馬尾松廣西優(yōu)良家系及優(yōu)良單株的選擇研究

鄭成才

(福建省三明市三元區(qū)林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)隊(duì),福建三明 365001)

馬尾松廣西優(yōu)良家系及優(yōu)良單株的選擇研究

鄭成才

(福建省三明市三元區(qū)林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)隊(duì),福建三明 365001)

采用方差分析、遺傳參數(shù)分析和聚類(lèi)分析方法,對(duì) 16年生的馬尾松實(shí)驗(yàn)林進(jìn)行馬尾松優(yōu)良家系及速生單株選擇,從 105個(gè)家系中篩選出 12個(gè)極高產(chǎn)家系和 24個(gè)高產(chǎn)家系。運(yùn)用快速聚類(lèi)法從 500個(gè)單株中篩選出 98株即家系評(píng)價(jià)為極高產(chǎn)的單株,其一般配合力和特殊配合力均最高,可作為優(yōu)良繁殖材料。第二類(lèi)家系即家系評(píng)價(jià)為高產(chǎn)的單株,統(tǒng)計(jì)結(jié)果為 106株;第三類(lèi)家系即家系評(píng)價(jià)為中產(chǎn)的單株,統(tǒng)計(jì)結(jié)果為 123株。

馬尾松;家系 -單株聯(lián)合選擇;聯(lián)合選擇;聚類(lèi)分析

馬尾松地理家系試驗(yàn)的目的,是了解地理變異及其模式、生態(tài)分化性質(zhì)、各性狀變異及類(lèi)經(jīng)濟(jì)價(jià)值、遺傳型與環(huán)境交互作用等。從而進(jìn)行種子區(qū)區(qū)劃,為造林區(qū)選擇優(yōu)良的家系,以期獲得較大幅段的增產(chǎn)效益。福建林學(xué)院俞新妥教授于 1966年開(kāi)發(fā)馬尾松地理家系試驗(yàn),闡述了馬尾松種內(nèi)家系間存在很大變異,并劃分出四個(gè)地理類(lèi)型,為馬尾松全分布區(qū)試驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ)[1]。

聯(lián)合選擇 (cinbined selection)又稱(chēng)為配合選擇,原定義是指在優(yōu)良的家系中選擇優(yōu)良單株[2],現(xiàn)擴(kuò)展為在優(yōu)良的家系中選擇優(yōu)良的單株,二層次聯(lián)合選擇包括群體 (種源或家系)及個(gè)體的選擇。G.Nankoong等(1966)報(bào)道了不同選擇方案的多個(gè)階段的遺傳增益估計(jì)模式[3]。二層次聯(lián)合選擇的效益包括種源間選擇或家系間選擇,和種源內(nèi)選擇或家系內(nèi)選擇二方面的增益。王啟元[4](1979)[5]等指出,在林木改良中,進(jìn)行不同層次的選擇,是獲得最大的遺傳增益的有效途徑。鑒于此,本試驗(yàn)將對(duì) 1990年從廣西引進(jìn)我省表現(xiàn)優(yōu)異的馬尾松子代測(cè)定林進(jìn)行家系 -單株二層次聯(lián)合選擇。

1 材料與方法

1.1 材料來(lái)源

根據(jù) 70年代末以來(lái)馬尾松遺傳改良的研究成果,對(duì)在我省表現(xiàn)優(yōu)異的廣西馬尾松種源進(jìn)行個(gè)體選擇,并引進(jìn)了 105個(gè)優(yōu)良家系,1990年采集各家系的種子,同進(jìn)采集試驗(yàn)點(diǎn)當(dāng)?shù)厣唐贩N (CK1)、仙游溪口林場(chǎng)種子園種子 (CK2)(本省種源優(yōu)樹(shù)材料)、廣西貴縣種子園種子 (CK3)作對(duì)照,共計(jì) 108個(gè)處理。1990年 12月,在試驗(yàn)點(diǎn)選擇離試驗(yàn)地較近、排灌水方便的地段進(jìn)行容器育苗,于 1991年 4月采用“百日容器苗”營(yíng)建馬松子代測(cè)定林。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在三明市三元區(qū)采育場(chǎng)試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在福建省三明市三元區(qū)中村國(guó)有林業(yè)采育場(chǎng),該地位于東經(jīng) 117°39′,北緯 26°11′,海拔 410～540m;土壤為山地紅壤,植被為芒草和黃瑞木,立地類(lèi)型為Ⅰ～Ⅱ,年均溫度 18.0℃,年降水量 1630mm,相對(duì)濕度 81%,年有效積溫 6130℃,適合馬尾松生長(zhǎng)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 數(shù)據(jù)處理 采用福建省馬尾松二元立木材積計(jì)算公式,利用調(diào)查的樹(shù)高、胸徑值計(jì)算材積。

