赤桉家系的抗風性狀與選擇

王 睿 ，劉衛(wèi)東 ，高 靈 ，謝耀堅 ，吳志華

(1.中南林業(yè)科技大學 森林培育國家級重點實驗室，湖南 長沙 410004；2.國家林業(yè)局 桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022)

赤桉家系的抗風性狀與選擇

王 睿1,2，劉衛(wèi)東1，高 靈1,2，謝耀堅2，吳志華2

(1.中南林業(yè)科技大學 森林培育國家級重點實驗室，湖南 長沙 410004；2.國家林業(yè)局 桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022)

運用BLUP模型對一年生赤桉家系進行家系和個體抗風遺傳值評估和篩選。結果表明：一年生赤桉自由授粉家系在樹高、地徑、冠幅、風害指標上存在顯著的差異。不同家系的家系遺傳力之間差異不明顯。單株遺傳力差異不明顯。根據(jù)BLUP分析獲得赤桉家系評估，利用排名得分，選出優(yōu)良家系。

赤桉家系；家系選擇；抗風性狀；遺傳力；BLUP模型

關于赤桉Eucalyptus camaldulensis栽培、引種、營林等幾大方向已經(jīng)進行多方面的研究，而關于其抗風遺傳評價研究較少?，F(xiàn)如今關于家系的評估和選擇分析普遍使用的方式主要有（1）小區(qū)平均值法，（2）最小二乘均值法，（3）算術平均法，以上3種方法對于數(shù)據(jù)的平衡性都有著極高的要求。然而在大多數(shù)的林地實驗中，產(chǎn)生小部分的缺損是難以避免的，通過小區(qū)平均值法、最小二乘均值法、算術平均法這3種方法所估計的育種值精度很低，用來進行家系的評選常常會產(chǎn)生誤差[7]。隨著近年來計算機水平的不斷提升，也誕生出了眾多可用來評選家系的方法，其中之一便是叫做最佳線性預測（Best Linear Unbiased Prediction，BLUP）的方法，它完全彌補了過去常用方法對于數(shù)據(jù)平衡性的過度依賴這一缺點，對于育種值預測精度的提高、子代測定效率的提高都能起到極大的作用。BLUP這一理論和方法過去只是在在動物育種中應用較為廣闊，為提高選擇效率和遺傳進展方面起到了不可忽略的巨大作用，但在林木育種中的運用則較少[7]。本文利用最佳線性無偏預測（BLUP）方法對赤桉家系抗風性能進行遺傳估算，評選優(yōu)良家系及單株，以期為桉樹抗風優(yōu)良樹種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

赤桉材料：2012年5月造林，實際造林為115個家系。試驗設計為完全隨機區(qū)組， 4個重復。面積約14.3 hm2。

1.2 試驗地概況

試驗地在南方國家級林木種苗示范基地內，位于廣東省遂溪縣嶺北鎮(zhèn)附近，地理位置為：111°38′E，21°30′N，處于濕潤大區(qū)雷瓊熱帶北緣，為海洋性季風氣候；年均溫23.1℃，夏季降水，年均降水量1 567 mm，5～9月降水占全年的85%；臺風頻仍，平均每年遭受10級以上臺風襲擊2～3次[8]。

1.3 試驗林營林

本試驗林木用地較為平緩，土壤為花崗巖發(fā)育的磚紅壤，土層厚度大于1 m，較為肥沃。試驗林定植于2012年5月。試驗采用完全隨機區(qū)組設計，每個家系4株， ，株行距2 m×3 m。試驗林地采用機械全墾整地（墾深30 cm），鏵犁開溝（行距3 m開溝，溝深40 cm）。

1.4 風害指標調查方法及指標說明

風害等級調查以樹干與地面夾角的不同把風害等級按0～5的等級分為6級，6個等級具體受害情況如下：0 級，主干沒有明顯的傾斜、1級，主干傾斜小于 30°、2 級，主干傾斜成 30°～60°、3 級，主干傾斜成 60°～90°、4 級，完全倒伏、連根拔起；5 級，折斷。除風害等級（WD）指標外，分別對：樹高（H）、東西向地徑（Dew）、南北向地徑（Dsn）、東西向冠幅（Cew）、南北向冠幅（Csn）、平均地徑（Dmean）、平均冠幅（Cmean）。

1.5 統(tǒng)計分析方法

本試驗采取小區(qū)平均值為計算單位，進行遺傳力估算。利用Excel、Genstat7.0等軟件進行有關數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，采取BLUP進行家系評選。遺傳力估算公式：

式（1）和式（2）中：為單株遺傳力，為家系遺傳力，為單株方差，為家系方差，為隨機方差，r為授粉系數(shù)（r取0.3）[10]。

2 結果與分析

2.1 家系的生長情況及方差分析

表1為1年生赤桉家系的生長情況和方差分析，由表1可知1年生赤桉家系的樹高、東西向地徑、南北向地徑、平均地徑、東西向冠幅、南北向冠幅、平均冠幅、風害等級指標的平均值分別為：3.03 m、5.56 cm、5.62 cm、5.59 cm、1.56 m、1.63 m、1.60 m、1.57級，可以看出南北向地徑和南北向冠幅的平均值要比東西向地徑和東西向冠幅的平均值要高；且各項指標均存在顯著差異。

