速生优质北创杨新品系的选育

王洁华，籍 燕，杨少辉，宋英今

速生优质北创杨新品系的选育

王洁华，籍 燕，杨少辉，宋英今

(天津大学环境科学与工程学院，天津 300072)

采用北抗杨(P.del.cl.Beikang-1)为母本、创新杨(P.del.cl.Xinshiji)为父本进行杂交育种．按照杂交育种程序和常规试验方法，经过3年的苗期生长量、抗虫性及材性选择，选育出抗虫性良好的北创杨2号和材性优良的北创杨8号．其中，北创杨2号与父母本相比，美国白蛾虫害率分别降低了39.9%和10.1%，虫害指数分别降低了54.6%和47.5%．北创杨8号的木材纤维长度与父母本相比分别增加了15.1%和25.7%，木材纤维长宽比分别增加30.5%和39.1%，壁腔比分别降低了10.3%和8.4%．北创杨系列的选育不仅为我国北方型杨树家族增添了抗虫及纸浆用材新品种，而且具有显著的经济、社会和生态效益．

杂交育种；杨树；抗虫；生长量；材性

杨树人工林在我国生态防护林和工业用材林建设中发挥着重要作用[1-2]．目前我国林业生产中推广应用的杨树良种主要是通过人工杂交培育的，具有速生、优质、高产和高抗等明显的杂种优势，产生了巨大的经济效益、生态效益和社会效益[3]．但与此同时，我国杨树人工林的病虫害问题也越来越严重．以蛀干害虫天牛为例，造成的危害面积高达40%以上，导致木材产量和质量均下降，树势削弱甚至死亡．我国“三北”防护林生态工程也遭到天牛的严重危害，发生区杨树被害率一般为30%～50%，高的可达80%～90%，其中宁夏回族自治区大部分地区杨树因光肩星天牛危害而被砍光[4]．防治杨树害虫的常规方法是喷施化学农药，但是费用较高，使害虫易产生抗性，并且污染环境．因此，防治和预防包括天牛在内的杨树害虫危害的根本是培育抗虫品种．本课题组与中国林业科学研究院合作，在抗虫、耐寒和速生等方面对创新杨和北抗杨的不同品系进行了无性系筛选，选择了综合抗逆性强的优良无性系北抗杨16-18为母本，创新杨优良无性系17-2为父本，并于2008年春季进行了人工授粉，获得杂交后代500多株．之后通过筛选优良单株，扦插后进行苗期试验，目的是培育出适合我国北方推广种植的速生、抗虫、优质杨树新品种，为大规模营造北方型美洲黑杨工业用材林提供技术保障．

1 材料与方法

1.1 试验材料

杨树杂交母本北抗杨是人工杂交种，其母本为南抗1号杨(P.del.cl.Nankang-1)，采自陕西省固城县境内，父本为D175杨(P.del.cl.175)，引自加拿大，采自辽宁建平县境内．北抗杨具有顽强的防虫、抗寒、稳定等特性，特别适宜三北地区(东北、华北、西北)干燥寒冷的气候条件．父本创新杨是人工杂交种，其母本为南抗1号杨(P.del.cl.Nankang-1)，花枝采自陕西省固城县境内，父本帝国杨(P.del.cv.Imperial)，引自加拿大，花枝采自辽宁建平县境内．创新杨具有速生、易繁殖及抗寒性强的特点，是经过人工接虫(光肩星天牛)选育出的适合我国“三北”以及西南地区栽种的杨树品种．

本研究在前期首先对创新杨和北抗杨的不同品系进行了无性系筛选，选择了综合抗逆性强的优良无性系北抗杨16-18为母本，创新杨优良无性系17-2为父本，在2008年春季采集相应品种的雌雄花枝，进行切枝离体水培方法在室内控制授粉，获得杂交种．在自然条件下利用花盆播种育苗，共育出杂种苗500株．2009年春，以0.5,m×0.5,m的株行距定植于选种圃，编号登记进行单株选择．将经过初选出的40个无性系营造复选林，分别按10株单行小区，4次重复，0.5,m×1.0,m株行距进行定植育苗．以小黑杨作对照，调查2年生的各无性系平均胸径和平均高，进行幼树复选．2011年春营造比较试验林，将经过复选出的17个无性系，在天津杨柳青营造比较试验林，3,m×3,m株行距穴状定植，每个无性系营造30株，4次重复，田间随机排列[5]．以父母本和小黑杨作对照，每年对各无性系进行综合性调查，根据树高、胸径、病虫害种类及危害程度和木材材性等因子进行优中选优．

