23年生落羽杉優(yōu)良家系及優(yōu)良單株配合選擇

江津凡　丁次平　張凌云　胡興宜

摘要 通過對江漢平原23年生落羽杉15個家系子代測定林的胸徑、樹高和材積進行調(diào)查和分析，結(jié)果表明：不同家系間的胸徑、樹高和材積差異極顯著，胸徑、樹高和材積性狀家系遺傳力均在44%以上，各性狀受到中等強度的遺傳控制，其中胸徑家系遺傳力最大為53.53%;利用育種值評分法和性狀表現(xiàn)水平分析法從15個參試家系中選出5個優(yōu)良家系，用2種方法選出的家系完全一致，胸徑、樹高和材積平均遺傳增益分別為2.04%、0.88%和4.29%，平均現(xiàn)實增益分別為3.81%、2.00%和8.54%，并在優(yōu)良及家系的基礎上再選出優(yōu)良單株13株，其平均胸徑、樹高和材積分別為32.35 cm、20.38 m和0.806 1 m3。所選出的優(yōu)良家系和優(yōu)良單株生長優(yōu)勢明顯，可作為優(yōu)良遺傳材料進行保存和利用。

關鍵詞 落羽杉;子代測定林;優(yōu)良家系;優(yōu)良單株;江漢平原

中圖分類號 S722文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2020）11-0124-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.11.037

Abstract Progeny test was conducted on diameter at breast height（DBH），tree height，stem volume of 15 families of 23 years old Taxodium distichum in Jianghan Plain.The result showed there were significant differences among families on DHB， tree height and stem volume.The family heritability of DHB， tree height and volume were above 44% and DHB was up to 53.53%， the growth characters were mainly controlled by genetic factors.5 excellent families were selected according to grading of breeding value and performance level of phenotypic traits，the two methods selected five identical families，their average genetic gains were 2.04%，0.88% and 4.29%，and the real gains were 3.81%，2.0% and 8.54%.The average tree height，DHB and volume of 13 excellent plus trees were 32.35 cm，20.38 m and 0.806 1 m3.The selected eccellent families and plus trees had obvious growth advantage and should be preserved as excellent genetic materials.

Key words Taxodium distichum;Progeny test forest;Excellent family;Excellent plus trees;Jianghan Plain

落羽杉原產(chǎn)于北美洲東南部，20世紀20年代引種至我國，現(xiàn)以長江中下游地區(qū)栽培較多。該樹種適應性強，耐水、耐污染能力強，且病蟲害少，生長快，適合作為用材、防護及庭院觀賞樹種，也是營建抑螺防病林的優(yōu)良樹種[1-3]。目前國內(nèi)利用落羽杉的優(yōu)良特性，圍繞良種選育和雜交育種開展了系列研究，并研發(fā)了生長特性更加優(yōu)良的中山杉等優(yōu)良新品種[4]，已在各地開展引種造林試驗和推廣[5-7]。長期以來，江漢平原湖區(qū)造林綠化以楊樹為主，隨著楊樹純林面積過大和脅地效應突顯，出現(xiàn)了林農(nóng)矛盾日益突出和生態(tài)系統(tǒng)功能脆弱等問題，農(nóng)民種植楊樹積極性逐漸降低，因此，增加造林樹種選擇多樣性迫在眉睫。筆者在對江漢平原三臺林場23年生落羽杉的15個半同胞子代家系測定林的胸徑、樹高和材積性狀進行測定分析的基礎上，選出一批優(yōu)良家系，以期為江漢平原湖區(qū)植樹造林提供優(yōu)良種質(zhì)資源保障。

1 材料與方法

1.1 林地概況

試驗林位于荊州市公安縣三臺林場，地處長江南岸荊江分洪區(qū)，屬亞熱帶季風氣候區(qū)，年平均溫度16.4 ℃，全年高于10 ℃活動積溫5 214.7 ℃，無霜期271 d。年平均降雨量1 126 mm，年平均日照時數(shù)1 877.9 h。參試家系15個，來源于河南雞公山落羽杉良種基地和本地落羽杉，試驗林采用隨機區(qū)組設計，3次重復，共45個小區(qū)，每個小區(qū)9株。每年對試驗林進行每木檢尺，測量胸徑和樹高。

