兴安落叶松子代测定及遗传增益研究

2015-01-19翁海龙王福德

黑龙江生态工程职业学院学报 2015年4期

翁海龙王福德陈宇王鑫严超

(1．黑龙江省林业科学研究所，黑龙江哈尔滨 150040;2．黑龙江林副特产研究所，黑龙江牡丹江 157011;;3．黑龙江省林业科学院，黑龙江哈尔滨 150081)

兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr．)，兴安落叶松属乔木，树冠卵状圆锥形，树皮暗褐色，一年生枝纤细，淡黄色，有时呈棕黄色，芽黑褐色，着生于短枝上的被长毛，着生于一年生枝上的仅芽鳞边缘具毛。针叶淡黄绿色，针状线形，扁平，背面中脉两侧气孔以2—3 条居多。球果卵形至椭圆形，或呈杯状，长1．5—2．0(2．5)cm，直径1—2cm，种鳞16—20(30)枚，先端凹形或截形，无毛，有光泽，幼时紫色，有白粉，成熟时淡黄褐色，苞鳞卵状长椭圆形，长为种鳞的1/3左右，暗紫褐色。种子三角状卵形，连翅长9mm，灰白色，有淡褐色斑纹，种翅镰刀形。花期5月。种子9月上旬成熟。

兴安落叶松种源方面的系统研究起源于20 世纪80年代，进行了兴安落叶松种内地理变异观律与模式的研究、种源区划、优良种源选择及兴安落叶松种内同工酶分析等一系列工作研究，结果表明:兴安落叶松地理种源间存在着丰富的遗传变异，其生长状况与经度呈正相关，与纬度呈负相关，具有明显的经向为主、纬向为辅、经纬双向连续渐变的特点;并将兴安落叶松天然分布区划分为4 个种源区:大兴安岭北部种源区、大兴安岭东南部种源区、大小兴安岭过渡种源区和小兴安岭东南部种源区;选出小兴安岭的友好、乌伊岭种源为最佳种源。

1 试验材料

2008年进行子代测定播种育苗，苗期试验为2年。2010年定植试验林，分别来自加格达奇(J)、十八站(S)、乌伊岭(W)3 个种源区。20 个家系，1 个对照(当地生产苗)，即21个处理，按随机区组设计，每小区18 株，4 次重复，株行距2．0m×2．0m。2014年秋进行每木树高和胸径调查。

2 统计方法

试验统计分析采用DPS 数据处理系统:实验设计、统计分析及数据挖掘/唐启义，冯明光统计分析—软件包。

方差分析线性模型为:

xij=μ+ai+βjεij

其中xij为每一观测值;μ 为总体平均值;ai为处理平均值;βj为区组效应;εij为随机误差。

遗传力计算公式:

式中:h2——遗传力

σf2——家系均方

σ2——误差项均方

遗传增益计算公式:

ΔG=h2iσA/珔X

式中:ΔG——遗传增益

h2——遗传力

i——选择强度

σA——群体标准差珔

X——群体平均值

3 结果与分析

3．1 兴安落叶松子代测定优良家系选择

表1 兴安落叶松子代测定生长性状方差分析

兴安落叶松子代测定树高、胸径、材积方差分析显示(表1)，家系间树高、胸径、材积生长差异极显著，家系间P 值为0．000 1。树高、胸径、材积家系遗传力分别为0．82、0．74和0．78。

表2 兴安落叶松子代测定生长性状多重比较

从树高生长多重比较(表2)结果可以看出，表现最好的家系J66 (2．09m)大于表现最差的家系S32 (1．79m)17．00%，大于CK (1．69m)23．46%，大于群体平均值(1．91m)20．21%。其中J66、S10、J68、J79、S43、S12、J58、W11、S01、W29、S35 等11 个家系分别大于CK(1．69m)23．46%、20．12%、19．10%、18．24%、16．93%、16．83%、15．78%、15．36%、13．18%、13．14%、13．13%;分别大于群体平均值(1．91m)9．46%、6．49%、5．59%、4．82%、3．67%、3．58%、2．65%、2．27%、0．34%、0．30%、0．30%。如选择大于群体平均值1 倍以上标准差者为最优家系，大于群体平均值者为优良家系，则子代测定高生长家系J66、S10、J68、J79、S43、S12、J58、W11、S01、W29、S35 为优良家系，其中J66、S10 与群体平均值之差超过标准差1．64倍和1．13倍，为最优家系。

