红椿半同胞家系生长性状遗传分析

陈 艺 ，吴际友 ，2，程 勇 ，2，陈明皋 ，刘 球 ，2，龚玉子 ，黄明军 ，2，张 珉 ，吴其军

（1.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；2. 湖南富林生物科技有限公司，湖南 长沙 410004；3. 湖南冠达农林科技有限公司，湖南 长沙 410004）

红椿Toona ciliata，别名红楝子，国家II级重点保护植物。因其木材赤褐色，纹理通直，质软，耐腐，又有“中国桃花心木”之称。广泛分布于我国福建、湖南、广东、广西、四川和云南等省区沟谷林中或山坡疏林中，具有很高的开发价值。湖南省林业科学院对珍贵树种红椿的研究已久，对全国 27 个红椿种源 2 年生林分的生长进行测定，分析比较了不同种源适应性和生长节律[1]。并对红椿无性系嫩枝扦插、干旱胁迫、优树子代苗期生长表现、光合速率等方面进行了研究分析[2-7]。

半同胞子代测定是林木育种过程中选优和遗传力估算的重要方法，一般通过自由授粉或多系混合花粉的交配得到种子后播种造林而成。他不仅能够保证优树选择的质量，提高育种的效果，而且能取得一些重要性状遗传参数，为制定育种策略提供依据。

1 材料与方法

试验材料来自湖南省林业科学院珍贵树种与园林植物研究所选择的红椿优树，于2008年用采集的红椿优树种子播种育苗，2009年在汨罗林业科技示范园建立了20个半同胞家系的测定林。

1.1 试验地概况

试验地位于 113°06′E，28°49′N，湖南省汨罗林业科技示范园内，海拔90 m。属亚热带季风气候区，年均气温16.9 ℃，极端最高温39.7 ℃，极端最低温-13.4 ℃。年均降水量1 353 mm，无霜期263 d，年均日照时数714.9 h，日照百分率为37%，65.6%的降水和70%～85%的总辐射集中在4—10月。年均相对湿度81%，土壤为第四纪网纹层红土。

1.2 试验方法

红椿20个半同胞家系（家系编号为：TC01 ～TC20）测定林采用完全随机区组设计，5株单行小区、3次重复，用1一年生实生苗造林，造林密度为2 m×3 m，测定林边缘种植2～3行保护行。造林1～3年每年除草抚育2次，以后每年除草抚育1次。每年12月份对测定林进行每木调查，测定胸径、树高、冠幅、枝下高等4个表型性状。

1.3 遗传力参数的计算

本试验数据分析方式采用王德源硕士研究生论文“林木半同胞子代测定遗传模型统计分析及软件开发”的分析软件进行测算。与其他统计软件 SAS、ASReml 以及 ASReml-R 程序包相比，本研究开发的程序包使用方便。适用于林木多地点及单地点的半同胞子代测定的平衡和非平衡试验数据，计算结果全面、针对性强、清晰易懂，直接给出遗传力和遗传相关系数的估计及其标准误[8]。

表型变异系数 (CV)/%=σρ/x×100。式中σρ为表型标准差，x为平均值。

遗传变异系数(GCV)/%=σg/x×100。式中σρ为遗传型标准差，x为平均值。

遗传型方差σ2g=1/r(Mf-Me)。σ2

g为遗传型方差，Mf为家系均方，Me为环境均方，r为组内重复数[9]。

2 结果与分析

2.1 红椿8年生半同胞家系测定林生长情况分析

从表1中可以看出，8年生红椿半同胞家系测定林分的平均树高是8.6 m，平均胸径是9.9 cm。

TC12号家系树高和胸径都是最大值，分别为9.37 m、12.05 cm，树高的最小值是TC9号为7.39，胸径的最小值为8.26 cm，也是TC9号家系。标准差分别为2.04、3.89。枝下高平均值为2.9 m，其中最小值是2.14 m，最大值是3.67 m，其表型变异系数为0.44% ，冠幅的平均值为2.3，其中最大值为2.62 m，最小值为2.01 m，其表型变异系数为26.67%。

2.2 红椿8年生半同胞家系测定林生长差异分析

从表2中可以看出，20个家系中，树高差异性极显著，胸径差异性显著。表明家系间树高和胸径存在显著的遗传变异，遗传改良潜力大，为红椿家系良种选育打下了良好的基础。

表1 8年生红椿半同胞家系测定林生长情况表Table 1 Growth of half-sib families of 8-year-old Toona ciliata

表2 8年生红椿半同胞家系测定林生长因子方差分析Table 2 Variance analysis of growth factor of half-sib families of 8-year-old Toona ciliate

枝下高和冠幅在家系间生长无显著性差异。

2.3 红椿8年生半同胞家系测定林遗传力分析

经过软件计算，8年生红椿半同胞家系测定林树高家系遗传力是0.231 9，单株遗传力是0.122 1，变异系数为4.7%。8年生红棒半同胞家系测定林胸径家系遗传力是0.530 2，单株遗传力是0.264 6，遗传变异系数为12.9%，且胸径的遗传力高于树高。

表3 红椿8年生半同胞家系测定林遗传力分析Table 3 Heritability analysis of half-sib families of 8-yearold Toona ciliate