1.2 統(tǒng)計分析方法

單株材積[8]（V）=0.005 790 496 050+0.000 066 093 210D2H-0.000 000 469 210D3H-0.000 183 033 917D2-0.000 003 192 879D2HlgD

遺傳力（h2）、遺傳增益（△G）、遺傳變異系數(shù)（Gcv）按下列公式計算[9]：

h2家系= 1- 1/F，h2單株= 4δf2 /（δf2 +δfb2 +δe2）;△G =（R/X）×100%;Gcv=δg /;R=h2×S

式中，F(xiàn)為方差值;h2單株為單株遺傳力;δf2為家系方差;δfb2為家系×區(qū)組方差;δe2為小區(qū)內(nèi)株數(shù)的方差;δg為某性狀的家系遺傳標準差;R為選擇響應;S為選擇差;為群體平均數(shù)。

1.3 選擇方法

1.3.1

育種值評分法[10]。首先對子代性狀觀測值作方差分析，當F>1和家系數(shù)>4時，計算育種值。育種值：Z=+h2（Y-），其中，Z為各家系的育種值;為所有家系總體平均值;Y為各家系的平均值;h2=1-1/F。每個性狀排列第一位賦予15分，第二位賦予14分，依次類推，最后一位賦予1分，然后將每一家系各性狀得分值相加進行排序，并按育種值大小評選優(yōu)良家系。

1.3.2 性狀表現(xiàn)水平分析法。水平分析法的數(shù)學模型如下：

Pi=[（i-+2δp）/ 4δp ] ×100

式中，Pi為第i個家系的性狀得分值;i為第i個家系的平均值;為家系所在群體的平均值;δp為標準差。當i≥+2δp時，令Pi=100;當i≤-2δp時，令Pi=0。以性狀水平得分50分以上的家系入選。

2 結(jié)果與分析

2.1 落羽杉家系性狀間的遺傳變異

由表1可知，不同家系間的胸徑、樹高和材積差異均達到極顯著水平，家系和區(qū)組交互效應差異也顯著，表明15個家系間存在豐富的變異，改良潛力較大，從中選擇優(yōu)良家系完全可行。各性狀家系遺傳力中等水平，說明在家系水平上各性狀受到中等強度的遺傳控制，遺傳力和生境有一定的聯(lián)系，其中胸徑的家系遺傳力最高為53.53%，表明胸徑性狀指標受遺傳控制相對較強，因此優(yōu)良家系的選擇對以培育大徑材為目標的造林具有極其重要的意義。胸徑、樹高和材積三者的單株遺傳力相差不大，分別為22.09%和20.15%和20.36%，都相對較低，說明單株生長表現(xiàn)和環(huán)境密切相關。而遺傳變異系數(shù)是用來衡量遺傳力與環(huán)境關系的參數(shù)，3個性狀中材積的遺傳變異系數(shù)最大為24.73%，表明材積性狀與外界環(huán)境關系極大，所以在優(yōu)良家系選擇過程中應給予材積性狀指標較低的權(quán)重。由表1還可以看出，落羽杉3個性狀的家系遺傳力分別高于其單株遺傳力，說明在落羽杉選擇育種中應以家系選擇為主，再從優(yōu)良家系中根據(jù)遺傳力的大小進行單株選擇，才能獲得理想的遺傳增益和育種材料。

2.2 落羽杉家系綜合性狀育種值評分

根據(jù)不同家系方差估算家系遺傳力和各家系不同性狀的育種值，并進行綜合排序，各家系性狀育種值得分見表2。對落羽杉優(yōu)良家系選擇以30%的入選率為標準，選出5個優(yōu)良家系，家系號分別為9、1、12、15和5。同時從表2可以看出9、1號2個家系總得分相對較高，并且在各個性狀上的得分也相對較高，表明這2個家系表現(xiàn)出較強的生長能力和優(yōu)良的遺傳能力。

