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日本落叶松纸浆材优良家系选择及家系生长模型的研究

孙晓梅  
【摘要】: 日本落叶松Larlx kaempferi)是我国主要针叶纸浆用材树种。建立在优 良家系选择基础上的直接无性扩繁利用,以及优良家系选择基础上的控制 授粉及杂种优势利用,是提高我国落叶松纸浆用材良种化和集约化培育的 有效途径。本文以湖北省建始县15年生日本落叶松自由授粉家系子代测定 林为对象,以纸浆材培育为目标,全面、系统地研究了日本落叶松家系生 长、干形和材质性状的遗传变异规律,首次从数量遗传理论和生物数学两 个方面探索了日本落叶松家系生长变异及遗传增益的预测,在常规育种逻 辑方法应用方面,注重育种的效率和效益;建立了家系树高生长模型,分 析了遗传参数随时间变化的动态趋势,并借助多性状选择指数首次为南方 亚热带落叶松新引种区筛选出一批生长、干形和材质兼优的纸浆专用材家 系和个体。得出的主要结论如下: 性状的遗传变异 方差分析结果表明,各年龄家系间胸径、树高和单株材积存在着极显著 变异,家系内个体间也存在着丰富的变异,家系间主枝长、皮厚、综纤维 素含量的变异达极显著水平,主枝粗、冠幅、新枝粗、新发枝数、基本密 度、早材和晚材纤维长度、早材和晚材壁腔比差异显著,1%NaOH抽出物 差异达10%显著水平,由此说明这些性状具有很大的家系选择潜力,是日 本落叶松选择的主体。圆满度、新枝长、分枝角和活枝下高4个性状家系 间差异不显著,开展家系选择的意义不大。 日本落叶松生长、材质性状及大部分的干形性状受中等或较强的遗传控 制,家系遗传力一般在O.5以上,圆满度、分枝角和活枝下高的遗传力较低, 只有0.29。 日本落叶松胸径、树高等生长性状早一晚相关紧密,且主要受遗传因素 制约,胸径和树高的最适早期选择年龄为6年,胸径作为早期选择指标较 树高更能准确地表达成熟龄时的信息。 WP=5 性状间的相关关系 性状间表型和遗传相关分析表明,日本落叶松家系不同性状间存在着不 同程度的相关关系,且利弊共存,在开展性状的间接选择时应根据选育目 标进行取舍,以达到综合性状最优的目的。通过合理选择及经营,选育出 生长速度快、木材密度大、综纤维素含量高、木纤维长,而1%NaOH抽出 物、晚材壁腔比都较低的纸浆材新品系是完全可能的。通过对与材积性状 紧密相关的胸径等9个性状的通径分析发现,胸径和树高两个性状对单木 材积的直接作用占材积总变异的63%,其余性状的直接控制作用很小;冠 幅、壁腔比等性状通过胸径对单木材积具有很大的间接遗传控制作用,这 种控制是通过与胸径、树高的遗传相关实现的。该控制系统可说明单木材 积变异的98.66%。 纸浆材优良家系选择和育种程序 由胸径、树高、基本密度、纤维长度和综纤维素含量5个性状构成的等 权重约束选择指数方程I=0.2751Xl+0.5215X_2-4.2408X_5+1.7437X_6 +10.9114X7及以生长为主的约束指数方程I=2.6420X1+3.7782X2 -42.9166X5+14.1762X6-15.8136X-7的指数遗传进展最高,且各性状的期望遗 传进展也比较合理。 日本落叶松纸浆材家系育种程序应以生长性状的改良为主,兼顾干形和 材质性状的改良。枝粗和皮厚是两个非常重要的形质指标。材质性状中, 需保证基本密度和综纤维素含量达到一定水平,同时使1%NaOH抽出物降 至较低的水平,对于落叶松幼龄材不需把壁腔比和纤维长度作为重要的材 性指标加以特别考虑。 家系生长模型 同一立地的不同日本落叶松家系的树高一年龄曲线为多形曲线,模型的 渐近参数和速率参数不同,形状参数相同,说明不同家系的树高生长规律 不同,树木的优势高生长是环境差异和遗传变异的树木表现型的综合反映, WP=6 树高的生长潜力(立地指数)随着遗传改良材料的应用而增大。 SchumacheT和Richards模型对日本落叶松幼龄阶段家系优势高生长过 程的模拟均能达到令人满意的效果。如果模型选择和计算得当,通过对子 代测定林资料模拟能够得到合理的家系树高一年龄曲线,再结合已建立的 落叶松一般林分的生长模型系统完全能够实现改良林分生长收获和遗传增 益的预测。


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