杉木杂交试验幼林主要生长性状遗传分析

姜年春，何贵平，王帮顺，徐金良，肖纪军，邱勇斌



杉木杂交试验幼林主要生长性状遗传分析

姜年春1，何贵平2，王帮顺3，徐金良1，肖纪军3，邱勇斌1

（1. 浙江省开化县林场，浙江 开化 324300；2. 中国林业科学研究院 亚热带林业研究所，浙江 杭州 311400； 3. 浙江省龙泉市林业科学研究院，浙江 龙泉 323700）

2013年在浙江龙泉杉木3代种子园中开展杉木杂交试验（4×5，NCⅡ遗传设计），获得杂交组合20个，2014年3月和2015年3月分别在浙江开化县林场进行了育苗和造林试验，2017年11月对造林后3 a时的树高和胸径两生长性状进行了测定和分析，以此两生长性状采用比较法进行幼林期速生型优良杂交组合选择。结果表明：杉木杂交组合的树高、胸径两生长性状在组合间和母本间存在极显著差异（α=0.01），且树高性状的母本×父本交互效应也达显著差异（α=0.01）；树高和胸径两生长性状均有较高的一般配合力方差分量。树高和胸径两生长性状的一般配合力效应值母本C25-3和父本L15-3为较高正值。根据树高和胸径生长量，采用比较法初选出4个幼林期生长较快的杂交组合，造林后3年生时其树高和胸径的平均值分别为3.44 m和4.43 cm，其树高和胸径的平均值比CK1（龙泉杉木2代种子园混种）分别高出了12.42%和24.44%，比CK3（洋口061）分别高出了9.55%和26.93%，比CK2（洋口020）分别高出了1.48%和9.38%。

杉木；杂交试验；幼林生长性状；一般配合力；交互效应

杉木为我国南方林区重要的速生用材树种，经过几十年的遗传改良已进入到高世代时期，遗传改良工作取得了较大进展，林木生长量也已获得较大增长。2010－2011年在浙江省龙泉杉木国家级良种基地上营建了杉木3代种子园，开展杂交试验，创制新品种，为选育出生长快、材质优、适应性强的优良杂交组合，是杉木育种的重点工作，而新选育出来的优良杂交组合可用杂交亲本营建杉木双系杂交种子园来生产良种。我国在杉木种子园营建技术、种子园丰产技术、家系子代林主要经济性状遗传变异规律、杂交亲本的选配技术、杂交试验林配合力效应、无性系选育、生长与材性相关、种子园效益评价等方面已做了大量的研究[1-7]，取得较多成果，为我国林木遗传改良做出了较大贡献。

本试验为浙江省开化点杉木杂交试验林造林后3年生时的结果，旨在了解杂交试验幼林期主要生长性状遗传参数值、亲本的配合力效应、遗传方差分量以及杂交组合在幼林期生长表现，为杉木遗传改良提供理论依据和优良材料。

1 试验地点概况

试验地设在浙江省开化县林场村头分场曹坑林区，118°23′ E，29°27′ N，属北亚热带湿润季风气候，四季分明，海拔240 m，年平均气温16.4℃，年平均降水量1 814.0 mm，年日照时数1 712.5 h，无霜期252 d。为马尾松林采伐迹地，红壤，土层厚60 cm以上，坡向西南，坡度35°左右，土壤肥力一般。

2 材料与方法

2.1 试验材料

2013年2月下旬至3月上旬，在浙江龙泉杉木3代种子园中进行杂交试验，本试验材料为4×5双因素交叉遗传设计（NCII），亲本及杂交组合如表1，共20个杂交组合。另加龙泉杉木2代种子园混种（CK1）、福建洋口020（CK2）和洋口061（CK3）无性系（福建省优良无性系）作为对照。

表1 杉木4×5双因素交叉遗传设计

表2 双因素交叉遗传设计的方差分析（随机模型）

注：= 母本数，父本数，重复数，组合数。

2.2 研究方法

2014年3月，在浙江省开化县林场马金分场苗圃采用大田播种育苗，当年11月测定杂交组合平均苗高35.0 cm，平均基径0.44 cm，无性系平均苗高50.0 cm，平均基径0.55 cm。2015年3月进行造林试验，地点设在开化县林场村头分场曹坑林区，4株单行小区，10次重复（由于造林地坡度较大，重复间立地条件差异明显），随机区组设计，株行距为2 m×2 m。带状整地，挖大穴（40 cm×40 cm×30 cm），造林后每年抚育2次（5－6月和8－9月），采用全林锄草，不施肥。

