233个红松优树半同胞家系的生长性状变异研究

王 芳，陆志民，王元兴，杨雨春

(1.吉林省林业科学研究院，吉林 长春 130033；2.吉林省露水河林业局，吉林 白山 134300)

红松(Pinuskoraiensis)为松科(Pinaceae)松属(Pinus)常绿乔木，其材质优良，是重要的建筑及工业用材[1]。在中国主要分布于长白山及小兴安岭林区，是东北林区重要的经济树种和生态树种，也是东北三省重要的木材储备资源[2]。

红松生长周期长，扦插、组培等无性繁殖困难，因此在其遗传改良过程中，优良家系的评价选择变得尤为重要[3]。基于此，我国于20世纪80年代开始营建以木材产量为目标的红松种子园，截至目前，第一批种子园已经开花结实[4]。本研究以吉林省露水河林业局国家红松良种基地8902区的233个红松半同胞家系为材料，对其树高和胸径等生长性状进行调查分析，最后利用多性状综合评价法筛选出生长性状优良的家系，并在优良家系中筛选优良单株，以期为红松的良种选育、二代种子园以及改良种子园的营建提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料来源

试验林位于吉林省白山市抚松县露水河林业局国家红松良种基地。试验材料包括233个红松的半同胞家系(PK1-PK233)，233个红松优树来源于中国红松的全分布区，通过选优、采穗、嫁接的方式获得，同期收集其种子，于1985年播种育苗，1989年营建子代测定林，采用完全随机区组设计，5株小区，8次重复，株行距为1.5 m×2.0 m。

1.2 试验方法

2014年5月，对233个29年生红松优树半同胞子代林的树高和胸径进行每木调查，树高利用测高仪直接测定(Trtex Ⅳ超声波测高测距仪)，胸径利用胸径尺测定。根据树高和胸径，计算红松的立木材积，计算公式如下[5]：

V=(H+3)g1.3f

式中：g1.3=3.14(DBH)2/4；H为树高；DBH为胸径；f(红松立木平均实验形数)=0.33。

1.3 数据分析

利用SPSS 19.0软件对数据进行分析，树高、胸径的方差分析模型如下：

Xijk=μ+αi+bj+αbij+eijk

式中：Xijk为家系i在区组j中的红松单株k的表型；μ为总体平均值；αi为家系效应；bj为区组效应；αbij为区组与家系的互作效应；eijk为环境误差。

表型相关分析采用的计算公式如下[6]：

多性状综合评价的计算公式如下[7]：

式中：ai=Xij/Xjmax；Qi为综合评价值；Xij为某一性状j在家系i中的平均值；Xjmax为性状j的最优值；n为评价指标个数。

2 结果

2.1 方差分析

233个红松半同胞家系子代的各生长性状的方差分析见表1，树高、胸径和材积三个生长性状在不同家系间均达到极显著差异水平(P<0.01)。

表1 各生长性状的方差分析

2.2 各家系中各生长性状的平均值

233个红松半同胞家系的生长性状平均值见表2。平均立木材积大于0.080 m3的家系有9个，分别为PK214、PK54、PK197、PK32、PK118、PK65、PK174、PK123和PK59；平均立木材积小于0.040 m3的家系有5个，分别为PK183、PK168、PK87、PK27和PK215；剩余家系的立木材积分别为0.040～0.080 m3。PK214、PK96、PK118、PK173、PK38、PK97、PK42、PK14、PK46、PK59和PK140平均树高较大，均大于9.00 m；PK215和PK27的平均树高最小，分别为6.97 m和6.66 m；剩余家系的平均树高均在7.16～9.00 m之间。全部家系的平均胸径均大于10.00 cm，平均胸径较大的家系为PK54、PK214和PK197，均大于16.0 cm。

表2 各家系不同生长性状的平均值

2.3 相关分析

不同生长性状的相关分析见表3。树高、胸径和材积三个生长性状间的相关性均达到极显著正相关水平(P<0.01)，其中胸径与材积的相关系数最大，达到0.967。

表3 生长性状间的相关分析

注：**表示在0 .01 水平(双侧)上显著相关。

2.4 综合评价

由于树高、胸径和材积3个生长性状之间达到极显著相关水平，因此将这3个性状相结合对233个红松半同胞家系进行综合评价(表4)。以2 %的入选率为基准，5个家系入选，分别为PK214、PK54、PK197、PK118和PK32。在选出的优良家系中进一步进行优良单株的选择，利用3个生长性状的综合评价，以8 %的入选率为基准，5个优良单株入选，分别为PK197-5-2、PK34-4-3、PK130-8-4、PK34-8-2和PK34-2-1(表5)。

表4 家系的多性状综合评价

表5 优良家系中单株的多性状综合评价

注：PK197-5-2表示红松197号家系中第5区组第2棵树，其他单株的表示模式同PK197-5-2。

3 结论

遗传和变异是林木育种的基础，方差分析表明所有生长性状在不同家系间差异极显著，这为优良家系的选择提供了基础[8]。通过平均值分析、相关分析和多性状综合评价，选出5个优良家系，在优良家系中选出5个优良单株。这些初选的优良家系和优良单株可以为红松的良种选育提供基础，为改良种子园的营建提供材料。