杉木家系种实与幼苗性状变异及相关遗传力分析.pdf
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1、2023四川林业科技)编辑部Cunninghamia lanceolataJ.Journal of Sichuan Forestry Science and Technology,2023,44(3):39-44.doi:10.12172/202211090002.HUANG Z,LI Q,ZHANG L,et al.Analysis on variation and correlative heritability of cone,seed and seedling traits in families of研究报告Jun.Journal of Sichuan Forestry Scienc
2、e and Technology2023年20236月No.3Vol.44.第3 期第4 4 卷四川林业科技杉木家系种实与幼苗性状变异及相关遗传力分析黄振 李强,张丽,李佳蔓,陈炙,李德鹏,杭金建,慕长龙*1四川省林业科学研究院,森林和湿地生态恢复与保育四川重点实验室,四川成都6 10 0 8 1;2.高县月江国有林场,四川宜宾6 4 5152;3.四川省林业工作总站,四川成都6 10 0 8 12022-11-09收稿,2 0 2 3-0 3-0 6 网络版发表开放科学(资源服务)标识码(OSID):基金项目世界银行贷款长江流域上游森林生态系统恢复项目(2 0 19-510 0 0 0-0
3、2-0 1-4 0 0 7 6 1);四川省科技计划(2 0 2 1YFYZ0032)黄振(19 8 4),男,博士,*通信作者摘要要通过比较杉木(Cunninghamialanceolata)半同胞家系间球果、种子及幼苗性状变化规律,以及性状间的遗传相关程度,揭示杉木种实、幼苗性状在家系水平的变异情况,并探讨通过种实和幼苗性状早期选择幼苗的可能性。以高县月江国有林场杉木第2 代种子园的5个半同胞家系球果、种子、幼苗为材料,每个家系10个重复,测定球果直径、球果长度、球果质量,种子千粒重、发芽率、发芽势,苗高、地径,估算各性状之间的相关遗传力和遗传相关系数。结果表明:(1)5个家系的球果直径、
4、球果长度和球果质量差异显著,种子千粒重和平均发芽势差异显著,家系平均发芽率均在50%左右,无显著差异,因此在播种时,无需分家系设置播种量;(2)参试家系平均苗高均在2 1cm以上,其中4 个家系苗高变异系数达到或接近2 0%,5个家系苗平均地径均在5mm以上,家系地径变异系数均在18%以上,具有选择超级苗的潜力;(3)参试家系球果遗传力均达到0.9 以上,幼苗苗高和地径遗传力分别为0.8 1、0.6 4,球果性状与幼苗性状间的相关遗传力均小于幼苗性状遗传力,同时遗传相关系数均未达到显著水平。因此,不能通过球果性状间接选择幼苗。关键词杉木;家系;球果性状;幼苗性状;相关遗传力杉木(Cunning
5、hamia lanceolata)是我国特有的用材林树种,是南方地区栽培历史最为悠久、经济价值高的用材林树种,四川是杉木的西部主产区,主要分布在盆周山地和川中丘陵区 2 ,是速丰林工程建设的主要树种,也是筑牢长江上游生态屏障和建设国家储备林的重要树种,因此,发掘杉木优良种质,开发早期鉴定技术,对四川林业高质量发展具有重要作用。杉木人工林高质量发展的基础是选用良种壮苗,在杉木遗传改良工作中,四川已经建成出多个种子园并投人使用,前人的研究主要集中在杉木种子园选优、建园材料选择、自由授粉子代测定分析等方面 3-6 。较少涉及球果、种子和苗期特征等材料性状间遗传关系。相关遗传力是两个性状的遗传协方差与
6、两性状表现型标准差乘积之比,能将性状表型值、基因型值、遗传力和相关系数联系起来 7。由于相关遗传力矩阵在比较目标性状与辅助性状的遗传力与遗传相关时直观、简便,使分析更有效可靠。研究表明,当目标性状与辅助性状的相关遗传力的绝对值大于目标性状遗传力时,可以用辅助性状来间接选择目标性状 7-10 。以四川省高县月江国有林场杉木第2 代种子园中5个自由授粉家系为研究对象,研究了球果、种子和苗期性状的遗传变异情况和相关遗传力,以期为杉木半同胞子代的早期鉴定提供依据。引用格式:黄振,李强,张丽,等.杉木家系种实与幼苗性状变异及相关遗传力分析 J.四川林业科技,2 0 2 3 4 4(3):3 9-4 4.
