巨桉种子园家系及其杂交子代家系遗传变异分析与选择

黄秀美



巨桉种子园家系及其杂交子代家系遗传变异分析与选择

黄秀美

(福建省永安国有林场，福建 永安 366000)

对巨桉种子园10个自由授粉子代及巨桉与邓恩桉、柳桉10个杂交子代的测定林进行生长性状、抗逆性状和形质性状及其遗传变异分析，结果表明：参试桉树在树高、胸径、材积生长性状上存在极显著差异，耐寒指数存在显著差异；抗风和干形、分枝指数无显著差异。以5 a生单株材积、胸径和4 a生耐寒指标选出4个优良家系，平均树高、胸径、单株材积分别为13.2 m、15.3 cm、0.128 14 m3，年均生长量分别为2.61 m、3.06 cm、0.025 63 m3，遗传增益分别为4.42%、15.55%、33.48%；平均耐寒指数为4.75。

巨桉；家系；邓恩桉；柳桉；杂交育种；子代测定；遗传变异

20世纪80年代以来中国林业科学研究院热带林业研究所、中澳技术合作东门桉树示范林项目先后在广东、广西成功选育巨尾桉()、尾巨桉()、尾赤桉()、尾细桉(×)等多个杂种无性系并在生产上推广应用[1-5]。但是，福建省中亚热带冷凉地区1990年以来从广东、广西引种栽培的桉树无性系多地多次遭受不同程度的冻害[6-10]。为此，福建省从2001年开始组织开展耐寒桉树良种选育研究。福建省永安国有林场自2003年建立巨桉()无性系种子园后一直致力巨桉杂交育种试验研究，2008年成功收获巨桉与邓恩桉()、柳桉()人工控制授粉子代种子[11]。本研究通过对建立在永安国有林场的巨桉种子园10个自由授粉子代及巨桉与邓恩桉、柳桉10个杂交子代的测定林进行连续5 a生长性状、抗逆性状和形质性状及其遗传变异分析，在此基础上筛选出4个耐寒、速生优良家系和10个耐寒、速生优良单株，为福建省耐寒桉树良种选育与扩繁应用提供研究基础。

1 试验地概况

试验地位于福建省永安国有林场位福建省中部偏西，地处东经117°20′04″、北纬25°57′38″。试验林选址在吉山工区67林班12大班3小班，前作马尾松()人工林，海拔220 ~ 260 m，位于短坡上部，坡向东，坡度25°，Ⅱ类立地质量等级。试验区域属中亚热带季风气候区，年平均气温19.1℃；最热月平均气温28.1℃，最冷月平均气温8.6℃；极端最高温40.5℃，极端最低温-7.6℃；年平均日照时数1 859 h，无霜期295 d，个别年份有降雪。年平均降水量1 569 mm，雨量集中分布在夏季，4—9月份雨量占全年68.0%，为典型夏雨型气候。

2 材料与方法

2.1 试验材料

参试材料共21个，其中：巨桉无性系种子园自由授粉子代家系10个、巨桉与邓恩桉人工杂交子代家系巨邓桉(×)6个、巨桉与柳桉人工杂交子代家系巨柳桉(×) 4个，柳桉实生种子园家系1个(对照)。杂交桉母本巨桉来自永安国有林场巨桉无性系种子园；父本邓恩桉、柳桉分别来自澳大利亚、福建省仙游溪口国有林场。参试桉树基本情况详见表1。

表1 参试桉树基本情况

2.2 试验设计与造林

采用完全随机区组设计，21个处理(家系)，10次重复，3株单列小区。试验地于2008年12月按株行距2 m × 3 m水平带状整地，挖60 cm × 50 cm × 30 cm明穴，每穴施过磷酸钙基肥0.5 kg。2009年3月造林，试验林外围设置2行保护行。抚育管理措施同一般桉树速生丰产林。

2.3 调查方法与数据处理

2009—2012年每年12月调查树高、胸径和风害，次年3月调查冻害。2013年12月调查树高、胸径和干形、分枝。树高、胸径采用每木实际测量；其他性状按表2所列指数评分法测定。

表2 各性状调查评判标准及评分值

单株材积参照福建省地方标准计算[12]，公式为＝0.000035461.7825149571.256710514。耐寒、抗风、干形、分枝得分值经平方根转换后进行方差分析和遗传力、遗传增益估算。以单株值为统计单位的方差分析模型为：

遗传力估算为家系遗传力：h=δ/(δ/NR+δ/R+δ)；

单株遗传力：h2=4δ/(δ+δ+δ)；

3 结果与分析

3.1 不同家系生长性状差异及其遗传变异分析

对试验林2 a生、3 a生和5 a生的树高、胸径、单株材积生长性状进行家系间的方差分析和遗传参数估计，结果见表3、表4。从表3看出，不同家系在不同林龄的树高、胸径、材积生长性状差异均达到极显著水平，这为选择生长性状优良的家系提供了依据。表4可以看出，家系遗传力，随着林龄增大，材积和胸径越来越明显大于树高，说明材积和树高受较强遗传因素制约，以材积和胸径进行优良家系选择能取得较为可靠结果。从变异系数大小看，材积＞胸径＞树高，说明家系间在材积生长性状上存在着更为丰富的遗传变异。