2017年11月对试验林进行每木调查，调查因子为树高和胸径，测量工具为标准测定杆和围尺。试验统计以各杂交组合平均值为计算单位，方差分析按双因素交叉遗传设计方法（NCⅡ），采用随机模型进行分析（表2），同时按随机模型估计亲本的方差分量、亲本配合力效应值、性状的广义遗传力（hB2）：hB2=（σ2m+σ2f+σ2mf）/σ2p和狭义遗传力（hN2）：hN2=（σ2m+σ2f)/σ2p，（σ2p=σ2m+σ2f+σ2mf+σe2[8]），式中hB2为广义遗传力，hN2为狭义遗传力，σ2m为母本方差，σ2f为父本方差，σ2mf为母本父本交互效应的方差，σe2为机误方差，σ2p为总方差，试验数据均采用DPS软件计算[9]。幼林期杂交组合初选依据树高和胸径生长量，采用比较选择法进行。

3 结果与分析

3.1 造林后3 a杉木3代杂交组合树高和胸径的差异

各杂交组合造林3 a后的树高和胸径平均值及差异见表3，表4，表5。从中看出，树高和胸径在组合间达极显著差异水平（α=0.01），且在母本间也达极显著差异水平（α=0.01），同时树高在父母本间的交互效应也达显著差异水平（α=0.01），表明杂交试验中不同杂交组合的树高和胸径生长有明显差异，同时不同杂交试验母本，其组合的树高和胸径生长也表现出较大差异性，以及父母本间的交互效应在树高上也表现出明显的差异性。这对杉木杂交育种有较大的意义，为下一步优良杂交组合的选择，以及优良亲本的选择提供条件。各杂交组合中树高和胸径生长均表现较好的组合为C25-3×B109-3，C25-3×B49-3，C25-3×B121-3，C25-3×L15-3等，而这些组合的母本均为C25-3，表明以其作母本的杂交组合均表现出较高的生长量，为优良母本。

表3 各杂交组合造林后3 a后的树高平均值

表4 各杂交组合造林后3 a后的胸径平均值

表5 各杂交组合树高和胸径方差分析

注：“**”表示差异极显著，“*”表示差异显著。

3.2 造林后3 a杉木3代杂交试验树高和胸径方差分量、遗传力估值

造林后3 a杉木杂交试验树高和胸径的一般配合力和特殊配合力方差分量，以及广义和狭义遗传力如表6。从表6知，树高和胸径的一般配合力方差分量分别为74.18%和82.78%，均占70%以上，而其特殊配合力方差分量则占17.0% ~ 25.0%之间，表明此杂交试验中一般配合力占主要作用，特殊配合力占次要作用。两生长性状的广义遗传力在23.0% ~ 29.0%之间，相对较低，这可能与造林立地各重复间差异大[重复间差异达极显著水平（α=0.01），表5]，使得环境方差较大有关，而狭义遗传力与广义遗传力相比则相对要高些，表明亲本（特别是母本）方差占较大比重，即母本效应在杂交试验中占主导作用，这进一步说明杉木种子园建园时亲本（母本）选择的重要性。

表6 造林后3 a杉木杂交试验树高和胸径方差分量、遗传力估算

3.3 造林后3 a杉木杂交试验中各亲本及组合的树高和胸径配合力效应值

造林后3 a杉木杂交试验中各亲本及杂交组合的树高和胸径配合力效应值如表7，表8。在各亲本中，母本C25-3在树高和胸径上均有较高一般配合力效应值，分别为7.150 5和10.986 9，而父本L15-3在两生长性状上均有相对较高的一般配合力效应值，分别为1.488 9和4.170 4，表明C25-3为优良母本，L15-3为优良父本，在新种子园营建中可多应用。在树高性状中，C25-3×B109-3，C25-3×B49-3，C25-3×B121-3，C25-3×L15-3，A76-3×B68-3，A76-3×L15-3，和YWC40×B121-3组合有较高的特殊配合力效应值，特别是前4个组合；在胸径性状中，C25-3×B109-3，C25-3×B49-3，C25-3×B121-3，C25-3×L15-3，YWC40×L15-3，A76-3×L15-3，A76-3×B68-3组合有较高的特殊配合力效应值，特别是前5个组合。这些有较高特殊配合力效应值的组合（4 ~ 5个），可作为幼林期初选的优良杂交组合。

