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白榆优良基因资源的收集保存和利用的研究



全 文 :三 、 结语与建议
1
, 对2 0年左右的 中龄华山松林分来说 ,
采用以上 3 种抚育间伐措施 , 对保留木的树高
生长均有促进作用 , 但以下层强度间伐和上层
强度间伐效果最好 , 样地林木平均年高生长量
为 0 . 45 一。 . 58 m , 比未间伐样地增加 1 ~ 2 倍 。
2
. 以上 3 种抚育间伐措施 , 可促进保留
木胸径的生长 , 尤以下层强度间 伐 效 果 最明
显 , 其林木平均胸径年生长 量达 0 . 6 0c m , 比
未间 伐样 地 增 加 0 . 12 5 c m 。 同时 使每 公 顷
林木 的 径 阶 进级 速 度 达 60 . 5~ 72 . 0株 /年 ,
还缩短了林分的工艺成熟期 , 特别是下层强度
间伐措施最为显著 ,达 5 年以上 。
3
. 采用下层强度间伐可以明显地促进样
地蓄积的增长 , 使林分蓄积生 长达 1 2 . 2 7 8 4米 ’
/年 · 公 顷 , 分 别 比 未 间 伐 、 下 层 中 度 间
伐 、 上层 强度 间伐 林分 增长 15 . 2% 、 2 7 . 5%
和 37 . 8 % 。 若在林木原工艺成熟期进行主伐 ,
下层强度间伐经济效益最好 , 达每公顷总收入
3 6 02 8元 , l’de 伐投人产出比达到 1 : 5 . 8 ~ 1 0 . 1。
综上所述 , 对密度在 1 1 1 5~ 13 32 株 /公顷
的中龄华山松用材林来说 , 采用 下 层 强 度间
伐 , 即伐去 10 0% 的 VI 、 V 级木 , 5~ 10 % 的 工
级木 , 10一 25% 的 亚 级 木 , 2 0~ 2 5% 的 班级 ,
木 , 保持株数强度在 38 % 、 材积强度 30 % 左右
的间伐方式最好 。
目前 , 我省豫西山地有华 山松用材林约 l
万公顷 , 若在其中龄期因地制宜地采用下层强
度间伐 , 将会在 自间伐到工艺主伐的约 1 5年时
间内 , 增收 0 . 7亿元左右 。 就全国 来 说 , 在秦
岭林区 、 神农架林区等约有 13 万公顷的华山松
用材林 , 若根据情况采用此抚育间伐措施 , 那
么在自间伐到工艺主伐的 10 多年时间内 , 将增
收 6 ~ 10 亿元 , 间伐效益相当可观 。 同时 , 采
用此抚育间伐措施 , 既对林木实 行了 有 效 管
护 , 又实现了以短养长的目的 , 为解决当前国
营林场的 “ 资源危机 、 经济危困 ” 间题找到了
一条有效的解决途径 。 因此 , 建议在河南乃至
全国的华山松林区 , 广泛开展下层强度抚育 l’H
伐措施 。 (责任编辑 彭南轩 )
白榆优良基因资源的收集
保存和利用的研究 ’
张建国 刘 以华 宋福 贤 周广堂 陆锦开
摘 要
山 东省济宁市林业局从 1 9 8 4年在全国 完成
对 白榆种源试验 、 优树选择和部分省市开展良
种选育工作的基拙上 , 进行 了白榆优 良基 因资
源 收集、 保存和利 用工作 。 米用 “ 人工林易地
保存 ” 法汇集 白榆优良基因资源 , 并相继开展
了无性 系浏定 、 子代 .m1 定 、 杂交 育种 和种子 园
建设的研究 。 5 年来共汇 集榆属树种 14 个 、 杂
种 4 个 、 变种 1个 , 优 良种源 36 个 、 优 良单株
61 株 、优 良类型 25 个 。 建立基因库 8 . 6公顷 , 保
存基 因材料 n 3个 。 至 19 9 0年 已 生 产良种 苗 18
万株 , 营造试验林和示 范林共6 . 7公项 , 已取
得 了显著的经济和社会效益 。
关键词 白榆 基因保存 利 用 经济效益
白榆是我国北方主要造林树种之一 , 经过
漫长的进化过程和数千年的人工栽培选择 , 已
形成了众多的变异类型 。 随着林木良种事业的
发展 、 无性系的推广和应用 , 白榆的遗传基础
越来越窄 , 多样性的遗传基因资源已处于濒危
的局面 , 因此 , 开展白榆基因资源的收集 、 保
. 本文由张建国 (山东省济宁 市 林 业 种苗
站 ) 执笔 , 承本省林业厅陈 一 山 高 工审
阅。
存和保证其永续利用的研究 , 已成为林木育种