枝下高影响着树干的通直程度，影响着木材的利用价值，它受环境和造林密度的影响比较大。树冠是树木进行光合作用的场所，冠幅影响着树木的生活力和生产力，与胸径有着一定的相关性[10]。因枝下高和冠幅两个因子受遗传影响不大，且本试验中枝下高和冠幅在家系间生长无显著差异，所以该论文中不对其做遗传力分析。

2.4 红椿8年生半同胞家系测定林优良家系选择

为了进一步选择出优良的红椿半同胞家系，分别对8年生红椿半同胞家系测定林的树高和胸径数据进行 Duncan 多重比较(邓肯法)，分析结果见表6。根据邓肯法的分组，胸径生长表现最好的为 TC12、TC20、TC03、TC04、TC15 五个红椿半同胞家系。

本次调查结果，结合表1及表4，表5，选择出TC12，TC20，TC15，TC02，TC04为优良家系。

表4 8年生20个红椿半同胞家系树高生长多重比较†Table 4 Multiple comparison of height growth of 20 half-sib families of 8-year-old Toona ciliate

表5 8年生20个红椿半同胞家系胸径生长多重比较Table 5 Multiple comparison of DBH growth of 20 half-sib families of 8-year-old Toona ciliate

表6 8年生20个红椿半同胞家系测定林Duncan 多重比较Table 6 Multiple comparison of Duncan of 20 half-sib families of 8-year-old Toona ciliate

2.5 遗传相关性分析

表7 遗传相关性分析Table 7 Genetic correlation analysis

树高和胸径的遗传相关性很高，达到0.969 1。但是树高受环境影响，以及人工测定的误差等原因，所以在家系选择的时候重点考虑胸径因子。

3 结论与讨论

(1) 8年生20个红椿半同胞家系测定林树高差异性极显著。树高家系遗传力是0.231 9，单株遗传力是0.122 1，变异系数为4.7%。8年生20个红椿半同胞家系测定林胸径差异性显著。胸径家系遗传力是0.530 2，单株遗传力是0.264 6，遗传变异系数为12.9%。相比较8年生马尾松半同胞家系子代林树高、胸径的遗传力（0.743 6、0.605 5）[11]，红椿的遗传力有点低，尤其是树高的遗传力，相差比较大。表明红椿各半同胞家系遗传稳定性不高，存在比较丰富的变异，我们可以更进一步的开展相关育种研究，选出更加优良的子代。

(2)林木性状间遗传相关系数反映了各性状间的相关程度，它为改良策略和林木遗传育种方案的制定提供一定的理论参考。红椿树高与冠幅、枝下高的相关性和胸径与冠幅、枝下高的相关性都不是很大，在0.3～0.7之间。树高和枝下高的相关性为0.656 4，而胸径与树高的相关性为0.969 1，优良家系选择的时候，重点考虑胸径，适当的考虑枝下高。

(3)红椿半同胞家系在5年生和8年生时优良家系选择时，TC15后期超越了TC03，成为了靠前的5个优良家系之一[9]。说明红椿半同胞家系在早期生长性状不稳定，进行家系选择时，应尽量在中后期进行。综合各调查分析，红椿半同胞家系在8年生时，选出TC12，TC20，TC15，TC02，TC04等5个家系为优良家系。

(4)此次研究的20个家系，是在同地域早期的性状研究，下一步我们将开展针对红椿家系不同地域，早、中、晚期的选育及比较。

[1]李 艳,吴际友,邓小梅,等.红椿种源试验林早期生长表现[J].湖南林业科技,2015,42(5):50-54.

[2]吴际友,程 勇,王旭军,等. 红椿无性系嫩枝扦插繁殖试验[J].湖南林业科技,2011,38(4):5-7.

[3]刘球,陈彩霞,吴际友,等.红椿无性系幼苗叶片抗氧化酶指标对干旱胁迫的响应[J].中南林业科技大学学报, 2013,33(11): 73-76.

[4]文卫华,吴际友,陈明皋,等.红椿优树子代苗期生长表现[J].中国农学通报,2012,28(34):36-39.

[5]赵 坤,吴际友,陈 瑞,等.毛红椿光合及水分生理生态特性[J].中南林业科技大学学报,2011,31(5):87-91

[6]WU Jiyou, HUANG Mingjun, CHEN Minggao. Cultivation Density of Toona ciliate[J]. Agricultural Science & Technology,2014, 15(10): 1730-1732.

[7]WU Jiyou, CHENG Yong, WU Qijun. Study on Cutting Propagation of Toona ciliata Clones[J]. Agricultural Science &Technology, 2014, 15(11): 1844-1846.

[8]王德源.林木半同胞子代测定遗传模型统计分析及软件开发[D].南京:南京林业大学,2015

[9]吴际友,李 艳,李志辉,等.红椿半同胞家系生长与早期选择[J].中南林业科技大学学报，2016,36(4):1-4.

[10]符利勇,孙 华,张会儒,等.不同郁闭度下胸高直径对杉木冠幅特征因子的影响[J].生态学报,2013,33(8):2434-2443。

[11]胡 云,胡泽军,高大熊,等.马尾松半同胞家系子代林早期生长差异分析[J].福建农林大学学报(自然科学版),2012,41(4): 493-497.