對(duì)外業(yè)所獲得的全部數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),建立家系各性狀的數(shù)據(jù)庫(kù),利用 EXCEL及 DPS統(tǒng)計(jì)軟件和福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院開(kāi)發(fā)的“樹(shù)木育種數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng) (DPFB)”[6],進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

1.3.2 遺傳參數(shù)的估算 以小區(qū)平均值進(jìn)行方差分析時(shí),試驗(yàn)林調(diào)查性狀的遺傳參數(shù)計(jì)算公式為:

1.3.5 聚類(lèi)分析 聚類(lèi)分析[7]按研究對(duì)象的不同可分為 Q型分析和 R型分析,前者用于樣本的分類(lèi),后者用于變量的分類(lèi)。

描述樣本間的相似性的統(tǒng)計(jì)量常用距離系數(shù)和相似系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長(zhǎng)性狀分析

遺傳增益是評(píng)價(jià)選擇效果的重要指標(biāo)。遺傳增益的大小,取決于選擇強(qiáng)度、遺傳力及遺傳變異幅度。選擇強(qiáng)度一定時(shí),遺傳力高而變異幅度大的性狀可獲得最大的遺傳增益。

馬尾松樹(shù)高的生長(zhǎng)相差較大 ,特別是某些優(yōu)良家系例如 B48、A2、A4、B34、B36、B29、A8、A31、B10、B66、B54、B38、B11、B43,與對(duì)照組相比 ,這些家系的胸徑的遺傳增益都達(dá)到 5%以上,最高的是 B48號(hào)家系,這個(gè)家系與對(duì)照組相比的遺傳增益達(dá)到最高,達(dá)到 7.72%。胸徑的生長(zhǎng)分化較樹(shù)高的生長(zhǎng)分化較大 ,特別是 A32、B66、A18、A7、A31、A12、B20、A33、A4、B58、A10、A25、B29、A11、B23、A6、A19、B25、B54、A22、B17、A8、B43、B37、A3、B40、B6、B11、B14、B4、B12、B41這些家系的遺傳增益均超過(guò) 10%,最高的是 A32家系的遺傳增益最高,達(dá)到 19.14%,材積公式為 V=0.000062341803×H0.95682492D1.8551497,從這個(gè)公式,可以得出材積與樹(shù)高和胸徑成正比,特別是與胸徑的關(guān)系更大,所以由此也可以推斷出馬尾松各家系與對(duì)照組材積的遺傳增益相差也比較大 ,其中 ,家系號(hào)為 A32、B66、A31、A7、A4、A18、B58、A33、A25、A10、B29、A11、A12、B20、B23、B54、B25、B48、B11、A8、B17、A6、B37、B12、A22、B36、A1、B14、B43、A19、B21、B47這些家系號(hào)的材積的遺傳增益與對(duì)照組相比,都是超過(guò)為 12%以上。本文也對(duì)冠幅的遺傳增益做一個(gè)分析,但并不是意味著馬尾松家系的樹(shù)冠的冠幅越大越好,因?yàn)?樹(shù)冠的冠幅直接影響單位面積馬尾松立木株數(shù),也直接影響到單位面積的材積。所以,本實(shí)驗(yàn)也做一些統(tǒng)計(jì),則選擇出一些窄冠型的家系,即冠幅的遺傳增益與對(duì)照組相比,數(shù)值越低越好的家系,在單位面積上所得到的蓄積量就會(huì)越多,這樣就會(huì)提高土地利用率,為了便于說(shuō)明問(wèn)題,筆者引入一個(gè)指標(biāo),就是每畝蓄積量,就可將冠幅和材積有效的結(jié)合起來(lái),通過(guò)表 5,可以得出各家系的公頃蓄積量 ,其中家系 A4、B2、B50、B66、B47、B12、B68、B39、A11、B63、A25、B54、B48、B49、B69、B10、B53、A18、A26、A32、B61,這些家系蓄積量均超過(guò) 8.3m3。值得一提的是 A32,雖然胸徑和材積是最高,但公頃蓄積量卻并不是最高,說(shuō)明生長(zhǎng)量大的家系,為保證生長(zhǎng)需要,需要提供足夠大的空間,從而影響單位面積立木材積量。因而,如何在這幾者中找到一個(gè)平衡點(diǎn),就是一個(gè)評(píng)判的標(biāo)準(zhǔn),以利于選擇出即生長(zhǎng)速生,又是窄冠型的樹(shù)種,以取得每單位面積最大的利用空間,以創(chuàng)造出最大的經(jīng)濟(jì)效益,這將是育種工作者將要考慮的首要的問(wèn)題。

