杉木杂交子代遗传测定分析

黄越茂　王润辉　郑会全

摘要 采用Smart Diallel交配设计研究杉木杂交子代早期生长情况。结果表明：树高和地径在不同杂交子代间有显著差异，子代遗传差异真实存在。树高广义和狭义遗传力属于较高水平，说明树高受较强的遗传控制，地径属于中等水平，比树高受遗传控制小，环境因素影响较大。在此次交配设计中，1号亲本、4号亲本、6号亲本具备较大的育种值；子代c具备最大的生长量，可作优良子代。

关键词 杉木；杂交子代；遗传测定

中图分类号 S791.27 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）04-0125-02

Abstract Results obtained from analyses for early growth of Smart Diallel progenies of Cunninghamia lanceolata（Lamb.） Hook showed that two main growth traits[height（Ht） and diameter on ground height（Dgh）] were highly significantly different，true genetic difference existed among different grogenies.Board and narrow sense heritability of Ht was at high level，meaning under strong genetic control.Whereas board and narrow sense heritability of Dgh was at median level，meaning greater effect from environment.The parents（1，4 and 6） showed high level breeding value in this mating design，and progeny c could be treated as superior progeny.

Key words Cunninghamia lanceolata（Lamb.） Hook；hybrid progeny；genetic test

杉木[Cunninghamia lanceolata （Lamb.） Hook]是我国南方重要的人工造林用材树种，深受我国广大劳动人民喜爱，具有悠久的栽培利用历史。其造林面积和林分蓄积在我国林业生产中均占较大比重。为了最大限度地提高杉木林分生产力，其遗传改良研究在我国很早就已开展。其中，广东杉木的遗传改良研究始于20世纪70年代初期，先后开展了种源试验、种子园营建、优良家系选择、扦插繁殖育苗、无性系选育等方面的研究[1-2]。近几年，随着杉木高世代育种研究的开展，二代改良种子园杂交子代测定研究也深入进行中，本文对部分杂交子代的生长情况进行分析。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点大坑山林场位于广东省肇庆市怀集县境内，地处北纬23°46′、东经112°11′，属亚热带气候区，年平均气温20.8 ℃，年平均降雨量约1 780 mm。杂交子代测定林营建于缓坡中下部，土壤为页岩风化的赤红壤，肥力中等。

1.2 试验材料

2011年，参考Xiang等[3]的Smart Diallel遗传交配设计方法，在韶关市乐昌龙山林场选取杉木2.5代种子园子代生长表现较好的种子园亲本6个，开展人工控制授粉，生产杂交子代组合6个，如表1所示。

1.3 试验设计

2012年开展分系育苗，培育杂交子代造林苗木。2013年4月在多个试验点营建杉木杂交子代遗传测定林。杂交子代测定林采用完全随机区组设计，每个小区4株，6次重复。

1.4 统计方法

2015年1月对大坑山试验点种植林分开展树高、地径等生长性状进行每木调查。运用SAS 9.1开展数据统计分析，其中方差分析采用Proc glm过程[4]，方差分量估算采用Proc mixed过程[5]，方差分量估算利用REML方法。

方差分析统计模型：Yijk=u+Bi+Fj+Bi×Fj+εijk，其中，u为均值，Bi为i区组效应，Fj为j家系效应，εijk为i区组j家系k个体离差。

加性方差：δ2A=4δ2A；显性方差：δ2D=4δ2S；表型方差：δ2P=2δ2A+δ2S+δ2e；狭义遗传力：h2n=δ2A/δ2P；广义遗传力：h2b=（δ2A+δ2D）/δ2P。其中，δ2A为一般配合力方差，δ2S为特殊配合力方差，δ2e为剩余方差。亲本育种值按文献[6]估算。

2 结果与分析

2.1 子代生长差异方差分析

由表2可知，杉木雜交子代生长存在较大差异。树高方差分析结果显示，统计模型中只有家系效应达极显著水平，区组、家系与区组互作两效应均未达显著水平，说明分析结果支持试验家系间树高生长差异极显著主要是由于家系效

应造成的，家系间存在真实的遗传差异。地径方差分析结果显示，区组、家系2个效应均达极显著水平，而家系与区组的互作效应未达显著水平，同样说明在地径性状上，家系间也存在真实的遗传差异，同时不同区组间地径生长差异也较大，没有树高性状表现一致。

2.2 遗传参数估算

由表3可知，树高的加性方差分别为0.059 6，显性方差为0.004 0，表型方差为0.072 4。根据计算公式可估算出狭义和广义遗传力分别为0.823 2和0.878 5，属于较高水平，说明树高受较强的遗传控制。地径的加性方差分别为0.190 0，显性方差为0.044 4，表型方差为0.425 2，根据计算公式可估算出狭义和广义遗传力分别为0.447 0和0.551 5，属于中等水平，比树高受遗传控制小，环境因素影响较大。

2.3 育种值估算

由表4可知，在树高性状上，亲本育种值最大的为1号亲本，其次为6号亲本、4号亲本，育种值最小的为3号亲本；在地径性状上，亲本育种值最大的为6号亲本，其次为1号亲本、4号亲本，育种值最小的为3号亲本。亲本育种值在树高和地径两性状上表现较为相似。因此，在本次交配设计中，1号亲本、4号亲本、6号亲本具有较大的育种值，可在以后多加利用，生产生长表现较优良的子代。

2.4 子代生长情况

由表5可知，在树高性状上，子代c生长量最大，均值为1.92 m，其后依次为b、e和a，四者差异不显著，但明显地高于d和f；在地径性状上，子代c生长量最大，均值为3.23 cm，其后依次为e、b、a和d，上述5个家系地径差异不大，c、e和b显著高于f，但a、d和f间地径差异不显著。子代c在树高和地径两性状上均表现最优，可作优良子代。

3 结论与讨论

双列交配设计是植物遗传育种常用的交配设计方法，其特殊之处在于交配设计中同一遗传亲本既作母本又作父本产生杂交子代。双列交配设计广泛应用于植物育种亲本遗传特性的测定中，考虑到工作量及可操作性，衍生出多种交配设计方法，如正交半双列、反交半双列、不带自交的全双列等。在对杂交亲本的遗传特性有一定了解的基础上，北卡州立大学为了提高火炬松的遗传测定效率，根据亲本育种值设计了Smart Diallel，将双列交配设计的杂交组合数量进一步减少，提高测定效率，取得较好的效果。本研究中，选择6个杂交亲本进行双列交配制种，根据亲本子代生长表现情况，仅生产了6个杂交子代开展遗传测定，减少了工作量。

4 参考文献

[1] 胡德活，林绪平，阮梓材，等.杉木无性系早-晚龄生长性状的相关性及早期选择的研究[J].林业科学研究，2001，14（2）：168-175.

[2] 阮梓材.广东省杉木良种论文集[M].广州：广东省科技出版社，2012.

[3] XIANG B，LI B L.A new mixed analytical method for genetic analysis of diallel data[J].Can J For Res，2001，31：2252-2259.

[4] 王潤辉，胡德活，郑会全，等.杉木无性系生长和材性变异及多性状指数选择[J].林业科学，2012，48（3）：45-50.

[5] 王润辉，胡德活.SAS Proc Mixed 在林木育种试验统计中应用简介[J].广东林业科技，2011，27（3）：50-54.

[6] 黄少伟，谢维辉.实用SAS编程与林业试验数据分析[M].广州：华南理工大学出版社，2001.