馬 躍,劉志龍,諶紅輝,劉福妹, 麻 靜
(中國林科院熱帶林業(yè)實驗中心,廣西 憑祥 532600)
頂果木(AcrocarpusfraxinifoliusWight ex Arn.),為蘇木科(Caesalpiniaceae)頂果木屬植物,被列入國家重點3級保護野生植物名錄。它分布于馬來西亞、印度、緬甸等熱帶和南亞熱帶地區(qū),在我國主要分布于云南南部與廣西西部地區(qū)。近年來,頂果木作為珍貴鄉(xiāng)土用材樹種及優(yōu)良的石山造林樹種,受到越來越多的重視,優(yōu)質(zhì)種苗的需求也日益增大。通過對現(xiàn)有的遺傳材料進行收集整理,從混雜的群體中選擇優(yōu)良家系和優(yōu)良單株,進行無性系測驗,然后再選擇其中的優(yōu)良無性系造林,可以在短期內(nèi)獲得較大的增益。20世紀80年代學(xué)者對頂果木生長速度、材質(zhì)、生態(tài)分布、播種育苗等有過報道[1],近年來,關(guān)于頂果木的育苗技術(shù)、栽培技術(shù)以及無性繁殖技術(shù)也有一定的介紹[2-4]。但關(guān)于頂果木優(yōu)良遺傳材料選擇的研究幾乎還是一片空白。本研究在對廣西壯族自治區(qū)范圍內(nèi)的頂果木天然林資源進行調(diào)查的基礎(chǔ)上,選出優(yōu)良母樹17 株,并對不同家系頂果木進行苗圃育苗及苗期選擇,以期選出表現(xiàn)優(yōu)良的家系及單株,為進一步進行頂果木無性系選育提供材料。
試驗地點設(shè)在廣西憑祥市中國林科院熱帶林業(yè)實驗中心苗圃,106°47′E,21°57′N,屬北熱帶季風(fēng)氣候,終年溫暖濕潤,年均溫21.5 ℃,極端最高溫39.8 ℃,最低溫-1.5 ℃,≥10 ℃的積溫6 000~7 600 ℃,全年日照時數(shù)1 218~1 620 h,年降水量1 200~1 400 mm,干濕季節(jié)明顯,4~9月份為雨季,相對濕度80%,年蒸發(fā)量1 200~1 600 mm,有霜期3~5 d,氣候適合頂果木苗木的生長。
試驗所用種子采自廣西壯族自治區(qū)田林縣、鳳山縣、巴馬縣等地經(jīng)過初步選優(yōu)的17株母樹,分株進行采種并編號。播種時,每株的種子作為一個家系,分家系播于輕基質(zhì)營養(yǎng)袋中育苗。
本試驗于2012年12月進行頂果木播種,約20 天后經(jīng)處理的種子在沙床中發(fā)芽并長出兩片真葉,此時將芽苗移栽入輕基質(zhì)營養(yǎng)袋中,采用隨機區(qū)組設(shè)計,每個家系為一個小區(qū),每小區(qū)育苗60 株,重復(fù)3次。育苗期間按苗圃常規(guī)方法進行施肥、除草、消毒等田間管理。2013年7月對半年生頂果木進行苗木生長調(diào)查。分小區(qū)測定所有苗木高度(H)、隨機抽取10株測量地徑(D)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計以小區(qū)為單位, 利用SPSS16.0統(tǒng)計軟件對苗高、地徑進行方差分析和多重比較。
對不同家系頂果木半年生苗的苗高、地徑進行單因素方差分析可知,不同家系之間的苗高、地徑生長量存在極顯著差異(見表1),即不同家系生長性狀具有遺傳差異,這是頂果木進行優(yōu)良家系選擇的基礎(chǔ)。
表1 不同家系間生長量差異顯著性檢驗
在各家系頂果木苗高、地徑差異極顯著的基礎(chǔ)上,對不同家系間生長量進行S-N-K多重比較,如表2所示,苗高可以分為7 個組,地徑可分為5 個組。各組間的家系差異顯著,而各組內(nèi)的家系差異不顯著。從苗高來看,組1的5 個家系苗高生長最差,可作為早期淘汰對象。組5、組6、組7 的苗高生長最好,可作為早期入選家系。組2、3、4 的苗高生長處于中等水平,應(yīng)保留對其后期生長進一步實施觀測, 視后期生長優(yōu)劣再作選擇或淘汰。從地徑來看,組1中的11 個家系地徑生長量無顯著差別,不宜直接淘汰。組4、組5的2 個家系地徑生長量最好,可作為早期入選家系。