表3 不同家系生长性状及方差分析

注：**表示方差分析达到0.01显著水平。

表4 生长性状遗传参数估计

3.2 不同家系抗逆性状差异及其遗传变异分析

对试验林测定期间最低气温(2013年)的耐寒指数和最强台风(2011年)的抗风指数进行统计分析，结果见表5。

表5 抗逆性状和形质性状方差分析及遗传参数估计

注：*表示方差分析达到0.05显著水平。

从表5看出，不同家系间耐寒指数达到0.05显著水平，这为选择耐寒优良家系提供了依据。从耐寒指数看，巨桉种子园16号家系子代的耐寒指数为4.06，以其为母本与邓恩桉4个杂交组合子代的耐寒指数为4.67 ~ 4.96，增幅为15.0% ~ 22.2%；与柳桉2个杂交组合子代的耐寒指数为4.38 ~ 4.78，增幅为7.9% ~ 17.7%。91-1号家系子代的耐寒指数为4.56，以其为母本与邓恩桉2个杂交组合子代的耐寒指数为4.81 ~ 4.90，增幅为5.5% ~ 22.2%；与柳桉2个杂交组合子代的耐寒指数为4.70 ~ 4.71，增幅为3.1% ~ 3.3%。由此可见，巨桉与邓恩桉、柳桉杂交，耐寒力表现出不同程度的杂种优势，这为开展耐寒桉树杂交育种提供了可能。参试桉树家系抗风能力强，各家系抗风指数为4.8 ~ 5.0，差异不显著。

3.3 不同家系形质性状差异及其遗传变异分析

对5 a生参试桉树各家系干形指数和分枝指数方差分析结果，差异均未达到显著水平(表5)。

3.4 优良家系和个体综合选择

在生长性状、抗逆性状和形质性状差异及其遗传变异分析基础上，应用主成分分析法得出参试家系耐寒、材积、胸径权重分别为0.4、0.4、0.2。对参试家系值进行综合选择的结合见表6。从表6看出，选出的4个优良家系(2个巨桉种子园家系和2个杂交桉家系)平均树高、胸径、单株材积分别为13.16 m、15.30 cm、0.128 14 m3，年均生长量分别为2.61 m、3.06 cm、0.025 63 m3，比对照柳桉家系分别高出7.87%、21.57%、46.38%，遗传增益分别为4.42%、15.55%、33.46%。

表6 优良家系及其主要性状表现

4 结论与讨论

(1) 桉树因其速生丰产、适应性广且材质优良而在我国华南地区广泛种植[4]。但是，引种在福建省中亚热带冷凉地区种植，耐寒能力成为制约其推广发展的最主要限制因子。巨桉和邓恩桉、柳桉是我国南方桉树区域引种栽培试验筛选出的耐寒桉树和福建省闽西北适栽的桉树树种[18-19]，本研究以巨桉种子园家系为母本，与邓恩桉、柳桉为父本的杂交桉子代显示出耐寒杂种优势，对福建省耐寒桉树良种选育具有理论意义；选出的优良家系应用于无性扩繁，对福建省发展桉树短轮伐期用材林具有实用价值。

(2) 本研究参试桉树在树高、胸径、材积生长性状上差异极显著，在分枝形质性状上差异不显著，与徐建民等[4]的杂种桉无性系综合筛选试验研究结论相同；杂交子代耐寒表现杂种优势，与李光友等[5]的杂交桉家系在冷凉区优势评价与遗传分析结论相同。巨桉与柳桉的杂种，目前在我国未见报道；巨桉与邓恩桉的杂种，其父本来自澳大利亚的邓12、邓13，与李光友等[5]的杂交桉家系在冷凉区优势评价与遗传分析相同，但母本不同。

(3) 本研究因受到杂交父本花粉来源的局限，参试巨桉杂交组合数量少，杂种优良家系选择范围小。今后应考虑从闽西北地区前期引种保存的巨桉、柳桉、邓恩桉和赤桉()、本沁桉()等桉树的树种/种源/家系试验林[19-22]中选择耐寒力、生长量表现优异的优良单株，从中采集花粉继续开展人工控制授粉试验，以期最终选育出适宜在福建省中亚热带冷凉地区栽培的更为优良的速生耐寒桉树良种。

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Genetic Variation Analysis and Selection ofSeed Orchard Families and Hybrid Porgeny

HUANG Xiumei

(,,,)

Analyses of growth traits, stress resistance, morphological properties and genetic variation of 10 open-pollinated progeny and 10 hybrid progeny ofandwere carried out. There were highly significant differences among progeny for tree height, breast height diameter (DBH) and volume, and significant differences for an index of cold-resistance index. No significant differences were found for wind-resistance, stem form or branch index. The averages of tree height, DBH and individual tree volume were 13.2 m, 15.3 cm and 0.128 14 m3respectively, with average annual growth rates of 2.61 m, 3.06 cm, and 0.026 63 m3respectively. The estimated genetic gains that could be achieved for these traits were 4.42 %, 15.55 %, and 33.48 %, respectively. The average cold-resistance index across all progeny was 4.75.

; family;;; hybridization; progeny test; genetic variation

S785.5+2

A

福建省林木种苗科技攻关项目二期“耐寒与抗风桉树良种选育与扩繁应用”；三期“桉树良种选育与扩繁应用”子课题3“桉树种子园集约经营与杂交育种”

黄秀美(1966― )，女，教授级高级工程师，主要从事森林培育与林木遗传改良研究