鹅掌楸属杂交测定初步分析研究

2015-04-29管兰华胡兴焕曹健王健陈红林蒋祥娥蔡桁徐红梅

湖北林业科技 2015年3期

管兰华胡兴焕曹健王健陈红林蒋祥娥蔡桁徐红梅

摘要：鹅掌楸属杂交测定林的生长状况进行分析，结果表明5 a生树高、胸径、材积年平均生长量为1.92 m，2.5 cm，0.009 2 m3;生长最快杂交组合是T11×C8，其平均年生长量分别为2.39 m，3.4 cm和0.018 3 m3。3个生长性状杂交组合间都呈极显著的差异，为优良杂交组合的选择奠定基础。树高、胸径和材积的杂交组合（家系）遗传力分别为0.501，0.631和0.687，分别进行优良杂交组合选择，其现实遗传增益为16.3%，32.9%和116.1%。几种交配模式之间的材积生长比较结果是T×C>C×T>T自由授粉>C自由授粉>C×C>T×S。优良杂交组合T11×C8、T12×C8、C9×T12 的杂种优势率分别为108.7%，64.3%和110.7%。

关键词：鹅掌楸;北美鹅掌楸;亚美马褂木;杂种优势;杂交组合

中图分类号：S722.3+4;S792.21文献标识码：A文章编号：1004-3020（2015）03-0016-04

Preliminary Study on Hybrid Progeny Test in Liriodendron chinense

Guan Lanhua（1）Hu Xinghuan（1）Cao Jian（1）Wang Jian（1）Chen Honglin（1）Jiang Xiange（1）Cai Heng（1）XuHongmei（2）

（1.Forest Seedling Administrative General Station of Hubei Forestry DepartmentWuhan430079;

2.Hubei Academy of ForestryWuhan430075 ）

Abstract： Growth analyses of progeny test of hybridization in Liriodendron were performed. The results indicated that the annual average increments of tree height， diameter at breath height （DBH） and stem volume of 5yearold test plantation were 1.92 m， 2.5 cm， 0.009 2 m3， respectively. The fastest cross combination of growth was T11×C8， which annual average increment of tree height， DBH and stem volume were 2.39 m， 3.4 cm and 0.018 3 m3.There were significant differences in tree height， DBH and stem volume among cross combinations， which showed superior ones could be selected. The broad heritability of cross combination （family） for tree height， DBH， stem volume were 0.501， 0.631 and 0.687， and the realized genetic gains reached 16.3%， 32.9% and 116.1% based on the selection of superior cross combinations. The comparison result of stem volume was T×C>C×T>open pollination of T >open pollination of C>C×C>T×S. The heterosis rates of T11×C8， T12×C8 and C9×T12 were 108.7%， 64.3% and 110.7%.

Key words：Liriodendron chinensis;Liriodendron tulipifera; Liriodendron sino-americanum;heterosis;cross combination

鹅掌楸属有鹅掌楸Liriodendron chinense和北美鹅掌楸L.tulipifera两个种，亚美马褂木L.sinoamericanum是鹅掌楸与北美鹅掌楸的人工杂交种，被定义为一个新种[1]。国内鹅掌楸属种间杂交取得了显著的成就，奠定了鹅掌楸属杂交育种的坚实基础[2，3]，研究成果表明鹅掌楸和北美鹅掌楸种内变异非常丰富，种间具有很高的可配性，种间杂种优势非常明显[2-4]。鹅掌楸属杂交育种研究由于受到当时条件所限，杂交亲本的选择存在很大局限性，湖北省林业厅林木种苗管理总站打破这种局限性，增加杂交亲本，并进行亲本种源选择，以虎爪山林场鹅掌楸种源试验林为对象系统进行鹅掌楸属种间杂交育种研究，培育出大批杂种资源，进行杂交子代苗期测定[5]。本研究作为探索鹅掌楸属间杂交育种规律的早期一环，以5 a生材料为对象进行分析，旨在掌握这批杂种资源的早期表现，总结出鹅掌楸属间杂交育种的初步规律，同时也为早期选择提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