工作者的重要课题 。
一 、 墓因资源的收集
(一 ) 收集范围
基因资源的保护 , 首要任务是资源收集 。
我国是白榆分布最广的国家 , 自然分布遍布北
方各省 。 近十几年有大的进展 , 全国性种源试
验和优树选择已经完成 , 部分省 、 市还进行 了
良种选育 , 选出了 , 些优良无性系 。
白榆优良基因资源收集范围如下 :
1
. 在树种上 , 以白榆为主 , 为扩大榆树
育种的遗传基础 , 兼收榆属其它树种 ;
2
. 在地域上 , 以省选优树为主 , 兼收白
榆 自然分布区内各种优良种源 ,
3
. 在类型上 , 以速生型为主 , 兼顾材质
优 良型 、 抗病虫型 、 抗逆型 、 园林观赏型以及
其它类型 。
(二 ) 收集的程序与方法
首先收集山东省选 白榆优良单株和优良类
型 ; 再收集白榆分布区内各种优 良种源 , 重点
第一类种源区的优良品种 、 表型优树和优良地
理种源类型 , 第 3步扩大树种收集范围 , 重点
收集榆属中与白榆亲合力较强的树种。 方法是
采集母树原株枝条为繁殖材料 , 并贴上标签、
鉴定 、 登记 , 以保证基因资源的纯正 。
经过 5 年时间的收集 , 共汇集榆属树种 14
个 , 变种 1个 , 杂交种 4 个 , 白榆优良种源 36
个 , 优 良单株 6 1似 优 良类型 2 5个 , 计 14 1个
榆树材料 。 对收集到的 材 料分 别按树种 、 种
源 、 优良单株 、 类型进行分类 , 记录各材料来
源及原母树地址 、 树 龄 、 形志 特 征 、 生长状
况 、 编制 《白榆基因资 源 汇 集名录》 , 绘制
《基因资源汇集分布图 》 。
二 、 基因资源材料的繁殖与保存
(一 ) 材料的繁殖
白榆繁殖方法有种子和无性繁殖 2 种 。 为
保持母树的优良性状 , 采用嫁接方式繁殖 。 由
于原材料存在老化 、 阶段发育不一致和位置效
应问题 , 在繁殖中采用了下列技术处理 : 首先
采用原母树枝条嫁接繁殖 , 保证成活 , 次年开
始连年从一年生苗千上取繁殖材料育苗 , 使优
树材料不断复壮 、 幼化 。 7 年中 , 通过嫁接繁
育材料 1 30 个 , 取得无性系苗 3 . 7万余株 , 为白
榆的基因资源保存与利用打下 ’了物质基础 ,
(二 ) 资源的保存
森林基因资源保存有原址内保存和原址外
保存两种方式 。 而榆树以散生为主 , 原址内保
存难度大 , 宜采用原址外保存 。 这种将众多不
同的基因型集中于同一立地 条 件 下 造林的方
法 , 如果设计合理 , 不仅可以起到基因资源的
保存作用 , 亦可以进行各类基因资源的对比观
察。 因此 , 在基因库的设计上采取了种源与优
树资源分别汇集方式 。 种源基因库采用随机区
组设计 , 4株方形小区 , 6 次重复 。 优树基因
库采用随机区.组 , 9 株方形小区 , 2 次重复 。
在汇集与繁殖的基础上 , 分别于 1 9 8 5年 、 1 9 8 7
年进行了 2次 白榆基因资源的人工林保存 ; 建
立白榆基因库 8 . 67 公顷 , 其中种源汇集区 2 公
顷 , 优树汇集区 6 . 6 7公顷 , 保存基因 1 13 个 。
(三 ) 收集保存资源的分析与评估
衡量林木基因资源保护的标准最基本的有
2 条 , 一是收集的覆盖面 ; 二是基因的变异幅
度。 本研究收集了我国自然分布区内的各种地
理种源类型 , 收集树种占世界本属树种的 1 / 3 ,
占我国的 3爪 , 在 白榆优树 基因 资源方面 , 收
集保存了山东现在所有优良单株和类型 , 以及
省外第一类种源 类 的 山 东 、 河南 、 山西 、 北
京 、 天津 、 安徽 台省 、 市的部分优树。
经过多年的观察发现 , 白榆种内遗传变
异很大 , 对基因库的 4 年生36 个种源的分析表
明 ,各地理种源群体间在树高 、 胸径生长上差异
极为显著 , 最优种源与最差种源间树高差 45 ~
4 9%
,胸径差 2 ~ 3 4% 。对 28 个无性系测定观察
可以看出 , 各无性系间胸径 、 材积生长差异极
为显.著 , 形态差异明显 。
从基因保存的质量看 , 效果良好 。 经过嫁
接 , 消除了繁殖材料的成熟效应 、 位置效应和
年龄不一的问题 。 4 年生的基因库林平均树高
10
.
