楸树caalpabuleicamey在湖北引种的早期评价选择

楸树caalpabuleicamey在湖北引种的早期评价选择

哲树是紫魏科的一种大型落叶树。它是中国特有的优质树种和著名的园林观赏树种。自古以来，它就被称为“木王”。楸树包括灰楸(CatalpafargesiiBureau)、滇楸(CatalpafargesiiBur.f.duclouxii(Dode)Gilmour)及其变种和类型。滇楸主产云南省中部和北部,四川、湖北、湖南、广西、贵州等省区也有分布,在云南省海拔1500~2500m的平坝地区分布较普遍。湖北省的乡土楸树资源主要分布在鄂西北地区,是当地优良的速生珍贵用材树种。楸树在江汉平原没有自然分布,在2009年之前也未曾有过引种研究,江汉平原地处长江中游,是由长江、汉水及湖泊泛滥淤积而形成的冲积平原,还是湖北省重要的用材原料林建设基地。20世纪70年代南方型杨树的引种成功,使杨树目前成为江汉平原种植规模和种植面积最大的用材林树种。为缓和江汉平原用材林种的单一问题,同时扩大楸树在湖北的种植规模,从2009年起在江汉平原引种了多种楸树品种及优良资源,其中包括部分滇楸资源。经过几年的引种试验,结果发现,楸树各种类型在江汉平原上均能正常生长,并且长势良好。本研究就湖北江汉平原引种的一批滇楸雄性不育无性系品种进行苗期生长性状遗传分析,并对表现优良的无性系进行早期评价选择,以期为江汉平原引种楸树提供早期评价和相关理论依据,为进一步在江汉平原选育楸树新品种奠定基础。1太阳辐射源地区245试验地设在湖北省石首市杨树研究所试验基地,地处江汉平原和洞庭湖平原的结合部,位于湖北省荆州市南沿(112°13'~112°48'E,29°30'~29°57'N),海拔31~36m。该地区属于亚热带季风气候区,光照较充足,平均实际光照超过5h/d,年太阳辐射总值约2000h。年平均气温16.3~16.5℃,年降雨量1099~1230mm,年平均无霜期258d。土壤多为潮沙泥土,颗粒均匀,质地疏松,理化性能较好,土层深厚,土壤pH6.5~8.5。2材料和方法2.1性苗木生长试验试验材料为2012年引种的滇楸雄性不育系中的32个无性系,该批滇楸雄性不育系试验材料为2011年的嫁接苗,2012年3月从贵州调运而来,栽植后齐地平茬。田间试验设计采用随机区组设计,9株小区(3行3列),4次重复,株行距1.5m×4.0m。生长期内进行田间常规管理。2.2正交遗传增益估算2012年11月末和2013年12月初在苗木生长停止后连续2年对试验材料进行每木调查,调查内容包括树高、胸径、成活株数。采用EXCEL和SPSS软件进行数据处理和分析,在方差分析的基础上,估算树高、胸径指标的重复力、选择指数等遗传参数,并对表现优良的无性系进行苗期遗传增益估算。其中:无性系重复力测算根据各性状单因素方差分析F值按简化公式计算:选择指数计算为:式中:Rn为第n个性状的重复力;Pn为第n个性状的无性系表型均值;为第n个性状的无性系群体均值;Wn为第n个性状的权重(∑Wn=1)。遗传增益计算公式为:式中:S为中选无性系某一性状的平均值与总体平均值的离差即选择差;R为某一性状的重复力,X为某一性状的群体平均值。3结果与分析3.1胸径和树高生长速度2012年11月末调查结果显示,32个滇楸无性系中有2个无性系成活率偏低,无性系2010-047仅成活1株,无性系2010-052成活4株,去掉这2个无性系对其他30个无性系进行1~2年生胸径、树高性状分析,结果见表1。由表1可知,1年生滇楸平均胸径和树高为2.490cm和2.943m,平均胸径生长量变化区间为2.134~3.374cm,平均树高生长量变幅为2.573~4.024m,平均极差为1.24cm和1.45m。其中无性系2010-067的胸径和树高生长速度均最快,分别比总体平均值高出35.5%和36.9%。