鵝掌楸屬種間雜交子代生長動態(tài)分析

蔡桁　徐紅梅　蔣祥娥　曹健　董梅　 胡超　楊寒　管蘭華

摘要：以12 a生鵝掌楸屬種間雜交子代測定林為對象，利用連年生長數(shù)據(jù)進行了生長差異性分析、相關分析和生長動態(tài)分析。結果表明：12 a子代測定林平均胸徑23.3 cm，平均樹高14.50 m，平均材積0.229 m3，雜交組合之間連年生長差異極顯著。造林后第6年與第11年胸徑、樹高和材積的相關系數(shù)分別為0.903、0.911、0.914，相關密切，早期選擇具有較高的可靠性。雜交子代測定林的速生期為第2年～第8年，胸徑、樹高生長數(shù)量成熟在第8a和9a，此時材積生長仍然保持較高水平，其生長數(shù)量成熟要晚于第11年。

關鍵詞：鵝掌楸;子代測定;生長動態(tài)分析;數(shù)量成熟

中圖分類號：S792.21文獻標識碼：A文章編號：1004-3020（2022）02-0013-06

Dynamic Growth Analysis of Interspecific Hybrid Progenies of Liriodendron chinense

Cai Heng Xu Hongmei Jiang Xiang Cao Jian Dong Mei Hu Chao Yang Han Guan Lanhua

Abstract：In this paper，the growth difference analysis，correlation analysis and growth dynamic analysis were carried out based on the growth data of 12yearold interspecific hybrid progeny test of Liriodendron chinense. The results showed that the average DBH，tree height and volume of trees were 23.3 cm，14.50 m and 0.229 m3，respectively. The correlation coefficients of DBH，tree height and volume were 0.903，0.911 and 0.914 respectively between 6th year and 8th year after afforestation，indicating that early selection had high reliability. The rapid growth period of the hybrid progeny test was at 2～8 year. Quantitative maturity of DBH and tree height were at 8th and 9th year，at this time，the volume growth still maintained a high level，and the growth matured quantitatively later than 11th years.

Key words：Liriodendron chinense;progeny test;growth dynamic analysis;quantitative maturity

鵝掌楸屬Liriodendron現(xiàn)僅存兩個種[1]，鵝掌楸L. chinense和北美鵝掌楸L. tulipifera ，亞美馬褂木Liriodendron×sinoamericanum 為鵝掌楸與北美鵝掌楸的人工雜種的統(tǒng)稱[2]。亞美馬褂木具有很強的雜種優(yōu)勢，適應性強，生長迅速，樹形美觀，作為珍貴用材及園林綠化等樹種具有十分廣闊的推廣應用前景。20世紀60年代以來，在鵝掌楸屬種間雜交及雜種優(yōu)勢分析[36]、無性繁殖[711]、引種與栽培技術[1219]、脅迫反應[2023]、木材特性[2426]、基因克隆[2730]等方面開展了大量研究。但以往選育的亞美馬褂木存在親本來源少，雜種子代遺傳基礎狹窄等缺陷[31]，同時鵝掌楸屬樹種的生長特性等方面的研究較少[3234]，為了揭示鵝掌楸屬種間雜種亞美馬褂木生長性狀的遺傳變異、生長動態(tài)等特性，本研究利用鵝掌楸屬雜交子代測定林進行了亞美馬褂木生長分析，期望了解亞美馬褂木生長特性，為人工林培育提供技術支撐;通過早期選擇研究，評價對成年目的性狀進行早期預測和選擇的可行性，從而達到縮短育種周期的目的，以便及時將優(yōu)良材料用作生產群體的親本或作高世代育種材料[35]。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗地位于湖北省咸寧市咸安區(qū)林業(yè)科學研究所（114°23′E，29°59′N），亞熱帶季風性濕潤氣候，四季分明，氣候溫和。年均氣溫16.8 ℃，最冷月1月平均氣溫4 ℃，最熱月7月平均氣溫29.3 ℃。降雨量年均1 531.4 mm，無霜期年均258 d。