1.2 试验地概况

试验地位于东经116.93°、北纬39.07，天津市西青区属暖温带半湿润大陆性季风气候区．其特点是干湿季节分明，寒暑交替明显，冬季受西伯利亚性气团影响，寒冷、干燥，春季少雨、多风、干燥、气温变化明显．全年平均气温11.6,℃，全年无霜期203,d，年际变化不大．全年日照总量2,810.4,h．自然降水总量586.1,mm，其中夏季443.2,mm．土壤属于地势平坦、地下水埋藏较浅、有机质积累较少、土壤结构复杂的潮土类型．

1.3 抗虫性分析

针对天津地区2011—2013年发生的主要食叶害虫美国白蛾和蛀干害虫天牛进行调查．将危害程度分为5级：0级(无危害)、1级(有轻微危害症状)、2级(危害症状较严重)、3级(危害症状严重)和4级(危害症状极为严重)．计算式为

1.4 木材材性分析

木材材性分析参考文献[6-7]的方法进行．将来源于不同系号同一部位的枝条通过髓心劈成火柴棍大小的试条，将上述试条分别置于不同的试管中，加入等量的10%铬酸和10%硝酸，混匀．待单个纤维完全解离后，用蒸馏水冲洗至中性，番红染色，显微镜下测定纤维的长度、宽度、细胞壁厚度和胞腔直径．每个系号测定纤维50根，精确至0.1,μm．

2 结果与分析

2.1 北创杨的形态特征和生长规律

母本北抗杨叶形为圆卵形，先端尾尖，叶基心形，叶片长度大于叶柄长度；父本创新杨叶片为广卵形，长枝叶基部为心形，短枝叶基部为截形，先端急尖，叶片与叶柄长度比为1∶1．苗干灰色，叶芽下具3条长棱线．杂交杨树干通直圆满，皮孔长卵形，分布均匀；叶片平展，叶姿斜下，叶尖尾尖，叶基心形或微心形，叶缘有锯齿．枝条光滑或有明显棱脊，苗干青灰色，分枝呈45°～ 60°角，冠形卵形或椭圆形．根据枝条和叶片特征不同，北创杨大体可以分为5种类型，如表1所示．

表1 初选北创杨3年生幼树枝条和叶片特征Tab.1 Characteristics of leaves and branches of triennial Beichuang variety

2.2 苗期选择

在天津杨柳青地区，杨树3月中旬芽萌动，4月上旬开始展叶，生长速生期在6月—8月，期间有两次生长高峰；第1个生长高峰出现在6月上旬，第2个生长高峰出现在8月上旬．经过复选出的17个无性系，在第六埠营造比较试验林，以作对照，平均造林成活率98%．

2011—2013年秋季分别对17个系号的1～3年生苗进行生长量的测定(见表2)．结果表明，1年生苗中有88.24%平均苗高和胸径都大于父母本和对照小黑杨，其中2、3、4、5、6、7、8号的上述2项指标均超过北抗杨20%和创新杨28%以上．2年生苗中有52.94%的系号平均苗高和胸径都大于父母本和小黑杨，其中1、4、7、8、12、18号的2项指标均超过北抗杨16%和创新杨29%以上．3年生苗中有58.82%的系号平均苗高和胸径上都大于父母本和对照小黑杨，其中12、16和18号的2项指标均超过北抗杨12%和创新杨17%以上．综合上述情况，选出3年生长量表现最优的11个系号，即1、2、3、4、5、6、7、8、12、16和18号，暂定名为北创杨．

表2 北创杨3年生幼树生长量比较Tab.2 Growth comparison of triennial Beichuang variety

2.3 抗虫性比较

在3年的抗虫性调查中，食叶性害虫美国白蛾的发生较为严重，蛀干害虫主要是天牛，发生较轻．根据连续3年对各入选系号进行两种杨树害虫(美国白蛾和天牛)危害情况调查，经计算，虫害率和虫害指数结果见表3．由表中可知，北创杨1、2和11号的美国白蛾和天牛的虫害率和虫害指数均低于父母本和小黑杨．与对照小黑杨相比，北抗杨和创新杨的抗虫性已有很大提高，美国白蛾虫害率分别为55.6%、83.2%．而与父母本相比，北创杨1、2和11号的美国白蛾虫害率进一步降至52.9%、50.0%、54.6%．

