日本花柏优良家系选择初报
王瑞文 庞宏东 徐自学 蒋龙福
摘要:日本花柏是较好的速生丰产用材树种,为进一步开展日本花柏育种研究,丰富湖北省西部地区造林树种,在引进日本花柏优良种质的基础上,进行种质资源保存及家系对比试验,并对生长性状和表型变异系数、遗传变异系数、广义遗传力等遗传参数进行测量分析。结果表明:日本花柏11个家系地径、树高均值高于对照(CK);家系间、家系内均存在丰富变异;树高和地径的广义遗传力分别为0.69,0.41。综合地径和树高两个指标,初步筛选出1个优良家系‘静3,其地径、树高值极显著高于其它家系10个家系,且比对照(CK)分别高出41.2%,43.3%。
关键词:日本花柏;遗传变异;家系选择
中图分类号:S722.3;S791.42文献标识码:A文章编号:1004-3020(2016)05-0020-03Preliminary Report of Selecting Superior Families of Chamaeoyparis pisiferaWang Ruiwen(1)Pan Hongdong(1) Xu Zixue(2)Jiang Longfu(2)
(1.Hubei Academy of ForestryWuhan430075; 2. Zhushan County Jiuhua Mountain Forest FarmShiyan442200)
Abstract: Chamaeoyparis pisifera are kinds of fastgrowing and highyield timber tree species. In order to improve it further, we adopted the tactics of superior germplasm introduction and germplasm conservation and carried out the family comparative test and analyzed the growth traits and genetic parameters such as phenotypic coefficient of variation, genetic coefficient of variation and heritability. The results showed that the average values of basal diameter and tree height of eleven C. pisifera families were higher than the control. There was significantly different among and within the basal diameter and tree height eleven families. The heritability of basal diameter and tree height were 0.69 and 0.41, respectively. Based on the ground diameter and tree height, one superior family‘Jing 3rdwas selected from eleven tested families and its ground diameter and tree height were higher than the other families and increased by 41.2% and 43.3%, respectively compared with the control.
Key words:Chamaeoyparis pisifera;genetic variation;family selection
日本花柏Chamaeoyparis pisifera原产日本,在日本分布于北纬30~40°,本州和九州颇多,北海道亦有分布,在海拔1 200~1 300 m处生长良好,是日本重要用材、庭园树种之一\[1\]。江西(庐山)、山东(青岛、日照、烟台等)、上海、江苏(南京)、浙江(杭州)、辽宁省均己引种栽培。目前湖北省引种栽培面积最大,达4万多亩[2]。国内现有引种研究表明,日本花柏具适应性较广、抗性强、生长较快、病虫害少和繁殖容易等优良性状,是中低山造林理想树种之一,也是四旁绿化和庭院重要优良树种之一[3]。为进一步丰富和完善柏科树种种质资源,选择出优良的日本花柏用材品种,为湖北省西部及同类地区提供新的造林树种,本研究在引进日本优良种源的基础上,开展日本花柏优良家系选择试验。
1材料与方法
1.1材料
从日本长野县、岐阜县、静冈县日本花柏引进的11个优良家系,家系号及引进地见表1。
表1参试家系号及来源表家系号来源家系号来源长2日本长野县岐2日本岐阜县长3日本长野县岐3日本岐阜县长5日本长野县岐4日本岐阜县静1日本静冈县岐5日本岐阜县静3日本静冈县岐9日本岐阜县CK人工林种子混合实生苗岐12日本岐阜县1.2研究地概况