1.2試驗材料

鵝掌楸屬種間雜交于2007年在湖北省京山市虎爪山林場鵝掌楸屬種源試驗林內進行[6]， 2008年在湖北省林木育種中心苗圃分家系育苗（湖北林業(yè)局林木種苗管理總站內），2009年移植到湖北省林木種苗場（湖北省咸寧市咸安區(qū)橫溝橋鎮(zhèn)）再培養(yǎng)1 a。2010年雜交子代測定林營建于湖北省咸寧市咸安區(qū)林業(yè)科學研究所，移植再培養(yǎng)1 a實生苗造林，平均苗高0.8 m左右，面積4 hm2，隨機完全區(qū)組設計，3次重復，10株小區(qū)，株行距3 m×4 m，63個雜交組合，以7個鵝掌楸和北美鵝掌楸母本自由授粉家系為對照[36]。

1.3數(shù)據(jù)調查

2009年底進行苗木地徑、苗高及保存率調查，造林后（2010～2020年）每年生長季節(jié)結束后進行胸徑、樹高及其干型等性狀的調查。B76C6AAF-029F-4CDF-B006-78D12E6F5DD1

1.4數(shù)據(jù)整理與分析

數(shù)據(jù)分析對象為鵝掌楸屬種間雜交正反交47個組合，應用Excel 2010進行數(shù)據(jù)整理、分析和制圖，材積計算以V=f×π×H×（D/2）2，式中H表示樹高，D表示胸徑（苗期時是地徑），f是實驗形數(shù)，取值為1/3[36]。變異系數(shù)cv=s/x-×100%，s表示標準差，x-表示平均值;相關系數(shù)r=cov（x·y）/var（x）·var（y），式中cov（x·y）表示x與y的協(xié)方差，var（x）表示x的方差，var（y）表示y的方差。方差分析和相關分析運用SPSS17.0進行。

2結果與分析

2.1生長性狀差異性分析

鵝掌楸屬種間雜交子代測定林12 a生（第1年為苗期，下同）生長數(shù)據(jù)見表1，平均胸徑23.3 cm，變異系數(shù)為26.8%，平均樹高14.50 m，變異系數(shù)為21.1%，平均材積為0.229 m3，變異系數(shù)為58.9%，由此可以看出雜交組合間存在較大的分化。連年生長數(shù)據(jù)方差分析結果見表2，胸徑、樹高和材積3個指標的方差分析結果極為相似，所有年份雜交組合間的生長性狀差異極顯著，雜交組合間存在廣泛的遺傳變異，為優(yōu)良雜交組合的選擇提供了基礎。

2.2生長性狀連年相關分析

研究生長性狀各年份之間的相關狀況，了解各年份之間的內在關系，為早期選擇提供合理的理論依據(jù)。由表3可知，生長性狀的相關趨勢是相同的，年齡相差越小，相關系數(shù)越大;隨著林齡的增長，早晚相關系數(shù)也越來越大。第1年與第12年胸徑、樹高、材積相關系數(shù)分別為0.491、0.508、0.518，到第6年、第7年與第12年胸徑、樹高和材積的相關系數(shù)分別為上升到0.868、0.865、0.886和0.903、0.911、0.914，表明亞美馬褂木生長前幾年生長不穩(wěn)定，它們之間的相關性相對較小，隨著林齡的增長，相關越來越密切，進行早期選擇可靠性高，因此鵝掌楸屬種間雜交子代可以在第7年進行早期選擇。

2.3生長動態(tài)分析

2.3.1胸徑生長動態(tài)分析

第1年為造林時苗期生長數(shù)據(jù)，第2年胸徑生長較慢，第3年進入速生期，第6年達到高峰，隨后慢慢回落（表4）。連年生長量和平均生長量在第9年交叉（圖1），表明在株行距3 m×4 m種植條件下，胸徑生長在第9年達到數(shù)量成熟。雖然達到了數(shù)量成熟，但仍然保持較高的生長速度，連年生長量超過1 cm/a。

2.3.2樹高生長動態(tài)分析

樹高生長動態(tài)與胸徑相似，第2年生長較慢，第3年進入速生期，第7年達到高峰，隨后慢慢回落（表4）。連年生長量和平均生長量在第9年、第10年之間交叉（圖2），表明樹高生長在第10年達到數(shù)量成熟，之后樹高生長明顯放緩。

