基于種質(zhì)資源庫(kù)自由授粉子代的杉木第3 代種質(zhì)生長(zhǎng)評(píng)價(jià)及選擇

游云飛

（福建省洋口國(guó)有林場(chǎng)，福建順昌353211）

杉木（Cunninghamia lanceolata） 為中國(guó)南方林區(qū)廣泛栽培的針葉用材樹(shù)種，是我國(guó)較早開(kāi)展育種研究的重要樹(shù)種[1]。自20 世紀(jì)50 年代開(kāi)展杉木育種研究以來(lái)，諸多科研人員圍繞樹(shù)高、胸徑、單株立木材積等核心目的性狀，選育出一大批具有這些優(yōu)良性狀的品種，大大提高了杉木人工林的生產(chǎn)力[2,3]。尤其是杉木第1 代種子園、第2 代種子園自由授粉子代測(cè)定和選擇等研究工作大幅提高了杉木主栽品種的速生性[4,5]。但進(jìn)入第3代育種后，生長(zhǎng)的改良仍是杉木育種的首要任務(wù)[6]。本文以杉木第3 代種質(zhì)資源自由授粉子代為材料開(kāi)展子代測(cè)定，對(duì)杉木第3 代種質(zhì)資源生長(zhǎng)性狀進(jìn)行遺傳評(píng)價(jià)，并從中依據(jù)單株立木材積育種值篩選優(yōu)良家系作為杉木第3 代種子園建園材料，為種質(zhì)資源在生產(chǎn)中應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省洋口國(guó)有林場(chǎng)道坪工區(qū)（117°53′E，26°50′N，海拔175 ～240m），屬杉木中心產(chǎn)區(qū)，面積3.33hm2。試驗(yàn)地前茬為馬尾松采伐跡地，坡向東南，坡度25°～35°，年均氣溫18.5℃，年均降水量1880mm，年均相對(duì)濕度82%，無(wú)霜期280d。土壤為山地紅壤，土層厚度50 ～80cm，屬Ⅱ-Ⅲ類立地。

1.2 參試材料

參試家系為97 個(gè)福建省洋口國(guó)有林場(chǎng)2000 年嫁接營(yíng)建的杉木第3 代種質(zhì)資源庫(kù)自由授粉子代，并以福建省洋口國(guó)有林場(chǎng)杉木第2 代種子園混合種實(shí)生苗為對(duì)照。2003 年11 月，按家系采集種質(zhì)資源自由授粉種子。2004 年1 月播種育苗。2005 年1 月?tīng)I(yíng)造子代測(cè)定林。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)為完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)（RCB），98 個(gè)處理，10 次重復(fù)，4 株單列小區(qū)。水平帶狀整地，水平帶寬80cm，株行距1.8m×1.8m，初植密度3086 株·hm-2。試驗(yàn)地外圍種1 行杉木作為保護(hù)行，2 行樂(lè)東擬單性木蘭作為標(biāo)志行。2018 年底（14a 林齡） 調(diào)查樹(shù)高、胸徑，并估算單株立木材積[7]：V=0.000 058 770 42D1.9699831H0.89646157。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

2 結(jié)果與分析

2.1 生長(zhǎng)性狀表型差異

家系間樹(shù)高、胸徑和單株立木材積表型變異豐富，表型變異系數(shù)分別為4.54%、6.21%和14.98%，14 年生時(shí)平均值分別為13.03m、16.9cm 和0.02493m3，樹(shù)高和胸徑年均生長(zhǎng)量分別為0.93m 和1.21cm，比試驗(yàn)林8年生時(shí)的年均生長(zhǎng)量[8]降低了0.23m 和0.28cm，這與杉木人工林早期生長(zhǎng)規(guī)律相符。單株立木材積的表型變異最為豐富，最大家系是最小家系的2.12 倍，為速生家系的后向選擇奠定了基礎(chǔ)。

表1 家系間生長(zhǎng)性狀表型變異（14a）

2.2 生長(zhǎng)性狀遺傳變異

圖1 為種質(zhì)資源庫(kù)自由授粉子代測(cè)定林14a 林齡時(shí)樹(shù)高、胸徑和單株立木材積的正態(tài)性及線性檢驗(yàn)圖，表明各生長(zhǎng)性狀均符合正態(tài)分布，且因變量與自變量間具有線性關(guān)系。

