基于FAI-BLUP多性狀選擇指數(shù)的耐低氮楊樹品種篩選

摘要：[目的]探析低氮脅迫下楊樹無性系苗期性狀適應(yīng)性，篩選耐低氮能力強的品種。[方法]以87個楊樹無性系為試驗材料，利用溫室盆栽方法，在低氮脅迫（LN）和正常供氮（NN）處理條件下，測定生長、葉片形態(tài)和葉綠素熒光參數(shù)3組性狀，基于混合線性模型的最佳無偏預測（BLUP），分析遺傳變異并估算遺傳參數(shù)和育種值，利用FAI-BLUP多性狀指數(shù)，綜合評價供試無性系適應(yīng)性。[結(jié)果]所有性狀在不同供氨水平間和無性系間均有極顯著差異，變異系數(shù)為18.9％～40.60％（LN）和15.7％～35.6％（NN）。不同供氨水平下每組性狀內(nèi)性狀間相關(guān)性特征一致，生長和葉片形態(tài)各性狀在供氨水平與無性系間互作作用達到極顯著水平，適合作為耐低氮性篩選指標，利用其BLUP育種值，獲得FAI-BLUP多性狀指數(shù)，對各無性系排序，以20％選擇強度篩選出了一批優(yōu)良無性系，其生長和葉片形態(tài)育種值遺傳增益分別為14.10％～21.5％和5.56％～12.9％，在低氮脅迫下具有較強適應(yīng)性。[結(jié)論]在低氮脅追下楊樹無性系苗期生長、葉片形態(tài)和葉綠素熒光參數(shù)均受到顯著抑制，不同供氨水平間和無性系間各性狀變異豐富，生長和葉片形態(tài)在供氮水平與無性系間互作作用存在極顯著差異，利用其FAI-BLUP多性狀指數(shù)綜合評價并篩選出了13個優(yōu)良無性系，耐低氮適應(yīng)性和穩(wěn)定性強，可用于耐低氮楊樹品種選育。

關(guān)鍵詞：楊樹；低氮脅迫；育種值；FAI-BLUP；多性狀選擇

中圖分類號：S722.3 文獻標識碼：A 文章編號：1001-1498（2025）01-0061-12

楊樹（Populus L.）是我國重要的造林樹種之一，具有生長快、產(chǎn)量高、成材早和造林成本低等特點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)用材林和生態(tài)防護林建設(shè)。我國楊樹主要栽培區(qū)氣候和生態(tài)環(huán)境多樣，長期育種中仍然迫切需要選育速生優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)性廣和抗逆性強的優(yōu)良新品種，將低投入與高產(chǎn)出結(jié)合（水肥投入少）的高資源利用作為無性系評價選擇的重要目標性狀之一。氮（N）是限制楊樹生長最主要的營養(yǎng)元素，施氮可以改善葉片性狀（例如數(shù)量、表面積以及C和N代謝），提高成熟葉片光合速率，從而直接影響楊樹生長和木材品質(zhì)，是提高人工林生產(chǎn)力的重要途徑之一，但過量的氮肥會導致葉片大量和微量營養(yǎng)元素的失衡，并對楊樹生長產(chǎn)生毒性作用，不僅會造成管理成本的大幅增加，還會引起一系列的環(huán)境問題。因此，選育耐低氮的資源節(jié)約型楊樹新品種，有利于提高林分生產(chǎn)力、擴大栽植面積、減少營林成本和環(huán)境污染。

楊樹對氮的響應(yīng)表現(xiàn)出廣泛的表型可塑性，體現(xiàn)在氮利用性狀的種間、種內(nèi)種源間、家系間和無性系間的變異上，這種變異可能是由于氮的吸收或同化模式的差異，而這些差異被認為是環(huán)境和基因型的作用。耐低氮性鑒定是耐低氮育種工作的一個重要環(huán)節(jié)，選擇適宜的評價指標對于得到理想的耐低氮品質(zhì)至關(guān)重要，這些指標應(yīng)該涵蓋植物在低氮條件下的生長狀況、產(chǎn)量、品質(zhì)等多個方面，以便更全面地評估植物的耐低氮能力。目前，已有研究篩選出了許多可用于楊樹耐低氮性鑒定的指標，例如生長量、根系結(jié)構(gòu)、葉片性狀尤其是與生物量密切相關(guān)的葉面積、光合生理、葉綠素含量、氮積累量等。楊樹耐低氮性是一個極其復雜的綜合性狀，傳統(tǒng)的耐低氮性評價方法主要依賴于單一的評價指標，例如氮利用效率和氮耐受性，而任何單一指標都無法全面準確地反映楊樹對低氮脅迫的響應(yīng)，因此已有研究利用綜合評價指標以克服單一評價指標的不足，主要采用主成分分析、模糊數(shù)學隸屬函數(shù)等方法。