寒地杨树新品种遗传稳定性与适应性分析评价1)

王庆斌 张玉波 邹 威 陶双勇 魏 彪 杜人杰

(黑龙江省牡丹江林业科学研究所，牡丹江，157009)

树木生长的表现除受环境条件的影响，多数情况下还受基因型与环境交互作用的影响［1］。同一杨树品种在不同地点、不同年份以及不同栽培条件下，其生长表现或生态效应值常常波动较大，简单地利用试验总平均值，往往不能对遗传值做出真实评价。杨树遗传价值及其推广利用的可行性，不仅取决于生长量的绝对值，而且在很大程度上还取决于遗传稳定性和生长适应性［2］。遗传稳定性和适应性评价，能描述基因型的生态适应范围，揭示各品种在不同环境条件下保持某种收获量的度量。因此，进行杨树新品种生产力、遗传稳定性及生长适应性评价，对推广应用具有极大的指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料

经过在5个区试点苗期测试评价，选择出50、中 M、5、J、53、B、A、52 号杨树新品种(系)，以小黑杨和大青杨为对照种。2007年在海林市林业局、绥阳林业局、牡丹江市林业局、迎春林业局和大海林局建立区域化栽培试验点，进行系统的生长及抗性性状测试。本研究以3年生树高材料进行分析(表1)。

1.2 方法

试验采取随机区组设计，3次重复，20株小区，株行距2 m×3 m。试验林采用常规杨树丰产林抚育管理措施。由于树高是构成材积收获量最主要的生长性状之一［3］，因此，以树高生长量为性状指标进行遗传稳定性和生长适应性分析。

方差分析采用多因变量线型方差分析模型［4］，生产力指数PQI和生态效应值Wi根据Wricke提出的公式确定，回归系数bi和离回归均方根据Eberhart等人的公式确定，无性系效应值、G×E互作方差i及变异系数iCVPB根据顾万春应用公式确定，结构分析模型的系数^a与^λ根据Tai的公式确定，决定系数r2根据Pithus的公式确定。

2 结果与分析

2.1 遗传稳定性和适应性分析

遗传稳定性分和适应性分析，是描述基因型的生态适应范围，揭示基因型在不同环境下保持生长量的度量，属于遗传的生态评价［5］。

对10个品种树高生长性状进行遗传稳定性和生长适应性评价。方差分析检验结果表明(表2)，不同品种间差异极显著，而且品种×地点交互作用极显著，说明各试验点的环境因子存在明显差异，品种在不同地点上的树高表型值相对位次是不同的。

树高性状遗传稳定性和生长适应性11项评价参数估算结果(表3)：均值¯x、效应值^g和生产力指数PQI是反映基因型平均生产力指数参数，值越大平均生产力越高;基因型方差、遗传变异系数iCVPB、生态效应价Wi、离回归均方、结构系数是反映品种遗传稳定性参数，其数值越小，遗传稳定性越高;结构系数、回归系数bi和决定系数r2反映生长适应性参数，其中bi还表示稳定性程度，当bi=0，=1，r2→0时，基因型对环境完全没有反应，绝对稳定;当 bi=1=0→1时，G×E 互作成正比例消长关系，适应性或稳定性处于平均水平;当bi＞1，＞0，r2→1时，品种能适应好的环境，在立地条件好的地方生长好，当 bi＜1，＜0，适应性好，能适应差的环境条件。

表1 各试验点树高总体平均生长量m

表2 不同品种G×E互作效应方差分析

参试的8个品种均值、品种效应值和生产力指数均高于对照小黑杨及大青杨，以50最高，中M、5、J和53号杨表现较好，52、大青和小黑表现较差。

反映适应性参数 bi＜1＜0 的品种有 5、52、小黑和大青杨，适应较差的环境;bi＞1＞0的品种有50、J和 B号杨，适应好的环境;bi≈1，≈0的品种有中M、A、53号杨，适应性近乎平均水平。

综合参数评价预估结果，5、53号杨遗传稳定性高，适应性好，属中高产型品种，在5个地点均表现良好;50、J、中M号杨适应性较好，遗传稳定性一般，生产力水平高，属高产型品种，在牡丹江、海林和绥阳表现最好;B和A号杨遗传稳定性高，适应较好的环境条件，生产力水平中等，属中产型品种，在海林和牡丹江表现良好;52、小黑和大青适应性强，生产力低，属低产型品种。

表3 树高性状遗传稳定性和生长适应性评价参数

2.2 生长性状、遗传稳定性和生长适应性参数相关分析

为了考查品种的生长性状与遗传稳定性的关系，将生长性状值、遗传稳定性参数和生长适应性参数进行相关分析(表4)。将参数分为3类，一类是生长性状值、PQI;二类是遗传稳定性参数三类是生长适应性参数bi。

生长性状值与遗传稳定性参数呈弱度负相关或弱度正相关，表明生长性状与稳定性参数是相互独立的;生长性状参数间呈高度正相关，表明各生长性状参数是同效的;稳定性参数之间呈较高的正相关，说明各稳定性参数是同效的。生长性状值与生长适应性参数呈显著正相关或弱负相关，生长适应性参数间呈较高的正相关，表明各生长适应性参数是同效的;遗传稳定性参数与生长适应性参数、bi呈弱负相关或不显著正相关。

表4 树高性状值、遗传稳定性和适应性参数相关矩阵

2.3 遗传参数主成分分析

为了验证生长性状值、遗传稳定性和适应性评价结果，将10个品种、11个参数进行主成分分析(表5)，提取3个主成分，前3个主成分累计贡献率达到95.384%，代表了足够的信息量。第1主成分反映生长适应性和生长性状值，第2主成分反映遗传稳定性，第3主成分反映遗传稳定性和生长性状值。由3个主成分为坐标组成的三维坐标图，除适应性参数中的决定系数外，每组参数集中在一起，反映信息准确可靠。

表5 特征根与特征根向量

3 结论

多点树高方差分析表明，品种间差异极显著，品种×地点交互作用差异极显著。品种与环境存在互作效应，表明各试验点环境因子存在明显差异，品种在不同地点上的表型值位次是不同的，对其选择存在着很大的潜力，这为杨树新品种选择提供了可信的遗传信息。

利用11项评价参数，进行杨树新品种树高生长性状生产力、遗传稳定性和生长适应性评价预估，结果显示：5、53号杨遗传稳定性高，适应性好，属中高产型品种;50和J号杨适应性较好，遗传稳定性一般，生产力水平高，属高产型品种;B号杨遗传稳定性高，适应较好的环境条件，属中产型品种。

生长性状、遗传稳定性和生长适应性参数的相关分析，3类参数间是相互独立的。

评价参数进行主成分分析，前3个主成分累计贡献率达到95.384%，代表了足够的信息量，每组参数集中在一起，反映信息准确可靠。

［1］李火根，黄敏仁，潘惠新，等.美洲黑杨新无性系生长遗传稳定性分析［J］.东北林业大学学报，1997，25(6)：1-6.

［2］顾万春.统计遗传学［M］.北京：科学出版社，2004：324-325.

［3］王庆斌，张玉波，邹威，等.杨树新品种生长性状遗传相关及通径分析［J］.林业科技，2011，36(1)：5-7.

［4］卢纹岱.SPSSFOR WINDOWS统计分析［M］.北京：电子工业出版社，2004：147-186.

［5］顾万春.毛白杨优良无性系选育［J］.林业科学研究，1990，3(3)：223-227.