馮源恒 楊章旗 賈婕 李火根 黃永利

(廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院，南寧，530002) (南京林業(yè)大學) (南寧市林業(yè)科學研究所)

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馬尾松種子園交配系統(tǒng)的時間動態(tài)變異1)

馮源恒 楊章旗 賈婕 李火根 黃永利

(廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院，南寧，530002) (南京林業(yè)大學) (南寧市林業(yè)科學研究所)

以馬尾松種子園不同時期(建園初期、豐產(chǎn)期及衰老期)產(chǎn)出的子代為材料，采用SSR標記分析其遺傳多樣性，并結(jié)合子代測定數(shù)據(jù)分析交配系統(tǒng)對子代遺傳品質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明，建園初期與豐產(chǎn)期的子代家系的Shannon多樣性指數(shù)(I)較高，同為0.53，衰老期的子代家系則為0.47。觀測雜合度(Ho)和期望雜合度(He)均以建園初期子代群體為最高，豐產(chǎn)期子代次之，衰老期最低。馬尾松種子園建園初期與豐產(chǎn)期的子代均具有較高的遺傳多樣性。豐產(chǎn)期參與繁殖的父本數(shù)量最多，近交水平較低，從而保證了種子的品質(zhì)。而種子園衰老期子代的遺傳多樣性明顯下降，說明種子園的老化不僅影響種子產(chǎn)量，而且影響種子遺傳品質(zhì)。在親本分析中，種子園建園初期、豐產(chǎn)期及衰老期的子代均未檢測到自交情況。由此可進一步證實馬尾松是典型的異交樹種。

馬尾松；種子園；交配系統(tǒng)；SSR：時間變異

林木的交配系統(tǒng)決定了在繁殖過程中各親本的遺傳信息能否有效的交流重組、子代的基因型能否更加豐富。種子園是良種生產(chǎn)的主要方式，其交配系統(tǒng)直接關(guān)系到所生產(chǎn)出的良種子代的遺傳多樣性及良種品質(zhì)穩(wěn)定性。種子園交配系統(tǒng)的研究一直倍受育種學者的重視[1-4]。

馬尾松(PinusmassonianaLamb.)是我國南方的最重要造林樹種之一。其良種主要來自于種子園。在馬尾松種子園交配系統(tǒng)研究領(lǐng)域，以往比較重視3個方面：一是子代群體與親本群體的遺傳多樣性變化比較[5-6]；二是通過分析母株不同冠層、不同方向產(chǎn)生子代的遺傳多樣性差異對交配系統(tǒng)進行研究[7-9]；三是對建園無性系開花結(jié)實情況研究[10-11]。而對于種子園不同時期的交配系統(tǒng)變化差異及產(chǎn)種品質(zhì)穩(wěn)定性的研究比較少見。因此本研究通過對種子園建園初期、豐產(chǎn)期及衰老期的子代進行遺傳多樣性研究，討論交配系統(tǒng)的時間變異對交配格局及子代遺傳多樣性影響，評價種子園年份產(chǎn)種的遺傳品質(zhì)穩(wěn)定性。為科學建設(shè)與管理馬尾松種子園提供重要的參考信息。

1 材料與方法

以南寧市林科所馬尾松初級種子園為研究對象。南寧市林科所馬尾松初級種子園位于武鳴縣與隆安縣交界處，包含了廣西馬尾松第一代育種群體的全部無性系[12]。該種子園于1981年開始建設(shè)，1987年完全建成并產(chǎn)種，20世紀90年代進入豐產(chǎn)階段，2000年后逐漸減產(chǎn)直至2007年進入衰老期。其產(chǎn)出馬尾松種子為國家林業(yè)局審定良種(國S-CSO(1)-PM-005-2012)。本研究選取種子園內(nèi)3個無性系(桂GC431A、桂GC502A、桂GC643A)在1987、1993、2012年的子代共9個半同胞家系，分別作為建園初期、豐產(chǎn)期及衰老期的子代樣本。其中1987、1993年子代分別采自南寧市林科所1988年造林的半同胞子代測定林及1994年造林的半同胞子代測定林，2012年子代則來自當年在種子園采種后播種繁育的幼苗。詳情見表1。

