楸樹(shù)caalpabuleicamey在湖北引種的早期評(píng)價(jià)選擇

楸樹(shù)caalpabuleicamey在湖北引種的早期評(píng)價(jià)選擇

哲樹(shù)是紫魏科的一種大型落葉樹(shù)。它是中國(guó)特有的優(yōu)質(zhì)樹(shù)種和著名的園林觀賞樹(shù)種。自古以來(lái)，它就被稱(chēng)為“木王”。楸樹(shù)包括灰楸(CatalpafargesiiBureau)、滇楸(CatalpafargesiiBur.f.duclouxii(Dode)Gilmour)及其變種和類(lèi)型。滇楸主產(chǎn)云南省中部和北部,四川、湖北、湖南、廣西、貴州等省區(qū)也有分布,在云南省海拔1500~2500m的平壩地區(qū)分布較普遍。湖北省的鄉(xiāng)土楸樹(shù)資源主要分布在鄂西北地區(qū),是當(dāng)?shù)貎?yōu)良的速生珍貴用材樹(shù)種。楸樹(shù)在江漢平原沒(méi)有自然分布,在2009年之前也未曾有過(guò)引種研究,江漢平原地處長(zhǎng)江中游,是由長(zhǎng)江、漢水及湖泊泛濫淤積而形成的沖積平原,還是湖北省重要的用材原料林建設(shè)基地。20世紀(jì)70年代南方型楊樹(shù)的引種成功,使楊樹(shù)目前成為江漢平原種植規(guī)模和種植面積最大的用材林樹(shù)種。為緩和江漢平原用材林種的單一問(wèn)題,同時(shí)擴(kuò)大楸樹(shù)在湖北的種植規(guī)模,從2009年起在江漢平原引種了多種楸樹(shù)品種及優(yōu)良資源,其中包括部分滇楸資源。經(jīng)過(guò)幾年的引種試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn),楸樹(shù)各種類(lèi)型在江漢平原上均能正常生長(zhǎng),并且長(zhǎng)勢(shì)良好。本研究就湖北江漢平原引種的一批滇楸雄性不育無(wú)性系品種進(jìn)行苗期生長(zhǎng)性狀遺傳分析,并對(duì)表現(xiàn)優(yōu)良的無(wú)性系進(jìn)行早期評(píng)價(jià)選擇,以期為江漢平原引種楸樹(shù)提供早期評(píng)價(jià)和相關(guān)理論依據(jù),為進(jìn)一步在江漢平原選育楸樹(shù)新品種奠定基礎(chǔ)。1太陽(yáng)輻射源地區(qū)245試驗(yàn)地設(shè)在湖北省石首市楊樹(shù)研究所試驗(yàn)基地,地處江漢平原和洞庭湖平原的結(jié)合部,位于湖北省荊州市南沿(112°13'~112°48'E,29°30'~29°57'N),海拔31~36m。該地區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),光照較充足,平均實(shí)際光照超過(guò)5h/d,年太陽(yáng)輻射總值約2000h。年平均氣溫16.3~16.5℃,年降雨量1099~1230mm,年平均無(wú)霜期258d。土壤多為潮沙泥土,顆粒均勻,質(zhì)地疏松,理化性能較好,土層深厚,土壤pH6.5~8.5。2材料和方法2.1性苗木生長(zhǎng)試驗(yàn)試驗(yàn)材料為2012年引種的滇楸雄性不育系中的32個(gè)無(wú)性系,該批滇楸雄性不育系試驗(yàn)材料為2011年的嫁接苗,2012年3月從貴州調(diào)運(yùn)而來(lái),栽植后齊地平茬。田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),9株小區(qū)(3行3列),4次重復(fù),株行距1.5m×4.0m。生長(zhǎng)期內(nèi)進(jìn)行田間常規(guī)管理。2.2正交遺傳增益估算2012年11月末和2013年12月初在苗木生長(zhǎng)停止后連續(xù)2年對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行每木調(diào)查,調(diào)查內(nèi)容包括樹(shù)高、胸徑、成活株數(shù)。