全 文 :福建林学院学报 2001, 21 ( 1): 40~ 44
Journal of Fujian Colleg e o f Fo restr y
福建柏地理种源苗期试验的研究
郑仁华 1 , 杨宗武 1 , 梁鸿焱木 2 , 肖祥希1 , 黎维英2
( 1. 福建省林业科学研究院 , 福建 福州 350012; 2. 永泰县林业局 , 福建 永泰 350700)
摘要: 在永泰点对来自福建、 湖南等 6省的 16个福建柏种源首次进行种源试验 . 对 1年生苗期
性状调查和分析结果表明 , 福建柏种内存在丰富的遗传变异: 苗高、 地径、 一级侧枝数、 地上
部分干 (鲜 ) 重、 地下部分干 (鲜 ) 重等性状在种源间都有显著或极显著的差异 , 这些差异主
要是受遗传因素制约 ; 福建柏种源苗木生物量在各器官、 地上和地下空间结构上的分配具有高
度的相关性 ; 初步筛选出福建龙岩、 湖南道县、 福建德化、 福建仙游、 贵州黎平和江西上犹等
6个优良种源 , 其苗高、 地径的平均遗传增益为 16. 53%和 8. 42% , 增产效果显著 .
关键词: 福建柏 ; 种源试验 ; 苗期性状 ; 遗传变异 ; 遗传增益
中图分类号: S791. 430. 4 文献标识码: A 文章编号: 1001-389X( 2001) 01-0040-05
A Study on the Provenance Test of
Fokienia hodginsii in Seedl ing Stage
ZHENG Ren-hua
1 , YAN G Zong-wu
1 , LIANG Hong-xin
2 , XIAO Xiang-xi
1 , L I Wei-ying
2
( 1. Fu jian Academy of Fores t ry, Fu zh ou 350012, China; 2. Forest ry Commit tee of Yong tai County , Yong tai 350700, China)
Abstract: The fir st prov enance test on 16 provenances o f Fok ienia hod ginsii from 6 prov inces such as Fujian Prov ince,
Hunan Prov ince etc. , w as car ried out in Yong tai nurser y ga rden. W ith statistical methods, such a s va riance and co r relation
analysis, the genetic v ariations o f Fokienia hodginsii we re studied, based on th e investig ation of 1-yea r-o ld seedling traits
fr om diffe rent provenances. The results showed ther e w ere abundant va ria tions w ithin the Fok ienia hodginsii and
significant o r ve ry significant differ ences among provenances in seedling heigh t, diameter , later al branch , dry /w et w eigh t
o f stem or ro ot e tc. . The variations w ere mainly contr olled by genetic facto rs. The re wa s very significant co r relation
betw een diffe rent o rgans o f seedling o f diffe rent pr ovenances in biomass distribution. Acco rding to this analysis, 6 superio r
provenances w ere tentativ ely selected. Th ey w ere Longyan, Daox ian, Dehua, Xianyou, Liping and Shangyou provenance,
who se average genetic g ain o f their height and diamete r w er e 16. 53% and 8. 42% respectiv ely. The selection effec t w as
very striking .
Key words: Fok ienia hodginsii; pr ov enance test; seedling trait; g enetic v ariation; genetic g ain
福建柏 ( Fokienia hodginsii Henry et Thomous)为我国特有树种 ,属柏科福建柏属 ,本属只有 1种 ,是
我国第 1批二类重点保护的珍稀树种 [1 ] . 福建柏的树形优美 , 树干通直 , 生长快、 适应性强 ; 木材心材黄
褐色 , 材质轻软 , 纹理直 , 结构细 , 加工易 , 切面光滑 , 胶粘性良好 , 耐腐性好 , 是建筑、 装饰、 雕刻
的优良用材 ; 栽培管理较容易 , 病虫害较少 , 是值得推广的优良用材树种 [1~ 4 ] . 由于人为破坏严重 , 目前
福建柏天然资源已被毁殆尽 , 人工林的面积也不大 , 近年来 , 福建柏作为珍贵建筑材树种和抗逆性强的
造林树种已越来越引起人们的重视 .尤其在南方各省 (区 ) ,随着大面积营造杉木人工林导致了地力衰退、
人工林生产力下降及杉木木材市场疲软等后果 , 而福建柏是杉木二代更新不可多得的好树种 , 其推广前
景广阔 [5~ 6 ] .鉴于此 ,就福建柏种源苗期地理变异进行了研究 ,初步选择出适宜于我省的福建柏优良种源 ,
为今后进一步开展福建柏优良种源选择 , 并在种源基础上进行林分选择、 单株选择和进一步开展育种工
作奠定基础 ; 同时对保护福建柏这一珍稀树种的优良种质基因资源也具有重要意义 .
