-
桤木(Alnus cremastogyne)是国产桤木属11个种中最重要的一个特有种,树高可达40 m,主要分布在四川成都平原及周边山地,是人造板、造纸及建筑、家具的良好用材[1, 2]。桤木为非豆科固氮树种,同时也是造林绿化、营建生态公益林的先锋树种[3]。2018年,我国进口木材及木制品总金额达261.36亿美元(不含纸及纸制品),木材供需缺口较大,人工林培育的需求也相应的有所提高,因而对具有优良遗传品质的良种需求也大。而当前我国林木良种选育工作主要集中在主栽用材林和经济林树种,而对于乡土阔叶树种良种选育的研究相对较为落后,基础较差。在早期阶段,王军辉等[4, 5]以桤木自然分布区种源的生长、材性和果实等性状研究了桤木的地理变异及其趋势,并划分了种源区;同时分析了四川种源桤木在湖北、江西和福建的单株生物质产量的遗传变异规律,并初选出5个作为工业用材林的优良种源。杨春惠等对18个桤木种源126个家系进行苗期生长早期选择,筛选出5个适宜在湖北推广发展的优良种源。在保护生态环境的基础上,发展人工林,增加林产品产量和种类,是绿水青山就是金山银山的有效体现[6]。在天然林全面禁伐以保护天然林资源的环境下,为现代林木遗传改良提出了新的更高的要求,就是要实现良种化造林,以最少的人工林面积提供数量更多、质量更好的林产品。
本研究你通过对桤木18个种源(98个半同胞家系)遗传测定林生长表现的测定,分析种源家系遗传变异,以筛选优良的种源/家系,为四川省乡土阔叶用材林和生态防护林培育提供理论基础。
HTML
-
桤木遗传测定林位于四川省资阳市雁江区雁江镇(104°34′35.91″E,30°7′19.37″N)。属盆周浅丘地貌,气候温和,年均温17.3 ℃,年均降雨量965.8 mm,海拔在390~460 m之间。
-
2010年在四川省全分布区内收集桤木种源18个,家系98份(见表1)。2011年3月在四川省林业科学研究院唐昌现代林业基地培育造林苗木,2012年春造林,试验林按5株小区,4个区组重复的随机区组设计营建,株行距为2×3 m。2018年底测定树高、胸径、东西冠幅、南北冠幅和枝下高。
序号No. 种源Provenance 家系号Family No. 经度Longitude/° 纬度Latitude/° 海拔Elevation/m 1 通江Tongjiang 1~5 107.311063 31.987513 406 2 南江Nanjiang 6, 8~13 106.63197 31.941456 738 3 巴州Bazhou 14~20 106.80685 31.703781 368 4 平昌Pingchang 21~26 107.227206 31.605659 532 5 宣汉Xuanhan 28~32,34~36 107.653044 31.456252 482 6 万源Wanyuan 38~39 107.81652 31.990971 591 7 峨眉Emei 41, 42, 45~47 103.366611 29.597917 650 8 沐川Muchuan 49~58 103.639806 29.184222 601 9 剑阁Jiange 61, 62, 64~66 105.508083 32.139917 800 10 泸定Luding 67~70, 72~77, 80 102.205667 29.849361 1 303 11 盐亭Yanting 84~90 105.273694 30.257694 462 12 宝兴Baoxing 92 102.826111 30.371944 1 518 13 金堂Jintang 94~105 103.523056 30.733333 760 15 天台Tiantai 106~112, 114, 115 103.158194 30.311333 840 16 叙舟Xuzhou 117 104.516014 28.647439 471 17 珙县Gongxian 118 104.701557 28.42416 539 19 黔江Qianjiang 120 108.736038 29.417112 1 005 20 茂县Maoxian 123 103.723164 31.565646 1 583 Table 1. Geographic information of provenances or families of A. cremastogyne
-
SPSS软件进行巢氏方差分析,估算区组、种源、家系、种源×区组、家系×区组的方差分量。参照Gilmour等[7]的方法估算种源重复力和家系遗传力。参照洪舟等[8]的方法估算遗传变异系数和表型变异系数。R语言的cor函数计算性状间的遗传相关,采用指数选择法筛选优良种源/家系,并估算优良种源/家系的遗传增益[9, 10, 11]。
1.1. 试验地概况
1.2. 试验材料与设计
1.3. 统计方法
-
7 年生桤木平均树高(H)、胸径(DBH)、冠幅(P)和枝下高(hB)分别为10.0 m、9.0 cm、2.8 m和2.5 m,其变异系数分别为0.19、0.26、0.28和0.46。桤木H平均年增长量为1.4 m,DBH年平均增长量为1.3 cm(见表2)。方差分析结果表明,桤木生长性状在家系水平存在极显著差异,P和hB在种源水平存在极显著差异,种源间树高生长差异显著,表明开展种源选择有望获得较高的遗传增益。
