亚美马褂木子代测定及选择

方扬辉

(1.福建省航空护林总站，福州 350003；2.昌吉回族自治州林业技术推广中心，新疆 昌吉 831100)

木兰科(Magnoliaceae)鹅掌楸属(Liriodendron)现仅存鹅掌楸(Liriodendronchinense)和北美鹅掌楸(Liriodendrontulipifera)两个种。这两个种为同属的洲际分布的姊妹树种，种间变异非常丰富，但种间的亲缘关系较近[1]，种间杂交具有很高的可配性，这为开展种间杂交育种奠定了良好基础。1963年，我国著名植物育种家叶培忠教授以鹅掌楸为母本、北美鹅掌楸为父本进行了人工杂交试验，获得了鹅掌楸属的种间人工杂种[2]。50多年来，南京林业大学林木遗传育种团队开展了鹅掌楸杂交可配性与杂种优势的探索，进行亚美马褂木选育、多地点测定和苗木高效繁育研究，获得了一大批杂交子代，已在我国福建、湖北、江苏、北京、山东等地试种推广[3-6]，表现出较强的适应性和明显的杂种优势[7-10]，是山地造林和园林绿化的优良树种[11]。目前亚美马褂木还存在品种单一、遗传基础窄等问题，其适应性与抗性还有待加强[12-13]。因此，有必要进一步拓宽鹅掌楸杂交育种的遗传基础，开展优良家系和优良无性系选育，为我国珍贵用材和园林观赏提供新品种。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于闽北山区富屯溪畔的福建省洋口国有林场南山工区，系武夷山支脉的低山丘陵，地理坐标北纬26°50′、东经117°53′，属南亚热带季风气候，年均气温18.5 ℃，最高气温40.3 ℃，最低气温-6.8 ℃，年均降水量1 880 mm，无霜期280 d，相对湿度82%。

1.2 材料来源及交配设计

2009年，南京林业大学遗传育种组组织开展杂交授粉试验；2010年春在江苏省桥林林场育苗；2011年春在洋口国有林场造林，参试家系29个，9株方形小区，重复3次，顺坡排列，造林株行距2 m×4 m。采用完全随机区组设计来控制和降低环境误差。2014年冬调查的试验林保存率为72.6%(表1)。

表1 试验参试家系

1.3 试验林调查测定

2011—2014年冬调查参试家系树高，2014年冬调查胸径、冠幅、分枝分叉情况、病虫害情况等。通过树高和胸径数据计算单株材积，通过分枝分叉情况评定分枝度。

1.4 数据统计分析

用EXCEL整理数据，用ASReml进行遗传参数估计。遗传分析使用线性混合模型[14]。

y=Xb+Zmummum+Zdaddad+ZSS+Zfamfam+Zplotplot+e

2 结果与分析

2.1 家系选择

2.1.1 的性状变异

分析29个家系树高、胸径、单株材积、冠幅、分枝度、病虫害情况等6个性状的平均值可见，绝大部分单株具有较好的干型且分枝均匀，树干受病虫侵害少(表2)。单株材积性状的表型变异系数最大，达到68.25%。遗传方差检验结果表明，树高、胸径、单株材积、冠幅等性状在家系间的差异显著，分枝度和病虫害情况差异不显著。估算的树高、胸径、单株材积、冠幅等性状的遗传力相近，冠幅的遗传力最高，树高的最小，但也达到0.467 8，表明这4个性状受较强的遗传控制。

表2 6个性状差异分析及遗传参数估计

用ASReml软件估算家系树高、胸径、单株材积、冠幅4个性状的育种值，估算遗传变异系数。单株材积性状的遗传变异系数最大，胸径性状次之，树高的遗传变异系数最小，为9.63%。

2.1.2 遗传相关分析

杂交鹅掌楸的树高、胸径、单株材积和冠幅4个性状两两之间都呈极显著遗传正相关，特别是胸径与单株材积性状的遗传相关高达0.990 8。这4个性状是同方向协同增长的(表3)。