2年生滇楸平均胸径和树高达到4.289cm和4.220m,平均胸径变幅为3.538~5.844cm,平均树高变幅为3.643~5.341m,平均极差为2.31cm和1.70m。其中无性系2010-067的胸径和树高生长速度仍然最快,分别比总体平均值高出36.2%和26.6%。1~2年生不同无性系平均生长量比较表明,随着树龄的增加,不同无性系间的平均胸径差异明显大于平均树高。3.2遗传变异指数对各无性系1~2年生的胸径和树高分别进行方差分析(表2),可以看出,不同无性系间在不同林龄时胸径和树高的差异均达到了极显著水平,从而表明从中选择优良无性系是完全可行的。要提高选择效果,必须了解被选择群体的遗传变异动态,即遗传组成或遗传潜力。滇楸无性系1年生和2年生胸径、树高值、个体变幅、遗传方差、无性系重复力等遗传参数的估算值见表3,可以看出,滇楸雄性不育无性系2年生胸径、树高的重复力分别为71.21%和64.07%,相较1年生,胸径的重复力提高、树高的重复力下降。考虑到在速生树早期选择中,胸径生长量可能比树高生长量更为重要,在此定义胸径和树高的加权系数分别为0.6和0.4,利用简单加权系数法和各性状重复力,计算不同无性系的选择指数I值(表1)。从不同无性系的选择指数可以看出,1年生时有9个无性系的I值超过平均值0.587,2年生时有12个无性系的I值超过平均值0.684。3.3优良无性系的遗传增益根据1~2年生的选择指数I值(表1),综合评价指数结果,初选出6个优良无性系(表4),入选率为20%。根据入选无性系的胸径、树高分别计算不同无性系的遗传增益(以2013年生长量结果为依据)。从表4中可以看出,遗传增益较高的3个优良无性系为2010-067、2010-060和2010-069,其胸径遗传增益均在10%以上;同时,不同无性系的胸径遗传增益均大于相对应的树高遗传增益,而且入选的6个不同无性系间的遗传增益变异幅度较大,胸径间最大和最小无性系遗传增益差异为5倍以上,树高间遗传增益差异达8倍之多。4无性系生长与经济权重根据苗期测定结果进行优良无性系的选择实际上是一种早期选择。为了缩短林木育种周期和加快育种进程,根据林木苗期的相关性状对林木成年时的目的性状进行选择,这种林木未达到经济成熟期而作出预测的选择就是林木的早期选择。陈益泰曾对林木的早期选择作过较为全面的论述,认为早期选择在林木育种中是十分必要的,对多种树种通过不同的指标评价,在苗期实行的早期选择是有效的。因此,本研究利用连续2年的滇楸苗期生长调查数据对其优良无性系进行早期选择,可以为在江汉平原地区进一步选育滇楸新品种提供理论依据。树木的生长发育是呈多阶段性的,并与环境条件发生互作,因此其各性状的遗传力及遗传相关参数等也会发生波动。胡德活等对10年生和7年生杉木(Cunninghamialanceolata)无性系试验林历年生长资料进行分析发现,从2年生起无性系树高、地径生长量的F值、方差分量、重复力明显增大,并开始趋于稳定。在本研究中,也存在类似波动的现象,如1年生滇楸无性系的胸径、树高的重复力为51.78%和69.13%,而2年生时胸径重复力上升为71.21%,树高重复力下降为64.07%。重复力是指同一基因型的生物个体在不同时间或不同地点的表型持续稳定程度,重复力越高说明该性状持续稳定的程度越高。本研究中2年生苗木的胸径、树高性状的重复力虽然有些波动,但基本稳定在60%左右,通过苗期选择可取得较大的遗传改良效果。早期选择应从单一性状的选择向多个性状的联合选择发展,这不仅可以达到多个性状同时改良的效果,而且有利于提高选择的效率。指数选择法在林木多性状综合选择中应用较为广泛,并被认为是选择效率最高的。但在构建选择指数时所选择的性状不应过多,并应考虑给予每个性状适当的经济权重,以免降低选择的效果。在本研究中,由于胸径和树高的遗传力均较高,而且为用材树种最重要的2个生长指标,考虑到在速生树早期选择