杉木第3代种子园子代幼林生长性状遗传变异

林阳峰

(福建省邵武市林业局，福建 邵武 354000)

杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook.)木材纹理直，结构均匀，香气明显，天然耐久性好，是建筑、家具、装修等方面的优良用材，深受人们的喜爱，作为优良的速生用材树种从古至今种植广泛。经过我国一代又一代林业科技工作者的不懈努力，杉木遗传改良取得了长足的进步，高世代杉木人工林生长明显更加速生。2007年起，浙江省龙泉市林业科学研究院与中国林业科学研究院亚热带林业研究所等单位开展协作攻关，从杉木第2代种子园家系中筛选出部分优良材料营建第3代种子园。为了提高林木生长速度，必须遵循良种良法，优良的种质资源要按照树木的遗传变异规律科学鉴别和筛选。近20年来，我国林业科技工作者在杉木种子园方面积极开展试验研究，徐清乾等[1]研究第2代杉木种子园建立技术，何贵平等[2]、王赵民等[3]研究杉木种子园丰产技术，郑仁华[4]、何贵平等[5-6]研究杉木子代林生长性状及其遗传变异规律，徐肇友等[7]研究杉木第2代种子园子代生长性状遗传变异和家系选择。这些工作有力推动了我国杉木种质资源的遗传改良和种业技术进步。但是，迄今为止杉木第3代种子园子代生长性状尚不清楚。因此，很有必要对新建的杉木第3代种子园材料进行子代测定，选择出新的优良材料，对下一世代杉木种子园科学营建具有重要的意义[6]。

子代测定是评价林木遗传基础的主要方法，本文测定了福建省邵武市二都国有林场杉木第3代种子园家系子代幼林主要生长性状，开展早期生长性状遗传变异分析和速生型优良杉木家系的选择，试图探明第3代杉木种子园的改良效果，以筛选下一世代杉木育种群体优良材料。

1 试验点概况

试验地位于福建省邵武市水北镇(117°40′E、27°25′N)。属典型的中亚热带湿润季风气候，年均气温17.7 ℃，最热月(7月)28.1 ℃，最冷月(1月)8.5 ℃，大气相对湿度79%。≥10 ℃的年活动积温5000 ℃，年均降水量1787 mm，年日照时间1690 h。初霜大多出现于12月下旬，终霜2月上旬结束，年无霜期276 d，年降雪时间5～10 d。

试验林营造在邵武市二都国有林场高阳工区，海拔265～300 m，为杉木人工林采伐迹地，东南坡，坡度约为30°。土壤类型为红壤，土层厚度大于100 cm，土壤肥力中等。

2 材料与方法

2.1 材料与方法

试验材料来自浙江省龙泉市国家级林木良种基地中杉木第3代种子园自由授粉家系，该种子园于2010年春嫁接建园，采用多系分区建园技术，建园无性系共有75个，2012年开始投产。本试验所用种子为2012年11月在该种子园采集的42个家系种子和1个对照(浙江龙泉第2代杉木种子园混种种子)共43份种子；2013年2月在邵武市城郊镇播种育苗；2014年2月在邵武市二都国有林场高阳工区开展造林试验。试验林营造采用随机区组设计，4株单行小区，10次重复。林地经炼山后挖大穴(40 cm×40 cm×30 cm)，株距2 m×2 m。2018年10月对5年生试验林进行每木检测，检测指标为树高、胸径，并计算材积。

2.2 数据处理

统计分析采用小区平均值进行性状方差分析。Χij=u+γi+βj+Pk+eijk，式中：Χij为第i家系、第j区组的小区平均值；u为群体平均值；γi为第i家系的效应；βj为第j区组的效应；eijk为第i个家系第j个区组第k个小区值的误差。

比较选择法是以试验对照为对比基准采用多重对比法进行的。采用DPS软件对测定数据进行各参数的运算[8]。林木家系优选采用的性状各不相同，本文以材积生长性状为依据开展杉木速生型家系的选择。