表1 不同時期種子園子代家系采樣信息

1.1 DNA的提取

松樹針葉DNA提取采用CTAB裂解-硅珠吸附法[13]。純化后DNA經(jīng)分光光度計檢測純度后置于冰箱4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 引物來源及SSR-PCR反應(yīng)條件

本研究所用的SSR引物來源于馬尾松基因組DNA測序所得基因組序列設(shè)計開發(fā)，共計318對[14]。篩選16對多態(tài)性高的SSR引物用于本研究。采用10 μL體系進行PCR反應(yīng)，參照Feng在SSR引物開發(fā)時所用的PCR反應(yīng)體系進行實驗[14]。將得到擴增產(chǎn)物進行聚丙烯酰胺凝膠電泳，實驗方法參照楊章旗等在細葉云南松研究中所用的方法[15]。

1.3 分析方法

采用POPGEN32軟件[16]計算群體內(nèi)的觀察等位基因數(shù)目(A)，有效等位基因數(shù)目(Ne)，Shannon多樣性指數(shù)(I)，各位點的觀察雜合度(Ho)及期望雜合度(He)[17-19]。

利用基于最大似然法的CERVUS2.0軟件，對子代群體進行父本分析。該軟件的原理參見文獻[20]和[21]。

1.4 父本貢獻率的評估參數(shù)

為了更有效的對子代群體的父本貢獻率進行分析。本研究基于父本貢獻率設(shè)置了3個評估參數(shù)。

(1)理論平均父本貢獻率，即種子園所有父本可以產(chǎn)生數(shù)量相等子代時的平均父本貢獻率。

理論平均父本貢獻率=(1/種子園父本總數(shù))× 100%。

在完全隨機交配情況下，實際父本貢獻率與理論平均父本貢獻率相等。實際平均父本貢獻率與理論平均父本貢獻率的偏離程度越大，說明親本間的雄性繁殖適合度差異越大。但該參數(shù)具有一定的局限性，適用于種子園所有父本均處于繁殖年齡的時期，且子代取樣數(shù)量應(yīng)大于種子園父本總數(shù)。

(2)父本貢獻率標準差，即種子園實際參與繁殖父本間的貢獻率標準差。本研究采用貢獻率標準差反映親本間的雄性繁殖適合度差異。在本研究中實際父本總數(shù)通過父本分析得到。

(3)父本數(shù)量與子代數(shù)量比值，即實際父本數(shù)量與子代數(shù)量的比值。父本貢獻率描述的是已知父本的繁殖優(yōu)勢大小，但在子代抽樣數(shù)量較少的情況下不能有效描述繁殖中各父本的參與情況。為此本研究采用父本數(shù)量與子代數(shù)量比值來描述繁殖中各父本的參與程度。

父本數(shù)量與子代數(shù)量比值=實際父本數(shù)量/ (子代數(shù)量/100)。

父本數(shù)量與子代數(shù)量比值表示在交配系統(tǒng)中每繁殖100個子代，父本的參與數(shù)量。本研究中采用此參數(shù)評價不同子代群體的親本多樣性。

1.5 家系生長量調(diào)查

通過查閱相關(guān)測定數(shù)據(jù)，調(diào)取1987子代3個家系造林22年生時、1993年子代的3個家系造林20年生時的生長量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來自南寧市林科所1988年造林的半同胞子代測定林及1994年造林的半同胞子代測定林。2組試驗林造林地毗鄰，地理氣候環(huán)境及經(jīng)營管理方式一致。

2 結(jié)果與分析

2.1 子代家系遺傳多樣性

以16對SSR引物對南寧市林科所馬尾松初級種子園1987、1993、2012年的9個子家系進行遺傳多樣性檢測。分析結(jié)果為各家系的平均等位基因數(shù)(Na)在2.56～2.13、平均有效等位基因數(shù)(Ne)在1.60～1.46、Shannon多樣性指數(shù)(I)在0.52～0.37、觀測雜合度(Ho)在0.41～0.28、期望雜合度(He)在0.32～0.26。采用SAS8.1軟件對3個年份子代群體的5項遺傳多樣性參數(shù)進行方差分析后發(fā)現(xiàn)，5項參數(shù)在不同年份間、相同年份家系間均不存在顯著差異(表2)。

