宋云平，閆朝福，劉洪志，陳淑萍，張 振，張含國*

(1.黑龍江省尚志市葦河林業(yè)局，黑龍江尚志 150623;2.東北林業(yè)大學(xué)林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江哈爾濱市 150040)

紅松(Pinus koraiensis)為松科松屬喬木，為中國東北部林區(qū)的鄉(xiāng)土樹種［1］，是我國珍稀的二級保護(hù)植物，在中國主要分布于長白山及其北部的張廣才嶺、老爺嶺、完達(dá)山和小興安嶺［2］。黑龍江省葦河林業(yè)局20世紀(jì)70年代開始紅松一代種子園的營建工作，種子園親本采集鶴北優(yōu)樹。20世紀(jì)80年代開展紅松的二代種子園籌備工作，1988年?duì)I建紅松子代測定林，為種子園提供遺傳基因資源。隨著林木遺傳改良研究的深入，建立高世代種子園已成為發(fā)展的需要［3］，通過對紅松自由授粉家系子代測定林進(jìn)行家系的生長性狀的遺傳變異比較，評價(jià)選擇出優(yōu)良家系及二代優(yōu)樹，為初級種子園的去劣疏伐、高世代改良提供高質(zhì)量的育種材料。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料為紅松自由授粉家系的種子，來源為種子園優(yōu)良單株，參試家系40個，其中一個為生產(chǎn)對照。按家系播種育苗，育苗方式和苗期管理同當(dāng)?shù)厣唐访缦嗤?988年?duì)I建子代測定林。

1.2 試驗(yàn)地概況

子代測定林位于黑龍江省尚志市葦河林業(yè)局，海拔 300 m，年降水量為 666.1 mm，年日照為2 552.3 h，年均溫為 2.3℃，年蒸發(fā)量為1 084.4 mm，大于5℃積溫為2 753.2℃，7月均溫為21.6℃。試驗(yàn)林采用隨機(jī)化區(qū)組設(shè)計(jì)，單行小區(qū)8株，5次重復(fù)，株行距1.5 m×2.0 m。分別于2014年11月按照實(shí)際成活且沒有意外損傷的苗木進(jìn)行檢尺，測定樹高、胸徑。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析方法

立木材積(V)按實(shí)驗(yàn)形數(shù)法［4］計(jì)算:V=(H+3)g1.3f。其中，紅松平均實(shí)驗(yàn)形數(shù) f為0.33。

對各試驗(yàn)調(diào)查觀測的數(shù)據(jù)，采用SPSS18.0進(jìn)行處理，進(jìn)行方差分析、遺傳力和遺傳增益的估算等。

2 結(jié)果與分析

2.1 家系生長性狀的遺傳變異

2.1.1 不同家系生長性狀的差異

從表1中可以看出，試驗(yàn)林總體生長較好，26 a生時(shí)平均樹高、胸徑和材積分別為11.03 m、16.42 cm、0.0492 m3，相對于24 a生時(shí)(2012年測量的樹高、胸徑)，樹高、胸徑經(jīng)過2 a生長分別平均增加了1.42 m、0.41 cm，高生長較快。各優(yōu)樹子代測定林26 a生表型生長差異較大，各家系的樹高變異幅度為10.08 m～11.87 m，胸徑的變異幅度為13.64 cm～18.36 cm，材積的變異幅度為0.0326 m3～0.0571 m3。生產(chǎn)對照的樹高、胸徑和材積都比試驗(yàn)林群體平均表現(xiàn)優(yōu)異，由此可見，通過選擇的紅松優(yōu)樹其子代表現(xiàn)差異很大，通過子代測定可選擇出遺傳上真正優(yōu)良的家系或單株。

表1 家系的平均生長表現(xiàn)