3 结果与分析

3.1 杉木第3代种子园家系子代幼林生长性状的差异

对5年生杉木第3代种子园中家系子代林的树高、胸径、材积进行方差分析(表1)，结果表明：家系间各生长性状差异均极显著，这与前人对杉木第2代种子园10年生子代林的研究结果一致[7]。树高、胸径、材积是反映林木数量生长的直观指标，它们在家系间的差异显著程度是衡量林木育种成效的依据。经过选择的杉木第3代种子园建园材料家系间的生长性状仍存在极显著差异，这对优良家系的进一步选择是有利的，营林工作中应充分挖掘优良家系作为种质资源进行大量繁殖推广，促进人工林林分质量的提升。

表1 5年生杉木家系树高、胸径、材积生长性状方差分析

*：**为差异极显著(α=0.01)；*为差异显著(α=0.05)。

3.2 杉木第3代种子园家系子代幼林生长性状遗传参数值

要制定科学有效的育种策略和改良程序，需先了解林木的遗传特性。作为主要遗传参数的遗传力是林木的遗传特性最重要的评价指标。判定林木某些形状的变异是否为可遗传的变异，必须首先测定分析该性状的遗传力。对杉木第3代种子园家系子代5年生林分3个主要生长性状的遗传参数测定分析(表2)，结果表明：树高、胸径、材积3个生长性状的广义遗传力分别为71.01%、68.55%、62.12%，反映杉木家系3个主要生长性状的表型差异主要受遗传因素控制，这与前人等对杉木第2代种子园10年生子代林的研究结果相似[7]。树高、胸径和材积3个生长性状表现出中等的变异程度，其变异系数位于8.35%～16.34%之间。杉木主要生长性状可遗传的变异为速生型优良家系的选择提供了保障。

表2 5年生杉木家系树高、胸径、材积3个生长性状遗传参数值

3.3 杉木第3代种子园中速生型优良家系的选择

杉木人工林以中径材为培育目标的轮伐期为20 a左右，由于杉木生长幼龄期与中龄林时相关性较高[2]，在幼龄期可进行家系初选，以提高育种效益。林木材积生长是评价其是否速生的综合指标，因此，本文以材积生长性状为依据开展5年生家系子代测定林速生型优良家系的初选。第3代种子园家系试验林树高、胸径、材积的均值分别比对照(第2代种子园混种)提高5.79%、6.28%、18.18%，且材积遗传增益达到11.42%。采用比较选择法选出杉木第3代种子园早期速生型的优良家系8个(表3)，其树高、胸径、材积的平均值比来自浙江龙泉第2代杉木种子园混种的杉木幼林(对照)分别提高19.01%、22.36%、75.57%，材积遗传增益达到46.94%，表现出显著的增产效益。

表3 8个速生型杉木优良家系及对照幼林生长性状

4 结论

5年生杉木第3代种子园子代测定林的树高、胸径和材积家系间差异极显著。第3代种子园家系试验林树高、胸径和材积的均值分别比对照(第2代种子园混种)提高5.79%、6.28%、18.39%，且材积遗传增益达到11.42%。树高、胸径、材积3个生长性状的广义遗传力分别为71.01%、68.55%、62.12%，变异系数位于8.35%～16.34%之间，均表现出相对较高的遗传力和中等的变异程度。以材积生长性状为依据，采用对比选择法筛选出8个早期速生型杉木家系，其树高、胸径和材积的平均值比试验对照分别提高19.01%，22.36%、75.57%，其遗传增益则依次为13.50%、15.33%、46.94%。

本试验造林5 a，树龄偏小，研究结果仅代表该试验点的早期表现，为杉木第3代种子园子代林生长性状遗传变异的阶段性成果。各家系的生长性状表现应进行持续观测，以取得更稳定可靠的试验数据。