表2 各家系遺傳多樣性

16對SSR引物在1987、1993、2012年的子代家系中擴增得到的等位基因數(shù)量分別為42、46、38。1987、1993年的子代家系的Shannon多樣性指數(shù)(I)較高，同為0.53，2012年的子代家系則為0.47。觀測雜合度(Ho)和期望雜合度(He)均以1987年子代群體為最高，1993年子代次之，2012年最低(見表3)。1987年的子代群體的近交系數(shù)為0.065，1993年的子代群體為0.054，2012年的子代群體為0.064。

表3 不同年份子代遺傳多樣性比較

2.2 子代家系父本分析

采用CERVUS2.0軟件對各年份子代進行父本分析。1987年83個子代有6個在80%置信度條件下推斷出父本，有76個子代在低于80%置信度條件下推斷出父本，有1個子代沒有推斷出父本，可將該子代確定為外來花粉污染?；诖擞嬎惴欠N子園無性系花粉比率，即花粉污染率為1.20%。由父本分析的推測結(jié)果可知83個子代可能來自53個父本，父本貢獻率超過的5%的父本有1個，平均父本貢獻率為1.90%，父本貢獻率標準差為0.012，父本數(shù)量與子代數(shù)量比值為62.65。群體不存在自交情況。

1993年95個子代中有6個在95%置信度條件下推斷出父本，有5個子代在80%置信度條件下推斷出父本，其余子代在低于80%置信度條件下推斷出父本。由父本分析的推測結(jié)果可知95個子代可能來自60個父本，父本貢獻率超過的5%的父本有1個，平均父本貢獻率為1.67%，父本貢獻率標準差為0.01，父本數(shù)量與子代數(shù)量比值為63.16。群體不存在自交情況。

2012年76個子代中有2個在80%置信度條件下推斷出父本，有71個子代在低于80%置信度條件下推斷出父本，有3個子代沒有推斷出父本，可將這些子代確定為外來花粉污染，花粉污染率為3.95%。由父本分析的推測結(jié)果可知76個子代可能來自43～45個父本，父本貢獻率超過的5%的父本有4個，平均父本貢獻率為2.26%，父本貢獻率標準差為0.016，父本數(shù)量與子代數(shù)量比值為55.26。群體不存在自交情況(表4)。

比較3個時期子代的父本分析結(jié)果可知，在豐產(chǎn)期參與繁殖的父本數(shù)量最高。這一時期的平均父本貢獻率最低，父本貢獻率標準差也最低，說明各父本的繁殖機會與繁殖適合度差異不大。在投產(chǎn)初期，參與繁殖的父本數(shù)量略少一些，使平均父本貢獻率高于豐產(chǎn)期，父本貢獻率標準差也略高于豐產(chǎn)期，說明在此階段有部分父本獲得了較高的繁殖機會。而種子園衰老期的父本數(shù)量與子代數(shù)量比值最低，說明參與繁殖的父本數(shù)量已經(jīng)銳減。此階段父本貢獻率標準差最高，說明父本間的繁殖適合度差異拉大，子代的親緣關(guān)系更為單一化。

表4 不同年份子代父本分析結(jié)果

2.3 子代家系生長量統(tǒng)計

通過子代測定發(fā)現(xiàn)，1987年子代的3個家系造林22 a時，年平均樹高生長量為0.78 m，年平均胸徑生長量為0.78 cm，年平均材積生長量為0.009 2 m3。該年份所有子代家系的材積均值超出優(yōu)良種源對照21%。1993年子代的3個家系造林20 a時，年平均樹高生長量為0.75 m，年平均胸徑生長量為0.87 cm，年平均材積生長量為0.009 3 m3。該年份所有子代家系的材積均值超出優(yōu)良種源對照52%。由此可知，種子園豐產(chǎn)期的子代在生長量上略優(yōu)于建園初期的子代。方差分析結(jié)果表明，2個年份的子代在樹高、胸徑、材積的年生長量上均無顯著差異。在一定程度上說明，建園初期到豐產(chǎn)期的種子園交配系統(tǒng)處于相對均衡的狀態(tài)，子代遺傳品質(zhì)與遺傳多樣性都較為穩(wěn)定。