试验地设在十堰市竹山县九华山林场。北亚热带山地季风气候,年降雨量1 064~1 375 mm,年均气温101~ 144 ℃,年日照时数 1 300~1 500 h,年平均相对湿度8096左右,无霜期172~218 d。土壤为板页岩的风化物,山地黄棕壤类森林黄灰包土和森林黄石碴子土,土层厚度为30~100 cm[4]。
1.3试验设计
2012年5月将11个家系种子分家系播种育苗,2013年5月营建家系对比试验林,以九华山林场人工林种子混合实生苗为对照,试验设计3个重复,每重复每家系5株,株行距1 m×1 m。
1.4数据调查及分析
2015年12月对家系对比试验林进行调查,调查指标为地径和树高。利用Excel 2003和SAS统计软件进行方差分析和多重比较。各遗传参数计算公式如下[5]:
=∑xin,s=∑(xi-)2/n-1,CV=(S/)×100%(xi:性状i的测定值,n:性状测定频率)。遗传方差gf2、环境方差ge2、表型方差gp2、遗传变异系数cvg、表型变异系数cvp、广义遗传力h2分别为:gf2=1/r(M1-M2),ge2=M2,gp2=gg2+1/rge2,Cvg=(δ2f/)×100%,Cvp=(δ2p/)×100%,hf2=rgf2/(ge2+rgf2)(r为重复数,hf2为遗传力,gf2为遗传方差,gf2为误差)。
湖北林业科技第45卷第5期王瑞文,等:日本花柏优良家系选择初报2结果与分析
2.1不同家系生长性状
由各家系苗木生长性状表(表2)可以看出:11个家系地径均值为203 cm,树高均值为12306 cm,高于CK地径均值(177 cm)及树高均值(10860 cm)。11个家系地径变化幅度为10~38 cm,其中‘岐2家系地径均值最小且低于ck,其它10个家系地径均值均高于CK,‘长3家系地径均值最高。11个家系间地径变异丰富,变异系数为760%~284%。11个家系中树高变异幅度为800~2100 cm,11个家系树高均值均高于CK,其中‘静3家系树高均值最高为1556 cm。11个家系内树高存在着丰富变异,变异系数为1338%~2839%,家系内中存在的这些变异为后期选择优良基因型提供了可能。
遗传力是指亲代传递其遗传特性的相对能力,遗传力的大小说明了性状受遗传控制的强弱,对遗传力大的性状进行选择,性状能够比较稳定地遗传给后代,选择的可靠性较高,获得的遗传增益也大[6]。日本花柏地径和树高的遗传力分别为041,069(表3),树高遗传力大于地径。地径遗传力较低,树高遗传力较高说明树高受强遗传控制,在苗期根据树高进行选择,可获得较好的选择效果。遗传变异系数是衡量群体遗传变异潜力的重要参数,遗传变异系数大,说明该群体遗传潜力大[7]。11个家系地径、树高的遗传变异系数分别为79%和89%。综合11个参试家系群体的遗传力和遗传变异系数,该群体的各性状遗传潜力较大,存在着广泛的遗传变异,从中进行优良家系或无性系选择,可以获得较大的遗传增益。
结果显示:家系间地径和树高都存在极显著差异,区组间无差异,说明变异主要来自于家系间。进一步进行多重比较得出:家系‘静3地径和树高极显著高于其它11个家系地径及树高;各家系地径与CK比较,增幅为-06%~412%,各家系树高与CK比较增幅为263%~433%,其中‘静3家系地径、树高增幅均最高,‘岐2家系地径、树高增幅均最低,初步筛选出‘静3为优良家系。
3结论与讨论
参试的日本花柏11个家系地径、树高平均值分别为203 cm,12306 cm,均高于对照;家系内变异丰富;在家系间存在着极显著差异,遗传变异系数分别为79%,89%;广义遗传力分别为041,069;地径遗传力偏低,树高受较强遗传控制。家系内和家系间的丰富变异,为选择优良基因型,选择优良家系,提高遗传增益提供了可能。树高遗传力高于地径遗传力,因此在日本花柏早期选择可以通过树高进行选择。综合考虑地径、树高两个因素,初步选出优良家系‘静3,树高与CK相比增幅为433%,地径与CK相比增幅为412%。
国内外对日本花柏品种选育的研究还未见报告,本文仅针对日本花柏3 a生苗木从生长性状角度进行了初步选择,可能会因为试验林树龄较小的原因,各性状的基因未充分表达,各项指标数据尚未稳定\[8-9\]。后期将对初步筛选出的优良家系进行区域性试验,并结合干形、抗性和材性等指标从中选择优良无性系。
参考文献
[1]雷小华,张凤芝,陈双田,等.日本花柏不同立地条件下生长差异研究[J].湖北林业科技,2006(6):1316.
[2]徐有明,史玉虎,徐自学,等.日本花柏人工林生长规律与晚材率、木材密度的变异[J].东北林业大学学报,2006,34(1):4851.
[3]杜有新.优良速生用材种日本花柏的研究[J].江西林业科技,1999(3):910.
[4]方孝春,郑德国,但贵堂.日本花柏引种栽培初报[J].湖北林业科技,2006(2):2427.
[5]沈熙环.林木育种学\[M\].北京:中国林业出版社,2006:6263.
[6]秦光华,姜岳忠,乔玉玲,等.黑杨派杨树杂交F1子代苗期遗传测定[J].东北林业大学学报,2011,39(4):2932.
[7]李世峰,戴咏梅,潘惠新,等.杨树不同杂交组合苗期性状遗传变异[J].南京林业大学学报,2003,27(3):4750.
[8]周永学,苏晓华,樊军锋,等.引种欧洲黑杨无性系苗期生长测定与选择[J].西北农林科技大学学报,2004,32(10):102106.
