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候,為溫潤森林區(qū)。種子園面積56.3hm2,其中,生產(chǎn)區(qū)48.5hm2,優(yōu)樹收集區(qū)4.8hm2,子代測定區(qū)3.0hm2。園內(nèi)定植黃波羅、水曲柳、柞樹、椴樹、胡桃楸5大珍貴闊葉樹種,共分17個小區(qū),每個小區(qū)面積2.25hm2,定植株數(shù)624株,全園定植優(yōu)樹10 608株。
建園優(yōu)樹主要來源于黑龍江帶嶺林區(qū)和長白山林區(qū),采用分組隨機區(qū)組設(shè)計,根據(jù)無性系的種源情況把無性系分為4個區(qū)組,每個區(qū)組均設(shè)置無性系26個,9次重復(fù)[17]。
2008年調(diào)查4個區(qū)種子園內(nèi)所有無性系及分株的樹高和冠幅,并根據(jù)上年樹高的調(diào)查數(shù)據(jù)計算樹高當(dāng)年生長量。
采用SAS統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。多指標(biāo)綜合評分公式[18,19]:
無性系樹高當(dāng)年生長量、樹高和冠幅的均值,黑黃1區(qū)分別為29.27cm、2.99m和2.63m(表1);黑黃2區(qū)分別為28.80cm、3.07m和2.65m;臨黃1區(qū)分別為22.81cm、2.14m和1.94m;臨黃2區(qū)分別為21.33cm、2m和1.78cm。臨黃1區(qū)和臨黃2區(qū)的樹高當(dāng)年生長量無性系間變異系數(shù)較大,其他各區(qū)不同性狀無性系間變異系數(shù)較小,說明種源間不同性狀無性系間都具有一定選擇潛力,且臨黃1區(qū)和臨黃2區(qū)的樹高當(dāng)年生長量的選擇潛力最大。
表1黃檗各分區(qū)不同性狀生長差異
Table1GrowthdifferencesindifferentblocksPhellodendromamurense
性狀 Traits黑黃1區(qū)HeiHuang1黑黃2區(qū)HeiHuang2臨黃1區(qū)LinHang1臨黃2區(qū)LinHuang2均值Mean變異系數(shù)Coefficientofvariation均值Mean變異系數(shù)Coefficientofvariation均值Mean變異系數(shù)Coefficientofvariation均值Mean變異系數(shù)Coefficientofvariation樹高當(dāng)年生長量(cm) CurrentIncrement2927159128817582281355121333501樹高(m) Height2992069307221321422872002470冠幅(m) Crown2632794265282619428421782901
種源間的樹高當(dāng)年生長量、樹高、冠幅差異均達(dá)到極顯著水平(F值分別為7.84**、19.28**和11.62**),說明不同種源之間決定樹高當(dāng)年生長量、樹高、冠幅的遺傳物質(zhì)差異較大。通過對黃檗不同種源樹高當(dāng)年生長量、樹高和冠幅多重比較可以看出,黑黃1區(qū)與黑黃2區(qū)之間差異不顯著(表2),表明二者遺傳性接近;而二者與臨黃各區(qū)種源之間差異極顯著,樹高當(dāng)年生長量、樹高、冠幅的顯著差異主要是由于不同種源生長在生態(tài)條件差異較大的地區(qū),在各自適應(yīng)當(dāng)?shù)貤l件過程中,導(dǎo)致種內(nèi)遺傳分化的緣故。進一步分析3個性狀的重復(fù)力,種源間樹高當(dāng)年生長量、樹高、冠幅重復(fù)力分別為0.25、0.45和0.33,說明這些性狀受中等遺傳控制。
表2黃檗不同種源各性狀多重比較
Table2Multiplecomparisonindifferentprovenancesoncurrentincrement,heightandcrownPhellodendromamurense
種 源Provenances樹高當(dāng)年生長量(cm)CurrentIncrement顯著性Significance005001種 源Provenances樹高(m)Height顯著性Significance005001種 源Provenances冠幅(m)Crown顯著性Significance005001黑黃1區(qū)HeiHuang12927aA黑黃2區(qū)HeiHuang2307aA黑黃2區(qū)HeiHuang2265aA黑黃2區(qū)HeiHuang22880aA黑黃1區(qū)HeiHuang1299aA黑黃1區(qū)HeiHuang1263aA臨黃1區(qū)LinHuang12281bB臨黃1區(qū)LinHuang1214bB臨黃1區(qū)LinHuang1194bB臨黃2區(qū)LinHuang22133cB臨黃2區(qū)LinHuang2200cB臨黃2區(qū)LinHuang2177bB
