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山杏强化育种及子代测定



全 文 :收稿日期:2014-11-10
基金项目:国家林业公益性行业科研专项(201004034)。
*通讯作者
2015年
第 1期
2015
№1
辽 宁 林 业 科 技
Journal of Liaoning Forestry Science& Technology
山杏(Armeniaca sibirica)为蔷薇科杏属植物[1],
是我国三北地区重要的生态经济林树种。山杏在
生产中存在产核量低、经济效益差的问题,成为山
杏产业发展的主要障碍。通过良种选育,发掘高产
稳产的山杏新品种,是解决山杏产业发展的根本途
径。但山杏良种选育周期长,进入盛果期需要 8~
10 a,如何在相对较短的时间内培育出山杏良种是
林木改良工作者亟待解决的难题。采用温室强化
育种技术措施,能够缩短育种周期,加速育种进
程。Longman等[2]对白桦幼苗进行长光照处理,发
现桦树在幼龄时经过10~12个月连续生长可刺激开
花,并证明成花行为并不要求一定的生长和休眠
期,而取决于一定的树体结构。芬兰树木育种基金
会根据Longman等的思路,建立了白桦强化育种温
室,通过增加室内CO2、照明和施加催花素等,形成
了一整套促进欧洲白桦提早开花结实的技术措
施[3]。杨传平等以1年生超级白桦苗为材料,通过5
项配套强化措施(即适量CO2浓度、适当光照强度、
山杏强化育种及子代测定
国 宏,吴月亮*,刘明国,董胜君,张 欣
(沈阳农业大学林学院,辽宁 沈阳 110866)
摘 要:为缩短山杏育种周期,加速山杏子代测定进程,建立山杏强化育种温室。采用完全随机区
组试验设计,共3种处理,研究不同强化措施对山杏开花结实的影响,同时对11个半同胞家系的子
代进行测定。结果表明:温室内加光、温室内不加光和温室外(对照)3种处理对山杏产核量的影响
极显著,温室内加光、并保持适宜的温度和湿度、保证充足的营养和水分,辅以整形修剪和拉枝定
干,能够促进山杏营养生长,提早进入开花结实盛期;11个半同胞家系在产核量性状上差异显著,
39号、28号、42号、73号、18号半同胞家系产核量表现优异,可初步确定为优良家系;山杏在地径、
苗高和产核量三者之间存在着极显著的相关性,也说明营养生长对促进生殖生长起决定作用。
关键词:山杏;强化育种;子代测定
中图分类号:S793.04 文献标识码:A 文章编号:1001-1714(2015)01-0013-04
Intensive breeding and progeny test in Armeniaca sibirica
GUO Hong,WU Yueliang*,LIU Mingguo,DONG Shengjun,ZHANG Xin
(College of Forestry,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110866,China)
Abstract:In order to shorten the breeding cycle and accelerate the process of progeny test in Armeniaca sibirica,the intensive breeding
greenhouse was established. Adopting the completely randomized block experimental design,the effects of different intensive mea-
sures were analyzed on flowering and Fruiting of Armeniaca sibirica and 11 half-sib progenies test were carried out. The research re-
sults showed that:the significant difference on the apricot-stone yield was caused when the trees were cultivated in three conditions
which included greenhouse with illumination,greenhouse without illumination and outside of greenhouse. The coordinative methods
(Increasing illumination time,maintaining appropriate temperature and humidity,ensuring adequate nutrition and water content in
soil,pruning branch and stem)could encourage the plant to flower and fruit at large scale in early stage. The apricot-stone yields of 11
half-sib progeny were obviously different,No.39,28,42,73 and 18 half-sib progeny which had higher yield,could be initially identi-
fied as superior families. There was significant correlation among ground diameter,tree height and the apricot-stone yield,also which
showed that the vegetative growth plays a decisive role in promoting earlier flowering and fruiting at large scale.