[9]张伟红,王润辉,郑会全,等.乐昌含笑种源地理变异研究[J].西南林业大学学报,2015,
摘要:日本花柏是较好的速生丰产用材树种,为进一步开展日本花柏育种研究,丰富湖北省西部地区造林树种,在引进日本花柏优良种质的基础上,进行种质资源保存及家系对比试验,并对生长性状和表型变异系数、遗传变异系数、广义遗传力等遗传参数进行测量分析。结果表明:日本花柏11个家系地径、树高均值高于对照(CK);家系间、家系内均存在丰富变异;树高和地径的广义遗传力分别为0.69,0.41。综合地径和树高两个指标,初步筛选出1个优良家系‘静3,其地径、树高值极显著高于其它家系10个家系,且比对照(CK)分别高出41.2%,43.3%。
关键词:日本花柏;遗传变异;家系选择
中图分类号:S722.3;S791.42文献标识码:A文章编号:1004-3020(2016)05-0020-03Preliminary Report of Selecting Superior Families of Chamaeoyparis pisiferaWang Ruiwen(1)Pan Hongdong(1) Xu Zixue(2)Jiang Longfu(2)
(1.Hubei Academy of ForestryWuhan430075; 2. Zhushan County Jiuhua Mountain Forest FarmShiyan442200)
Abstract: Chamaeoyparis pisifera are kinds of fastgrowing and highyield timber tree species. In order to improve it further, we adopted the tactics of superior germplasm introduction and germplasm conservation and carried out the family comparative test and analyzed the growth traits and genetic parameters such as phenotypic coefficient of variation, genetic coefficient of variation and heritability. The results showed that the average values of basal diameter and tree height of eleven C. pisifera families were higher than the control. There was significantly different among and within the basal diameter and tree height eleven families. The heritability of basal diameter and tree height were 0.69 and 0.41, respectively. Based on the ground diameter and tree height, one superior family‘Jing 3rdwas selected from eleven tested families and its ground diameter and tree height were higher than the other families and increased by 41.2% and 43.3%, respectively compared with the control.
Key words:Chamaeoyparis pisifera;genetic variation;family selection
日本花柏Chamaeoyparis pisifera原产日本,在日本分布于北纬30~40°,本州和九州颇多,北海道亦有分布,在海拔1 200~1 300 m处生长良好,是日本重要用材、庭园树种之一\[1\]。江西(庐山)、山东(青岛、日照、烟台等)、上海、江苏(南京)、浙江(杭州)、辽宁省均己引种栽培。目前湖北省引种栽培面积最大,达4万多亩[2]。国内现有引种研究表明,日本花柏具适应性较广、抗性强、生长较快、病虫害少和繁殖容易等优良性状,是中低山造林理想树种之一,也是四旁绿化和庭院重要优良树种之一[3]。为进一步丰富和完善柏科树种种质资源,选择出优良的日本花柏用材品种,为湖北省西部及同类地区提供新的造林树种,本研究在引进日本优良种源的基础上,开展日本花柏优良家系选择试验。
1材料与方法
1.1材料
从日本长野县、岐阜县、静冈县日本花柏引进的11个优良家系,家系号及引进地见表1。
表1参试家系号及来源表家系号来源家系号来源长2日本长野县岐2日本岐阜县长3日本长野县岐3日本岐阜县长5日本长野县岐4日本岐阜县静1日本静冈县岐5日本岐阜县静3日本静冈县岐9日本岐阜县CK人工林种子混合实生苗岐12日本岐阜县1.2研究地概况
