杉木胸径性状遗传参数年龄变化趋势研究

刘捷明

(宁德市东湖塘华侨农场，福建 宁德 352199)

杉木()是杉科(Taxodiaceae)杉木属()常绿乔木，广泛分布于我国南方各省。杉木生长迅速,干形通直,材质优良，是我国速生用材林主要造林树种之一。同时，杉木的生长周期较长，经济成熟龄长达25 a左右，对遗传改良进程有较大影响，也使得杉木遗传改良项目的年均遗传增益较低。通过生长性状林龄间的相关性研究，确定早期选择年龄，可以大幅缩短育种周期、提高整个林木遗传改良项目的年均收益率。

本文以营建于福建省宁德市福口国有林场的杉木半同胞子代测定林为对象，研究杉木胸径性状遗传参数随林龄的变化趋势，评估其遗传潜力表达的稳定性，进而降低每一轮育种循环的选择林龄，提高整个项目的短期与长期收益。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于福建省宁德市福口国有林场铜镜工区11大班070小班，26°47′42″ N，119°31′37″ E。气候类型为亚热带海洋性季风气候，年平均气温19.1 ℃，年降雨量2 100 mm，无霜期超过300 d。地貌为低山丘陵，海拔100～250 m，平均坡度20°。土壤类型为山地红壤，立地条件优良，土壤肥沃。

1.2 材料来源与试验设计

试验材料来自于福口国有林场优树自由授粉子代，采种时间为2008年，育苗时间为2009年，造林时间为2010年春，造林株行距为2 m×2 m。试验采用完全随机区组设计，总计40个半同胞家系，单列4株小区，10次重复。

1.3 测量方法

在林龄5、6、7、8、9、12年时测量了上坡位离地1.3 m处的带皮直径。

1.4 统计分析方法

数据的统计分析使用R语言完成，遗传方差组分的显著性检验使用似然比检验单侧检验进行。分析模型为：

=+++(×)+

(1)

式中：为第个重复第个家系的第个单株的测量值，为整个样本群体测量值平均数，为第个重复效应，为第个家系效应，(×)为第个重复和第个家系的互作效应，为随机误差。

遗传力、遗传相关的标准误使用泰勒展开式进行估计。单株狭义遗传力计算公式为：

(2)

表型变异系数或加性遗传变异系数计算公式为：

(3)

表型或遗传相关系数计算公式为：

(4)

2 结果与分析

2.1 胸径性状表型变异

表1列出了各林龄胸径性状表型表现。可见，林龄5年时胸径性状表型变异系数较大，林龄12年时胸径性状表型变异系数较小，胸径性状表型变异系数呈随林龄增大而减小的趋势。

表1 胸径性状表型变异

2.2 胸径性状遗传变异

胸径性状各林龄加性遗传方差分量与单株狭义遗传力均显著(表2)。加性遗传方差分量随林龄的增大而增大。胸径性状单株狭义遗传力在林龄5～7年较稳定，第8年开始逐渐表现出随林龄增大而增大的趋势，在林龄12年时有较大提高。胸径性状加性遗传变异系数在林龄5～9年均较稳定，在林龄12年时表现出较大提高。

表2 各林龄胸径性状方差分析及遗传参数估算

2.3 胸径性状林龄间表型相关与遗传相关

胸径性状各林龄间表型与遗传相关系数均显著(表3)。表型与加性遗传相关系数均随林龄差距的减小而增大。相同林龄间表型相关系数小于加性遗传相关系数。以林龄12年时为锚，林龄7年时两林龄表型相关系数就已经超过0.8，林龄5年时两林龄的遗传相关系数就已经超过0.8。

表3 胸径性状林龄间相关

3 结论与讨论

本研究中杉木胸径性状表型表现及表型变异系数随林龄变化规律与国内多数报道相一致。速生性与较高的表型变异系数使得杉木胸径性状的表型选择具有较高的潜在经济价值。遗传力随林龄增长而逐渐增大的趋势与各主要用材树种的报道相一致。说明随着林龄的增长，林木固有的遗传潜力对表型表现的影响逐渐加大。表型变异系数随林龄增长而减小，而加性遗传变异系数随林龄的增长而增大，说明随着林龄的增长，环境因素对杉木胸径性状表型表现的影响在逐渐减小。各林龄胸径性状遗传力从0.13到0.31，低于国内多数报道。杉木遗传改良已进入高世代育种循环阶段，杉木的遗传潜力已得到极大的开发，而本文的研究对象为实生林表型选择的优树子代，所以遗传力偏小。林龄12年时遗传力与加性遗传变异系数的增加幅度较高，可能是因为2022年调查时将病株、死株列为缺失值，从而减小了家系内误差方差，增大了遗传方差。本研究中杉木胸径性状林龄间表型相关系数、遗传相关系数与国内多数报道相一致，为杉木胸径性状优良家系的早期选择增加了一份可靠的参考数据。