圖1 14a 林齡時(shí)生長(zhǎng)性狀正態(tài)性及線性檢驗(yàn)圖

表2 生長(zhǎng)性狀方差分析及遺傳參數(shù)估算

從表2 可看出，參試家系在樹(shù)高、胸徑和單株立木材積上差異均極顯著，環(huán)境和家系的交互作用也極顯著。單株立木材積的遺傳變異系數(shù)最高，達(dá)到10.58%。樹(shù)高、胸徑和單株立木材積的狹義遺傳力較為接近，分別為0.2041、0.2156、0.2309。因此，參試家系群體中生長(zhǎng)性狀受到中度偏下的遺傳控制，而對(duì)單株立木材積進(jìn)行選擇可以獲得更高的遺傳增益，這是選擇速生家系的依據(jù)。

2.3 單株立木材積育種值評(píng)價(jià)及選擇

圖2 家系單株立木材積育種值聚類

利用參試家系單株立木材積的育種值進(jìn)行聚類分析，以便對(duì)各家系的速生性進(jìn)行評(píng)價(jià)。從圖2 可見(jiàn)，參試的97 個(gè)家系和對(duì)照被聚類為5 大類，每一類包含的家系數(shù)及平均單株立木材積育種值見(jiàn)表3。其中單株立木材積育種值最高類為第1 類，包含26個(gè)家系，占參試家系數(shù)的26.80%，平均單株立木材積育種值為0.01368m3。最低類為第5 類，包含24個(gè)家系，占參試家系數(shù)的24.74%，平均單株立木材積育種值為-0.01187m3。劃分的類型中，第1 類和第2 類單株立木材積育種值為正值，包含39 個(gè)家系，占參試家系數(shù)的40.21%；第3 類到第5 類單株立木材積育種值為負(fù)值，包含58 個(gè)家系，占參試家系數(shù)的59.79%。在聚類分析基礎(chǔ)上，以14 年生單株立木材積育種值為指標(biāo)從第1 類家系中篩選育種值大于對(duì)照的速生優(yōu)良家系8 個(gè)（表4），入選率8.25%。入選家系14 年生時(shí)平均單株立木材積為0.21280m3，比群體均值大27.85% ， 較 對(duì) 照 高13.13% ， 平 均 育 種 值 為0.04573m3，平均遺傳增益為21.17%。

表3 參試家系聚類

3 小結(jié)

表4 速生優(yōu)良家系單株立木材積育種值及遺傳增益

利用種質(zhì)資源庫(kù)自由授粉子代可以對(duì)大量種質(zhì)資源進(jìn)行同期遺傳測(cè)定，克服種子園子代測(cè)定或雜交子代測(cè)定試驗(yàn)容量有限、測(cè)定批次多的困難[8]。本試驗(yàn)中，杉木第3 代種質(zhì)資源自由授粉子代測(cè)定林生長(zhǎng)良好，14 年生時(shí)平均樹(shù)高、胸徑、單株立木材積分別為13.03m、16.9cm、0.16644m3；參試家系間生長(zhǎng)性狀均受到遺傳因素的顯著影響，樹(shù)高、胸徑、單株立木材積的遺傳變異系數(shù)分別為2.87%、4.22%、10.58%，狹義遺傳力分別為0.2041、0.2156、0.2309。根據(jù)單株立木材積的育種值將參試的97個(gè)家系聚類為5 大類，第1 類和第2 類單株立木材積育種值為正值，包含39 個(gè)家系，占參試家系數(shù)的40.21%。第3 類到第5 類單株立木材積育種值為負(fù)值，包含58 個(gè)家系，占參試家系數(shù)的59.79%。以單株立木材積育種值為指標(biāo)從第1 類家系中篩選育種值大于對(duì)照的速生優(yōu)良家系8 個(gè)，入選率8.25%。入選家系14年生時(shí)平均單株立木材積為0.21280m3，比群體均值大27.85%，較對(duì)照高13.13%，平均育種值為0.04573m3，平均遺傳增益為21.17%，選擇效果明顯。本研究測(cè)定林林齡為14a，超過(guò)杉木半個(gè)輪伐期，選擇的結(jié)果為中期選擇，應(yīng)繼續(xù)對(duì)測(cè)定林跟蹤調(diào)查分析，開(kāi)展晚期決選研究。