试验地设在十堰市竹山县九华山林场。北亚热带山地季风气候,年降雨量1 064~1 375 mm,年均气温101~ 144 ℃,年日照时数 1 300~1 500 h,年平均相对湿度8096左右,无霜期172~218 d。土壤为板页岩的风化物,山地黄棕壤类森林黄灰包土和森林黄石碴子土,土层厚度为30~100 cm[4]。
1.3试验设计
2012年5月将11个家系种子分家系播种育苗,2013年5月营建家系对比试验林,以九华山林场人工林种子混合实生苗为对照,试验设计3个重复,每重复每家系5株,株行距1 m×1 m。
1.4数据调查及分析
2015年12月对家系对比试验林进行调查,调查指标为地径和树高。利用Excel 2003和SAS统计软件进行方差分析和多重比较。各遗传参数计算公式如下[5]:
=∑xin,s=∑(xi-)2/n-1,CV=(S/)×100%(xi:性状i的测定值,n:性状测定频率)。遗传方差gf2、环境方差ge2、表型方差gp2、遗传变异系数cvg、表型变异系数cvp、广义遗传力h2分别为:gf2=1/r(M1-M2),ge2=M2,gp2=gg2+1/rge2,Cvg=(δ2f/)×100%,Cvp=(δ2p/)×100%,hf2=rgf2/(ge2+rgf2)(r为重复数,hf2为遗传力,gf2为遗传方差,gf2为误差)。
湖北林业科技第45卷第5期王瑞文,等:日本花柏优良家系选择初报2结果与分析
2.1不同家系生长性状
由各家系苗木生长性状表(表2)可以看出:11个家系地径均值为203 cm,树高均值为12306 cm,高于CK地径均值(177 cm)及树高均值(10860 cm)。11个家系地径变化幅度为10~38 cm,其中‘岐2家系地径均值最小且低于ck,其它10个家系地径均值均高于CK,‘长3家系地径均值最高。11个家系间地径变异丰富,变异系数为760%~284%。11个家系中树高变异幅度为800~2100 cm,11个家系树高均值均高于CK,其中‘静3家系树高均值最高为1556 cm。11个家系内树高存在着丰富变异,变异系数为1338%~2839%,家系内中存在的这些变异为后期选择优良基因型提供了可能。
遗传力是指亲代传递其遗传特性的相对能力,遗传力的大小说明了性状受遗传控制的强弱,对遗传力大的性状进行选择,性状能够比较稳定地遗传给后代,选择的可靠性较高,获得的遗传增益也大[6]。日本花柏地径和树高的遗传力分别为041,069(表3),树高遗传力大于地径。地径遗传力较低,树高遗传力较高说明树高受强遗传控制,在苗期根据树高进行选择,可获得较好的选择效果。遗传变异系数是衡量群体遗传变异潜力的重要参数,遗传变异系数大,说明该群体遗传潜力大[7]。11个家系地径、树高的遗传变异系数分别为79%和89%。综合11个参试家系群体的遗传力和遗传变异系数,该群体的各性状遗传潜力较大,存在着广泛的遗传变异,从中进行优良家系或无性系选择,可以获得较大的遗传增益。
结果显示:家系间地径和树高都存在极显著差异,区组间无差异,说明变异主要来自于家系间。进一步进行多重比较得出:家系‘静3地径和树高极显著高于其它11个家系地径及树高;各家系地径与CK比较,增幅为-06%~412%,各家系树高与CK比较增幅为263%~433%,其中‘静3家系地径、树高增幅均最高,‘岐2家系地径、树高增幅均最低,初步筛选出‘静3为优良家系。
3结论与讨论
参试的日本花柏11个家系地径、树高平均值分别为203 cm,12306 cm,均高于对照;家系内变异丰富;在家系间存在着极显著差异,遗传变异系数分别为79%,89%;广义遗传力分别为041,069;地径遗传力偏低,树高受较强遗传控制。家系内和家系间的丰富变异,为选择优良基因型,选择优良家系,提高遗传增益提供了可能。树高遗传力高于地径遗传力,因此在日本花柏早期选择可以通过树高进行选择。综合考虑地径、树高两个因素,初步选出优良家系‘静3,树高与CK相比增幅为433%,地径与CK相比增幅为412%。
国内外对日本花柏品种选育的研究还未见报告,本文仅针对日本花柏3 a生苗木从生长性状角度进行了初步选择,可能会因为试验林树龄较小的原因,各性状的基因未充分表达,各项指标数据尚未稳定\[8-9\]。后期将对初步筛选出的优良家系进行区域性试验,并结合干形、抗性和材性等指标从中选择优良无性系。
参考文献
[1]雷小华,张凤芝,陈双田,等.日本花柏不同立地条件下生长差异研究[J].湖北林业科技,2006(6):1316.
[2]徐有明,史玉虎,徐自学,等.日本花柏人工林生长规律与晚材率、木材密度的变异[J].东北林业大学学报,2006,34(1):4851.
[3]杜有新.优良速生用材种日本花柏的研究[J].江西林业科技,1999(3):910.
[4]方孝春,郑德国,但贵堂.日本花柏引种栽培初报[J].湖北林业科技,2006(2):2427.
[5]沈熙环.林木育种学\[M\].北京:中国林业出版社,2006:6263.
[6]秦光华,姜岳忠,乔玉玲,等.黑杨派杨树杂交F1子代苗期遗传测定[J].东北林业大学学报,2011,39(4):2932.
[7]李世峰,戴咏梅,潘惠新,等.杨树不同杂交组合苗期性状遗传变异[J].南京林业大学学报,2003,27(3):4750.
[8]周永学,苏晓华,樊军锋,等.引种欧洲黑杨无性系苗期生长测定与选择[J].西北农林科技大学学报,2004,32(10):102106.
[9]张伟红,王润辉,郑会全,等.乐昌含笑种源地理变异研究[J].西南林业大学学报,2015,