表7 各亲本树高一般配合力和各组合特殊配合力效应值

表8 各亲本胸径一般配合力和各组合特殊配合力效应值

3.4 杉木3代杂交试验速生型杂交组合初选

以树高和胸径两生长性状采用比较法进行杉木幼林期优良杂交组合初选，结果见表9。选择出4个早期速生型优良杂交组合C25-3×B109-3，C25-3×B49-3，C25-3×L15-3，C25-3×B121-3，造林3 后其平均树高和平均胸径分别为3.44 m和4.43 cm，比杉木2代种子园混种分别提高了12.42%和24.44%，比福建洋口061无性系分别提高了9.55%和26.93%，比福建洋口020无性系分别提高了1.48%和9.38%，表现出早期速生特性。

表9 造林3 a 后4个速生型杂交组合及对照树高和胸径

4 结论

（1）在杂交组合造林3 a后，树高和胸径在组合间均达极显著差异，在母本间也达极显著差异水平，树高性状在父母本间的交互效应也达显著差异水平，表明父母本的交互作用和母本效应明显，即本次试验中基因加性和非加性效应共同起着重要作用。

（2）树高和胸径的一般配合力方差分量占比重较高，达70.0%以上，特殊配合力方差分量占17.0% ~ 25.0%，这一结果与20年生时杉木杂交试验林研究结果相近[3]，但与杉木苗期的研究结果不一[8]，这可能与试验材料以及林龄有一定的关系，而两生长性状的广义遗传力为23.0% ~ 29.0%，这与重复间差异较大有关（环境方差较大），建议造林试验时，重复间立地条件差异不要过大。

（3）在本次杂交试验中，树高和胸径的一般配合力效应值以母本C25-3和父本L15-3较高，是优良亲本，特别是母本C25-3表现出优良特性，4个优良组合都来自这个母本。

（4）以树高和胸径选择出幼林期速生型杂交组合4个，入选组合的树高、胸径平均值比对照CK1（2代种子园混种）分别提高了12.42%和24.44%，比试验对照CK3（福建洋口061无性系）分别提高了9.55%和26.93%，比试验对照CK2（福建洋口020无性系）分别提高了1.48%和9.38%。

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Genetic Analysis on Main Growth Traits ofCross Combinations

JIANG Nian-chun1，HE Gui-ping2，WANG Bang-shun3，XU Jin-liang1，XIAO Ji-jun3，QIU Yong-bin1

（1. Kaihua Forest Farm of Zhejiang, Kaihua 324300, China; 2 . Research Institute of Subtropical Forestry, CAF, Hangzhou 311400, China; 3. Longquan Forestry Academy of Zhejiang, Longquan 323700, China）

Cross experiment was conducted in third generation clonalseed orchard in Longquan, Zhejiang province in February and March of 2013. 20 cross combinations were obtained for seedling cultivation and afforestation test in Kaihua, Zhejiang in March, 2014 and 2015. Tree height and DBH was determined in November, 2017. The results showed that it had extremely significant difference (α=0.01) of tree height and DBH among cross combinations and female parents, and as well as it had also the same difference of tree height among interactions of female × male. Tree height and DBH of cross combination had higher general combining ability. 4 fast-growing crossing combinations were selected by comparison on tree height and DBH, with mean tree height and DBH of 3.44 m and 4.43 cm.

; cross experiment; traits of seeding stage; general combining ability; interaction effect

10.3969/j.issn.1001-3776.2019.01.010

S791.27

A

1001-3776（2019）01-0060-05

2018-03-02；

2018-09-28

浙江省“十三五”林木育种专项“速生建筑用材树种高世代良种选育”（2016C02056-5）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项“主要用材树种优质高抗良种选育研究”（CAFYBB2017ZA001-1）的部分内容

姜年春，工程师，从事林木良种和人工林培育工作；E-mail:jnc1970@126.com。

何贵平，研究员，从事林木遗传育种研究工作；E-mail:guipinghe@126.com。