性状 Traits 平均值 Mean 标准差 SE 变异系数
Coefficient of variation方差来源 Source of variation 区组 Block 种源 Provenance 家系 Family H 10.0 1.9 0.19 12.734** 1.831* 3.070** DBH 9.0 2.3 0.26 11.317** 1.456 2.079** P 2.8 0.8 0.28 17.243** 2.107** 2.824** hB 2.5 1.2 0.46 18.942** 4.917** 4.928** H:树高,DBH:胸径,P:冠幅,hB:枝下高,*和**分别表示在0.05和0.01水平下差异显著
H: Tree height, DBH: Diameter of breast height, P: Crown width, hB: Clear bole height. * and ** indicate significant differences at the level of 0.05 and 0.01, respectively.Table 2. Phenotypic performance and variation analyses of growth traits of A. cremastogyne
-
桤木生长性状在表型和遗传水平上均存在不同程度的变异,其表型变异系数为0.113(P)~0.303(DBH)之间,遗传变异系数介于0.033(P)~0.369(hB)之间(见表3)。各性状的种源重复力、家系遗传力分别为0.775(DBH)~0.836(H)和0.828(hB)~0.867(H),表明各生长性状在种源/家系水平上均受到较高的遗传控制。
性状
Traits表型变异系数
Phenotypic variation coefficient遗传变异系数
Genetic variation coefficient种源重复力
Provenance repeatability家系遗传力
Family heritabilityH 0.175 0.056 0.836 0.867 DBH 0.303 0.064 0.775 0.841 P 0.113 0.033 0.791 0.857 hB 0.264 0.369 0.832 0.828 H:树高,DBH:胸径,P:冠幅,hB:枝下高
H: Tree height, DBH: Diameter of breast height, P: Crown width, hB: Clear bole heightTable 3. Genetic parameters of growth traits of A. cremastogyne
-
由图1可知,所有性状间均为正相关关系,hB和P之间的相关性最弱,仅0.12;H和DBH之间的相关性最强,为0.71。hB与H、DBH和P之间的相关性均较弱,它们之间关联程度很低。H、DBH和P三个性状间均具有较高的相关性,它们之间的关联程度较高。
-
以H、DBH、P和hB为指标开展优良种源/家系的选择,种源平均聚合性状指数(I)为11.84,以I值大于平均值+1个标准差(12.75)为入选标准筛选出2个优良种源:4号和15号(见表4)。优良种源H、DBH、P和hB的平均遗传增益分别为4.60%、7.23%、5.28%和14.87%。为进一步比较优良家系的选额结果,以H、DBH、P和hB为指标构建家系的聚合性指数,平均为12.51,以I值大于平均值+1个标准差(14.24)为入选标准筛选出8个优良家系,入选家系的H、DBH、P和hB的平均遗传增益分别为9.31%、13.73%、18.24%和28.75%。入选的优良家系分散在7个种源中,仅11号种源有2个家系入选。
类别
Type种源号
Provenance No.家系号
Family No.聚合指数I ΔGH/% ΔGDBH/% ΔGP/% ΔGhB/% 种源选择
Provenance selection4 13.19 6.20 7.69 8.99 15.25 15 12.72 3.00 6.78 1.57 14.49 家系选择
Family selection3 16 14.43 19.66 14.26 9.86 3.36 4 21 14.69 3.33 7.33 21.38 46.15 9 65 15.20 8.35 22.62 26.14 29.62 10 67 14.53 2.22 1.68 36.42 30.28 11 86 15.42 18.46 34.03 21.11 2.79 11 90 14.40 5.53 6.95 1.75 59.15 13 94 14.33 8.61 9.66 20.34 9.52 15 109 14.88 8.36 13.33 8.94 49.12 ΔGH:树高遗传增益,ΔGDBH:胸径遗传增益,ΔGP:冠幅遗传增益,ΔGhB:枝下高遗传增益
ΔGH: Genetic gain of H, ΔGDBH: Genetic gain of DBH, ΔGP: Genetic gain of P, ΔGhB: Genetic gain of hBTable 4. Genetic gain of different traits of selected provenances or families