2010年春在湖北省咸宁市咸安区贺胜林业科学研究所营建鹅掌楸属杂交测定林4hm2，3次重复，10株小区，株行距3m×4m，63个杂交组合（表1），以7个鹅掌楸和北美鹅掌楸母本自由授粉家系为对照。生长期内进行常规田间管理，第三年冬季进行修枝处理，修枝高度为1m。

1.2数据调查

2014年12月份对树高和胸径进行每木检尺，材积计算以V=f×π×H×（D/2）2，f是试验形数，取值为1/3[6]。

1.3数据整理与分析

本文的数据应用Excel2010进行处理，方差分析和方差分量分解运用SAS9.3进行。根据方差分量进行杂交组合（家系）广义遗传力的估算。杂交组合选择现实遗传增益根据以下公式ΔG=S×h2B/进行估算[7]，其中：S为中选杂交组合某一性状的平均值与对照平均值的离差即选择差，h2B为某一性状的遗传力，为某一性状的对照平均值。

2结果与分析

2.1早期生长性状分析

除去杂交组合内个体数少于5株的杂交组合，各性状生长数据（表2）。杂交组合树高平均值为9.57m，平均年生长量为1.91m，胸径为12.4cm，平均年生长量为2.5cm，材积为0.0458m3，平均年生长量为0.0092m3;材积的变异系数为64.5%，由此可以看出：杂交组合间存在较大的分化，为优良杂交组合的选择奠定基础。树高、胸径和材积生长最高杂交组合都是T11×C8，平均年生长量分别为2.39m，3.4cm和0.0183m3。树高最低是T10自由授粉家系，平均年生长量为1.30m;胸径最低是C1×T10杂交组合，平均年生长量为1.5cm;材积最低是C1×T10杂交组合，平均年生长量为0.0024m3。

2.2杂交组合间生长差异分析

方差分析结果可知（表3）：重复对树高生长有极显著（P<0.01）影响，对材积生长有显著（P<0.05）影响，对胸径生长影响不显著。树高、胸径和材积3个性状杂交组合间都呈极显著（P<0.01）的差异，为优良杂交组合的选择奠定基础。由此可以得出进行鹅掌楸属种间杂交时首先要进行杂交亲本的选择，再进行杂交亲本的组配，即杂交组合的选择。

树高生长表现比较好的3个杂交组合为T11×C8、T12×C8、T10×C7，表现较差的杂交组合为T10（自）、C4×T12、T10×S19。胸径生长表现比较好的3个杂交组合为T11×C8、C9×T12、T12×C8，表现较差的杂交组合为C1×T10、C3（自）、C3×C1等杂交组合。材积生长表现比较好的3个杂交组合为T11×C8、T12×C8、C9×T12，表现较差的杂交组合为C1×T10、C3（自）、C5×C9。

进行方差分析的同时，也进行了方差分量的分解，根据方差分量进行了杂交组合（家系）广义遗传力的估算（表3）。树高、胸径和材积3个生长性状的杂交组合遗传力分别为0.501、0.631和0.687，表明杂交组合生长受到中等到较强的遗传控制，进行优良杂交组合选择能获得较高的遗传增益，3个性状分别进行优良杂交组合选择（生长最好的3个杂交组合），以鹅掌楸自由授粉平均值为对照，其现实遗传增益（△G）分别为16.3%、32.9%和116.1%，表明优良亚美马褂木造林生产力远远高于我国普遍种植的鹅掌楸。