表1 1年生赤桉家系的生長情況和方差分析Table 1 Growth situation and variance analysis of annual Eucalyptus camaldulensis family

2.2 家系遺傳力及單株遺傳力

從表2看出，赤桉家系中樹高、風害等級、地徑、冠幅的家系遺傳力分別為0.466、0.690、0.498和0.504，樹高、冠幅、地徑的家系遺傳力hf2基本在0.5左右，風害的家系遺傳力較大。各指標家系遺傳率和單株遺傳力比較，家系遺傳力要比單株遺傳力大，而單株遺傳力之間差異不大，比較均衡，這和已有的研究報道結果基本相符[8]。

表2 1年生赤桉家系和個體遺傳力Table 2 Annual E. camaldulensis family and individual heritability

2.3 保存率

從表3中可以看出1年生赤桉家系保存率前5名都為100.0%，其中10020和10026在表4中的排名靠前；而后5名保存率分別為為50.0%、50.0%、44.0%、38.0%、0.0%，這5個家系并沒有入選表4中的家系排名；綜上可以看出家系的保存率和家系的其他生長性狀有一定的關聯(lián)，而總體保存率平均值為86.0%。

2.4 優(yōu)良家系的選擇

具有優(yōu)良坑風性能的樹種是定向培育林木的最直接最根本的需求， 而進行種源之間的定向選擇是改良林木遺傳簡單而有效的手段， 同時也是改良林木遺傳的基礎[12-13]。目前為止有很多關于家系選擇的方法，利用BLUP推導估算預測育種值通用公式，適用于絕大部分的選擇方式[7]。分別對樹高、地徑、冠幅、風害等級性狀指標的BLUP模型按照等比權重分別對參試家系進行排名，最后選擇樹高（最高）、地徑（最大）、冠幅（最大）、風害等級（最低）、保存率（最大）五項指標中排名前20個家系。

從表4中可以看出前20名家系的樹高在3.10～3.80 m之間，平均樹高為3.42 m，高于樹高平均值3.03 m；地徑在5.60～7.10 cm之間，平均地徑為6.16 cm，高于地徑平均值5.59 cm；冠幅在1.60～2.00 m之間，平均冠幅為1.74 m，高于冠幅平均值1.60 m之間；風害等級在1.4～1.6級之間，平均風害等級為1.53級，低于風害等級平均值1.57；保存率在88.0%～100.0%之間，平均保存率為97.0%，高于保存率平均值86.0%。

3 結論與討論

根據(jù)對家系多性狀的遺傳力分析可以得出赤桉的生長性狀均比較高，達到0.4以上，其遺傳力大小與黃崇輝、楊朝暉等人的研究相符[14]，特別是風害等級比較高，說明林木抗風害能力是可遺傳的，這與王國祥等得出的研究結果是一致的，林木的風害除了受本身遺傳特性控制外，還與種植的區(qū)域、風力、風向、風作用方式有關，不同區(qū)域性，其風害程度往往不同。因此，單憑一次的調查并不能十分準確反映出林木抗風性強弱，有必要進一步多點多次觀測，才能較客觀確定無性系抗風能力的大小[15-17]。

（1）一年生赤桉樹高、地徑、地徑、風害指標在家系之間差異較明顯。在以后的實驗中我們將進行長期的跟蹤調差以確定不同樹齡的赤桉在樹高、地徑、地徑、風害指標在家系遺傳力和單株遺傳力上是否有顯著區(qū)別，并探究它們之間是否呈規(guī)律性變化的趨勢。

（2）林木抗風性狀是由遺傳基因控制，并可遺傳，因此進行遺傳選擇可以獲得抗風力強的品系。根據(jù)一年生赤桉家系生長和風害等級指標估值排名，選出編號為10010、1002、10020等一批優(yōu)良家系。但需要說明，畢竟這是根據(jù)一年生的幼林所獲得的結果，是否以后也是這樣,有待進一步研究。

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Studied on wind resistance and family selection ofEucalyptus camaldulensis

WANG Rui1,2, LIU Wei-dong1, GAO Ling1,2, XIE Yao-jian2, WU Zhi-hua2
(1. State-supported Key Lab. of Silviculture, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China;2. Eucalypt Research Centre, Zhanjiang 524022, Guangdong, China)

Family pedigree quality and individual wind resistance genetic values of one-year-oldEucalyptus camaldulensisfamily were estimated and evaluated by using BLUP model method. Through variance analysis, the results show that there were obvious signif i cant differences in growth of tree height (H) and ground diameter(D) and crown(C) and wind damage index(I) amongE. camaldulensisfamily; There were a lot of differences in family heritability and there was little difference in individual heritability in annual. At last the fi ne families were evaluated and selected out according to the family ranking scores based on the estimated data from the BLUP model method.

pedigrees ofEucalyptus camaldulensis; family selection; wind-resistance traits; heritability; BLUP model

S792.39

A

1673-923X(2014)11-0098-03

2014-01-12

廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新專項資金項目（2011KJCX019）；國家林業(yè)重大公益性行業(yè)科研專項（201104003）

王 睿（1990-），男，湖南婁底人，碩士研究生，主要從事森林培育；E-mail：517101785@qq.com

劉衛(wèi)東（1964-），男，湖南澧縣人，教授，博士，從事草業(yè)科學和城市林業(yè)方面的研究；E-mail：LWD1964@163.com

[本文編校：吳 毅]