基金项目: 国家 “九五” 林业科技攻关子专题 ( 96-011-03-03-02) .
第 1作者简介: 郑仁华 ( 1970-) , 男 , 福建罗源人 , 工程师 , 在职博士生 , 从事林木遗传育种研究 .
收稿日期: 2000-06-06; 修回日期: 2000-08-01
DOI : 10. 13324 /j . cnki . jfcf . 2001. 01. 009
1 材料与方法
1. 1 试验材料
1996年 10~ 11月 ,由全国福建柏攻关课题协作组组织实施种源采种工作 .在对福建柏天然林和人工
林实地踏查的基础上 , 确定种源采种点 . 采种林分尽可能为天然林或种源清楚的人工林 , 组成和结构基
本一致 . 在种源树木较多的情况下 , 采种母树为林分中生长中等以上的林木 , 并且相距 30 m以上 ; 同一
种源采种母树不少于 20株 . 对个别种源进行了单株采种、 单株处理 , 同时估计了采种母树的年龄 . 结果
在福建、湖南等 6个省采集到 16个福建柏种源的种子 , 以福建尤溪种子园种子作对照 . 不同种源的地理
位置见表 1, 从表 1可知 16个种源水平分布于北纬 24°48′~ 28°08′、 东经 109°09′~ 119°08′之间 , 垂直分
布于海拔 300~ 1 600 m之间 .
表 1 福 建 柏 种 源 地 理 位 置
Table 1 Geog raphic posi ti ons of Fokienia hodginsii provenances
种源及代号 北 纬 东 经 海拔 /m 种源及代号 北 纬 东 经 海拔 /m
1贵州黎平 26°14′ 109°09′ 420 10浙江龙泉 28°08′ 119°07′ 1 114
2湖南道县 25°25′ 111°20′ 1 300 11福建仙游 25°24′ 118°34′ 470
3江西上犹 25°48′ 114°33′ 1 150 12福建尤溪 26°10′ 118°11′ 260
4广东始兴 25°27′ 114°07′ 700 13福建永泰 26°02′ 119°08′ 300
5福建长汀 25°59′ 116°26′ 800 14湖南宁远 25°49′ 111°50′ 1 600
6福建龙岩 25°15′ 116°45′ 680 15湖南江永 25°20′ 111°12′ 1 400
7福建安溪 24°52′ 117°38′ 550 16湖南江华 25°02′ 110°25′ 970
8福建德化 25°30′ 118°11′ 580 17广东乳阳 24°48′ 113°16′ 1 350
9福建古田 26°34′ 118°45′ 700
1. 2 试验点概况
育苗点选择在永泰县东星苗圃 , 位于北纬 25°56′、 东经 119°02′, 海拔 80 m, 年均温 19. 5℃ , 年最
低温- 6. 7℃ , 年最高温 39. 0℃ , 无霜期 295 d, 年日照时数 1 934 h, 年降雨量 1 635 mm. 土壤为丘
陵红壤 , 土层厚 50 cm, 土壤粘重 .
1. 3 试验方法
1. 3. 1 种子处理及苗圃地准备 1997年 2月 2日进行播种育苗 ,播种前种子用 0. 5%高锰酸钾溶液浸种
消毒 2 h. 土壤用生石灰进行消毒 , 基肥用饼肥及复合肥 , 苗床宽 1 m , 高 40 cm , 苗床间距 20~ 30 cm.
条播育苗 , 条距 15 cm, 种子播下时盖一层薄的黄心土与火烧土的混合土后再盖一层稻草 .
1. 3. 2 试验设计及苗期管理 田间试验采用完全随机区组设计 , 17个处理 , 4个重复 , 每小区播 5行 ;
其余种子分种源集中播种 . 年终 ( 1998年 1月 ) 调查每个小区的中间 3行 , 调查株数为 8~ 20株 . 为保
持苗床的湿度 , 高温季节每天进行浇水 . 福建柏苗期具有忌强光照的特点 , 入夏后在苗床上插芒萁骨进
行遮荫 . 5月中旬开始遮荫至 9月上旬 , 9月中旬后拆除 .苗木真叶期主要施尿素 ,刚开始时浓度为 0. 1% ,
随后慢慢增加 , 每隔 7~ 10 d施 1次 , 结合拔草和浇水进行 . 到了后期改施复合肥 , 10月上旬停止施肥 .