Key Words:Armeniaca sibirica;intensive breeding;progeny test
—— 13
适时绞缢、适宜催花素喷施和适中温湿度控制),使
野外条件下17~20 a才能开花结实的白桦,在强化
育种温室内2~3 a开花结实、4~5 a规模结实[4]。
本研究通过调控温室内温度、湿度、土壤养分、
水分、光照等因子,加速山杏营养生长,结合整形修
剪、拉枝定干等技术措施,促使山杏提早开花结实,
缩短育种周期,加速育种进程,培育出适合生产需
要的新品种,为山杏产区人民带来更大的经济和生
态效益。
1 材料和方法
1.1 试验材料和地点
2010年11月中旬选取11个半同胞家系的种子
进行沙藏处理,2011年 2月中旬在温室内营养杯中
播种育苗,3月上旬幼苗出土生长直至当年10月中
旬;以11个半同胞家系的一部分苗木作为对照,于4
月中旬移至温室外自然条件下生长至当年 9月中
旬。试验地点在沈阳农业大学北山科研基地山杏
育种温室,温室内分为2个处理:Ⅰ区温室内加光、
Ⅱ区温室内不加光;温室内温度保持在20~30 ℃,
湿度保持在80%左右,保证充足的土壤养分和水
分,为山杏加速生长创造良好的环境。
1.2 试验方法
试验共3种处理,分别为Ⅰ区温室内加光、Ⅱ区
温室内不加光、Ⅲ区温室外对照。采用完全随机区
组试验设计,每处理内7个区组,每区组11个半同
胞家系各定植1株,单株小区,11个半同胞家系在区
组内随机排列,株行距 1.5 m×2.0 m。加光区 19:00
进行白炽灯(200W)照明持续至23∶00。
2012年3月在温室内加光Ⅰ区、温室内不加光
Ⅱ区将2011年播种在温室内生长的 1年生 11个半
同胞家系苗木按试验设计定植在区组内;将2011年
在温室外生长的 1年生 11个半同胞家系苗木于
2012年 4月下旬按试验设计定植于温室外对照区
组中。温室内山杏生长期从每年 2月中旬至当年
10月中旬,于11月到第2年1月将温室遮光处理,使
温室内山杏处于完全休眠状态。温室外对照区山
杏为自然条件下的正常生长。
1.3 调查与统计
调查和记录不同处理、不同半同胞家系山杏生
长和开花结实情况,采用 SPSS统计软件进行相关
分析和方差分析,用S-N-K法进行多重比较[5]。
2 结果与分析
2.1 不同处理山杏半同胞家系各年份生长量和产
核量调查
在强化育种温室内创造了适宜山杏生长的环
境条件,且延长了山杏的生长周期,所以温室内山
杏生长迅速。由表1可知,11个半同胞家系播种后
在温室内生长 1年,平均苗高 1.34 m,平均地径
1.1 cm。2012年春天定植后家系全部开花,但未结
果;温室外对照11个半同胞家系的平均苗高0.64 m,
平均地径 0.36 cm,未见开花现象,可见苗高和地径
较小时不能开花。
表1 不同处理山杏半同胞家系各年份生长量和产核量
年份
2012
2013
2014






温室Ⅰ区
苗高/m
1.34
2.50
3.71
4.09
地径/cm
1.1
2.01
3.28
4.11
单株产核量/g
开花
无果
开花
36.5
开花
178.30
温室Ⅱ区
苗高/m
1.34
2.10
2.95
3.81
地径/cm
1.1
1.73
3.22
3.88
单株产核量/g
开花
无果
开花
31.2
开花
115.57
室外
苗高/m
0.64
1.07
1.67
2.14
地径/cm
0.36
1.15
1.84
2.83
单株产核量/g
无花
无果
开花
无果
开花
19.27
2012年定植于温室内的山杏进入加速生长期,
2013年春天Ⅰ区加光温室内11个半同胞家系平均
苗高2.50 m,平均地径2.01 cm,11个半同胞家系全
部开花,2013年秋天各家系单株平均产核36.5 g;
2013年春天Ⅱ区不加光温室内 11个半同胞家系平
均苗高 2.10 m,平均地径 1.73 cm,11个半同胞家系
全部开花,2013年秋天各家系单株平均产核31.2 g,
二者间未见明显差异。2013年春天温室外对照 11
个半同胞家系的平均苗高1.07 m,平均地径1.15 cm,
部分家系开花,未见结实现象。
2014年春天Ⅰ区加光温室内11个半同胞家系
平均苗高为3.71 m,平均地径为3.28 cm,11个半同
胞家系全部开花,秋天各家系单株平均产核178.30 g;
2014年春天Ⅱ区不加光温室内 11个半同胞家系平
均苗高 2.95 m,平均地径 3.22 cm,11个家系全部开
花,秋天各家系平均单株产核115.57 g;2014年春天