7、402023年四川林业科技第4 4 卷第3 期1材料与方法1.1材料来源研究家系号为:T88、T 12 0、T 7 8、T 8 0、T 3 13。均为四川省“十三五”科技计划突破性林木育种材料与方法创新项目选育出的优良家系。杉木家系来源于高县月江杉木第2 代种子园,种子园位于四川省高县东北角的胜天镇境内,地貌属低山浅丘地形,海拔4 3 6 m552m,坡度10 3 0。属于中亚热带季风湿润气候,年平均气温16.5,年降水量1214mm,土壤主要由砖红色砂岩发育而成的山地黄壤和少量酸性紫色土构成,土层厚度6 0 cm80cm,深厚、疏松、肥力中等,pH值4.6 0 5.0 5,土壤质地为粘性,立
8、地指数10 12。1.2试验方法1.2.1优良家系球果测定与种子收集2020年11月,采集各家系发育正常、无病虫害球果,每个家系随机选50 个球果,5个球果为1个重复,共10 个重复。用游标卡尺测定球果直径、球果长度,天平测球果质量。测量后,相同重复的球果放在同一网袋中干燥出种。按照GB2772-1999林木种子检验规程标准测定每组重复的千粒重、发芽率及发芽势1.2.2苗期培育2021年2 月下旬采用基质段点播法育苗。每个重复地把种子点播到椰糠和0 mm10mm泥炭土等比例混合的轻基质无纺布育苗袋中,育苗袋规格为直径4 cm、高8 cm。1.2.3苗期测定2021年11月底,用游标卡尺测量地径
9、,米尺测量苗高。每个重复随机测量10 株苗,每个家系共测100株苗。1.2.4数据分析以性状的重复平均数为单位,使用SPSS22.0对各性状进行单因素方差分析,DPS16.05估算遗传力、相关遗传力、遗传相关系数和表型相关系数 9.10 。2结果与分析2.1杉木家系球果性状比较杉木球果直径方差分析结果发现家系之间存在显著性差异,多重比较表明,5个家系球果的直径可分为四个级别,直径最大的为T88,其次为T120,再次为T78和T80,平均直径最小的为T313。T 3 13最大的球果直径与T120最小的球果直径相当(见表1)。表1杉木家系球果性状多重比较Tab.1Multiple comparis
10、on of cone characters in Chinese fir families性状家系号均值土标准差极小值极大值变异系数TraitsFamily numbermean+standard deviationMinimumMaximumVariation coefficient/%T882.850.16a2.63.15.48T1202.640.18 b2.32.86.53直径T782.260.18 c22.67.63Diameter/cmT802.370.15 c22.66.12T3132.040.18 d1.72.38.83T883.420.24a3.147.01T1203.290.
11、22a2.83.66.39长度T783.010.33 b2.43.610.74Length/mmT802.700.25c2.239.17T3132.840.21 bc2.43.27.21T8816.413.05a12.923.418.14T12013.162.27 b9.417.616.85质量T788.691.85 c5.91220.83Weight/gT8010.311.55 c7.513.414.65T3139.021.70c4.911.218.26注:同列不同小写字母表示差异显著(P0.05)(下同)。Note:Different lowercase letters in the sa
12、me column indicate significant differences(P 幼苗地径 球果直径 球果长度,各性状与幼苗地径的相关遗传力依次为:幼苗高度 球果长度 球果质量球果直径。由此可知,幼苗苗高和地径等2 个性状与球果性状的相关遗传力均小于幼苗2 个性状的遗传力,因此,通过球果性状对幼苗性状进行间接选择的效果不明显。表5结果显示,幼苗苗高和幼苗地径为中度相关,幼苗苗高和球果长度为高度相关,球果性状之间为高度相关,但p值均 0.0 5,说明性状间的遗传相关系数均未达到显著水平,也验证了相关遗传力的结论,说明性状间基本未受到相同基因的遗传控制。3结论与讨论农作物数量性状遗传变异常
13、用遗传相关系数和相关遗传力,以期根据农作物的某些性状表型值对产量性状进行间接选择,在小麦 1、水稻 12 、向日葵 9 上取得了较好的应用效果。而遗传相关系数和相关遗传力在杉木育种上应用得较少。本研究对杉木球果性状、种子千粒重和萌发性状、幼苗性状进行了分析比较的同时,计算了杉木球果性状和苗期性状间的遗传相关系数和相关遗传力,明晰两类性状间的相关性大小,鉴定球果性状是否可用于杉木苗期鉴定。研究表明,参试家系的3 个球果性状均存在显著差异,参试家系的球果可分为3 个级别,与吕文芳 13 、程琳 14 等对福建和广西杉木球果性状的分类研究结果一致。种子的千粒重、发芽势存在显著性差异,说明家系间出苗的
14、整齐度差异大,但平均发芽率无显著性差异,均为50%左右,高于广西2 代杉木种子园 14 、低于福建3 代杉木种子园的平均发芽率 15。家系幼苗苗高均在2 1cm以上,其中T120和T80平均苗高 2 4 cm,5个家系苗高变异系数14.48%24.83%;地径均值均 4 mm,5个家系地径变异系数18.9 8%2 6.7 6%,变异系数高于韩璐等对不同杉木世代种子园良种的研究 16 。相关数据表明参试优良半同胞家系性状平均表现好,从中筛选表现特别优良的超级苗是可行的,为下一步开发优良无性系奠定了基础球果性状的遗传力和幼苗苗高遗传力高,性状受到强烈的遗传控制,能够稳定的遗传给子代,但表5杉木球果
15、及幼苗各性状遗传相关系数及显著性分析Tab.5Genetic correlation coefficient and significance analysis of various traits of Chinese fir cones and seedlings性状幼苗苗高球果直径球果长度球果质量幼苗地径TraitsHeight of seedlingCone diameterCone lengthCone weightSeedlingground diameter幼苗苗高Heightof seedling10.64980.28770.77330.497球果直径Conediameter0.
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