采用EXCEL和SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,在方差分析的基礎(chǔ)上,估算樹(shù)高、胸徑指標(biāo)的重復(fù)力、選擇指數(shù)等遺傳參數(shù),并對(duì)表現(xiàn)優(yōu)良的無(wú)性系進(jìn)行苗期遺傳增益估算。其中:無(wú)性系重復(fù)力測(cè)算根據(jù)各性狀單因素方差分析F值按簡(jiǎn)化公式計(jì)算:選擇指數(shù)計(jì)算為:式中:Rn為第n個(gè)性狀的重復(fù)力;Pn為第n個(gè)性狀的無(wú)性系表型均值;為第n個(gè)性狀的無(wú)性系群體均值;Wn為第n個(gè)性狀的權(quán)重(∑Wn=1)。遺傳增益計(jì)算公式為:式中:S為中選無(wú)性系某一性狀的平均值與總體平均值的離差即選擇差;R為某一性狀的重復(fù)力,X為某一性狀的群體平均值。3結(jié)果與分析3.1胸徑和樹(shù)高生長(zhǎng)速度2012年11月末調(diào)查結(jié)果顯示,32個(gè)滇楸無(wú)性系中有2個(gè)無(wú)性系成活率偏低,無(wú)性系2010-047僅成活1株,無(wú)性系2010-052成活4株,去掉這2個(gè)無(wú)性系對(duì)其他30個(gè)無(wú)性系進(jìn)行1~2年生胸徑、樹(shù)高性狀分析,結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知,1年生滇楸平均胸徑和樹(shù)高為2.490cm和2.943m,平均胸徑生長(zhǎng)量變化區(qū)間為2.134~3.374cm,平均樹(shù)高生長(zhǎng)量變幅為2.573~4.024m,平均極差為1.24cm和1.45m。其中無(wú)性系2010-067的胸徑和樹(shù)高生長(zhǎng)速度均最快,分別比總體平均值高出35.5%和36.9%。2年生滇楸平均胸徑和樹(shù)高達(dá)到4.289cm和4.220m,平均胸徑變幅為3.538~5.844cm,平均樹(shù)高變幅為3.643~5.341m,平均極差為2.31cm和1.70m。其中無(wú)性系2010-067的胸徑和樹(shù)高生長(zhǎng)速度仍然最快,分別比總體平均值高出36.2%和26.6%。1~2年生不同無(wú)性系平均生長(zhǎng)量比較表明,隨著樹(shù)齡的增加,不同無(wú)性系間的平均胸徑差異明顯大于平均樹(shù)高。3.2遺傳變異指數(shù)對(duì)各無(wú)性系1~2年生的胸徑和樹(shù)高分別進(jìn)行方差分析(表2),可以看出,不同無(wú)性系間在不同林齡時(shí)胸徑和樹(shù)高的差異均達(dá)到了極顯著水平,從而表明從中選擇優(yōu)良無(wú)性系是完全可行的。要提高選擇效果,必須了解被選擇群體的遺傳變異動(dòng)態(tài),即遺傳組成或遺傳潛力。滇楸無(wú)性系1年生和2年生胸徑、樹(shù)高值、個(gè)體變幅、遺傳方差、無(wú)性系重復(fù)力等遺傳參數(shù)的估算值見(jiàn)表3,可以看出,滇楸雄性不育無(wú)性系2年生胸徑、樹(shù)高的重復(fù)力分別為71.21%和64.07%,相較1年生,胸徑的重復(fù)力提高、樹(shù)高的重復(fù)力下降?？紤]到在速生樹(shù)早期選擇中,胸徑生長(zhǎng)量可能比樹(shù)高生長(zhǎng)量更為重要,在此定義胸徑和樹(shù)高的加權(quán)系數(shù)分別為0.6和0.4,利用簡(jiǎn)單加權(quán)系數(shù)法和各性狀重復(fù)力,計(jì)算不同無(wú)性系的選擇指數(shù)I值(表1)。從不同無(wú)性系的選擇指數(shù)可以看出,1年生時(shí)有9個(gè)無(wú)性系的I值超過(guò)平均值0.587,2年生時(shí)有12個(gè)無(wú)性系的I值超過(guò)平均值0.684。3.3優(yōu)良無(wú)性系的遺傳增益根據(jù)1~2年生的選擇指數(shù)I值(表1),綜合評(píng)價(jià)指數(shù)結(jié)果,初選出6個(gè)優(yōu)良無(wú)性系(表4),入選率為20%。