吳際友 ,李 艷 ,李志輝 ,黃明軍 ,陳明皋 ,程 勇 ,廖德志 ,劉 球 ,吳其軍
(1.中國林科院湖南分院,湖南 長沙 410004;2. 湖南省優(yōu)質用材工程技術研究中心,湖南 長沙 410004;3. 中南林業(yè)科技大學,湖南 長沙 410004;4. 湖南金淋林業(yè)有限公司,湖南 桃源 415701)
紅椿半同胞家系生長與早期選擇
吳際友1,2,李 艷3,李志輝3,黃明軍1,2,陳明皋1,2,程 勇1,2,廖德志1,劉 球1,2,吳其軍4
(1.中國林科院湖南分院,湖南 長沙 410004;2. 湖南省優(yōu)質用材工程技術研究中心,湖南 長沙 410004;3. 中南林業(yè)科技大學,湖南 長沙 410004;4. 湖南金淋林業(yè)有限公司,湖南 桃源 415701)
以5年生紅椿20個半同胞家系測定林為研究對象,研究了半同胞家系生長性狀,并進行遺傳力分析。結果表明:紅椿半同胞家系的樹高和胸徑生長存在極顯著差異,具有較高的遺傳改良潛力;5年生紅椿半同胞家系樹高的遺傳力為0.723 5,胸徑的遺傳力為0.730 6;通過Duncan法多重比較篩選出TC20、TC04、TC03、TC02、TC12等5個紅椿半同胞家系為優(yōu)良家系。
紅椿,半同胞家系,遺傳力
紅椿Toona ciliataRoem別名紅楝子,楝科香椿屬高大喬木,國家Ⅱ級重點保護野生植物,是我國熱帶、亞熱帶地區(qū)的珍貴速生用材樹種。其木材為上等家具用材,素有“中國桃花心木”之稱[1-2]。紅椿在我國主要分布在云南、廣西、湖南、貴州及四川等省。由于環(huán)境變化、過度開發(fā)以及天然更新較慢,其數量不斷減少[3]。紅椿發(fā)展?jié)摿艽螅壳耙殉蔀槲覈戏街匾恼滟F速生用材林造林樹種和營造針闊混交林進行樹種結構調整的首選樹種之一[4]。近年來,我國科研人員對紅椿地理分布、生態(tài)特性、天然更新、扦插繁殖、人工栽培、培育模式進行了研究報道[5-20],而對紅椿遺傳改良方面的研究報道不多。本論文以5年生的紅椿半同胞家系測定林為研究對象,通過對測定林的生長性狀測定及性狀遺傳力分析,篩選出了優(yōu)良的紅椿半同胞家系,為紅椿產業(yè)發(fā)展提供了支撐。
參試材料為中國林科院湖南分院研究團隊在湖南省內選擇的20株(編號為:TC01~TC20)紅椿優(yōu)樹的種子播種育苗而成,2008年在湖南金淋林業(yè)有限公司育苗,2009年在汨羅科技園建立半同胞家系測定林。
試驗地設于湖南汨羅林業(yè)科技示范園??萍际痉秷@屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū),地理位置 為 113°06′E,28°49′N, 海 拔 90 m。 年 均 氣溫16.9℃,極端最高溫39.7℃,極端最低溫-13.4℃。年均降水量1 353 mm,無霜期263 d,年均日照時數714.9 h,年均相對濕度81%,土壤主要為第四紀網紋層紅土。
半同胞家系測定林均采用一年生實生苗造林,試驗采用完全隨機區(qū)組設計,20個半同胞家系按5株單行小區(qū)排列,重復3次。同一區(qū)組的立地條件一致。測定林造林密度為2 m×3 m,測定林邊緣設置2~3行保護行。造林后前3年每年除草撫育2次,以后每年除草撫育1次。每年12月對測定林進行每木調查,測定胸徑、樹高、冠幅、枝下高等4個表型性狀。
表型變異系數(CV)/%=σp/x×100。式中σp為表型標準差,x為平均值。
遺傳變異系數(GCV)/%=σg/x×100。式中σg為遺傳型標準差,x為平均值。
遺傳型方差σg2=1/r(Mf-Me)。式中σg2為遺傳型方差,Mf為家系均方,Me為環(huán)境均方,r為組內重復數。
家系遺傳力(hf2)=(Mf-Me)/Mf。式中Mf為家系均方(既包含家系的遺傳變量又包含環(huán)境變量),Me為環(huán)境均方。
從表1可以看出:5年生紅椿半同胞家系測定林林分平均樹高為5.8 m,其中最小值是TC9家系樹高4.6 m,最大值是TC20家系樹高7.2 m,兩者相差2.6 m,其表型變異系數為13.8%。胸徑平均值為6.9 cm,其中最小值是TC09家系胸徑5.4 cm,最大值是TC12家系胸徑8.8 cm,兩者相差3.4 cm,其表型變異系數為13%。枝下高平均值為2.3 m,其中最小值是2.1 m,最大值是3.0 m,其表型變異系數為8.7%,冠幅的平均值為3.0,其中最大值為3.9 m,最小值為2.3 m,其表型變異系數為13.3%
對紅椿半同胞家系測定林的生長調查數據進行方差分析,結果見表2。
表1 5年生紅椿半同胞家系測定林生長情況表(3重復平均)Table 1 Growth of half-sib families of 5-year-old Toonaciliata
表2 5年生紅椿半同胞家系測定林生長因子方差分析Table 2 Variance analysis of growth factor of Toona ciliate half-sib families
從表2可以看出,5年生紅椿半同胞家系測定林家系間樹高和胸徑的差異均達到極顯著水平,表明各家系測定林的生長性狀存在豐富的變異,具有很大遺傳改良潛力。枝下高和冠幅這2個生長性狀沒有顯著差異。