本研究選擇苗高、地徑兩因素作為選優(yōu)的指標。如果某一家系苗高、地徑的平均值大于所有參試家系苗高的平均值, 則該家系可以入選優(yōu)良家系。參試各家系的平均苗高為42.49 cm,平均地徑為2.96 mm。據(jù)此標準,符合苗高入選條件的家系有14、16、5、15、3、13、11、17號,入選率為47.06%。符合地徑入選條件的家系有15、5、2、3、14、17、11號,入選率為41.18%。同時滿足苗高和地徑入選條件的家系有5、15、3、11、17號,入選率為29.41%。
由表2還可看出, 不同家系間苗高生長量較地徑生長量差異大,因此按苗高因素將入選的5個優(yōu)良家系進行排列,17號為最優(yōu)家系,11號次之,其次分別是3號,15號,5號。
表2 不同家系間苗高、地徑多重比較結(jié)果
續(xù)表2
為選出基因優(yōu)良的遺傳材料,本研究將從入選的5個優(yōu)良家系苗中選擇表現(xiàn)突出的優(yōu)良單株,即超級苗。根據(jù)常規(guī)經(jīng)驗,一般將苗高、地徑平均值加上1~3倍標準差作為選擇超級苗的標準。但是本試驗中,各家系的苗高、地徑差異極顯著,標準差較大(表3),因此選擇平均值加1倍標準差作為選擇標準。
表3 各家系苗高、地徑選擇標準
優(yōu)良單株的選擇標準即苗高和地徑均在平均值加上1倍標準差以上的超級苗木,同時還要考慮形質(zhì)指標,如干形較差、受病蟲害危害或機械損傷者不能入選。經(jīng)淘汰保留下來的苗木即為定選優(yōu)良單株。由表3可知,5 個優(yōu)良家系中共有155 個單株入選,入選率為17.2%。其中,家系5入選株數(shù)最多,為42 株,入選率23.3%,家系17入選株數(shù)最少,為22 株,入選率12.2%。
(1)頂果木不同家系間苗高、地徑生長量存在極顯著差異。各家系頂果木苗圃育苗條件相同,由此可認為不同家系間的生長狀況差異是由親本的遺傳基礎(chǔ)所致。這是頂果木優(yōu)良家系及優(yōu)良個體苗期選擇的理論依據(jù)。
(2)苗高、地徑是苗木質(zhì)量中最直觀和最準確的生長量指標,在苗木生產(chǎn)和科研中,常作為苗木分級指標使用。本研究通過苗高指標選擇, 共選出生長表現(xiàn)較好的優(yōu)良家系8個, 入選率為47.06%。通過地徑指標選擇, 共選出苗期生長較好的家系7 個, 入選率為41.18%。通過苗高、地徑兩指標綜合選擇,選出生長良好的家系5 個,入選率為29.41%。其中17號與11號表現(xiàn)尤為突出。
(3)以優(yōu)良家系內(nèi)的個體為選擇對象, 以優(yōu)良家系平均苗高生長量加上1倍標準差為標準, 共選出超級苗155 株, 入選率為17.2% 。
由于林木生長發(fā)育周期很長, 因而通過樹木生長早期測定來正確評價林木育種成果為許多林木育種學(xué)者所關(guān)注[5-10]。遺傳學(xué)和農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)實踐的大量事實證明,從混雜的群體中選擇優(yōu)良的單株,通過無性系測驗,然后再選擇其中的優(yōu)良無性系造林,可以獲得目前科學(xué)水平下最大的增益[11]。頂果木為我國三級保護的珍稀樹種,現(xiàn)存的大樹很少,從現(xiàn)有的母樹資源中選擇優(yōu)良的家系,并從苗圃中按一定的比例選擇生長優(yōu)異的優(yōu)良單株,可較快獲得遺傳增益明顯的無性系材料。目前國內(nèi)對黑楊、馬尾松、池杉、杉木、油松、樟子松、云南松等樹種早期選擇研究表明[12-16],根據(jù)苗高和胸徑生長優(yōu)勢進行苗期選擇可能獲得可靠的效果。
劉代憶[17]等認為云南松在苗期高生長較地徑生長變異大, 因此選擇時以苗高為主、地徑為輔。鄭仁華[18]等對福建柏苗期選擇的研究也得到相同結(jié)論, 即福建柏苗期選擇以苗高為主、地徑為輔。但本研究認為苗高和地徑在苗木生產(chǎn)中是兩個極為重要的指標,應(yīng)綜合考慮進行苗木分級和選優(yōu)。
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