2.1.2 不同家系生長性狀的變異分析

由上述分析可知，紅松子代測定家系在生長性狀上差異較大，由變異系數(shù)表明(表2)，樹高、胸徑、材積的變異系數(shù)分別為 11.42%、19.29%、40.78%，變異系數(shù)反應(yīng)性狀的遺傳潛力，說明子代家系各生長性狀的遺傳潛力較大，其中材積的變異系數(shù)最大。家系材積變異系數(shù)見表3。從表3可知，家系8號的變異系數(shù)最大，為56.56%;變異系數(shù)排名前 8 位的為:8、2、111、69、64、11、132、187。對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析并估算相關(guān)遺傳參數(shù)(表2)，結(jié)果表明，不同家系樹高上表現(xiàn)出差異顯著水平，在胸徑、材積上表現(xiàn)為差異極顯著水平，樹高、胸徑、材積的家系遺傳力分別為0.3289、0.4012和0.3972，說明在家系水平上各性狀受到中等的遺傳控制，因此，子代林優(yōu)樹選擇應(yīng)考慮在家系選擇的基礎(chǔ)上。

表2 家系生長性狀變異分析及遺傳參數(shù)估計(jì)

表3 家系材積變異系數(shù)

2.2 優(yōu)良家系的選擇

由方差統(tǒng)計(jì)和各家系相應(yīng)遺傳力等指標(biāo)計(jì)算出家系遺傳增益見表2。在開展家系選擇時(shí)，家系入選率10%時(shí)，樹高、胸徑和材積的遺傳增益分別為11.46%、21.38%和26.22%;入選率20%時(shí)，樹高、胸徑、材積的遺傳增益分別為9.17%、17.10%和20.97%。在多重比較分析的基礎(chǔ)上，選出樹高、胸徑和材積的優(yōu)良家系見表4，考慮材積同時(shí)兼顧胸徑、樹高等指標(biāo)，以此確定的優(yōu)良家系有:69、25、78、42、121、11、120 和 113。各優(yōu)良家系及性狀表現(xiàn)見表5，入選的優(yōu)良家系具有明顯的生長優(yōu)勢。

表4 入選家系

表5 優(yōu)良家系均值與遺傳增益

3 結(jié)論與討論

通過對建立在葦河青山種子園的紅松子代測定林調(diào)查分析表明，不同家系在生長性狀上樹高、胸徑、材積間差異達(dá)到差異顯著和極顯著水平。26 a生時(shí)平均樹高、胸徑和材積分別為11.03 m、16.42 cm、0.0492 m3。以材積為主要指標(biāo)，兼顧胸徑和樹高指標(biāo)進(jìn)行二代種子園選優(yōu)［5～7］，選擇出的優(yōu)良家系為:69、25、78、42、121、11、120、113，優(yōu)良家系的平均樹高、胸徑、材積分別為 11.28 m、17.42 cm、0.0553 m3，平均增益分別達(dá)到 2.32%、6.09%，12.48。上述初步選出的優(yōu)良家系表現(xiàn)出明顯的生長優(yōu)勢，可作為二代種子園建園材料和無性繁殖材料。

［1］LIM T K.Pinus koraiensis［M］.Edible Medicinal and Non-Medicinal Plants，2012.

［2］馬建路，莊麗文，陳動，等.紅松的地理分布［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，20(5):40～47.

［3］翁玉榛.杉木第二代種子園自由授粉子代遺傳變異及優(yōu)良家系選擇［J］.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2008，32(2):15～18.

［4］鄧?yán)^峰，張含國，張磊，等.17年生雜種落葉松遺傳變異及優(yōu)良家系選擇［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，38(1):8～11.

［5］孫曉梅，張守功，方奇旺，等.落葉松自由授粉家系紙漿材材性遺傳變異研究［J］.林業(yè)科學(xué)研究，16(5):515～522.

［6］羅建勛，吳春艷，王國良，等.杉木優(yōu)樹自由授粉子代測定及優(yōu)良家系選擇［J］.西南林學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，29(4):1～4.

［7］張正剛，馬建偉，靳新春，等.日本落葉松自由授粉家系子代測定林分析與選擇研究［J］.西南林學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，28(4):74～79.