汪清林业局长白落叶松种子园亲本无性系与半同胞家系评价选择

【摘要】：长白落叶松作为我国东北地区重要的用材树种之一,不仅应用于荒山造林,还可用作建筑用材,造纸原料等。长白落叶松生长速度快以及木材材性优良使其具有重要的生态和经济地位。对长白落叶松进行遗传改良研究,将有助于长白落叶松良种化进程的发展,提升经济效益和森林生态效益。本研究以49个长白落叶松亲本无性系和49个子代半同胞家系为试验材料,对亲本无性系和子代半同胞家系生长性状和木材性状进行遗传变异研究,同时对子代半同胞家系抗寒性和生长过程进行遗传变异分析,得到的研究结果如下:(1)对49个长白落叶松亲本无性系的生长性状进行遗传变异分析,结果表明亲本无性系各生长性状间均达极显著差异水平(P0.01),表型变异系数变化范围为7.71%～31.93%;各生长性状重复力变化范围为0.44-0.76,高变异和高重复力有利于优良无性系的评价选择;利用主成分分析将所有指标分为2个主成分,不同无性系主成分值不同,依据主成分结果,以亲本无性系树高、地径、胸径、3 m处干径和材积5个生长性状为指标进行多性状综合评价,以10%的入选率进行选择,无性系L76、L5、L7、L12和L4最终入选为优良无性系,入选无性系树高、地径、胸径、3 m处干径和材积的遗传增益分别为3.55%、4.72%、6.14%、6.93%和 15.50%。(2)对49个长白落叶松子代半同胞家系的生长性状进行遗传变异分析,结果表明各生长性状间差异均达极显著水平(P0.01),各性状表型变异系数变化范围为3.04%～23.15%;各生长性状遗传力均超过0.5,属于中高等重复力水平,表明各性状遗传给后代的能力较强;利用主成分分析将各生长性状分为3个主成分,依据主成分分析结果,以子代家系生长性状为指标进行多性状综合评价,以10%的入选率进行选择,家系S78、S81、S80、S84和S83入选为优良子代家系,入选子代家系树高、地径、胸径、3 m处干径和材积遗传增益分别为2.24%、6.53%、3.39%、7.71%和7.71%,可以为长白落叶松生产和应用提供材料。对亲本无性系和子代家系生长性状进行相关性分析,结果表明,亲本的生长性状与子代的生长性状间相关性较弱,表明亲本和子代需要分开评价。(3)对49个亲本无性系和子代半同胞家系的木材性状进行变异分析,结果表明亲本无性系和子代家系的木材性状均达极显著差异水平(P0.01),亲本无性系木材性状变异系数变化范围为11.24%-18.18%,子代家系木材性状变异系数变化范围为7.64%-15.30%;亲本无性系各性状重复力均大于0.9,属高等重复力水平,子代家系各性状遗传力均大于0.5,属中高等遗传力水平;对亲本和子代的木材性状进行相关性分析,除了亲本纤维长度与亲本纤维宽度、子代纤维长度与子代纤维宽度呈现极显著正相关(P0.01)外,其余各性状之间相关性呈现较弱的正相关或负相关;以10%的入选率,利用多性状综合评价法,以木材性状为指标进行选择,无性系L84、L6、L58、L76和L38入选为优良亲本无性系,家系S13、S15、S74、S16和S5入选为优良子代家系,无相同系号,再一次表明需对亲本与子代分开选择;对亲本无性系生长性状和亲本无性系木材性状进行相关性分析,结果表明生长性状与木材性状间存在较弱的相关。(4)对49个子代半同胞家系进行抗寒性试验,对随机选取的4个家系进行不同温度和不同时间的低温胁迫处理,结果表明不同的温度和时间低温胁迫下,4个家系枝条的相对电导率差异显著。以-40℃12h处理下各家系电导率和对照电导率的差值为指标,利用聚类法进行分析,筛选出抗寒性较强的子代家系:S51、S74和S1,可为优良子代家系的综合评价选择提供依据。(5)对49个长白落叶松子代半同胞家系不同树龄的树高和胸径进行变异分析,不同树龄的各家系树高和胸径间的差异均达极显著水平(P0.01),各家系树高的表型变异系数变化范围为6.95%～30.22%,胸径的表型变异系数变化范围为7.93%-33.74%,各家系树高和胸径在不同树龄的遗传力均大于0.7;相关性结果显示不同树龄的树高和胸径间均存在极显著正相关(P0.01),表明了早期选择的可行性。利用多性状综合评价法,以20%的入选率,18a选出的家系在以后的年份中一直被选,所以提出最佳早期选择的年龄在8～18年期间;根据最后测定年份对49个家系进行综合评价,S78、S81、S80、S84和S82入选为优良家系,树高的遗传增益为2.26%,胸径的遗传增益为3.39%,入选的优良家系可为良种选育提供基础。总之,本研究对长白落叶松亲本无性系和半同胞家系的生长性状和木材性状进行了变异分析,同时对半同胞家系进行抗寒性和生长进行变异分析,初步筛选生长性状优良的无性系与家系10个,筛选抗寒性优良的家系5个,提出早期选择年限。该研究为长白落叶松良种选育提供基础,也可以为长白落叶松种子园升级换代提供保障。