1. 3. 3 观测项目 调查记载的项目有: 播种时间 , 种子始发芽时间 ; 年终除调查苗高、 地径外 , 各种源
在每个重复中选取 3株标准株 , 挖起来后实测苗高、 地径、 一级侧枝数、 一级侧根数、 主根长、 地上部
分鲜重、 地下部分鲜重 、 地上部分干重、 地下部分干重等 .
1. 4 统计分析方法及遗传参数估计
方差分析和相关分析 [7~ 8 ] , 多重比较采用最小显著差数法 ( LSD法 ) [ 9 ] ; 遗传参数估计为 [10~ 11 ]
种源遗传力 h2 = rW2pW2e + rW2p 遗传增益 ΔG = (sh2 /x-)× 100%
式中: h2为种源遗传力 ; r为重复数 ; W2p为种源方差 ; W2e 为误差 ; ΔG为遗传增益 ; s为选择差 ; x-为群
体平均值 .
以上统计分析均在南京林业大学遗传育种室开发的 SPQG3. 0软件包 [12 ] .
41第 1期 郑仁华等: 福建柏地理种源苗期试验的研究
2 结果与分析
2. 1 种源苗高、 地径的遗传变异
苗高和地径是判断苗木质量好坏
的最重要指标 . 17个种源 (含对照 ) 中
因种子质量等原因有 3个 ( 15~ 17号 )
种源育苗未成功 ,余下 14个种源 .试验
结果 (表 2)表明 ,不同种源间苗高、地
径差异较大 , 经方差分析均达到极显著
水平 (表 3) . 由表 2可知 , 苗高生长最
好的种源是福建龙岩 ,其值为 25. 1 cm,
是生长最差的浙江龙泉种源 ( 12. 9 cm)
的 194. 6% ; 地径最大的湖南道县种源
( 0. 38 cm ) 是最小的福建古田种源
( 0. 25 cm) 的 152% . 从表 3中给出的
遗传参数来看 , 种源苗高、 地径的遗传
力都很高 ,分别为 0. 932和 0. 898;种源
的方差分量也较大 , 苗高和地径的种源
方差分量分别为 75. 36%和 44. 32% ,
表 2 不同种源的平均苗高、 地径 /cm
Table 2 Average h eigh t and diam eter grow th of young
seedling s f rom dif ferent p rovenances
种源及代号 H D 种源及代号 H D
1贵州黎平 22. 9 0. 36 8福建德化 24. 2 0. 35
2湖南道县 25. 0 0. 38 9福建古田 17. 4 0. 25
3江西上犹 22. 6 0. 35 10浙江龙泉 12. 9 0. 26
4广东始兴 17. 8 0. 35 11福建仙游 23. 4 0. 31
5福建长汀 17. 9 0. 30 12福建尤溪 25. 6 0. 35
6福建龙岩 25. 1 0. 35 13福建永泰 15. 1 0. 30
7福建安溪 20. 0 0. 33 14湖南宁远 14. 0 0. 26
总 平 均 20. 3 0. 32
表 3 种源苗高、 地径的方差分析及遗传参数估算
Table 3 Analysis of variance of h eigh t and diam eter grow th and estimation
of genetic parameters f rom young seed lings of di ff eren t prov enances
项目 自由度 均方 方差分量
/%
F值 遗传力 变异系数
/%
苗高 13 77. 758 12 75. 36 14. 758* * 0. 932 21. 69
地径 13 0. 006 89 44. 32 9. 783* * 0. 898 13. 09
注: * * 表示方差分析达 0. 01显著水平 .
说明了福建柏种源苗高、 地径的变异主要是由种源本身的遗传特性引起的 . 由表 3还可得知 , 苗高和地
径的变异系数与方差分量具有类似的规律: 苗高的变异系数较大 ,其值为 21. 69% ; 而地径的变异系数较
小 , 其值仅为 13. 09% . 综上所述 , 福建柏种源在苗高、 地径上存在极显著的差异 , 二者的变异主要由遗
传因素控制 , 苗高的遗传力、 方差分量和变异系数都高于地径 ; 利用苗高、 地径指标对福建柏种源进行
初步选择 , 能取得较理想的结果 . 相对地径指标而言 , 对苗高选择更有效 . 为了形象、 直观地反映福建
柏种源苗高、 地径的生长差异 , 图 1给出了不同种源苗高、 地径的变异 .
