马尾松广西优良家系及优良单株的选择研究

郑成才

(福建省三明市三元区林业调查规划设计队,福建三明 365001)

马尾松广西优良家系及优良单株的选择研究

郑成才

(福建省三明市三元区林业调查规划设计队,福建三明 365001)

采用方差分析、遗传参数分析和聚类分析方法,对 16年生的马尾松实验林进行马尾松优良家系及速生单株选择,从 105个家系中筛选出 12个极高产家系和 24个高产家系。运用快速聚类法从 500个单株中筛选出 98株即家系评价为极高产的单株,其一般配合力和特殊配合力均最高,可作为优良繁殖材料。第二类家系即家系评价为高产的单株,统计结果为 106株;第三类家系即家系评价为中产的单株,统计结果为 123株。

马尾松;家系 -单株联合选择;联合选择;聚类分析

马尾松地理家系试验的目的,是了解地理变异及其模式、生态分化性质、各性状变异及类经济价值、遗传型与环境交互作用等。从而进行种子区区划,为造林区选择优良的家系,以期获得较大幅段的增产效益。福建林学院俞新妥教授于 1966年开发马尾松地理家系试验,阐述了马尾松种内家系间存在很大变异,并划分出四个地理类型,为马尾松全分布区试验打下良好的基础[1]。

联合选择 (cinbined selection)又称为配合选择,原定义是指在优良的家系中选择优良单株[2],现扩展为在优良的家系中选择优良的单株,二层次联合选择包括群体 (种源或家系)及个体的选择。G.Nankoong等(1966)报道了不同选择方案的多个阶段的遗传增益估计模式[3]。二层次联合选择的效益包括种源间选择或家系间选择,和种源内选择或家系内选择二方面的增益。王启元[4](1979)[5]等指出,在林木改良中,进行不同层次的选择,是获得最大的遗传增益的有效途径。鉴于此,本试验将对 1990年从广西引进我省表现优异的马尾松子代测定林进行家系 -单株二层次联合选择。

1 材料与方法

1.1 材料来源

根据 70年代末以来马尾松遗传改良的研究成果,对在我省表现优异的广西马尾松种源进行个体选择,并引进了 105个优良家系,1990年采集各家系的种子,同进采集试验点当地商品种 (CK1)、仙游溪口林场种子园种子 (CK2)(本省种源优树材料)、广西贵县种子园种子 (CK3)作对照,共计 108个处理。1990年 12月,在试验点选择离试验地较近、排灌水方便的地段进行容器育苗,于 1991年 4月采用“百日容器苗”营建马松子代测定林。

1.2 试验地概况

试验地设在三明市三元区采育场试验点设在福建省三明市三元区中村国有林业采育场,该地位于东经 117°39′,北纬 26°11′,海拔 410～540m;土壤为山地红壤,植被为芒草和黄瑞木,立地类型为Ⅰ～Ⅱ,年均温度 18.0℃,年降水量 1630mm,相对湿度 81%,年有效积温 6130℃,适合马尾松生长。

1.3 数据分析

1.3.1 数据处理 采用福建省马尾松二元立木材积计算公式,利用调查的树高、胸径值计算材积。

对外业所获得的全部数据输入计算机,建立家系各性状的数据库,利用 EXCEL及 DPS统计软件和福建农林大学林学院开发的“树木育种数据库计算机系统 (DPFB)”[6],进行有关数据处理和统计分析。

1.3.2 遗传参数的估算 以小区平均值进行方差分析时,试验林调查性状的遗传参数计算公式为:

1.3.5 聚类分析 聚类分析[7]按研究对象的不同可分为 Q型分析和 R型分析,前者用于样本的分类,后者用于变量的分类。

描述样本间的相似性的统计量常用距离系数和相似系数。

2 结果与分析

2.1 生长性状分析

遗传增益是评价选择效果的重要指标。遗传增益的大小,取决于选择强度、遗传力及遗传变异幅度。选择强度一定时,遗传力高而变异幅度大的性状可获得最大的遗传增益。

马尾松树高的生长相差较大 ,特别是某些优良家系例如 B48、A2、A4、B34、B36、B29、A8、A31、B10、B66、B54、B38、B11、B43,与对照组相比 ,这些家系的胸径的遗传增益都达到 5%以上,最高的是 B48号家系,这个家系与对照组相比的遗传增益达到最高,达到 7.72%。胸径的生长分化较树高的生长分化较大 ,特别是 A32、B66、A18、A7、A31、A12、B20、A33、A4、B58、A10、A25、B29、A11、B23、A6、A19、B25、B54、A22、B17、A8、B43、B37、A3、B40、B6、B11、B14、B4、B12、B41这些家系的遗传增益均超过 10%,最高的是 A32家系的遗传增益最高,达到 19.14%,材积公式为 V=0.000062341803×H0.95682492D1.8551497,从这个公式,可以得出材积与树高和胸径成正比,特别是与胸径的关系更大,所以由此也可以推断出马尾松各家系与对照组材积的遗传增益相差也比较大 ,其中 ,家系号为 A32、B66、A31、A7、A4、A18、B58、A33、A25、A10、B29、A11、A12、B20、B23、B54、B25、B48、B11、A8、B17、A6、B37、B12、A22、B36、A1、B14、B43、A19、B21、B47这些家系号的材积的遗传增益与对照组相比,都是超过为 12%以上。本文也对冠幅的遗传增益做一个分析,但并不是意味着马尾松家系的树冠的冠幅越大越好,因为,树冠的冠幅直接影响单位面积马尾松立木株数,也直接影响到单位面积的材积。所以,本实验也做一些统计,则选择出一些窄冠型的家系,即冠幅的遗传增益与对照组相比,数值越低越好的家系,在单位面积上所得到的蓄积量就会越多,这样就会提高土地利用率,为了便于说明问题,笔者引入一个指标,就是每亩蓄积量,就可将冠幅和材积有效的结合起来,通过表 5,可以得出各家系的公顷蓄积量 ,其中家系 A4、B2、B50、B66、B47、B12、B68、B39、A11、B63、A25、B54、B48、B49、B69、B10、B53、A18、A26、A32、B61,这些家系蓄积量均超过 8.3m3。值得一提的是 A32,虽然胸径和材积是最高,但公顷蓄积量却并不是最高,说明生长量大的家系,为保证生长需要,需要提供足够大的空间,从而影响单位面积立木材积量。因而,如何在这几者中找到一个平衡点,就是一个评判的标准,以利于选择出即生长速生,又是窄冠型的树种,以取得每单位面积最大的利用空间,以创造出最大的经济效益,这将是育种工作者将要考虑的首要的问题。

