枫香优树子代测定林生长性状遗传分析及家系选择

陈孝丑

(福建省林业科技试验中心，福建 南靖363600)

枫香(Liquidambar formosana Hance)为金缕梅科枫香属落叶乔木，是我国重要的乡土速生阔叶树种。该树树干圆满通直，枝叶繁茂，适应性强，耐干旱瘠薄，生长较为迅速，抗风抵寒能力强，耐火烧，对SO2及氯化物有较强的抗性，在湿润肥沃的立地，生长尤为茂盛，天然更新容易，有“荒山先锋”树种之称，广泛分布于南方各省区［1］。枫香材质优良，是建筑、家具和胶合板用材的理想树种;秋季叶色五彩缤纷，是城市景观绿化和森林彩叶化的优良树种;枯落物易腐烂分解，有利于提高地力，也是理想的生态树种［2-3］。因此，开展枫香优树子代测定、优良家系选择和推广应用，对丰富我国阔叶树造林树种、改善林地生境、调整林产品结构以及提供优质工业用材和景观绿化树种等方面均具有重要作用［4-6］。枫香遗传改良和优树子代测定研究国内均已有文献报道［7-12］，但对枫香优树子代进行两点测定及联合分析在国内尚未见报道。本文对南平、三明两地的枫香优树子代测定林生长性状进行调查，并研究其遗传变异规律，以期选出适应两地及相似环境条件生长的速生优良家系进行推广应用。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

1997年从南京林业大学引进安徽省黄山市选择的53 个中国枫香优树自由授粉家系种子。1998年在南平洋口国有林场单系播种育苗，1999年春分别在南平洋口国有林场和三明市郊国有林场开展子代测定。南平洋口国有林场试验点地处北纬26°50＇、东经117°53＇，年平均气温18.5 ℃，最低温度-6.8 ℃，年均降水量1880 mm，平均相对湿度82%，无霜期280 d，海拔230 -300 m，山地红壤，土层深厚肥沃，立地等级Ⅱ级，坡向西南，坡度25° -35°;三明市郊国有林场试验点地处北纬26°16＇、东经117°38＇，年平均气温19.4 ℃，最低温度-5.5 ℃，年均降水量1726.3 mm，平均相对湿度79%，无霜期306 d，海拔200 -260 m，山地红壤，土层深厚肥沃，立地等级Ⅱ级，坡向东南，坡度25° -32°。两个试验点均属于亚热带气候，立地条件较为相似，分别位于闽北和闽中枫香适生区，经过子代测定选出的优良速生家系也具有较强的适应性。

1.2 试验方法

采用完全随机区组设计，设置5 次重复，8 株单列小区。参试家系53 个，以53 个家系的混合种子为对照(CK)，共54 个处理。子代测定林株行距为2 m×2 m，采用“挖明穴、回表土”造林技术，穴规格为50 cm×40 cm×30 cm。2012年12月调查每株树高、胸径、地径，计算单株材积和圆满度，圆满度为胸径与地径的比值。

枫香单株材积按照福建省阔叶树二元立木材积公式计算。

V=0.00005276429D1.8821611H1.0093166

以单株观测值进行多点方差分析，其线性模型如下。

式中，Yijkl为第i 个地点第j 个区组第k 个家系的第l 个观测值为群体平均值，Si为第i 个地点的固定效应值，Bj(i)为第i 地点内第j 个区组的固定效应值，Fk为第k 个家系的随机效应值，(S ×F)ik为第i 个地点与第k 个家系的随机互作效应值，(B ×F)j(i)k为第i 地点内第j 区组与第k 个家系的随机互作效应值，Eijkl为机误。

以单株观测值为统计单位估算多点遗传力和遗传增益［13-15］。(1)家系遗传力。h2f=式中为家系遗传力为家系间方差分量，σ2sf为家系与地点的交互作用方差分量为家系与区组的交互作用方差分量，σ2e为环境方差分量，n 为小区简单调和平均株数，b 为区组数，s 为试验点数。(2)遗传增益。式中，△G 为遗传增益，s 为选择差，为群体平均值。