3 結(jié)論與討論

林木交配系統(tǒng)是一個復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)，會隨各類影響因素的變化而變化。就種子園而言，在建園初期由于各個無性系進入繁殖期所需的生長年齡不一致，往往導致父本數(shù)量少、子代遺傳多樣性低、花粉污染比例高等狀況。當種子園進入豐產(chǎn)期，各無性系均等提供大量花粉，這時的子代遺傳多樣性應(yīng)最為豐富。當種子園進入衰老期，雌雄繁殖能力下降，導致結(jié)實量驟減。

對于南寧市林科所馬尾松初級種子園而言，在1987年投產(chǎn)時，當年種子總產(chǎn)量為5 kg[22]，早期嫁接的230多個無性系已經(jīng)大量開花，1985年、1986年嫁接的無性系也有部分開花，為子代提供了豐富的遺傳變異來源。本研究對1987年子代的分析結(jié)果也證明了這一點，該年份3個家系的子代在16個位點上檢測到等位基因數(shù)量是全園親本所具有等位基因數(shù)量的84.31%。Shannon多樣性指數(shù)(I)、觀測雜合度(Ho)和期望雜合度(He)在所調(diào)查的3個階段中均為最高。父本分析結(jié)果顯示，在推測的53個父本中有35個為1981年嫁接的無性系，17個為1985、1986年嫁接的無性系。當1993年種子園正值豐產(chǎn)期時，當年種子總產(chǎn)量一躍達到了360 kg[22]，3個家系子代的等位基因數(shù)量是全園親本的90.20%。而到了2012年，種子產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)下滑10年當年種子總產(chǎn)量僅有30 kg，此時3個家系子代的等位基因數(shù)量僅是全園親本的74.51%。

比較3個時期的子代遺傳多樣性可以發(fā)現(xiàn)，建成初期與豐產(chǎn)期均具有較高的遺傳多樣性。豐產(chǎn)期參與繁殖的父本數(shù)量最多，父本間繁殖能力差異不大。豐富的父本來源使半同胞家系的近交水平較低，從而保證了種子的品質(zhì)，子代測定的結(jié)果也在生長量上證實了這一點。而種子園衰老期子代在所有遺傳多樣性指標上全面下滑，說明種子園的老化不僅影響種子產(chǎn)量，同樣影響種子品質(zhì)。此外，通過方差分析發(fā)現(xiàn)，主要遺傳多樣性參數(shù)在不同年份子代間差異不顯著，說明不同時期父本群體的部分變化雖然影響了半同胞子代的遺傳多樣性，但并未達到顯著改變子代遺傳結(jié)構(gòu)的程度。

在本研究中，3個時期的子代遺傳多樣性都低于初級園的親本群體。這一方面是取樣家系數(shù)量較少導致的。該種子園有464個無性系，面積達到66.7 hm2，對于這樣大的親本群體，3個子代家系顯然不能完全繼承其豐富的遺傳多樣性。另一方面則與種子園無性系的配置有關(guān)。由于種子園是經(jīng)過1981、1985、1986、1987年4次大規(guī)模嫁接建成的，每次嫁接的無性系組成不一樣，從而造成同年嫁接的無性系集中在一個區(qū)域，不同區(qū)域的無性系構(gòu)成差別很大，使母株的主要花粉來源較為固定。研究結(jié)果也證實了這一點。1993年子代的60個父本中有39個為1981年嫁接的無性系，21個為1985、1986年嫁接的無性系。雖然在數(shù)量上都多于1987年子代，但在比例上沒有較大變化。

將本研究結(jié)果與其它馬尾松種子園比較可知，在平均父本貢獻率上要低于艾暢等對五一林場馬尾松種子園[23]和譚曉梅對姥山林場馬尾松2代種子園[24]的研究結(jié)果。其原因主要是建園無性系數(shù)量差異，南寧林科所初級種子園建園無性系為464個、五一林場種子園(東區(qū))建園無性系為128個、姥山林場馬尾松2代種子園建園無性系為61個。南寧林科所初級種子園的父本數(shù)量多，因此平均父本貢獻率低。在子代遺傳多樣性方面，本研究涉及的3個年份的子代群體Shannon多樣性指數(shù)(I)平均為0.47，低于王鵬良對五一林場種子園子代(I=1.02)[25]、張小琴對馬鞍山林場種子園子代(I=1.24)[6]及張薇對白砂林場種子園子代(I=1.03)[8]的研究結(jié)果。其原因可能來自2方面：一方面來自建園材料，上述3個種子園的建園材料均來自南方多個省份的馬尾松分布區(qū)，而因為種源試驗結(jié)果表明在廣西區(qū)內(nèi)本區(qū)種源表現(xiàn)明顯由于外省種源，所以南寧林科所初級種子園的無性系全部來自廣西區(qū)內(nèi)，其建園材料間遺傳差異相對較??；另一方面，來自SSR引物本身，本研究采用的SSR引物基于馬尾松基因組測序開發(fā)，其平均等位基因數(shù)量少于上述3個研究從松屬內(nèi)同源物種得到的引物。

