毛红椿优树子代苗期生长性状测定与选择

林智勇

(1.福建省林业科学研究院,福建 福州 350012; 2.福建省林业生产力促进中心,福建 福州 350012; 3.福建闽林司法鉴定中心,福建 福州 350012)

毛红椿(Toonaciliatevar.pubescens)为楝科(Meliaceae)香椿属(Toona)落叶大乔木,主要分布于中国江西、四川、安徽、云南、湖南、贵州、广西、广东等省。毛红椿生长迅速、树干通直、花纹美丽、材质曙红,有“中国桃花心木”之美誉,是珍贵的用材树种,被列为国家二级重点保护野生植物[1-3],具有很高的经济价值和推广应用前景。毛红椿资源稀少,目前研究主要集中在毛红椿的育苗造林[4-6]、群落结构及适生环境[7-9]等方面,对毛红椿良种选育的研究较少[10-11]。为了深入开展珍稀树种毛红椿的良种选育与繁育,加速其开发利用进程,本研究开展毛红椿优树子代测定研究,分析毛红椿优树子代的家系生长性状的差异及遗传变异规律,并初选出其优良家系,以期为进一步开展毛红椿遗传育种研究以及生产上推广应用良种优苗提供参考。

1 试验材料与方法

1.1 苗圃地概况

试验地位于福建省三明市沙县金德苗木有限公司苗圃,东经117°42′11″、北纬26°27′22″。属亚热带季风性气候,年均气温15.6～19.6 ℃。极端最低温-7.1 ℃,极端最高温40.1 ℃,年均降水量1826 mm,年均相对湿度82%[12]。

1.2 材料与方法

供试的毛红椿优树种子于2018年11月底—12月初收集后,进行种子品质检验和0～5 ℃冷藏处理,并于翌年3月播种。参试优树子代来源基本情况见表1。14个优树家系的水、肥管理及病虫害防治措施完全一致。

表1 参试优树子代基本情况

1.3 性状测定与数据分析

1.3.1 性状测定 采用钢卷尺、麦思德电子数显游标卡尺(精度0.01 mm)、电子称对1年生苗木的地径、苗高、主根长、根生物量、茎生物量、叶生物量和全株生物量等生长性状进行测量,每个家系每次调查50株,3次重复。

1.3.2 数据处理 采用SPSS 18.0进行方差分析、LSD多重比较分析及相关性分析;遗传变异分析,家系遗传参数估算方法参考苏顺德等[13]的方法;综合评价与选择,采用隶属函数分析法,以地径、苗高、主根长、根生物量、茎生物量、叶生物量和全株生物量等多个性状为评价指标,对参试家系进行筛选[14]。

2 结果与分析

2.1 毛红椿不同家系生长性状差异分析

毛红椿14个家系的苗期生长性状测定结果见表2,各项指标表现最好的均为7号家系,12号家系次之,最差的为6号家系。7号家系的苗木地径、苗高、主根长、根生物量、茎生物量、叶生物量和全株生物量分别达11.53 mm、72.63 cm、22.57 cm、6.45 g、7.15 g、1.87 g、15.47 g,比群体均值提高28.54%、36.32%、35.56%、33.82%、35.42%、38.52%、34.99%;12号家系地径、苗高、主根长、根生物量、茎生物量、叶生物量和全株生物量比均值提高19.84%、24.38%、23.90%、23.03%、23.86%、25.93%、23.65%。

表2 毛红椿家系生长情况

方差分析结果(表3)表明,14个毛红椿家系间的地径、苗高、主根长、根生物量、茎生物量、叶生物量和全株生物量差异均达极显著水平(P<0.01)。说明通过毛红椿优树子代测定进行选优能取得较好的遗传增益效果。

表3 毛红椿家系生长性状方差分析

2.2 毛红椿家系生长性状遗传变异分析

由各生长性状的遗传变异参数估算结果(表4)可知,家系地径变异幅度为5.53～11.53 cm,遗传力为0.9100,遗传变异系数为16.97%;苗高变异幅度为19.73～72.63 cm,遗传力为0.8720,遗传变异系数为22.80%;主根长变异幅度为6.57～22.57 cm,遗传力为0.8756,遗传变异系数为21.78%;根生物量变异幅度为2.19～6.45 g,遗传力为0.8840,遗传变异系数为19.64%;茎生物量变异幅度为2.09～7.15 g,遗传力为0.8750,遗传变异系数为21.77%;叶生物量变异幅度为0.42～1.87 g,遗传力为0.8774,遗传变异系数为25.38%;全株生物量变异幅度为4.70～15.47 g,遗传力为0.8801,遗传变异系数为21.18%。各性状在家系内存在较大的变异,平均变异系数为21.36%。可见14个家系生长受遗传控制均较大,且地径的遗传力大于苗高。14个毛红椿家系的叶生物量、苗高变异系数最大,分别达25.38%、22.80%,表明苗高和叶生物量在家系间表型变异丰富,初步判断可利用苗高、叶生物量这2个指标进行优良家系的早期选择。

表4 毛红椿家系性状遗传力估算值

2.3 毛红椿家系性状相关分析

14个毛红椿家系的各性状指标相关性分析结果(表5)表明,毛红椿家系的各性状指标之间均呈显著正相关,尤以主根长与茎生物量的相关性最大,相关系数达0.9999;主根长与全株生物量的相关性次之,为0.9994。

表5 毛红椿家系性状相关分析

2.4 优良家系苗期初步选择

采用隶属函数分析法对14个毛红椿家系的各项指标进行分析并排序,结果见表6。由表6可知,与毛红椿家系关系最为密切的生长指标为叶生物量,其次为苗高,其隶属函数平均值分别为0.645、0.634。以各家系的隶属函数值的综合评分为选择指标,在综合评分值高于群体均值的家系中,按30%入选率[14],从参试的14个家系中选出7、12、3、8号等4个生长快、生物量高且根系发达的优良家系,其综合评分依次为1、0.878、0.706、0.684。

表6 14个毛红椿家系的隶属函数值

3 结论与讨论

14个参试毛红椿家系各生长性状在家系间存在较大的遗传变异,平均遗传变异系数为21.36%。其中叶生物量、苗高遗传变异系数最高,分别达25.38%、22.80%。表明这些家系的苗高和叶生物量存在丰富的遗传变异,利用毛红椿叶生物量、苗高生长指标进行苗期选择具有较大的可靠性。

毛红椿14个家系中,各项生长性状指标表现最好的为7号家系,12号家系次之,最差的为6号家系。经多性状综合评价,初步筛选出苗期生长较好的毛红椿优良家系:7、12、3、8号家系,其综合得分依次为1、0.878、0.706、0.684。这些家系的苗期地径、苗高、主根长、根生物量、茎生物量、叶生物量和全株生物量等各项生长性状指标均表现良好。本次家系测定显示苗期生长性状在家系间存在丰富的遗传变异,这与肖兴翠等[10]、陈娟等[11]得出的毛红椿40个家系、18个红椿与毛红椿家系总体生长较为均匀一致的结论略有差异,这可能与参试的材料不同有关。此外,本研究只是早期初步选择,各家系造林后的生长表现、变异规律等还有待于进一步持续观测、评价、选择。