表3為估算出的5個優(yōu)良家系的現(xiàn)實增益和遺傳增益，結(jié)果表明，所選出的5個家系材積平均遺傳增益和平均現(xiàn)實增益均高于胸徑和樹高，分別為4.29%和8.54%，而樹高平均遺傳增益和平均現(xiàn)實增益均最小，分別為0.88%和2.00%，材積遺傳增益的大小不僅與遺傳力大小相關，而且與材積變異系數(shù)大小相關，這與表1中的材積變異系數(shù)最大相吻合。其中表現(xiàn)較好的是9號和1號家系，胸徑、樹高和材積均有較高的遺傳增益和現(xiàn)實增益，可見通過開展子代測定林工作可以選出真正的優(yōu)良家系。表3中的遺傳增益和現(xiàn)實增益大小與表型選擇的高低基本符合，說明通過表型選擇的優(yōu)良家系具有一定的代表性，所選出的優(yōu)良家系也有較好的增益。

2.3 落羽杉家系性狀表現(xiàn)水平分析

利用子代測定的各性狀平均值和性狀標準差，估算了落羽杉各家系的性狀表現(xiàn)得分，結(jié)果見表4。從表中可以看出，胸徑、樹高和材積指標上，不同家系間性狀水平值差異較大，表現(xiàn)最好的9號和1號家系各性狀水平值均大于60，表現(xiàn)較差的6號和4號家系各性狀水平值均在40左右。按胸徑、樹高和材積3個性狀水平得分同時大于50入選，可選出優(yōu)良家系9、1、12、15和5號，這與通過育種值方法選出的結(jié)果一致，表明以上5個家系確實具有較好的優(yōu)良性狀。

2.4 優(yōu)良家系與單株的配合選擇

在落羽杉優(yōu)良家系選擇的基礎上，進行家系與單株的配合選擇，可以使家系和單株2個層次的遺傳增益得到增加，起到疊加效應，從而獲得更大的遺傳改良效果，同時可為多世代改良育種提供基礎材料。在獨立淘汰水平評選法選出的9、1、13、16和5號優(yōu)良家系內(nèi)，以樹高均值加1個標準差、胸徑均值加1個標準差、材積均值加1個標準差為標準進行優(yōu)良單株選擇，結(jié)果有13株入選（表5）。優(yōu)良單株平均胸徑、樹高和材積分別為32.35 cm、20.38 m和0.806 1 m3，分別大于總體均值的18.13%、10.35%和45.95%。選出的優(yōu)良單株對無性繁育利用以及對建立優(yōu)良種質(zhì)資源保存庫具有重要意義。

3 小結(jié)

通過對15個落羽杉家系子代測定林的測定和分析，結(jié)果表明，不同家系在胸徑、樹高和材積上均存在顯著差異，為進一步選擇優(yōu)良家系提供了基礎。該研究對落羽杉優(yōu)良家系選擇以30%的入選率為標準，選出5個優(yōu)良家系，這與早期6年生落羽杉家系選擇有差異[11]，表明部分家系在后期生長表現(xiàn)強勁，逐步顯示遺傳優(yōu)勢。然后采用育種值評分法和性狀水平分析法進行選優(yōu)，選出的5個優(yōu)良家系完全一致，并且得分排名也一致，表明選出的5個家系相對于其他家系，有較好的遺傳性狀和遺傳力，其胸徑、樹高和材積平均現(xiàn)實增益分別為3.81%、2.00%和8.54%，平均遺傳增益分別為2.04%、0.88%和4.29%，其中9號和1號家系各性狀的現(xiàn)實增益和遺傳增益均相對較大，表現(xiàn)出較好的遺傳能力。在選出5個優(yōu)良家系的基礎上又選出了13株優(yōu)良單株，因此，不同種源以及不同單株之間生產(chǎn)力存在差異，在大量育苗推廣之前必須進行選優(yōu)，以產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，故此次選出的優(yōu)良家系和優(yōu)良單株對落羽杉采穗圃建設和落羽杉雜交育種具有重大意義。

在調(diào)查過程中，林分密度較大可能會對一些樹木的生長也有影響，所以應對林分進行間伐。同時，不同種源落羽杉，由于遺傳因素原因，物理化學性質(zhì)也存在差異[12]。因此，下一步應對現(xiàn)有林分進行撫育并結(jié)合落羽杉物理化學性質(zhì)和生長指標做進一步選擇。

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