在花粉污染方面，Wheeleret et al.[26]研究發(fā)現(xiàn)花旗松種子園中的花粉污染水平隨花粉產(chǎn)量增加而直線下降。Kassaby et al.[27]的研究則表明，種子園散粉盛期的污染率比散粉初期和末期的低。本研究發(fā)現(xiàn)，南寧市林科所馬尾松初級種子園存在一定的花粉污染，不同時期的污染程度變化規(guī)律與以上對花旗松種子園的結(jié)果相似。在總體污染水平上，艾暢等[23]對五一林場馬尾松種子園的研究結(jié)果是污染率9.44%，譚曉梅[24]對姥山林場馬尾松2代種子園的研究結(jié)果是污染率4.06%，均高于南寧市林科所馬尾松初級種子園在3個時期的污染率。其原因可能在于南寧市林科所馬尾松初級種子園規(guī)模較大，可提供花粉量巨大降低了外來花粉的比例，同時該良種基地周圍無大面積馬尾松種植區(qū)隔離較好。

關(guān)于種子園的衰老問題，一些研究認為隨著母株的生長園內(nèi)郁閉度增加影響雌球花分化而導致球果減產(chǎn)。本研究發(fā)現(xiàn)在種子園衰老期子代的花粉來源變得相對單一化，占總數(shù)12%的父本產(chǎn)出了26%的子代，父本間繁殖能力差異變大。說明相當多的父本繁殖競爭力在下降。由于推測父本繁殖力衰退可能是種子園老化的又一原因。

[1] DONALD L C. The influence of floral bud phenology on the potential mating systemof awind-pollinated Douglas-fir orchard[J]. Can J For Res,1991,21(6):813-820.

[2] GIOVANN D F, KEVAN P G. Factors affecting pollen dynamics and its importance to pollen contamination are view[J]. Can J For Res,1991,21(8):1155-1170.

[3] 張華新,沈熙環(huán).林木種子園生殖系統(tǒng)研究進展[J].林業(yè)科學,2002,38(2):129-134.

[4] OZAWA H, WATANABE A, UCHIYAMA K, et al. Genetic diversity of Pinus densiflora pollen flowing over fragmented populations during a mating season[J]. Journal of Forest Research,2012,17(6):488-498.

[5] 賴煥林,王章榮.馬尾松種子園及其附近人工林的親子代群體遺傳結(jié)構(gòu)分析[J]. 林業(yè)科學研究,1997,10(5):490-494.

[6] 張小琴.馬尾松1.5代無性系種子園花量調(diào)查與遺傳多樣性分析[D].南京：南京林業(yè)大學,2008.

[7] 龔佳.馬尾松實生種子園遺傳多樣性研究[D]. 南京：南京林業(yè)大學,2007.

[8] 張薇,龔佳,季孔庶.馬尾松實生種子園交配系統(tǒng)分析[J].林業(yè)科學,2009,45(6):22-26.

[9] 譚小梅,周志春,金國慶,等.馬尾松二代無性系種子園遺傳多樣性和交配系統(tǒng)分析[J].林業(yè)科學,2012,48(2):69 -74.

[10] 覃開展,羅筱娥.馬尾松種子園無性系生長結(jié)實規(guī)律研究[J].廣西林業(yè)科學,2001,30(1):28-31.

[11] 譚健暉.馬尾松種子園無性系開花習性研究[J].廣西林業(yè)科學,2001,30(2):76-78.

[12] 楊章旗,黃永利,覃開展,等.馬尾松速生良種‘廣西南寧市林科所馬尾松初級無性系種子園種子’[J].林業(yè)科學,2014,50(3):151-152.

[13] DOYLE J J, DOYLE J L. Isolation of plant DNA from fresh tissue[J]. Focus,1990,12:13-15.