表3 4个性状遗传相关

2.1.3 单性状选择优良家系

对29个家系的树高、胸径、单株材积和冠幅等性状分别以10%和20%的入选率进行单性状遗传选择，获得中选家系号及育种值(表4)。树高、胸径和单株材积等3个性状选出的最优家系具有较高的一致性，胸径和单株材积性状选出的最优家系完全相同。冠幅性状与树高、胸径、单株材积等3个性状的中选无性系具有较高的一致性，只有68号家系不同。59号(NK×SY)家系的树高、胸径、单株材积等3个性状的育种值表现最优，远远高于排名第二的22号(WYS×NK)家系，且59号家系的冠幅育种值远小于排名第一的39号(MSL×EX)家系，说明59号家系相对来说是主干粗、冠幅窄，用于木材生产出材率会比较高。22号家系冠幅育种值表现未入选最优家系，但也属于粗主干窄冠幅型。39号家系的冠幅育种值最高，远高于排名第二的59号家系，但生长表现仅排在第4，属于大冠幅家系，适用于园林绿化。

表4 4个性状遗传选择出的家系育种值

计算各性状以10%和20%的入选率进行单性状遗传选择的中选家系育种值，以及29个家系10%和20%入选率的预测遗传增益(表5)。单株材积性状的选择效果最好，按10%和20%入选率的入选率选择，分别能获得35.35%和27.16%的遗传增益以及0.009 3和0.007 2的育种值。

表5 4个性状选择效果

2.2 单株选择

2.2.1 单株的性状变异

统计6个性状的单株平均值、表型变异系数、遗传方差、遗传力、遗传变异系数以及各估计值的标准误(表6)，判定单株间遗传差异显著性。结果表明，树高、胸径、单株材积、冠幅等性状在单株间的差异达到显著水平，分枝度和病虫害情况在家系间的差异不显著。树高、胸径、单株材积、冠幅等4个性状的单株遗传力相近，冠幅性状的单株遗传力最高，树高次之，单株材积最小，但也达到0.446 3，表明这4个性状受较高强度的遗传控制。

表6 6个性状单株差异分析及遗传参数估计

用ASReml软件估算单株树高、胸径、单株材积、冠幅4个性状的育种值，估算遗传变异系数。单株材积性状的遗传变异系数最大，为44.52%，树高性状的遗传变异系数最小，为15.26%。

2.2.2 单株遗传选择

对563个单株的树高、胸径、单株材积和冠幅等4个性状以5%的入选率进行单性状遗传选择，并列出部分中选株号及遗传值(表7)。来源于22号家系的第370号单株在树高、胸径和单株材积3个性状中的遗传值表现最优；来源于39号家系的第640号单株在冠幅性状中的育种值表现最优，远高于排名第二位的同样来源于39号家系的647号单株，在树高、胸径和单株材积3个性状中的遗传值表现也较优，适合用于园林绿化；来源于59号家系的第157号单株在胸径和单株材积性状中的遗传值表现排名第二，在树高性状中的育种值表现排第四，但在冠幅性状中未入选，说明它属于窄冠幅单株，可做为用材品种培育。

表7 4个性状遗传选择出的单株遗传值

对树高、胸径、单株材积和冠幅等4个性状以5%的入选率进行单性状遗传选择的中选单株遗传值以及预测遗传增益估算，结果表明单株材积性状的选择效果最好，按5%入选率选择能获得95.18%的遗传增益(表8)。

表8 4个性状选择效果(5%入选率)

