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楸树苗期优良家系及单株的配合选择



全 文 :西北林学院学报 2012,27(3):68~71
Journal of Northwest Forestry University
  doi:10.3969/j.issn.1001-7461.2012.03.14
楸树苗期优良家系及单株的配合选择
 收稿日期:2011-07-19 修回日期:2011-11-18
 基金项目:林业公益性行业科研专项(201104001)。
 作者简介:翟文继,男,工程师,从事楸树林木新品种繁育技术研究。
*通讯作者:王军辉,男,研究员,从事楸树和云杉遗传育种研究。E-mail:wangjh@caf.ac.cn
翟文继1,麻文俊2,王秋霞1,王 平1,王军辉2*
(1河南省南阳市林业科学研究所,河南 南阳473000;2林木遗传育种国家重点实验室,中国林业科学研究院 林业研究所,北京100091)
摘 要:以河南南阳地区楸树优树子代为研究对象,分析苗期苗高、地径、单叶面积等6个性状。
结果表明:家系间苗高、地径、叶长、叶宽、单叶面积和叶片数差异极显著,说明楸树半同胞家系间存
在较大的变异,具有较大的选育潜力。各性状遗传力差异较大,但都属于中度以上遗传控制,苗高
和地径的遗传力分别为0.581和0.663,单叶面积、叶片数的遗传力为0.683和0.874。以综合育
种值为标准,选出9个苗期优良家系,苗高和地径的遗传增益分别达到6.32%和11.38%。从入选
的9个优良家系内选择36株优良单株,其树高平均增加25.87%,遗传增益为15.03%,这些优良
单株可作为营建楸树无性系试验林的材料。
关键词:楸树;苗期;遗传变异;配合选择
中图分类号:S722.5   文献标志码:A   文章编号:1001-7461(2012)03-0068-04
Combined Selection of Excelent Families and Plus Trees of
Catalpabungeiat Nursery Stage
ZHAI Wen-ji 1,MA Wen-jun2,WANG Qiu-xia1,WANG Ping1,WANG Jun-hui 2*
(1.Nanyang Forestry Research Institute,Nanyang,Henan473000,China;2.State Key Laboratory of Tree Genetic and Breeding,
Research Institute of Forestry,Chinese Academy of Forestry,Beijing100091,China)
Abstract:The growing traits of Catalpa bungei seedlings were analyzed,including seedling height,ground
diameter,leaf length,leaf width,leaf area and leaf number.The results showed that the differences of
these growing characters were significant among families,indicating great potential for selection.Signifi-
cant differences were found among the heritability of al characters,but the values of heritability of al
traits were higher than 0.5.The values of heritability of height and ground diameter were 0.581and
0.663,respectively,while the values of the heritability of leaf area and leaf number were 0.683and 0.874.
According to grading of breeding value,nine excelent families were selected.Expected genetic gains of
height and ground diameter of the nine excelent families increased by 6.32%and 11.38%,respectively.
Thirty-six plus tree were further selected form the excelent families.The tree height of the plus trees in-
creased by 25.87%and their genetic gain were 15.03%.The plus trees can be used as standby materials in
the establishment of excelent clone stands.
Key words:Catalpa bungei;seedling;genetic variation;combined selection
  楸树(Catalpa bungei)为紫葳科梓树属楸树
组,原产我国,分布范围广,栽培历史悠久,至今已有
2 600a。楸树是我国传统栽培的珍贵优质用材树
种和著名园林观赏树种,素以材质优良、树体高大、