表3 北创杨3年生幼树抗虫性调查Tab.3 Pest resistance of triennial Beichuang variety

2.4 材性分析

杨树是我国短期工业用材林的首选树种，也是我国造纸行业用量最大的木材，而木材的纤维形态是反映制浆造纸用材优劣的重要因子之一[8]．纤维长度长能提高纸张的撕裂度、耐破度、耐折度和抗拉强度．木纤维壁腔比小于1的纤维结合紧密，形成纸页时强度大，而壁腔比大于1的纤维难以结合成纸，纸页强度低．因此，笔者对北创杨初选各系号进行了木材纤维形态的测定，结果见表4．

表4 北创杨3年生幼树木材材性分析Tab.4 Analysis of wood properties of triennial Beichuang variety

北创杨4、6和8号的纤维长度、纤维长宽比和壁腔比均显著优于父母本和小黑杨对照．与小黑杨对照相比，北抗杨和创新杨的木材材性已有一定程度的提高．而与母本相比，北创杨4、6和8号的木材纤维长度分别增加了14.5%、11.2%和25.7%，木材纤维长宽比分别增加15.6%、6.9%和39.1%，壁腔比分别降低了10.5%、4.2%和8.4%．与父本相比，其木材纤维长度分别增加了4.9%、1.9%和15.1%，木材纤维长宽比分别增加8.4%、0.2%和30.5%，壁腔比分别降低了12.4%、6.2%和10.3%．

3 结 语

利用黑杨派杨树杂交育种，具有明显的杂交优势[9]．初选的17个系号中有多个系号的3年生树高、胸径超过当前主栽杨树．通过早期选择，初选北创杨1、2、3、4、5、6、7、8、12、16和18号，它们普遍具有生长迅速，主干通直圆满等优良经济性状．通过进一步抗虫性试验分析，北创杨1、2、11号对近年在我国大规模发生的美国白蛾有较强的抗性．其中2号抗虫效果最为显著，虫害率相对父母本而言分别降低39.9%和10.1%，虫害指数分别降低54.6%和47.5%.由木材材性分析结果可知，北创杨4、6和8号的纤维长度、纤维长宽比和壁腔比均显著优于父母本和小黑杨对照，是优异的造纸制浆用材树种．其中木材材性最优良的8号与父母本相比，木材纤维长度分别增加了15.1%和25.7%，木材纤维长宽比分别增加30.5%和39.1%，壁腔比分别降低了10.3%和8.4%．综上，北创杨系列的选育成功，为我国北方型杨树家族增添了抗虫及纸浆用材新品种，实现了育种目标，对提高经济、社会和生态效益具有重要意义．

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（责任编辑：田 军）

Breeding of a Fast-Growing and High Quality Beichuang Variety

Wang Jiehua，Ji Yan，Yang Shaohui，Song Yingjin
(School of Environmental Science and Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China)

Cross-breeding was experimented with Beikang poplar(P. del.cl.Beikang-1)as the female parent and Chuangxin poplar(P. del. cl. Xinshiji) as the male parent. Following the cross-breeding program and the routine testing methods, after a 3-year selection of seedling growth, pest resistance and wood properties, Beichuang variety No. 2 was chosen for its remarkable pest resistance ability andBeichuang variety No. 8 was chosen for its excellent wood quality. Compared with the male parent (P. del.cl.Xinshiji) and the female parent (P. del.cl.Beikang-1), the fall webworm infestation rate of Beichuang No. 2 was reduced by 39.9% and 10.1%, respectively, and the pest index was reduced by 54.6% and 47.5%, respectively. Meanwhile , the fiber length of Beichuang variety No. 8 was increased by 15.1% and 25.7%, respectively. The ratio of fiber length to width was increased by 30.5% and 39.1%, respectively, and the wall cavity ratio was decreased by 10.3% and 8.4%, respectively．Results show that the breeding of Beichuang variety not only adds the variety of poplars grown in north China which has good pest resistance and wood properties, but also is of great significance in reaping substantial economic, social and ecological benefits.

crossing breeding；poplar；anti-herbivore；biomass；wood property

S722.5

A

0493-2137(2014)10-0914-05

10.11784/tdxbz201311072

2013-11-24；

2014-02-25.

国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2011AA100200)；天津市科技支撑计划重点资助项目(11ZCGYNC01400)．作者简介：王洁华（1973— ），女，博士，教授.

杨少辉，shaohuiyang77@tju.edu.cn.

时间：2014-03-14.

http：//www.cnki.net/kcms/doi/10.11784/tdxbz201311072.html.