根據(jù)入選無(wú)性系的胸徑、樹(shù)高分別計(jì)算不同無(wú)性系的遺傳增益(以2013年生長(zhǎng)量結(jié)果為依據(jù))。從表4中可以看出,遺傳增益較高的3個(gè)優(yōu)良無(wú)性系為2010-067、2010-060和2010-069,其胸徑遺傳增益均在10%以上;同時(shí),不同無(wú)性系的胸徑遺傳增益均大于相對(duì)應(yīng)的樹(shù)高遺傳增益,而且入選的6個(gè)不同無(wú)性系間的遺傳增益變異幅度較大,胸徑間最大和最小無(wú)性系遺傳增益差異為5倍以上,樹(shù)高間遺傳增益差異達(dá)8倍之多。4無(wú)性系生長(zhǎng)與經(jīng)濟(jì)權(quán)重根據(jù)苗期測(cè)定結(jié)果進(jìn)行優(yōu)良無(wú)性系的選擇實(shí)際上是一種早期選擇。為了縮短林木育種周期和加快育種進(jìn)程,根據(jù)林木苗期的相關(guān)性狀對(duì)林木成年時(shí)的目的性狀進(jìn)行選擇,這種林木未達(dá)到經(jīng)濟(jì)成熟期而作出預(yù)測(cè)的選擇就是林木的早期選擇。陳益泰曾對(duì)林木的早期選擇作過(guò)較為全面的論述,認(rèn)為早期選擇在林木育種中是十分必要的,對(duì)多種樹(shù)種通過(guò)不同的指標(biāo)評(píng)價(jià),在苗期實(shí)行的早期選擇是有效的。因此,本研究利用連續(xù)2年的滇楸苗期生長(zhǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)其優(yōu)良無(wú)性系進(jìn)行早期選擇,可以為在江漢平原地區(qū)進(jìn)一步選育滇楸新品種提供理論依據(jù)。樹(shù)木的生長(zhǎng)發(fā)育是呈多階段性的,并與環(huán)境條件發(fā)生互作,因此其各性狀的遺傳力及遺傳相關(guān)參數(shù)等也會(huì)發(fā)生波動(dòng)。胡德活等對(duì)10年生和7年生杉木(Cunninghamialanceolata)無(wú)性系試驗(yàn)林歷年生長(zhǎng)資料進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),從2年生起無(wú)性系樹(shù)高、地徑生長(zhǎng)量的F值、方差分量、重復(fù)力明顯增大,并開(kāi)始趨于穩(wěn)定。在本研究中,也存在類(lèi)似波動(dòng)的現(xiàn)象,如1年生滇楸無(wú)性系的胸徑、樹(shù)高的重復(fù)力為51.78%和69.13%,而2年生時(shí)胸徑重復(fù)力上升為71.21%,樹(shù)高重復(fù)力下降為64.07%。重復(fù)力是指同一基因型的生物個(gè)體在不同時(shí)間或不同地點(diǎn)的表型持續(xù)穩(wěn)定程度,重復(fù)力越高說(shuō)明該性狀持續(xù)穩(wěn)定的程度越高。本研究中2年生苗木的胸徑、樹(shù)高性狀的重復(fù)力雖然有些波動(dòng),但基本穩(wěn)定在60%左右,通過(guò)苗期選擇可取得較大的遺傳改良效果。早期選擇應(yīng)從單一性狀的選擇向多個(gè)性狀的聯(lián)合選擇發(fā)展,這不僅可以達(dá)到多個(gè)性狀同時(shí)改良的效果,而且有利于提高選擇的效率。指數(shù)選擇法在林木多性狀綜合選擇中應(yīng)用較為廣泛,并被認(rèn)為是選擇效率最高的。但在構(gòu)建選擇指數(shù)時(shí)所選擇的性狀不應(yīng)過(guò)多,并應(yīng)考慮給予每個(gè)性狀適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)權(quán)重,以免降低選擇的效果。在本研究中,由于胸徑和樹(shù)高的遺傳力均較高,而且為用材樹(shù)種最重要的2個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo),考慮到在速生樹(shù)早期選擇