3 结论与讨论

3.1 遗传力估算情况

杂交鹅掌楸不同家系对比试验林中树高、胸径、单株材积和冠幅等4个性状的家系遗传力分别为0.468、0.500、0.507和0.554。李斌[13]研究估计杂交鹅掌楸树高、胸径、单株材积和冠幅等4个性状的广义遗传力分别为0.503、0.526、0.521和0.301，本试验林估计的家系遗传力与其相比，较为接近。袁晓峰[14]研究估计杂交鹅掌楸树高、胸径和单株材积等3个性状家系遗传力分别为0.33、0.27和0.28。相对来说，本试验林估计的家系遗传力较高。李斌、袁晓峰和本试验研究可以发现杂交鹅掌楸树高、胸径、单株材积和冠幅的家系遗传力较为相近，且都较高，进行优良家系选择可以获得较好的结果。

杂交鹅掌楸不同家系对比试验林中树高、胸径、单株材积和冠幅等4个性状的单株遗传力分别为0.549 6、0.513 9、0.446 3和0.557 1。张晓飞[15]研究估计杂交鹅掌楸树高和地径2个性状单株遗传力分别为0.26和0.38(景德镇)、0.62和0.27(镇江)，单株遗传力都较高，与本研究结果接近。

3.2 相关系数估算情况

杂交鹅掌楸不同家系对比试验林的树高、胸径、单株材积和冠幅4个性状两两之间都呈极显著遗传正相关，性状遗传相关显著性与黄利斌[16]对杂交鹅掌楸无性系、李斌[13]对杂交鹅掌楸家系的研究结果基本一致。该试验林中，胸径与单株材积的遗传相关系数最大，为0.990 8；树高、胸径和单株材积之间的遗传相关系数都达0.962 4以上；树高、胸径和单株材积与冠幅的相关系数也较高，其中，树高与冠幅的相关系数最小，为0.752 4，4个性状两两之间的遗传相关系数大小排位与黄利斌[16]和李斌[15]的研究结果也基本一致。

3.3 遗传增益估算情况

本试验以10%和20%的入选率选择杂交鹅掌楸优良家系，估算遗传增益，树高、胸径、单株材积和冠幅性状分别能获得8.13%、11.66%、35.35%、10.75%和6.47%、10.30%、27.16%、8.66%的遗传增益。袁晓峰[16]以22.3%的入选率选择6年生鹅掌揪优良杂交组合，树高、胸径的现实增益分别为5.19%，14.43%，王龙强[17]以10%的入选率分别开展鹅掌揪优良杂交组合树高、胸径单性状选择，树高、胸径的现实增益分别为11.76%，15.24%，这些选择效果都与本文获得的结果相近。

本试验以5%的入选率选择杂交鹅掌楸优良单株，估算遗传增益，树高、胸径、单株材积和冠幅性状分别能获得25.81%、36.44%、95.18%和26.8%的遗传增益。张晓飞[15]开展杂交鹅掌楸单株选择，泾县试验点入选率为5.8%，树高和地径的现实增益分别57.26%和55.56%；景德镇试验点的入选率为6.46%，树高和地径的现实增益分别74.39%和100.92%；镇江试验点的入选率为4.59%，树高和地径的现实增益分别48.36%和74.95%。张晓飞单株选择的增益效果都很好，与本研究结果相近。

3.4 多地点测定，扩大可推广范围

本试验是单地点试验，反映的是该批29个家系在福建省顺昌县洋口林场试验地的表现情况，选出的优良家系和优良单株只适用于与试验地气候、土壤环境相近区域，如果到与试验地环境差异较大的地方应用，选出的家系或单株表现不一定优良，有可能不如其他未选中的家系或单株。如有条件，可进一步开展多地点试验，选育出适应于不同生长环境的优良家系和优良单株，实现适地适家系、适地适无性系的推广应用。

3.5 冠幅性状的改良

一般来说，应用于绿化苗木培育的无性系，冠幅越大越好。但如果要选择短周期速生高产用材林的无性系，则要选择冠幅较小的，因为这类无性系可以增加造林密度，短期内木材产量会高于冠幅较大的无性系，更易受市场欢迎。