2.3不同交配方式之间的比较

以材积为指标进行了各种交配模式之间的比较（表4），可以得出T×C交配模式的材积平均生长量最大，其次是C×T，然后依次是T自由授粉、C自由授粉、C×C、T×S。其中T×C交配模式比C自由授粉平均材积提高83.7%，C×T交配模式提高46.7%，T自由授粉提高23.9%，T×S和C×C模式则低于C自由授粉。从本次的杂交试验结果可以看出，2种自由授粉模式的平均值低于T×C和C×T，但是高于T×S和C×C，表明正交（C×T）和反交（T×C）模式确实有很强的杂种优势。以北美鹅掌楸为轮回亲本的回交（T×S）的平均值低于C×C种内杂交，这与以往报道的以鹅掌楸为轮回亲本的回交也具有杂种优势不一样[8]，其原因可能是回交亲本材料不同及回交子代分析时年龄不同所致。鹅掌楸种内杂交模式（C×C）由于没有种间杂交的发生，其生产力水平应该是与目前湖北省鹅掌楸天然林的生产力水平相当，而C自由授粉、T自由授粉则可能是有种间杂交的发生，提高了其平均值，故而高于C×C模式。

2.4种间杂交正交和反交的比较

虽然从几种交配模式整体平均值的角度分析，反交比正交材积生长量要大，但是具体到每个杂交组合来讲，正反交比较情况还不清楚。为了详细探讨这一问题，本研究选择设计正反交的8对杂交组合（表5）进行说明。可以看出：种间杂交模式中，只有正交C5×T11、C3×T11高于其反交模式，分别高出12.0%和4.3%，其他都是正交不及反交。

2.5杂种优势分析

根据材积指标本试验选出表现最好的T11×C8、T12×C8、C9×T123个杂交组合，以杂交双亲自由授粉的材积中亲值为对照进行了杂种优势分析，其杂种优势率分别为108.7%、64.3%和110.7%，再一次印证了鹅掌楸属间杂交具有很强的杂种优势，在开展属间杂交育种时能够创制出杂种优势强的亚美马褂木种质资源。

3结论与讨论

杂交组合间生长存在极显著的差异，表明杂交受到杂交亲本及杂交亲本组配的影响很大，此结果说明进行杂交时要重视亲本的选择和组配。反之，在进行杂交选优时要先进行杂交组合的选择，在此基础上再进行组合内单株选择，充分利用各层次变异，提高选择增益。

几种交配模式的比较结果表明，反交和正交的生长明显高于回交、鹅掌楸种内杂交和自由授粉，且反交优于正交。优良杂交组合的杂种优势率为64.3%～110.7%，表明鹅掌楸属种间杂交具有很强的杂种优势，这为今后鹅掌楸属种间杂交育种提供了理论依据。

我国目前鹅掌楸造林都是从鹅掌楸天然林或者人工林采种，采用混合种子育苗造林，因此本研究以鹅掌楸自由授粉平均值为对照进行现实遗传力估算是有依据。但是根据本研究结果鹅掌楸自由授粉平均值由于有可能有种间杂交发生而高于C×C，而C×C更接近于混合种子育苗造林效果，因此本研究的现实遗传增益要稍高于估算值。

为了缩短育种周期的同时降低风险，笔者在进行选择时采用大群体策略，即在选择的初级阶段提高入选率，随着试验的逐步进行，逐步降低入选率，这样既能保障基因型优良但早期表现不理想的个体在早期不被漏选，又缩短了育种周期，降低了试验成本。

参考文献

[1]向其柏，王章荣.杂交马褂木的新名称——亚美马褂木[J].南京林业大学学报（自然科学版），2012，36（2）：12.

[2]王章荣.鹅掌楸属（Liriodendron）杂交育种回顾与展望[J].南京林业大学学报（自然科学版），2003，27（3）：7678.

[3]王章荣.鹅掌楸属杂交育种成就与育种策略[J].林业科技开发，2008，22（5）：14.

[4]李周岐，王章荣.鹅掌楸属种间杂交可配性与杂种优势的早期表现[J].南京林业大学学报，2001，25（2）：3438.

[5]汪建亚，宋开秀，王健，等.鹅掌楸属杂交育种研究初报[J].湖北林业科技，2012，（5）：4042.

[6]蔡伟建，杨丽芳，高捍东，等.杂交马褂木人工林生长规律及趋势研究[J].安徽农业科学，2011，39（15）：94579459.