马尾松半同胞子代苗期与幼林生长变异分析及家系选择

潘庆优，蔡燕灵，罗　敏，覃　冀，刘晚传，曾令海，连辉明，张　谦

（1.信宜市林业科学研究所，广东 信宜 525300；2.广东省森林病虫害生物防治重点实验室，广东省林业科学研究院，广东 广州 510520）

马尾松半同胞子代苗期与幼林生长变异分析及家系选择

潘庆优1，蔡燕灵2，罗敏1，覃冀1，刘晚传1，曾令海2，连辉明2，张谦2

（1.信宜市林业科学研究所，广东 信宜 525300；2.广东省森林病虫害生物防治重点实验室，广东省林业科学研究院，广东 广州 510520）

为探讨马尾松改良种子园半同胞家系子代的生长变异情况，测定分析了26个家系1 年生苗高、地径和0.5年生、1.5 年生及2.5 年生幼林的树高、地径、胸径、材积和冠幅等生长指标。结果表明，各性状在家系间均存在极显著差异，参试群体的树高、胸径、材积和冠幅的家系遗传力大于 0.8，且前三个性状的单株遗传力大于 0.4，说明上述性状是遗传力较高的性状。2.5年生材积生长量显著高于普通生产种的优良家系有19个，入选率为73%，树高、胸径和材积的遗传增益分别为2.76%、3.60%和8.49%，与初级种子园混合种和普通生产种相比，其材积分别提高55.28%和218.28%。

马尾松；子代测定；遗传力；家系选择

马尾松Pinus massoniana是我国南方主要的造林树种，也是重要的用材及产脂树种，具有分布广泛、适应性强、产品用途广等特点。我国自“六五”期间开始研究马尾松遗传改良，围绕提高木材产量、质量和产脂量等目标开展种源试验、家系测评和杂交育种等多项育种工作，研究了马尾松生长量、材性和产脂力等性状的遗传变异规律，结果表明，通过选择可获得具有较高生产力的种源和家系［1—11］。广东省于1982年从马尾松天然林中选择优树开展子代测定，同期在茂名信宜等地建立初级种子园，并逐步扩大资源收集范围与子代测定规模；2005年根据优树子代测定结果，选择优良母树，营建改良代嫁接无性系种子园；2010年种子园进入产果期。为了进一步了解各建园无性系的生产特点和子代生长性状，评估建园效果，本研究采集了其中26个无性系生产的半同胞家系子代，于2012年建立子代测定林，并逐年调查观测林分的生长情况，通过苗期和幼林生长指标的测定，分析早期生长性状的遗传变异规律，评选出优良家系，为马尾松优良遗传材料的培育和利用提供参考。

1　材料与方法

1.1材料

试验材料为广东省信宜市林业科学研究所马尾松改良种子园的26个半同胞家系子代，以初级种子园混合种（CK1）和普通生产种（CK2）为对照，共28个参试系。

1.2试验方法

1.2.1苗期生长量测定方法种子采收后，采用刘晚传等［12］的育苗技术培育苗木，调查 1 年生苗高、地径生长量，设4个重复，每重复30株。

1.2.2试验林配置与造林、调查方法试验林采用完全随机区组设计，设12个区组（重复），单列4株小区，外围种植2行马尾松为保护行。试验地设在信宜市水口镇大甲管理区龙头寨村，海拔250～295 m，坡度25°～35°；土壤为红壤，酸性土，土层较厚，腐殖质含量与土壤肥力中等。

采用穴状整地，株行距3.0 m × 3.0 m，穴规格为50 cm × 40 cm × 30 cm，每穴放磷肥250 g，于2012 年6月中旬的阴雨天种植。造林后连续抚育3年，每年1～2 次。分别调查造林后0.5年生树高，1.5年生树高、地径以及2.5年生的树高、胸径和冠幅生长量。

1.2.3统计方法采用SAS软件进行数据分析处理，其中苗期生长指标采用GLM过程进行方差分析［13］；试验林各生长指标采用MIXED和IML过程进行方差成分和遗传力估算［14—15］。单地点线性模型为Yij= u + Fi+ Bj+ Eij，式中u为总均值，Fi为第i个家系的效应，Bj为第j个区组的效应，Eij为剩余误差，分别估算参试群体的家系遗传力和单株遗传力以及家系选择的遗传增益：

2　结果与分析

2.11年生苗高、地径生长量分析

对1年生苗高和地径进行方差分析与比较，结果表明参试家系间存在极显著差异（表 1）。参试家系 1年生苗高平均值为31.49 cm，变异系数为24.97%；地径平均值为0.39 cm，变异系数为24.20%。苗高和地径两个测定指标在参试家系间均存在不同程度的差异。4号等15个家系的苗高显著大于CK1和CK2，2号等3个家系的苗高显著小于CK1或CK2；4号等8个家系的地径显著大于CK1和CK2，2号等6个家系的地径显著小于CK1和CK2（表2）。

表1　参试家系1 年生苗高与地径方差分析Table 1　Variance analysis of height and ground diameter of one year old seedlings

表2　苗高、地径统计特征值Table 2　Statistical characteristic values of height and ground diameter of seedlings

2.2试验林生长指标的遗传力估算

对造林后0.5年生树高，1.5年生树高、地径以及2.5年生的树高、胸径、材积和冠幅生长量进行方差成分分析，结果见表 3、表 4。参试群体生长指标遗传力及其标准差估算结果见表5。

表3　参试群体不同林龄生长指标方差分析Table 3　Variance analysis of growth traits of different age plantation of the tested population