2.3.3材積生長動態(tài)分析

材積生長1～3 a生長緩慢，第4年進入速生期，第10年達到高峰（表4），之后有所回落。連年生長量和平均生長量在12 a內沒有交叉（圖3），表明材積生長還沒有達到數(shù)量成熟。由于材積是樹高和胸徑的3次方程，樹高和胸徑的微小變化將引起材積較大的變化，因此生長后期材積的增長仍然很明顯。

3結論與討論

（1）育種學家們將生長期分為若干階段，探討各個階段對生長量的重要性[37]，速生期是指某一基因型在生長期中處于優(yōu)勢的時期，具有相對意義。與傳統(tǒng)的利用樹干解析木2 a為1個齡級的方法進行生長動態(tài)分析不同，本研究利用亞美馬褂木12 a連年生長數(shù)據(jù)進行分析，得出亞美馬褂木速生期為第3年～第9年，胸徑和樹高生長第3年就進入速生期，表明亞美馬褂木幼苗緩苗期只有1 a，適應環(huán)境能力較強。材積生長第5年進入速生期，相對較晚，與材積達到數(shù)量成熟較晚相吻合。郝自遠等[33]對24 a生北美鵝掌楸的研究結果為胸徑速生期為4～16 a，而且速生期內有2個峰值;樹高生長速生期為0～16 a，速生期內有3個峰值;材積生長在20 a時出現(xiàn)峰值，但24 a試驗期內未達到數(shù)量成熟，與本試驗結果不同，可能是由于樹種、立地條件、生長年限等不同所致。

（2）林木生長規(guī)律是樹種生物學研究的重要內容之一，為提高鵝掌楸屬林分的科學經(jīng)營水平，提高森林資源的儲備和林地生產力，必須準確地了解林分的生長動態(tài)規(guī)律。根據(jù)本試驗結果，胸徑和樹高的數(shù)量成熟齡分別為第9年和第10年，而材積生長在現(xiàn)有試驗期（12 a）沒有達到數(shù)量成熟。這個試驗結果與郝自遠等[33]關于北美鵝掌楸胸徑、樹高數(shù)量成熟齡為17 a，材積數(shù)量成熟齡大于24 a不同;也與朱祥錦[34]關于鵝掌楸胸徑、材積數(shù)量成熟齡超過12 a，樹高數(shù)量成熟齡為11 a不同。

（3）三個生長性狀連年相關具有相似的規(guī)律，早晚相關隨著林齡的增長，相關系數(shù)越來越大，在速生期的末期（第7年）相關系數(shù)已經(jīng)超過0.9，以后的相關系數(shù)逐漸接近1.0，表明在這個時期進行早期選擇的結果具有很高的可靠性。關于鵝掌楸屬樹種生長性狀早晚相關的報道極少，該結果與郝自遠等[33]以18 a為伐期年齡進行早期選擇的結果基本一致，第6年選擇效率最高。李斌等[38]通過17 a鵝掌楸人工林材性研究結果表明材性性狀的早期選擇不應早于7 a，Ryu 等[39]對北美鵝掌楸成熟林分的生長性狀綜合分析評價的結果是20 a是北美鵝掌楸早期選擇的最適年齡。

（4）樹木速生期、數(shù)量成熟受到樹種、基因型、立地條件、栽培措施、林分密度等影響[40]，國內外對于鵝掌楸屬的早期選擇年齡、數(shù)量成熟齡等的結論尚不統(tǒng)一。在進行鵝掌楸屬樹種生長動態(tài)分析時，首先要確定目的樹種、基因型，在此基礎上再結合培育目標，選擇盡量相同的立地條件、栽培措施，最終得出相對準確的生長規(guī)律。

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（責任編輯：唐嵐）

基金項目：湖北省林業(yè)科技支撐重點項目“湖北省優(yōu)良鄉(xiāng)土珍稀樹種選育體系建設”（[2017]LYKJ04）。

作者簡介：蔡桁（1964～），女，高級工程師，主要從事組織培養(yǎng)和林木育種工作。

管蘭華為通訊作者。B76C6AAF-029F-4CDF-B006-78D12E6F5DD1