树姿优美、用途广泛而深受群众喜爱[1]。在我国
8000多种树木中,唯其材貌双全,自古就有“木
王”之称,主要用于装饰面板、高档家具、胶合板等方
面。由于长期以来地砍伐利用,致使这一珍贵树种
资源急剧下降,濒于枯竭。南阳地处暖温带向亚热
带过渡区,境内楸树分布广泛。13个县市区均有分
布,其中西峡、淅川、内乡、镇平、南召5个县最多。
自然分布主要集中在海拔1 200m的山地上与竹林
伴生,乡镇村庄附近的楸树多系当地群众栽植而成。
为了扩大楸树种植面积,提高单位面积木材产量,这
就需要对本地区的乡土资源进行测定研究,选择优
良家系和优良单株,从而为生产提供优良的造林
材料。
配合选择是对入选优树的自由授粉子代作遗传
测定,并根据各优树子代性状的平均值挑选优良家
系,在优良家系中再挑选优良单株。如对白桦(Bet-
ula platyphylla)[2]、杉木(Cunninghamia lamceo-
lata)[2]、云南松(Pinus yunnanensis)[4]、油松(Pi-
nus tabulaeformis)[5]、马 尾 松 (Pinus massoni-
ana)[6]和一球悬铃木(Platanus occidentalis)[7]的
配合选择。本研究利用在河南南阳地区收集的37
株优树子代为材料,通过对苗高、地径、叶片等主要
生长性状的测定分析,进行家系和单株的配合选择,
以期从参试家系中选出优良家系和优良单株,并估
算遗传参数,以期为楸树遗传改良奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地在南阳市卧龙区潦河镇农业示范园,
112°33′E、33°01′N,年降雨量805.8mm,无霜期
232d,年蒸发量1 523.3mm,年均气温14.9℃,日
照时数为2 216h,沙壤土,肥力中等。
1.2 材料来源
2007年8月至10月,在南阳市13县市区开展
楸树优树调查,共调查楸树优树110株,并对其进行
了树高、胸径、冠幅等性状的调查。收集了64个半
同胞家系的种子,晾干储藏。2008年早春拌种催
芽,4月初拱棚育苗,6月大田移栽。2008年冬,对
家系保存率进行统计,共计得到37个家系的苗木
(表1)。
表1 37个家系分布
Table 1 Distribution of 37families
县区
南阳
市区
淅川 内乡 西峡 新野 南召 邓州 镇平
家系数
/个 1  5  7  9  3  6  5  1
1.3 试验设计和数据获取
2009年春按照随机完全区组设计,4次重复,8
~10株不等株小区的试验设计进行试验林的营造。
首先对37个家系苗木大小进行分级,每个重复内每
个家系的苗木高度尽量一致,株行距30×40cm,栽
植后进行平茬。
2009年冬苗木停止生长,进行苗高、地径的全
面调查,根据苗高调查数据,每个家系每个重复选取
3株平均木,分别测定叶片总数,同时每株选取从上
至下第4轮的3片功能叶片,测定叶长、叶宽、叶柄
长,计算单叶面积和叶形指数。
1.4 统计分析方法
以苗高和地径的小区平均值进行方差分析,以
探究各家系间生长差异,并进行遗传参数估算,以此
作为优良家系选择的依据[8]。采用Excel 2003和
SAS软件进行数据整理和统计分析(表2)。
家系选择方法采用育种值评分法[9],育种值计
算:将各参试家系性状观测值作方差分析,经显著性
检验,凡F值大于1的,按矫正公式计算各家系育
种值,即:
Z=珚Y+h2(Y-珚Y) (1)
式中:Z为育种值,Y 为各家系性状平均值,珚Y 为家
系性状总体平均值,h2 为性状遗传力。
表2 方差及协方差分析模型
Table 2 Models of vaiance and regression analysis
变异来源 自由度 均方 期望均方组成
重复 r-1
家系 f-1  V1
机误 (r-1)(f-1) V2
遗传方差 (V1-V2)/r
2 结果与分析
2.1 家系苗期性状变异
楸树家系的苗高、地径、叶长、叶宽、单叶面积和叶
片数6个性状在家系间存在极显著差异(表3),表明各
家系间苗期生长性状有着较大差异。苗木高生长较好
的家系是邓州3号(299.8cm)、内乡12号(285.5cm)、
内乡7号(273.0cm)和新野3号(271.7cm),比试验中
苗高生长较慢的家系新野4号(191.4cm)分别高出
56.6%、49.2%、42.6%和41.9%;地径生长较好的家系
是新野3号(3.00cm)、邓州3号(3.00cm)、内乡12号
(2.73cm)和西峡9号(2.73cm),比试验中地径生长较
慢的家系淅川5号(1.80cm)分别高出66.7%、66.7%、
51.7%和51.7%。
2.2 家系生长和叶片性状的遗传参数
遗传力是树木生长性状的主要遗传参数,对某
树种进行遗传改良,首先就应了解这个树种的遗传
特性,以便制定相应的育种策略和改良程序[10]。楸
树家系苗期各性状遗传参数值(表4)可以看出,楸
树苗期苗高、地径、叶宽、叶长等8个性状的变异系
96第3期 翟文继 等:楸树苗期优良家系及单株的配合选择
数的变化幅度为9.5%~22.5%,表明苗期性状存
在丰富变异,导致在无性系水平上出现较大生长差
异;其家系遗传力均高于0.5,表明这些性状受到较
强的遗传控制,通过子代测定初步选择遗传上真正
优良的家系是可行和必要的,为楸树的遗传改良提
供可靠保障。
表3 楸树家系苗期性状方差分析
Table 3 Variance analysis of different traits from families of C.bungei
性状 苗高 地径 叶长 叶宽 单叶面积 叶片数
均方 2 099.86  0.37  17.86  21.55  26 757.79  838.59