贵 湖 江 广 福 福 福 福 福 浙 福 福 福 湖
州 南 西 东 建 建 建 建 建 江 建 建 建 南
黎 道 上 始 长 龙 安 德 古 龙 仙 龙 永 宁
平 县 犹 兴 汀 岩 溪 化 田 泉 游 溪 泰 远
贵 湖 江 广 福 福 福 福 福 浙 福 福 福 湖
州 南 西 东 建 建 建 建 建 江 建 建 建 南
黎 道 上 始 长 龙 安 德 古 龙 仙 龙 永 宁
平 县 犹 兴 汀 岩 溪 化 田 泉 游 溪 泰 远
图 1 不同种源苗高、 地径的变异
Fig ure 1 Variat ions of h eigh t grow th and diameter g row th among di fferen t prov enances
2. 2 种源苗期生物量的遗传变异
苗期生物量指标是研究苗木的定量数据 , 也是全面评价苗木质量的重要条件 . 通过研究福建柏种源
苗期生物量的空间结构 , 苗木各器官在地上与地下的分布状况 , 了解其生物量的分配 , 能为福建柏育苗
管理提供科学的依据 . 对调查的 1~ 12号共 12个种源的苗高、 地径、一级侧根数、一级侧枝数、主根长、
地上部分鲜重、 地下部分鲜重、 地上部分干重、 地下部分干重等指标以及计算出的总鲜重、 总干重、 地
下鲜重 /地上鲜重、 地下干重 /地上干重、 地下干重 /地下鲜重、 总干重 /总鲜重等指标进行方差分析 , 由
表 4可知分析的 16个指标 ,绝大多数指标在不同种源间都表现出显著或极显著的差异 ,苗高和地径指标
变异较大 , 且变异主要是由遗传控制 , 种源方差分量分别为 54. 3%和 58. 2% ; 二者的变异系数分别为
19. 0%和 14. 7% , 这与 “ 2. 1”的结果类似 , 说明了在生物量研究中取样方法是科学合理的 . 不同种源在
42 福 建 林 学 院 学 报 第 21卷
侧枝数指标上也存在着极显著的差异 . 苗木的干、 鲜重反映了苗木吸收、 同化养分能力的大小 , 是衡量
苗木生产力高低的主要指标之一 . 研究表明 , 不同种源在地上 (下 ) 鲜重、 地上 (下 ) 干重、 总干
(鲜 )重指标上均存在显著或极显著的差异 , 且变异系数和种源方差分量均较大 , 这 6个指标的平均变异
系数为 26. 9% , 平均种源方差分量为 34. 4% ; 另外 , 地下鲜重 /地上鲜重、 地下干重 /地下鲜重、 地上干
重 /地上鲜重、 总干重 /总鲜重指标的平均值依次为 0. 20、 0. 47、 0. 38和 0. 39. 说明了在福建柏种源苗木
生物量指标中 , 苗高、 地径、 一级侧枝数、 地上鲜重、 地下鲜重、 总鲜重、 地上干重、 地下干重和总干
重指标在不同种源间存在显著或极显著的差异 , 它们的变异主要是由遗传因素制约 .
表 4 福建柏 种源苗 期生物量 变异分析
Table 4 Analysi s of v ariations of s eed ling biomass f rom di f feren t provenances of Fokienia hodginsii
性 状 均值 变异系数
/%
F值 方差分量
/%
性 状 均值 变异系数
/%
F值 方差分量
/%
苗高 /cm 20. 80 19. 0 5. 67* * 54. 3 侧根数 /个 8. 10 13. 11 1. 25 4. 5
地径 /cm 0. 30 14. 7 7. 24* * 58. 2 主根长 /cm 14. 28 13. 20 1. 62 12. 3
侧枝数 /个 8. 60 14. 8 2. 98* * 34. 0 总鲜重 /g 7. 85 27. 60 4. 60* * 43. 2
地上鲜重 /g 6. 54 27. 8 4. 41* * 41. 4 地上干重 /g 2. 45 24. 40 3. 54* * 39. 6
地下鲜重 /g 1. 31 27. 9 3. 59* * 38. 3 地下干重 /g 0. 60 26. 00 2. 76* 28. 1
总干重 /g 3. 05 27. 5 3. 62* * 39. 6 地下干重 /地上干重 0. 25 11. 20 1. 63 12. 5
地下鲜重 /地上鲜重 0. 20 10. 5 0. 96 — 地上干重 /地上鲜重 0. 38 3. 70 0. 20 —
地下干重 /地下鲜重 0. 47 9. 6 0. 41 — 总干重 /总鲜重 0. 39 5. 40 0. 21 —
注: * * : 0. 01显著水平 , * : 0. 05显著水平
2. 3 种源苗期性状间的相关性
选择育种是基本的、 十分重要的育种手段 , 而树木性状间的相关性则是选择的基础 . 通过对福建柏
种源苗期性状间相关性的研究 , 了解各性状间相互关系 , 可为选择苗期表现优异的种源提供依据 . 对 11
个 ( 1~ 11号 ) 参试种源间苗期表现差异显著的苗高、 地径、 一级侧枝数、 地上部分鲜重、 地下部分鲜重、 总
鲜重、 地上部分干重、 地下部分干重和总干重等 9个指标进行了相关分析 , 并对相关系数进行了 t检验 [ 8 ]
(表 5) . 表 5可以看出 ,福建柏不同种源的侧枝数性状除与苗高性状间的相关系数达到显著水平外 , 与其
它性状间的相关系数均未达到显著水平 ; 其余各性状间的相关系数都达到极显著水平 , 苗高与其它 8个
指标的相关系数较大且均为正相关 , 说明福建柏种源苗木生物量在各器官、 地上与地下空间结构上的分
配具有高度的相关性 , 通过测定某个部分、 某种生物量即可很容易地推测其它部分的生物量 .
