南方红豆杉优树自由授粉家系苗期生长变异

2015-04-29欧建德王金盾潘军周东雄

农学学报 2015年1期

欧建德王金盾潘军周东雄

摘要：为提高南方红豆杉遗传品质，对23个材用型南方红豆杉家系（含对照）在福建明溪进行苗期试验。结果表明：南方红豆杉的苗高、地径、最长侧枝长度在家系间均存在显著性差异;家系间在苗高、地径、最长侧枝长度等性状存在显著性正相关;22个南方红豆杉优树自由授粉家系在苗高、地径、最长侧枝长度等性状方面均显著性优于对照;南方红豆杉苗期苗高、地径、最长侧枝长度等性状均有较高的遗传力，中等的变异系数和较高的遗传增益;采用22个优树自由授粉家系进行繁育苗木可以达到遗传改良目的。

关键词：南方红豆杉;自由授粉家系;优树;苗期;遗传变异;广义遗传力;多层次选择

中图分类号：S722.3 文献标志码：A 论文编号：2014-0148

The Seedling Variation of Plus Tree Open Pollination Family of Taxus chinensis var. mairei

Ou Jiande1， Wang Jindun2， Pan Jun3， Zhou Dongxiong2

（1Mingxi Forestry Bureau， Mingxi 365200， Fujian， China;

2Sanming Forestry Science and Technology Promotion Center， Sanming 365000， Fujian， China;

3Sanming Agricultural School， Shaxian 365500， Fujian， China）

Abstract： In order to improve the genetic quality of Taxus chinensis var. mairei， a trial for 1-year-old seedling of T. chinensis var. mairei containing 23 timber type families （included CK） was conducted in Mingxi County of Fujian Province. The results showed that there were significant differences in the seedling height， diameter at ground and the length of the longest lateral branch among the families; there were significant positive correlation between the seedling height， diameter at ground and the length of the longest lateral branch among the families. The 22 plus tree open pollination family seedling traits were significantly better than the CK. The seedling height， diameter at ground and the length of the longest lateral branch had higher broad heritability， medium coefficient of variation and higher genetic gain. 22 plus tree open pollination families breeding seedlings could realize the purpose of genetic improvement.

Key words： Taxus chinensis var. mairei; Open Pollination Family; Plus Tree; Seedling; Genetic Variations; Broad Heritability; Multi-level Selection

0 引言

南方红豆杉（Taxus chinensis var. mairei）是中国重要药用、材用和观赏型树种[1]，其材质坚硬、心材赤红、纹理致密、形象美观，用于高档家具和装饰装璜等，是珍贵的用材树种，经济价值高，极具开发前景。良种的稀缺和生长缓慢等困挠南方红豆杉人工用材林建设，进行南方红豆杉遗传改良，选育出速生丰产性能良好的品种显得尤其紧追。有关南方红豆杉的遗传改良大多围绕药用和观赏利用方面进行[1-9]，而在用材林方面的研究较少，仅有王艺等进行地理种源方面研究[10-12]，尤其是在多层次选择方面的研究尚属空白。福建明溪作为南方红豆杉早期速生优良种源之一[12]，为丰富这一珍贵树种的基因资源，提高其遗传品质[1]，获得较理想的遗传增益，在福建明溪优良种源基础上，笔者进行材用型南方红豆杉优树选择，为探明优树家系间的遗传规律，在福建明溪进行优树自由授粉家系苗期试验和评价，进而为南方红豆杉用材林的遗传改良提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

研究田间试验于2009年在福建明溪南山上坊基地进行。

试验区属亚热带季风气候，温和湿润，雨量充沛，日照充足，水热条件好，年均温17.8℃，极端最高气温39℃，极端最低气温-11℃，全年日照时数1762 h。试验地点为福建省明溪县南山上坊基地，属武夷山南侧支脉，海拔300 m，地形开阔，土壤为沙壤，pH 5.0，肥力中等。

1.2 试验材料

测定用的种子采自课题组从福建明溪地理种源基础上选择出的22株材用型自由授粉优树植株。对照选用福建明溪地理种源商品种。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计采用完全随机区组试验设计，处理为23个，分别是选自福建明溪地理种源的22个用材林的优树自由授粉家系和福建明溪商品种（CK），3个重复，小区间用1行杉木间隔。

1.3.2 调查与数据分析于育苗当年12月逐株对苗高、地径和最长侧枝长度等性状指标进行测量，每小区随机调查30株。对调查数据进行方差分析、广义遗传力估算、对照遗传增益估算等。

广义遗传力：h2=1-1/F;

对照遗传增益：△G=Sh2/X;

式中：h2为家系广义遗传力，△G为对照遗传增益，F为均方比（F值），S为选择差，X为对照群体平均值[1]。方差分析模型及遗传参数的估算方法参见文献[13]。

2 结果与分析

2.1 苗期性状分析

为避免因苗期密度不同而导致的苗木冠幅差异，本研究选择与南方红豆杉生长快慢、冠幅大小有着显著性正相关的苗高、地径、最长侧枝长度等性状作为分析指标。考虑到用材林的选育目标，以上3个指标均为正指标，即数值越大越好。将不同南方红豆杉优树自由授粉家系在苗高、地径、最长侧枝长度等性状统计列于表1。由表1可知，苗高在15.47～35.07 cm，极大值/极小值=2.27;地径在0.203～0.403 cm，极大值/极小值=1.99;最长侧枝长度在7.57～18.17 cm，极大值/极小值=2.40。表明不同南方红豆杉优树自由授粉家系在苗高、地径、最长侧枝长度等性状有着较大差异。方差分析结果如表2。