从胸径生长多重比较(表2)结果可以看出，表现最好的家系J66(1．99 cm)大于表现最差的家系S91(1．19 cm)67．23%，大于CK(0．94cm)111．70%，大于群体平均值(1．42 cm)40．33%。其中J66、S10、J68、W29、S28、J58、J79、S12、S35、S43、W11 等11 个家系分别大于CK(0．94cm)111．70%、84．04%、77．66%、68．09%、67．02%、65．96%、64．89%、63．83%、56．38%、53．19%、53．19%;分别大于群体平均值(1．42 cm)40．33%、21．99%、17．76%、11．42%、10．71%、10．01%、9．30%、8．60%、3．66%、1．54%、1．54%。如选择大于群体平均值1 倍以上标准差者为最优家系，大于群体平均值者为优良家系，则子代测定径生长家系J66、S10、J68、W29、S28、J58、J79、S12、S35、S43、W11 为优良家系，其中J66、S10、J68、W29 与群体平均值之差超过标准差(0．16cm)3．57倍、1．95倍、1．57倍和1．01倍，为最优家系。

材积多重比较(表2)显示，第1 试验组表现最好的家系J66(68．1 cm3)大于表现最差的家系S23 (23．76 cm3)385．51%，大于CK(14．02 m3)96．45%，大于群体平均值(34．67cm3)414．68%。该组中所有20 个家系均大于CK，其中J66、S10、J68、W29、J79、J58、S28、S12、S43、S35、W11 分别大于CK 385．51%、267．49%、242．30%、210．07%、193．34%、191．07%、189．10%、181．02%、158．33%、148．65%、147．59%。大于群体平均值者仍是这11 个家系，如选择大于群体平均值1 倍以上标准差者为最优家系，大于群体平均值者为优良家系，则兴安落叶松子代测定材积生长家系J66、S10、J68、W29、J79、J58、S28、S12、S43、S35、W11 为优良家系，其中J66、S10、J68 分别与群体平均值之差超过标准差2．53倍、1．28倍、1．01倍，为最优家系。

3．2 兴安落叶松子代测定优良家系各性状的遗传增益

通过统计分析，选出大于群体平均值的优良家系11 个，其中4 个大于群体平均值1 倍以上标准差，为最优良家系。

表3 兴安落叶松子代测定优良家系各性状遗传增益表(相对于群体平均值)

表3 是兴安落叶松子代测定优良家系各性状相对于群体平均值的遗传增益。兴安落叶松子代测定优良家系树高、胸径、材积生长的入选率均为52．38%，选择强度为0．77，遗传增益依次为3．65%、7．46%和25．96%。

3．3 兴安落叶松子代测定林优良家系内的变异

试验组的最优良家系为J66、S10、J68、W29，这些优良家系均大于群体平均值1 倍以上标准差，是建立第2 代无性系种子园的候选家系。表4 和图1 中显示，各优良家系内变异较大。优良家系J66 高生长最大的单株3．58m，最小的单株1．34m，相差2．67倍;S10 高生长最大的单株3．01m，最小的单株1．32m，相差2．28倍;J68 高生长最大的单株2．63m，最小的单株1．32m，相差1．99倍;W29 高生长最大的单株2．83m，最小的单株1．30m，相差2．17倍。在图1 中可直观地看出优良家系内的优良单株的优势。

表4 兴安落叶松6年生最优良家系内高生长差异

4 结论

通过兴安落叶松子代测定树高、胸径和材积生长方差分析及多重比较，如选择大于群体平均值1 倍以上标准差者为最优家系，大于群体平均值者为优良家系，高生长:J66、S10、J68、J79、S43、S12、J58、W11、S01、W29、S35 为优良家系，径生长:J66、S10、J68、W29、S28、J58、J79 、S12、S35、S43、W11 为优良家系，材积:J66、S10、J68、W29、J79、J58、S28、S12、S43、S35、W11 为优良家系，其中J66、S10、J68、W29 为最优家系。

通过兴安落叶松子代测定优良家系各性状相对于群体平均值的遗传增益，兴安落叶松子代测定优良家系树高、胸径、材积生长的入选率均为52．38%，选择强度为0．77，遗传增益依次为3．65%、7．46%和25．96%。