2 结果与分析

2.1 枫香优树子代测定林生长性状及遗传变异

2.1.1 生长性状 南平洋口国有林场和三明市郊国有林场两个试验点14年生枫香子代测定林联合生长情况见表1。由表1 可知，该测定林总体生长表现较好，树高、胸径、地径、单株材积和圆满度平均值分别为8.82 m、7.07 cm、10.23 cm、0.019583 m3和0.698，平均变异系数分别为27.63%、32.08%、29.24%、83.33%和10.80%;在两个试验点枫香生长性状综合表现为家系间差异较大，生长性状存在丰富的变异，能够选择出表现优异的家系。

表1 14年生枫香优树子代测定林生长性状Table 1 Growth of the L.formosana progeny tests in 14 years old

2.1.2 遗传变异分析及参数估算 两个试验点14年生测定林树高、胸径、地径、单株材积和圆满度的联合方差分析结果见表2。由表2 可知，树高、胸径、地径、单株材积和圆满度在地点、重复、家系、地点×家系、重复×家系、地点×重复×家系等的差异均达极显著水平。家系的生长受气候、立地、遗传等诸多因素的影响，需要进一步进行方差分析，分解各个影响因素的方差分量，估算遗传参数和分析生长性状受遗传控制的程度。

表2 14年生枫香优树子代测定林生长性状方差分析1)Table 2 Variance analysis of growth traits for the L.formosana progeny tests in 14 years old

14年生枫香子代测定林生长性状遗传参数的两点联合估值见表3。由表3 可知，树高、胸径、地径、单株材积和圆满度的家系遗传力分别为0.375、0.396、0.402、0.384 和0.439，家系生长受中等遗传控制，进行家系选择可以取得较好的效果，也具有现实推广意义，可以从子代测定林中选出一批优良家系在生产上推广应用。

表3 14年生枫香优树子代测定林生长性状遗传参数估算Table 3 Genetic parameter estimates for growth traits of the L.formosana progeny tests in 14 years old

2.2 枫香优树子代测定林速生优良家系联合选择

两点联合选出的枫香优良家系及其14年生表现见表4。由表4 可知，适宜两个试验点及其相似环境条件下的8 个枫香优良家系包括58、70、110、111、114、116、124 和132 等系号。树高、胸径、地径和单株材积的平均值分别为9.61 m、7.92 cm、11.22 cm 和0.029969 m3，平均遗传增益分别为1.25%、1.88%、1.57%和7.82%，遗传增益的变化范围分别为0.68% -1.73%、1.23% -3.23%、0.73% -2.86%和5.92% -10.30%。

表4 14年生枫香优树子代测定林速生优良家系生长表现Table 4 Growth traits of fast-growing L.formosana families from the progeny tests in 14 years old

3 小结

(1)通过两点联合分析，枫香子代测定林树高、胸径、地径、单株材积和圆满度的平均值分别为8.82 m、7.07 cm、10.23 cm、0.019583 m3和0.698，平均变异系数分别为27.63%、32.08%、29.24%、83.33%和10.80%，表明枫香生长性状两地点的综合表现在家系间差异较大，存在丰富的变异，为枫香速生优良家系的选择提供依据。

(2)14年生枫香子代测定林树高、胸径、地径、单株材积和圆满度在地点、重复、家系、地点×家系、重复×家系、地点×重复×家系的差异均达极显著水平，主要生长性状在家系间均具有真实的遗传变异，并且受到中等遗传控制。因此，对14年生枫香子代测定林进行优良家系两点联合选择是有效的，所选出的优良家系也具备较高的稳定性和较强的适应性，可以在福建省相似立地环境条件下推广应用。

(3)根据遗传变异分析结果，适宜两个试验点及其相似环境条件下的8 个枫香速生优良家系包括58、70、110、111、114、116、124 和132 等系号，平均单株材积为0.029969 m3，平均遗传增益为7.82%，遗传增益的变化范围为5.92% -10.30%。两点联合选出的8 个速生优良家系具有更广泛的环境适应能力和增产效果，今后还可以选择优良家系中的优良单株通过无性繁殖方法进行推广应用。

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