2.2 優(yōu)良家系選擇

本實(shí)驗(yàn)為了比較馬尾松全分布區(qū)不同家系在福建省生長(zhǎng)情況,同時(shí)選擇出優(yōu)良的馬尾松進(jìn)行推廣生長(zhǎng),本試驗(yàn)運(yùn)用系統(tǒng)類(lèi)聚法[8]首先將馬尾松的 108個(gè)家系看成 108類(lèi),然后將性質(zhì)近的兩類(lèi)合而變成 107類(lèi),再?gòu)闹袆澇鲎罱咏膬深?lèi)加以合并為 106類(lèi),如此下推,最后將所有的家系合并為 1類(lèi)。用樹(shù)高、胸、材積、通直度和公頃蓄積量這 5指標(biāo)為統(tǒng)計(jì)量,計(jì)算參試的90個(gè)家系的遺傳距離,然后用系統(tǒng)聚類(lèi)法進(jìn)行聚類(lèi)。

各家系之間的關(guān)系較單一,類(lèi)與類(lèi)之間的間距較大,也即是說(shuō)各類(lèi)家系的差異較大?？蓪⒃嚨?108個(gè)西南樺家系分為 5類(lèi),各類(lèi)的性狀平均值和實(shí)際增益見(jiàn)表 1。

表 1 家系的聚類(lèi)分析結(jié)果

續(xù)表1

從表 1中可以看出,各類(lèi)之間相差很大,其中第一類(lèi)家系的材積增益達(dá)到 30.23%,被評(píng)為極高產(chǎn)的家系。

2.3 優(yōu)良單株的選擇

通過(guò)計(jì)算,可以得出樹(shù)高、胸徑和材積的單株遺傳力達(dá)到 0.04。經(jīng)過(guò)聚類(lèi)分析,分成 5類(lèi),各類(lèi)的樹(shù)高及與對(duì)照相比的樹(shù)高增益見(jiàn)表 3。第一類(lèi)增產(chǎn)明顯,材積選擇的遺傳增益為19.14%。

表 3 單株分類(lèi)結(jié)果

為了選擇出優(yōu)良的單株,為后續(xù)的研究提供優(yōu)良的材料,筆者做一統(tǒng)計(jì),將材積的現(xiàn)實(shí)遺傳增益超過(guò) 15.7%上所有優(yōu)良單株全部羅列出來(lái),即單株評(píng)價(jià)為第一類(lèi)與第二類(lèi)的優(yōu)良單株。第一類(lèi)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果為 98株,其一般配合力和特殊配合力均最高;第二類(lèi)家系即家系評(píng)價(jià)為高產(chǎn)的單株,統(tǒng)計(jì)結(jié)果為 106株;第三類(lèi)家系即家系評(píng)價(jià)為中產(chǎn)的單株,統(tǒng)計(jì)結(jié)果為 123株。其它屬低產(chǎn)及低產(chǎn)的家系的速生單株,僅因特殊配合力較高所致。作為第一類(lèi)家系的優(yōu)良單株,由于其家系的遺傳增益在所有分類(lèi)的為最高。