F  2.38** 2.97** 3.35** 3.17** 3.16** 7.93**
注:*表示差异显著(p<0.05);**表示差异极显著(p<0.01)。
表4 楸树家系苗期性状表现和遗传参数值
Table 4 Average traits of different families tested and genetic parameters from families of C.bungei
性状 平均值 变幅 变异系数/% 家系遗传力 遗传分量/%
苗高/cm  240.9  191.38~299.78  9.5  0.581  25.72
地径/cm  2.33  1.80~3.00  13.0  0.663  32.95
叶长/cm  20.64  14.77~26.00  14.1  0.702  37.02
叶宽/cm  20.02  14.87~25.40  13.4  0.684  35.11
单叶面积/cm2  419.58  227.00~673.00  22.5  0.683  35.03
叶片数/片 104.90  70.00~138.00  15.9  0.874  63.40
2.3 优良家系的选择
参试家系苗高均值为240.9cm,其中高于群体
平均值的家系有17个,家系地径均值为2.33cm,
其中高于群体平均值的家系也有17个,而苗高和地
径均高于群体平均值的家系为16个。利用苗高、地
径、叶面积和叶片数4个主要生长性状,按照综合性
状育种值评分法对当年生苗进行优良家系初选,共
选取综合性状育种值评分排在前9位的9个优良家
系(表5)。入选的9个家系表现出明显的生长优
势,苗高、地径均值分别为267.1cm和2.73cm,分
别比参试家系总体平均值(240.9cm和2.33cm)高
10.88%和17.17%,这9个家系树高和地径的平均
遗传增益分别为6.32%和11.38%。在所入选的家
系中,邓州3号家系苗高和地径最大。当然,这只是
苗期试验的初步结果,还需在造林后进行多年测定
研究。
表5 9个入选家系苗高和地径及育种值分析
Table 5 Values of traits and height breeding value estimates for 9superior families
入选家系
苗高平均值
/cm
>总体平均
/%
地径平均值
/cm
>总体平均
/%
树高育种值 地径育种值
邓州3号 299.8  24.47  3.00  29.31  275.0  2.77
新野3号 271.7  12.80  3.00  29.31  258.7  2.77
西峡9号 259.8  7.86  2.73  17.67  251.8  2.59
邓州5号 254.4  5.60  2.68  15.02  248.7  2.56
邓州1号 264.8  9.93  2.63  13.36  254.7  2.53
西峡10号 246.3  2.24  2.60  11.59  244.0  2.51
内乡7号 273.0  13.34  2.63  13.36  259.5  2.53
内乡12号 285.5  18.53  2.73  17.67  266.7  2.59
淅川3号 248.6  3.20  2.58  10.73  245.4  2.49
平均值 267.1  10.89  2.73  17.56  256.1  2.59
2.4 优良家系与单株的配合选择
在优良家系选择的基础上进行优良单株选择,
可以使家系和单株2个层次的遗传增益得到叠加,
从而获得更为显著的遗传改良效果,同时也能为多
世代遗传改良提供育种材料。以入选各家系树高均
值加1倍标准差为选择标准,从9个优良家系中共
选择出36株优良单株(表6),将入选单株与参试家
系进行比较,树高增大了25.87%,遗传增益为
15.03%。因此,在选择优良家系的基础上,再进行
优良单株的选择,既可以获得较高的增益,又具有稳
定的群体基础。
表6 各家系入选单株苗高均值和入选单株在各家系的分布
Table 6 Average height of 9families and plus tree number in excelent families
入选家系
苗高平均值
/cm
入选株数 入选家系
苗高平均值
/cm
入选株数
/株
入选家系
苗高平均值
/cm
入选株数
/株
邓州3号 357.5  4 邓州5号 281.7  6 内乡7号 312.5  2
新野3号 316.7  6 邓州1号 325.0  1 内乡12号 350.0  1
西峡9号 310.0  3 西峡10号 289.8  5 淅川3号 277.1  8
07 西北林学院学报 27卷 
3 结论与讨论
对楸树优树子代苗期性状进行初步探讨研究表
明,楸树家系间苗高、地径、叶长、叶宽、单叶面积、叶
片总数6个性状均达到极显著的差异,且均受中等
程度以上遗传控制。通过选择育种可选出速生优质
的楸树家系,按照综合性状育种值大小对参试家系
进行排序,选择综合性状育种值最高的9个家系作
进一步筛选试验,从9个优良家系中共选出36株优
良单株。林木为多年生植物,生长周期长,早期选择
一直是林木育种界关注的问题[11-15],本试验可为早
期选择提供参考。本研究所得楸树家系苗木生长情
况仅限于南阳楸树优树家系,子代测定仅属初步阶
段,各项参数尚不稳定,苗期表现还不能完全代表后
期的生长情况,要确定各家系真正的遗传特性,仍需
进一步进行造林对比试验。
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