因為紅椿的枝下高和冠幅這2個生長性狀與造林密度密切相關,造林密度越大,枝條自然整枝越強烈,枝下高就相對升高,冠幅長度變小,枝下高和冠幅這2個生長性狀受環(huán)境影響較大,而不是遺傳基因控制,因此不對其進行遺傳力分析。
表3 紅椿半同胞家系測定林遺傳力分析Table 3 Heritability analysis of Toona ciliate half-sib families
經計算,紅椿半同胞家系樹高的遺傳變異系數為11.03%,家系遺傳力為0.7235,胸徑的遺傳變異系數為11.41%,家系遺傳力為0.7306。結果表明20個紅椿半同胞家系樹高和胸徑的生長性狀差異主要由遺傳因素決定,這為紅椿優(yōu)良家系選擇提供了依據。
為了進一步選擇出優(yōu)良的紅椿半同胞家系,分別對5年生紅椿半同胞家系測定林的樹高和胸徑數據進行Duncan多重比較(鄧肯法),分析結果見表4、表5。根據鄧肯法的分組,樹高生長表現最好的為 TC04、TC03、TC02、TC12、TC20五個紅椿半同胞家系;胸徑生長表現最好的為TC20、TC04、TC03、TC02、TC12五個紅椿半同胞家系。
表4 5年生紅椿半同胞家系測定林樹高生長多重比較?Table 4 Multiple comparison of plant height of Toona ciliate half-sib families
表5 5年生紅椿半同胞家系測定林胸徑生長多重比較?Table 5 Multiple comparison of DBH of Toona ciliate half-sib families
(1)5年生紅椿半同胞家系測定林家系間樹高和胸徑的差異均達到極顯著水平,表明各家系測定林的生長性狀存在豐富的變異,具有很大的遺傳改良的潛力。
(2)紅椿半同胞家系樹高和胸徑的生長性狀差異主要由遺傳因素決定,紅椿半同胞家系樹高的遺傳變異系數為11.03%,家系遺傳力為0.7235,胸徑的遺傳變異系數為11.41%,家系遺傳力為0.7306。
(3)以樹高和胸徑生長為指標,用Duncan多重比較(鄧肯法)進行分析,篩選出樹高和胸徑生長表現最好的TC20、TC04、TC03、TC02、TC12等5個紅椿半同胞家系。
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Growth and early selection of half-sib families of Toona ciliata
WU Ji-you1,2, LI Yan3, LI Zhi-hui3, HUANG Ming-jun1,2, CHEN Ming-gao1,2, CHENG Yong1,2,
LIAO De-zhi1, LIU Qiu1,2, WU Qi-jun4
(1. Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, Hunan, China; 2. High Quality Timber Engineering Technology Research Center in Hunan Province, Changsha 410004, Hunan, China; 3. Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan,China; 4. Jinlin of Hunan Forestry Co., LTD, Taoyuan 415701, Hunan, China)
The growth traits and heritability of 20 half-sib families test plantation of 5-year-oldToona ciliatewere studied. The results showed that: There were signi fi cant differences in tree height and DBH. In addition, there were high genetic improvement potential of tree height and DBH. Heritability for tree height and DBH of half-sib families was 0.723 5 and 0.730 6 respectively. Using Duncan to select the optimal families which were TC20, TC04, TC03, TC02, TC12.
Toona ciliate; half-sib families; heritability
S72
A
1673-923X(2016)04-0001-04
10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.04.001
http: //qks.csuft.edu.cn
2014-12-22
湖南省林業(yè)科技計劃項目“閩楠、紅椿家具材良種選育與應用”(XLK201406)
吳際友,研究員,博士
李志輝,教授,博士生導師;E-mail:lzh1957@126.com
吳際友,李 艷,李志輝,等. 紅椿半同胞家系生長與早期選擇[J].中南林業(yè)科技大學學報,2016, 36(4): 1-4.
[本文編校:吳 彬]