从表5可以看出，参试群体除地径的家系遗传力处于中等水平以外，其余4个生长指标各林龄生长量的家系遗传力均较高，在0.801～0.901之间；各林龄的树高、胸径和材积的单株遗传力处于中等水平，在0.419～0.747之间；而地径和冠幅的单株遗传力较低，在0.190～0.372之间；树高的家系遗传力和单株遗传力均出现先降低后升高的年度变化趋势，但变化幅度不大。

2.3改良代种子园家系选择遗传增益分析

由方差分析可知，各项生长性状在不同家系之间的差异均达到极显著水平，计算参试家系2.5年生各生长指标的平均值、标准差与变异系数，并与对照比较，选出生长较好的优良家系，结果见表6。18～21号等4个家系（入选群体I）的树高、胸径和材积均显著大于CK1，其入选率为15%，树高、胸径和材积的选择差分别为0.39 m、0.62 cm和0.9 dm3，遗传增益分别为13.46%、15.95%和44.95%；1～7、12、15、16、18～26号等19个家系（入选群体II）的树高、胸径、材积和冠幅显著大于CK2，其入选率为73%，树高、胸径和材积的选择差分别为0.08 m、0.14 cm 和0.17 dm3，遗传增益分别为2.76%、3.60%和8.49%（表7）。入选群体I与CK1相比，树高、胸径、材积和冠幅分别提高了25.63%、35.40%、114.84%和6.25%。入选群体II与CK1相比，树高、胸径和材积分别提高12.55%、18.90%和55.28%，冠幅无变化；与CK2相比，树高、胸径、材积和冠幅分别提高了40.10%、83.07%、218.28%和42.86%。

表4　参试群体不同林龄生长指标的方差成分估算Table 4　Variance component estimation of growth traits of different age plantation of the tested population

表5　参试群体生长指标遗传力估算Table 5　Estimation of heritability of growth traits of different age plantation of the tested population

表6　参试家系2.5年生各生长指标的统计特征值Table 6　Statistical characteristic values of growth traits of 2.5 years old plantation of the tested families

表7　优良家系入选群体生长指标平均值及其遗传增益Table 7　Average and genetic gain of growth traits of the selected population of superior families

3　讨论

本研究对马尾松一代改良种子园的26个半同胞家系苗期、幼林期的生长指标进行分析，结果表明，各项研究性状在参试家系间均存在显著差异。对参试群体幼林期生长指标的家系遗传力和单株遗传力进行估算，结果表明，树高、胸径、材积和冠幅的家系遗传力大于0.8，处于较高水平；其中前三个指标的单株遗传力大于0.4，为相应家系遗传力的一半以上；树高遗传力年度之间差异较小，表现比较稳定，说明这几个性状是遗传力高的性状，遗传改良能够得到一定的增益。但本试验群体的遗传力估算值大于国内同类研究马尾松树高、胸径和材积遗传力的估算值［16—18］，可能是本研究基于单个地点的试验结果，其估算的遗传力偏高［19］；也可能是研究对象为早期生长性状，而基因型与环境的互作效应需要通过时间的积累才能得以充分表达。

家系选择的遗传增益能够反映遗传改良的效果。研究分别以初级种子园生产种（CK1）和普通生产种（CK2）为对照，评选出入选群体I和入选群体II。入选群体I包括4个优良家系，入选率15%，2.5年生材积遗传增益达44.95%。入选群体II包括19个优良家系，入选率为73%，2.5年生材积遗传增益达8.49%。考虑到本研究的生长指标为幼林生长量，更适宜提高入选率，淘汰小部分生长量较低的家系，因此选择以CK2为对照的入选群体II，与CK1和CK2相比，其材积分别提高55.28%和218.28%。生产推广这一系列早期生长较快的家系造林，能够加快幼林郁闭，减轻松梢螟等病虫危害，提高马尾松商品林的生产效率。

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Variation Analysis and Family Selection on Half-sib Progenies of Pinus massoniana

PAN Qing-you1，CAI Yan-ling2，LUO Min1，QIN Ji1，LIU Wan-zhuan1，ZENG Ling-hai2，LIANG Hui-ming2，ZHANG Qian2
（1.Forestry Research Institute of Xinyi City，Xinyi 525300，Guangdong China；
2.Guangdong Provincial Key Laboratory of Bio-control for the Forest Disease and Pest，Guangdong Academy of Forestry，Guangzhou 510520，Guangdong China）

To understand variation of growth traits of height（HT），diameter at breast height（DBH），volume of individual tree （VOL） and crown width（CW），26 half-sib progenies from improved seed orchard of masson pines were planted at Xinyi. Investigation was conducted at 0.5，1.5，and 2.5 years-old pines to study inheritance and early selection efficiency for HT，DBH，VOL and CW. The results showed that every trait studied had significant differences among families. Heritability of HT，DBH，VOL and CW was higher than 0.8，individual heritability of HT，DBH and VOL were higher than 0.4. 19 superior families were selected out under the selection ratio of 73% with the genetic gain of HT，DBH and VOL of 2.76%，3.60% and 8.49% respectively，and VOL of 19 superior families was 55.28% higher than the primary seed orchard cultivar and 218.28% higher than common varieties.

Pinus massoniana；progeny test；heritability；family selection

10.3969/j.issn.1009-7791.2015.02.005

S791.248.04

A

1009-7791（2015）02-0110-06

2015-05-06

广东省林业科技创新专项（2011KJCX013-03）；“十二五”国家科技支撑计划课题（2012BAD01B0202）

潘庆优，本科，工程师，从事林木育种研究。E-mail： xylks123@163.com

注：蔡燕灵为通讯作者。E-mail： caiyl@sinogaf.cn