温室外对照11个半同胞家系的平均苗高1.67 m,平
均地径1.84 cm,11个半同胞家系全部开花,秋天各
辽 宁 林 业 科 技第 1期 2015年
—— 14
国 宏等:山杏强化育种及子代测定第 1期 2015年
家系单株平均产核 19.27 g。2014年秋天不同处理
和不同半同胞家系间生长量和产核量是否存在差
异需要进行方差分析。
2.2 2014年秋天山杏不同处理、不同半同胞家系
生长量和产核量的方差分析和多重比较
2014年温室内山杏进入较大产核量期,当年秋
天不同处理、不同半同胞家系方差分析结果见表
2。不同处理间3个性状的差异都达到极显著水平,
即在地径、苗高和产核量方面温室内加光、温室内
不加光和温室外对照3个处理差异极显著。
由表3可知,在地径性状上,温室内加光和不加
光处理差异不显著,分别为4.11 cm和3.88 cm,但二
者和室外对照差异达到极显著水平,室外对照地径
平均值为2.83 cm。在苗高性状上,3个处理间差异
都达到极显著水平,加光温室内家系平均苗高最
高,不加光温室内次之,温室外对照平均苗高最小。
在产核量性状上,3个处理间差异都达到极显
著水平,加光温室内家系产核量最高,不加光温室
内次之,温室外对照产核量最低。
由此可见,温室内加光、并保持适宜的温度和
湿度、保证充足的营养和水分,辅以整形修剪和拉
枝定干,能够促进山杏提早进入开花结实盛期,加
光处理对促进产核量起到决定性作用。
由表 2还可以看出,11个半同胞家系间苗高差
异不显著,地径差异达到了极显著水平,产核量差
异达到了显著水平。
从表 4可以看出,在地径性状上,39号、25号、
73号、18号半同胞家系表现最好;在苗高性状上,不
同半同胞家系没有显著差异;在产核量性状上,39
号、28号、42号、73号、18号半同胞家系产核量表现
优良。在山杏良种选育中,产核量性状是决定良种
选育的主要标准,因此 39号、28号、42号、73号、18
号半同胞家系可初步确定为优良家系。
2.3 山杏地径、树高和产核量三者之间的相关分析
由表5看出,地径、苗高和产核量三者之间存在
极显著的相关性,地径和苗高间的相关系数为
0.747,地径和产核量间的相关系数为0.664,苗高和
产核量间相关系数为0.687。
3 结论与讨论
3.1 强化育种技术措施促进山杏提早开花结实
在强化育种温室内,增加光照、保持适宜的温
度和湿度、保证充足的土壤养分和水分,辅以整形
修剪、拉枝定干等技术措施,其实质是提高山杏光
合作用效率和光合作用时间。每年温室中的山杏
比温室外山杏生长多达 70~90 d,促进了山杏的营
养生长,增加了营养积累,当山杏达到一定树体结
构时,有利于花芽分化和提早开花结实。在11月至
次年 2月,用棉被覆盖,保持山杏深度休眠状态,有
利于第 2年的生长发育。通过强化(下转第19页)
表2 2014年秋天不同处理、不同半同胞家系间生长量和产核量方差分析
变异来源
家系
处理
误差
地径均方
1.73
20.63
0.365
地径F值
4.75**
56.58**
苗高均方
0.58
48.60
0.32
苗高F值
1.82
151.64**
产核量均方
5381.77
282302.19
2648.71
产核量F值
2.03*
106.58**
表3 不同处理半同胞家系生长量、产核量多重比较
处理



树高/m
2.14C
3.81B
4.09A
地径/cm
2.83B
3.88A
4.11A
平均单株产核量/g
19.27C
115.57B
178.30A
表4 不同半同胞家系生长量和产核量间多重比较
家系
27
28
34
37
22
42
79
18
73
25
39
地径
/cm
3.01 C
3.26 C
3.41 BC
3.41 BC
3.51 BC
3.56 BC
3.56 BC
3.72 ABC
3.75 ABC
4.12 AB
4.36 A
家系
27
28
79
37
34
18
42
22
25
73
39
苗高
/m
3.0583
3.0833
3.2292
3.2525
3.2750
3.3042
3.3108
3.4250
3.5250
3.5250
3.8292
家系
27
37
22
34
79
25
18
73
42
28
39
平均单株
产核量/g
74.17 b
79.33 b
85.50 b
87.92 b
93.75 b
101.50b
121.25 a
123.75 a
126.50 a
126.67 a
127.83a
注:同列不同大写字母代表差异极显著,同列不同小写
字母代表差异显著。
表5 山杏地径、树高和产核量三者之间的相关性