表 5 种 源 苗 期 性 状 间 的 相 关 系 数
Table 5 Trai t-t rai t correlative conef ficien ts in s eed ling stag e of dif f erent p rovenances
性 状 苗 高 地 径 侧枝数 地上鲜重 地下鲜重 总鲜重 地上干重 地下干重
地径 0. 832* *
侧枝数 0. 699* 0. 539
地上鲜重 0. 924* * 0. 917* * 0. 580
地下鲜重 0. 908* * 0. 924* * 0. 510 0. 953* *
总鲜重 0. 928* * 0. 925* * 0. 572 0. 998* * 0. 968* *
地上干重 0. 910* * 0. 901* * 0. 565 0. 992* * 0. 928* * 0. 987* *
地下干重 0. 878* * 0. 913* * 0. 386 0. 911* * 0. 959* * 0. 925* * 0. 895* *
总干重 0. 919* * 0. 917* * 0. 541 0. 992* * 0. 948* * 0. 991* * 0. 997* * 0. 929* *
注: t0. 05 (9)= 2. 262, t0. 01 ( 9)= 3. 250; * * : 0. 01显著水平 ,* : 0. 05显著水平 .
2. 4 优良种源的初步选择
以苗高—— 苗期最重要的生物量指标为据 , 同时结合地径指标对种源进行初步选择 . 用 LSD法对不
同种源的苗高指标进行多重比较 , 初步筛选出苗期表现好的福建龙岩、 湖南道县、 福建德化、 福建仙游、
43第 1期 郑仁华等: 福建柏地理种源苗期试验的研究
贵州黎平和江西上犹等 6个优良种源 , 其苗高、 地径的平均值与群体平均值相比 , 分别大 17. 73%和
9. 37% , 与最差的龙泉和宁远 2个种源平均值相比 , 分别大 77. 04%和 34. 62% ; 苗高、 地径的遗传增益
平均为 16. 53%和 8. 42% ,增产效果显著 (表 6) .
3 结论
福建柏种内存在丰富的遗传变异 , 不同种源
在苗高、地径、一级侧枝数、地上部分干 (鲜 )重、
地下部分干 (鲜 )重等指标上都存在显著或极显著
差异 .这些差异主要由遗传因素制约 ;苗高的遗传
表 6 优 良 种 源
Table 6 Th e su perior prov enances in Yongtai nu rs ery garden
优良种源 苗高
/cm
遗传增益
/%
地径
/cm
遗传增益
/%
龙岩、 道县、 德化
仙游、 黎平、 上犹 23. 9 16. 53 0. 35 8. 42
力、 方差分量和变异系数都高于地径 ; 利用苗高、 地径对福建柏种源进行初步选择 , 能取得较理想的结
果 . 相对地径而言 , 对苗高选择更有效 .
福建柏种源苗木生物量在各器官、 地上与地下部分的分配具有高度相关性 , 利用苗高和地径对一级
侧枝数、 地上部分干 (鲜 ) 重、 地下部分干 (鲜 ) 重间接选择 , 能取得理想的结果 .
利用苗高和地径指标对种源进行初步选择 , 初步筛选出苗期表现好的福建龙岩、 湖南道县、 福建德
化、福建仙游、贵州黎平和江西上犹等 6个种源 ,其苗高、地径的平均值与群体平均值相比 ,分别大 17. 73%
和 9. 37% , 与最差的龙泉和宁远两个种源平均值相比 , 分别大 77. 04%和 34. 62% ; 苗高、 地径的遗传增
益平均为 16. 53%和 8. 42% , 增产效果显著 .
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责任编校: 卢凤美
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44 福 建 林 学 院 学 报 第 21卷