2.2 优良家系选择

本实验为了比较马尾松全分布区不同家系在福建省生长情况,同时选择出优良的马尾松进行推广生长,本试验运用系统类聚法[8]首先将马尾松的 108个家系看成 108类,然后将性质近的两类合而变成 107类,再从中划出最接近的两类加以合并为 106类,如此下推,最后将所有的家系合并为 1类。用树高、胸、材积、通直度和公顷蓄积量这 5指标为统计量,计算参试的90个家系的遗传距离,然后用系统聚类法进行聚类。

各家系之间的关系较单一,类与类之间的间距较大,也即是说各类家系的差异较大。可将参试的 108个西南桦家系分为 5类,各类的性状平均值和实际增益见表 1。

表 1 家系的聚类分析结果

续表1

从表 1中可以看出,各类之间相差很大,其中第一类家系的材积增益达到 30.23%,被评为极高产的家系。

2.3 优良单株的选择

通过计算,可以得出树高、胸径和材积的单株遗传力达到 0.04。经过聚类分析,分成 5类,各类的树高及与对照相比的树高增益见表 3。第一类增产明显,材积选择的遗传增益为19.14%。

表 3 单株分类结果

为了选择出优良的单株,为后续的研究提供优良的材料,笔者做一统计,将材积的现实遗传增益超过 15.7%上所有优良单株全部罗列出来,即单株评价为第一类与第二类的优良单株。第一类的统计结果为 98株,其一般配合力和特殊配合力均最高;第二类家系即家系评价为高产的单株,统计结果为 106株;第三类家系即家系评价为中产的单株,统计结果为 123株。其它属低产及低产的家系的速生单株,仅因特殊配合力较高所致。作为第一类家系的优良单株,由于其家系的遗传增益在所有分类的为最高。

3 总结

3.1 通过聚类分析 ,选择出以 A32、B66、A31、A7、A4、A18、B58、A33、A10、A12、B20、A19为第一类优良家系。这一类家系树高的平均值为 15.85m,现实遗传增益为 3.90%;胸径平均值为 19.13cm,现实遗传增益为 15.61%;材积的平均值为 0.2166m3,现实遗传增益为 30.23%。通直度为 3.17,公顷蓄积量为 8.1183 m3。

3.2 为了选择出优良的单株,为后续的研究提供优良的材料,统计结果为 98株,其一般配合力和特殊配合力均最高;第二类家系即家系评价为高产的单株,统计结果为 106株;第三类家系即家系评价为中产的单株,统计结果为 123株。其它属低产及极低产的家系的速生单株,仅因特殊配合力较高所致。作为第一类家系的优良单株,由于其家系的遗传增益在所有分类的为最高。

[1]安徽农学院林学系.马尾松[M].中国林业出版.1982.

[2]南京林产工业学院.树木遗传育种学[M].北京科学出版社,1979.

[3]J.wright著,郭锡昌等译.森林遗传学[M].北京中国林业出版社.1988.

[4]王启元,树木遗传育种学概论[M].南京林业大学讲习班教材.

[5]孔繁浩.森林数量遗传学[M].北京林业大学讲习班教材.1988.

[6]梁一池.树木育种数据的计算机处理系统(DPFB)[J].福建林学院学报,1988,8(3):221-228.

[7]高之仁.数量遗传学.四川大学出版社[M].1986,6.

[8]张如华,陈天华.模糊聚类在松属种间生理差异中的应用[J].南京林业大学学报.1998,22(3):95-98.

SELECTI ON STUDY ON CHO ICENESS GENEALOGIES AND IND IVI DUALS OF GUANGXIPINUS MASSIANALAM B

ZHENG Cheng-cai1
(Sanyuan Forest Inquisition and Programm ing Contrive Team,Sanm ing Fujian365001,China)

The variance,genetic parameters and cluster analysismethods were used in the selection study on choiceness genealogy and fast-growing individual experimental tree of the 16 yearsoldPinus m assianaLamb.12 sky-high yield genealogies and 24 high yield genealogieswere screened out from 105 genealogies.By use of theKfast cluster analysis method,98 individuals were estimated as the sky-high yield trees from 500 trees.These trees had the highest combining ability and specific combining ability.And,the treeswere considered as the choiceness plantingmaterials.Also,106 individualswere est imated as the high yield trees and 123 as the middling yield trees.

Pinus m assianaLamb;genealogy-individual combine selection;combine selection;cluster analysis

S722.3+3

A

1001-4276-(2010)01-0064-05

2010-09-13

郑成才 (1965-),男,林业工程师,研究方向:林业调查规划设计。