[14] FENG Y H, YANG Z Q, WANG J, et al. Development and characterization of SSR markers from Pinus massoniana and their transferability toP.elliottii,P.caribaeaandP.yunnanensis[J]. Genetics & Molecular Research,2013,13(1):1508-1513.

[15] 楊章旗,馮源恒,吳東山.細葉云南松天然種源林遺傳多樣性的SSR分析[J].廣西植物,2014,4(1):10-14.

[16] YEH F C, YANG R C, BOYLE T B, et al.The user-friendly shareware for population genetic analysis. Molecular biology and biotechnology centre[M]. Edmonton: University of Alberta Canada,1997.

[17] HARTL D L, CLARK A G. Principles of population genetics, ed3[J]. Sinauer Associates,1997,4(2):143-144.

[18] SHANNON C E, WEAVER W. The Mathematical Theory of Communication[M]. Urbana: University of Illinois Press,1949.

[19] NEI M. Analysis of gene diversity in subdivided populations[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences,1974,70(12):3321-3323.

[20] MARSHALL T C, SLATE J, KRUUK L E B, et al. Statistical confidence for likelihood-based paternity inference in natural populations[J]. Molecular Ecology,1998,7(5):639-655.

[21] 何田華,葛頌.植物種群交配系統(tǒng)、親本分析以及基因流動研究[J].植物生態(tài)學報,2001,25(2):144-154.

[22] 楊章旗,韋元榮.馬尾松無性系嫁接種子園營建技術(shù)研究[J].廣西林業(yè)科學,2001,30(2):56-61.

[23] 艾暢,徐立安,賴煥林,等.馬尾松種子園的遺傳多樣性與父本分析[J].林業(yè)科學,2006,42(11):146-150.

[24] 譚曉梅.馬尾松二代育種親本選擇及種子園交配系統(tǒng)研究[D].北京：中國林業(yè)科學研究院,2011.

[25] 王鵬良.馬尾松無性系種子園多年份子代遺傳多樣性分析[D].南京：南京林業(yè)大學,2006.

[26] WHEELER N C, JECH K S. The use of electrophoretic markers in seed orchard research[J]. New Forests,1992,6(2):311-328.

[27] KASSABY Y A, PARKINSON J, DAVITT W J B. The effect of crown segment on the mating system in a Douglas-fir (Pseudotsugamenziesii(Mirb) Franco) seed orchard[J]. Silvae Genetica,1986,35(4):149-155.

Temporal Variation of Mating System in A Seed Orchard ofPinusmassoniana//

Feng Yuanheng, Yang Zhangqi, Jia Jie
(Guangxi Institute of Forestry Science, Nanning 530002, P. R. China);
Li Huogen
(Nanjing Forestry University);
Huang Yongli
(Nanning Forestry Division)//Journal of Northeast Forestry University，2017,45(6)：1-4，11.

Pinusmassoniana; Seed orchard; Mating system; SSR; Temporal variation

1)廣西自然科學基金項目(2014GXNSFBA118078)；廣西八桂學者專項經(jīng)費(2011A015)；國家自然科學基金項目(31560216)。

馮源恒，男，1981年6月生，廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院，高級工程師。E-mail:nanyuan05@163.com。

楊章旗，廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院，教授級高級工程師。E-mail:yangzhangqi@163.com。

2016 年8月4日。

S759.3

責任編輯：潘 華。

We studied the influence of mating system to the quality of the offspring which was based on the Masson pine seed orchard from different period (at the beginning period, high yield period and aging period), SSR markers for genetic diversity and progeny test data of offspring. At the beginning and high yield period, the offspring Shannon diversity index (I) was high, both values were 0.53, and at the aging period was 0.47. The observed heterozygosity (Ho) and expected heterozygosity (He) of the offspring population was highest at the beginning period followed by high yield period, and the aging period was the lowest. Offspring from the beginning period and high yield period of seed orchard of Masson pine had high genetic diversity. In high yield period, the number of male reproductive participation was the largest, and inbreeding level was low, so as to ensure the quality of the seeds. The genetic diversity of offspring was significantly decreased at the aging period, which meant that the aging of seed orchard affected the seed yield and the genetic quality of the seed. In the parent analysis, inbreeding was not detected in offspring at the beginning, high yield and aging period. The Masson pine is a typical outcrossing species.