3 總結(jié)

3.1 通過(guò)聚類(lèi)分析 ,選擇出以 A32、B66、A31、A7、A4、A18、B58、A33、A10、A12、B20、A19為第一類(lèi)優(yōu)良家系。這一類(lèi)家系樹(shù)高的平均值為 15.85m,現(xiàn)實(shí)遺傳增益為 3.90%;胸徑平均值為 19.13cm,現(xiàn)實(shí)遺傳增益為 15.61%;材積的平均值為 0.2166m3,現(xiàn)實(shí)遺傳增益為 30.23%。通直度為 3.17,公頃蓄積量為 8.1183 m3。

3.2 為了選擇出優(yōu)良的單株,為后續(xù)的研究提供優(yōu)良的材料,統(tǒng)計(jì)結(jié)果為 98株,其一般配合力和特殊配合力均最高;第二類(lèi)家系即家系評(píng)價(jià)為高產(chǎn)的單株,統(tǒng)計(jì)結(jié)果為 106株;第三類(lèi)家系即家系評(píng)價(jià)為中產(chǎn)的單株,統(tǒng)計(jì)結(jié)果為 123株。其它屬低產(chǎn)及極低產(chǎn)的家系的速生單株,僅因特殊配合力較高所致。作為第一類(lèi)家系的優(yōu)良單株,由于其家系的遺傳增益在所有分類(lèi)的為最高。

[1]安徽農(nóng)學(xué)院林學(xué)系.馬尾松[M].中國(guó)林業(yè)出版.1982.

[2]南京林產(chǎn)工業(yè)學(xué)院.樹(shù)木遺傳育種學(xué)[M].北京科學(xué)出版社,1979.

[3]J.wright著,郭錫昌等譯.森林遺傳學(xué)[M].北京中國(guó)林業(yè)出版社.1988.

[4]王啟元,樹(shù)木遺傳育種學(xué)概論[M].南京林業(yè)大學(xué)講習(xí)班教材.

[5]孔繁浩.森林?jǐn)?shù)量遺傳學(xué)[M].北京林業(yè)大學(xué)講習(xí)班教材.1988.

[6]梁一池.樹(shù)木育種數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)(DPFB)[J].福建林學(xué)院學(xué)報(bào),1988,8(3):221-228.

[7]高之仁.數(shù)量遺傳學(xué).四川大學(xué)出版社[M].1986,6.

[8]張如華,陳天華.模糊聚類(lèi)在松屬種間生理差異中的應(yīng)用[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).1998,22(3):95-98.

SELECTI ON STUDY ON CHO ICENESS GENEALOGIES AND IND IVI DUALS OF GUANGXIPINUS MASSIANALAM B

ZHENG Cheng-cai1
(Sanyuan Forest Inquisition and Programm ing Contrive Team,Sanm ing Fujian365001,China)

The variance,genetic parameters and cluster analysismethods were used in the selection study on choiceness genealogy and fast-growing individual experimental tree of the 16 yearsoldPinus m assianaLamb.12 sky-high yield genealogies and 24 high yield genealogieswere screened out from 105 genealogies.By use of theKfast cluster analysis method,98 individuals were estimated as the sky-high yield trees from 500 trees.These trees had the highest combining ability and specific combining ability.And,the treeswere considered as the choiceness plantingmaterials.Also,106 individualswere est imated as the high yield trees and 123 as the middling yield trees.

Pinus m assianaLamb;genealogy-individual combine selection;combine selection;cluster analysis

S722.3+3

A

1001-4276-(2010)01-0064-05

2010-09-13

鄭成才 (1965-),男,林業(yè)工程師,研究方向:林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)。