_
Lm
, 胸径 12 . gc m , 保 存率达 9 6 . 5 % , 未
发现斜长现象和衰老现象 。
一 1 3 一
三 、 墓因资派的利用
7年来 , 我们探索了一条 “ 边汇集 、 边保
存 、 边生产应用 ” 的途径。 对白榆无性系进行
了表型和子代测定 , 初级种子园的建立和杂交
育种应用的研究 。
(一 ) 表型测定
由于无性系测定 方 法 简单 , 效益高 , 因
此 把基因利用的重点放在白榆速生无性系的
选育测定方面 。 测定林共 5 块 , 面积巧 . 3公顷
(见表 ) 。
经多年观测 , 从中选出了7 3 0 0 2 、 7 3 。。 8速
生无性系 , 材积生长量高于 目前推广良种鲁榆
9 号的 21 ~ 57 . 3% 。 另外有 14 个无性系前期生
长表现良好 , 胸径年生长量 均在 3 c m 以上 ,
有希望成为新的优良品种 。
表 白愉无性系测定林
年 度
{甄势 无性系个 数 小区株数 }总株数
1 8 1 5
1 5 5 0
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7 2 5
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近年来 , 榆兰金花虫连年大面积发生 , 开
始注重对抗虫优良类型的选择 , 从汇集的榆树
基因型中观察发现 2 个抗榆兰金花虫系号 , 在
榆兰金花虫严重发生时 , 作为替代品种和抗虫
性杂交育种的亲本 。
(二 ) 子代测定
1 9 9 。年我们建立 了30 个家系的白榆半同胞
子代家系测定林和 15 个家系与亲本无性系对比
林3 . 3 公顷 ; 并对原有 9 个家系的半同胞子代
林进行了分析研究 , 从中选出 4个优良家系 。
(三 ) 种子园的营造
实行树木有性选育 , 无性利用是山东省阔
叶树种遗传改良的策略 。 为了给白榆的遗传改
良提供广泛的遗传基础和 为 白 榆造林提供良
种 , 分别于 l 牙8 8 、 198 9年建立了白榆初级种子
园共 7 . 7公顷 , 第一代种 子园 2 . 3公顷 。
(四 ) 杂交育种
19 8 9年用收集的基因资源进行抗虫性杂交
育种 , 19 8 8 、 土9 8 9两年进行了54 个组合的杂交 ,
培育出杂种苗 6 30 株 , 杂交无性系苗 1 6 2 0株 。 ,
四 、 效益分析
19 8 4~ 1 9 9 0年 , 利用汇集保存的榆树基因
资源生产良种苗 18 万株 , 营造试验林和良种示
范林共 6 . 67 公顷 , 10 年比普通 造 林多产木材
3 0 0 0立方米 , 多收入 7 50 多 万 元 , 7年间向社
会提供苗 17 万株 , 穗条 5 0 千克 , 种 子 2 7 0 0千
克 , 支援 ’ T国内外 20 余个单位 。
五、 小结
(一 ) 在实践中摸索出一条 “ 汇集与繁殖
保存相结合 , 测定与生产应用相结合 , 保存与
利用同时并举 ” 的途径 。
(二 ) 要尽可能多的收集具有广泛代表性
的基因资源 , 减少优良基因资源的损失 , 并使
基因库成为随 时 提 供 基 因 材 料 的 “ 基因银
行 ” 。 这一工作有待深化 。
(三 ) 榆树基因的利用应将无性选种和有
性育种相结合 , 一方面通过高强度无性选择 ,
获得较高遗传增益的无性系 , 另一方面通过有
性繁殖 , 始终保持一个遗传变异幅度较大的群
体 , 保证多世代改良对育种群体的要求 。
(责任编辑 吴秉宜 )
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