项 目
地 径
苗 高
产核量
地 径
1
0.747**
0.664**
树 高
0.747**
1
0.687**
产核量
0.664**
0.687**
1
注:**表示0 .01水平(双侧)上显著相关。
注:**代表在0.01水平下极显著,*代表在0.05水平下显著,下表同。
注:同列不同字母代表在0.01水平下极显著。
—— 15
虫口密度,抽样过程可连续进行。这种方法在虫口
密度极端高或极端低时采用,工作量小。采用 Iwao
的新序贯抽样方法计算上、下限,比较简便,公式为:
式中:n为抽样株数,m0为防治指标,辽宁规定
栗山天牛平均 5头/株,要进行防治,即m0=5;t=1;
α=1.383 7,β=0.988 8,计算结果如表9。
抽样调查时,若累计虫口接近于下限,可判断
为不必防治,若接近于上限则需要进行防治。
最适抽样数(N)的确定和序贯抽样应用时,在
标准地内可采用对角线和五点式的取样方法效果
最好。
精度指标
0.1
0.2
0.3
虫口密度(头/株)
3
78.3
19.5
8.7
4
58.5
14.6
6.5
5
46.6
11.6
5.2
6
38.6
9.7
4.3
7
32.9
8.2
3.7
8
28.6
7.2
3.2
9
25.4
6.3
2.8
10
22.7
5.7
2.5
15
15.9
3.7
1.6
表8 栗山天牛幼虫在各种虫口密度下的抽样数
3 结 论
3.1 空间分布型的聚集指标测定结果显示,栗山天
牛幼虫在大面积柞树林中的分布型为聚集分布,且
随虫口密度增大,其聚集度亦增大。
3.2 不同林分地带的栗山天牛幼虫的种群增长速
度不同,即林分中间的幼虫株率增长较慢,林分边
缘的有虫株率增长较快。
3.3 栗山天牛幼虫最佳抽样数和序贯抽样方案中
Iwao分布型测定方法说明平均拥挤度与平均密度
两变量之间直线回归关系显著。幼虫在柞树林中
的分布存在着个体间的相互吸引行为,分布的基本
成分为个体群,个体群的分布是随机的。
3.4 最适抽样数(N)的确定和序贯抽样应用时,在
标准地内可采用对角线和五点式的取样方法效果
最好。
参考文献:
[1] 王小艺,杨忠岐,唐艳龙,等.栗山天牛幼虫龄数和龄期测
定[J].昆虫学报,2012,(5):575-584.
[2] 季长龙,高纯.栗山天牛幼虫期的空间分布型研究[J].辽
宁林业科技,2002,(1):9-11.
[3] 辽宁省森林病虫害防治检疫站.栗山天牛防治技术[M].
沈阳:辽宁科学技术出版社,2001.
(责任编辑:苑 辉)
表9 栗山天牛幼虫序贯抽样
调查株数
5
10
15
20
25
30
40
50
100

上限
33
61
88
115
142
169
222
274
534

下限
17
39
62
85
108
131
178
226
466

赵瑞兴等:栗山天牛幼虫空间分布型及序贯抽样方法研究第 1期 2015年
注:查得最适抽样数N在不同虫口密度下的株数需乘100。
􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉
(上接第15页)
育种技术措施,能使山杏第2年见花,第3年少量见
果,第4年较大量结实的目标,比室外至少提前3~
5 a时间进入山杏结实盛期。同时山杏地径、苗高和
产核量三者之间存在着极显著的相关性也表明,加
速营养生长能促进山杏提前进入规模结实期,缩短
了山杏育种周期,加速了山杏子代测定进程。
3.2 初步完成半同胞家系子代测定
根据子代测定结果,39号、28号、42号、73号、18
号半同胞家系子代产核量表现优异,可初步确定为
优良家系,并通过进一步测定进行优良品种选择。
参考文献:
[1] 俞德浚.中国植物志:38卷[M].北京:科学出版社,1986:27.
[2] Longman K,Wareing P.Early induction of flowering in
birch seeding[J].Nature,1959,157(4808):2037-2038.
[3] Martti L.Accelerated birch breeding in plastic green-
house[J].The Forestry Chronicle,1973,49(3):149-156.
[4] 杨传平,刘桂丰,魏志刚,等.白桦强化促进提早开花结实
技术的研究[J].林业科学,2004,40(6):75-78.
[5] 张力.SPSS在生物统计中的应用[M].厦门:厦门大学出
版社,2008.
(责任编辑:张素清)
—— 19