黑黃1區(qū)無性系間樹高當(dāng)年生長量、樹高、冠幅均差異極顯著(F值分別為3.38**、1.89**和3.09**);黑黃2區(qū)無性系間樹高當(dāng)年生長量、樹高、冠幅差異極顯著或顯著(F值分別為2.21**、1.61*和3.03**);臨黃1區(qū)無性系間樹高當(dāng)年生長量、樹高、冠幅差異極顯著或顯著(F值分別為1.94**、1.86*和2.65**);臨黃2區(qū)無性系間樹高當(dāng)年生長量、樹高和冠幅差異極顯著或顯著(F值分別為1.72*、1.96**和1.75*)。4個區(qū)中不同無性系間生長性狀差異顯著或極顯著,說明不同無性系間存在遺傳差異,通過選擇可獲得較大遺傳增益。
采用多性狀綜合評分法可以避免單一性狀評價的偏差。綜合得分、樹高當(dāng)年生長量、樹高和冠幅的平均值對26個無性系進行量化評分(表3)。其中23號無性系得分最高,為76.33,大于平均值的15.95%;8號無性系得分最低,為54.78分,小于平均值的16.78%。其中有10個無性系得分大于平均值,且23號、1號和2號3個無性系的得分大于平均值的10%。1號無性系樹高當(dāng)年生長量最大,為30.27cm,且大于平均值的17.7%,大于最小值的46.5%;23號無性系樹高和冠幅均最高,分別為2.93m和2.72m,且分別大于平均值的14.8%和17.2%,大于最小值的30.2%和46.6%。從綜合得分來看,入選的5個最優(yōu)無性系為23號、1號、2號、4號和24號;從樹高當(dāng)年生長量看,為1號、3號、10號、11號和25號無性系;從樹高來看,為23號、1號、2號、25號和10號無性系;從冠幅來看,為23號、1號、15號、24號和4號無性系,綜合評分結(jié)果是23號、1號、2號、4號、24號、10號和25號為優(yōu)良無性系,其中1號無性系為最優(yōu)無性系。
表3黃檗無性系多指標(biāo)綜合得分
Table3ComprehensivescoreindifferentclonesPhellodendromamurense
無性系號Clones得分Score樹高生長量(cm)CurrentIncrement樹高(m)Height冠幅(m)Crown無性系號Clones得分Score樹高生長量(cm)CurrentIncrement樹高(m)Height冠幅(m)Crown23763326272932721865222455251223173873027284261964472533245229273102773284257663792742251205472002767272258166298266724322224717728242772471762962433242223
續(xù)表3
無性系號Clones得分Score樹高生長量(cm)CurrentIncrement樹高(m)Height冠幅(m)Crown無性系號Clones得分Score樹高生長量(cm)CurrentIncrement樹高(m)Height冠幅(m)Crown107075282428123976188237924820925697525822692591461212067248214156925288227225216108217922724619669426242622522610226452392133664128302552295601823552422071165532394243260266013238823521012654225182572288547821152251852065302464246244均值65822572255232136527277246234
3.1 黃檗不同種源間樹高當(dāng)年生長量、樹高和冠幅差異均達(dá)到極顯著水平(F值分別為7.84**、19.28**和11.62**),說明各性狀差異是由遺傳因素引起的。不同性狀變異系數(shù)有所差異,說明各自具有不同選擇潛力。各性狀的無性系重復(fù)力分別為0.248 5、0.450 4和0.329 8,受中等遺傳控制。
3.2 黃檗無性系間樹高當(dāng)年生長量、樹高和冠幅差異均達(dá)到顯著或極顯著水平,說明不同無性系基因型差異較大。
3.3 通過對黃檗無性系的綜合評分以及對各無性系最優(yōu)性狀分析結(jié)果表明,23號、1號、2號、4號、24號、10號和25號無性系為黃檗種子園的優(yōu)良無性系。
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