由表2可知，不同优树自由授粉家系在苗高、地径、最长侧枝长度等性状存在极显著性差异。进一步进行DLSD多重比较，结果列于表1。由结果（表1）发现，不同优树自由授粉家系在苗高、地径、最长侧枝长度等性状均较空白对照表现更优;Mxc-1、Mxc-2、Mxc-3、Mxc-4、Mxc-5、Mxc-6等优树家系的苗高表现最好;Mxc-1、Mxc-2、Mxc-5、Mxc-6、Mxc-7、Mxc-9、Mxc-10等优树家系的地径表现最好;Mxc-1、Mxc-2、Mxc-3、Mxc-5、Mxc-7等5个优树家系的最高侧枝长度表现最好。从多重比较的结果表明，22个南方红豆杉优树家系苗期的苗高、地径、最长侧枝长度等性状均明显优于福建明溪地理种源的商品种，验证了前期优树选择的准确性和科学性。

2.2 苗期性状相关性分析

相关系数是研究数量性状相关变异的一个重要参数，优树家系苗期各性状遗传相关分析结果列于表3。

由表3可知，苗高与地径和最长侧枝长度极显著性正相关，地径与最长侧枝长度极显著性正相关，说明苗高、地径、最长侧枝长度等3个性状间有着一定依赖关系。

2.3 遗传参数估算

经统计计算，将南方红豆杉优树家系1年生苗木的苗高、地径、最长侧枝长度等生长性状的均值、变幅、标准差、变异系数、广义遗传力等参数列于表4。研究结果（表4）表明，优树家系1年生苗高、地径、最长侧枝长度的平均值分别为23.72 cm、0.301 cm、11.96 cm，较对照分别提高了53.33%、48.28%、57.99%。苗高变异系数为26.45%，地径的变异系数为17.21%，最长侧枝长度为29.68%，均为中等变异程度，说明家系间生长性状存在明显的差异，为选择速生的南方红豆杉优树家系提供可能。南方红豆杉家系的苗高、地径、最长侧枝长度等3个苗期性状的遗传力分别是0.9739、0.9194和0.9689，表明这些性状受到较强遗传力控制，为南方红豆杉的改良提供可靠保证。

2.4 优树家系遗传增益

不同优树自由授粉家系在苗高、地径、最长侧枝长度等性状方面均有着不同的对照遗传增益（表5）。在苗高生长性状指标方面的对照遗传增益介于7.30%～123.39%;在地径方面的对照遗传增益介于18.12%～90.58%;在最长侧枝长度方面的对照遗传增益介于5.50%～135.67%。南方红豆杉优树家系苗高平均遗传增益值55.17%，地径的平均遗传增益值46.03%，最长侧枝长度平均遗传增益值58.77%。南方红豆杉的22个优树家系的苗期生长性状有着较高的遗传增益。

3 结论

南方红豆杉优树家系在苗高、地径、最长侧枝长度3个生长性状方面存在极显著性差异，且性状间存在显著性正相关。优树家系1年生苗高、地径、最长侧枝长度的平均值分别为23.72 cm、0.301 cm、11.96 cm，较对照分别提高了53.33%、48.28%、57.99%。在苗高、地径、最长侧枝长度等性状方面的遗传力分别是0.9739、0.9194和0.9689，表明南方红豆杉在以上3个性状受到较强的遗传控制，为遗传改良提供可靠保证;在苗高性状方面的变异系数为26.45%，地径的变异系数为17.21%，最长侧枝长度为29.68%，均为中等变异程度，为家系选择提供可能。

南方红豆杉优树家系在苗高、地径、最长侧枝长度方面的平均遗传增益值分别为55.17%、46.03%、58.77%，说明在当前南方红豆杉良种稀缺的情况下，进行优树选择并经自由授粉家系苗期测定后，可以采用22个南方红豆杉优树家系种子进行苗木繁育，可获得较理想的遗传增益，初步实现遗传改良的目标。

4 讨论

本研究结果表明，南方红豆杉优树家系在苗高、地径、最长侧枝长度方面有着较高的广义遗传力、中等的变异系数和较高的遗传增益，采用优树家系进行苗木繁育可以达到遗传改良目的，这与欧建德等人的研究结论一致[1]。南方红豆杉的苗高的家系遗传力和遗传变异系数均高于地径，这与郑仁华等在光皮桦、栲树方面的研究结论一致[14-15]。

张景平等[12]研究结果表明，南方红豆杉的最长侧枝长与冠幅等性状间呈极显著正相关。本研究采用最长侧枝长度性状取代冠幅指标进行南方红豆杉1年生苗木生长评价，具有测量方便，且克服因苗期密度因素产生苗木冠幅差异的特点。

福建明溪作为早期速生优良种源之一[12]，为获得多层次的遗传增益，在福建明溪种源基础上选择优树并进行优树家系苗期测定，对南方红豆杉用材林的遗传改良具有现实意义。由于本研究基于1年生苗木表现，不能代表整个树体成长的过程，仅为家系早期选择提供参考，有关选择效果尚待进一步的子代测定研究。

参考文献

[1] 欧建德.观赏型南方红豆杉优树自由授粉家系苗期变异初探[J].西南林业大学学报，2013，33（2）：96-99.

[2] 张蕊，周志春，金国庆等.南方红豆杉种源遗传多样性和遗传分化[J].林业科学，2009，45（1）：50-56.

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[4] 欧建德.南方红豆杉叶片性状的遗传变异及相关性研究[J].安徽农学通报，2012，18（9）：30-31，86.

[5] 欧建德.观赏型南方红豆杉地理种源试验及优良地理种源的选择初步研究[J].西北林学院学报，2012，27（4）：134-140.

[6] 欧建德.南方红豆杉叶片性状的遗传变异及相关性研究[J].安徽农学通报，2012，18（9）.30-31，86.

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