紅椿半同胞家系苗期特性分析

宋 鵬，張懿琳，辜云杰*，羅建勛，徐 遠

（1.四川省林業科學研究院，四川 成都 610081；2.四川省筠連縣林業局，四川 筠連 645250）

紅椿（Toona ciliata），楝科（Meliaceae）香椿屬（Toona）落葉或近常綠高大喬木，國家Ⅱ級重點保護野生植物，該樹種材色紅褐，花紋美麗，質地堅韌，最適宜制作高級家具，是珍貴的工業用材樹種，具有很高的經濟價值和開發前景[1]。近年來，紅椿發展得到各方面的重視，四川省把紅椿作為全省優先發展的 6個珍貴用材樹種之一，在川中丘陵區、川南地區優先發展。四川省開展了紅椿種子育苗、扦插育苗以及生長特性等方面研究，但對遺傳改良方面的研究處于起步階[2]。本研究以紅椿46個半同胞家系的1年生苗為研究對象，通過對紅椿半同胞家系苗期生長性狀的測定，比較紅椿不同半同胞家系間苗期形態指標的差異，旨在初步篩選出優良的紅椿半同胞家系，以期為紅椿優良家系的苗期選擇提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地位于四川省宜賓市筠連縣林業局國營苗圃，氣候溫和濕潤，雨量充沛，四季分明，屬亞熱帶濕潤氣候區，年平均氣溫15.3 ～ 17.4℃，無霜期325 ～ 71 d，相對濕度80%左右，年均降水量為1 200 mm，多集中于6－8月份，＞0℃積溫6 416℃，≥10℃的活動積溫5 500℃，土壤以山地黃壤為主，pH值6.6 ～ 7.2。

1.2 試驗材料

供試的46個紅椿半同胞家系于2011年11月中旬至12月上旬采自江西井岡山、云南保山和曲靖、重慶秀山和彭水、四川筠連和蓬溪等地，待種子完全成熟且部分脫落時采集。

1.3 田間試驗設計和播種方法

在2012年3月20－21日，將處理好的紅椿種子采用隨機區組實驗設計分別進行播種育苗，播種方法為條狀散播，行距25 ～ 30 cm，播種深度為1.5 ～ 2.0 cm，分家系播種，每家系播種5行。幼苗出土后，適時除草、松土，按常規方法進行育苗和苗期管理。

1.4 測定項目和統計方法

測定項目：2012年11月30日對紅椿1年生苗的株高、地徑、冠幅以及主根長度、主根粗度、二級側根數進行測量。測定時每個家系隨即選取19株進行測定，用游標卡尺和鋼卷尺分別測定苗高、地徑、冠幅、主根長度和粗度，二級側根數目測。并從每個家系中選擇6株苗木，測定其地上部分和地下部分鮮重。

統計方法：分別計算不同家系苗期性狀指標、遺傳力、變異系數。采用Excel和SAS軟件進行有關參數計算。

2 結果與分析

2.1 紅椿苗期主要性狀差異分析

紅椿46個半同胞家系1年生苗期性狀見表1。

表1 46個紅椿家系苗期性狀Table1 Growth traits of T.ciliata seedlings of 46 half-sib families

表1 續

從表1可看出，紅椿46個家系的地上部分（苗高、地徑和冠幅）、地下部分（主根長度、主根粗度和二級側根數）等性狀均有較大差異。

地徑最粗的是彭水1號為1.57 cm，比試驗中地徑最小井岡山5號（0.69 cm），高出127.54%；苗高最高的為彭山1號為143.11 cm，比最矮的筠連10號（63.05 cm），高出126.98%；冠幅最大的為井岡山24號為105.68 cm，比試驗中冠幅最小的筠連1號（57.37 cm）高出84.21%；主根粗度最大的筠連1號為1.36 cm，比最小的井岡山5號（0.62 cm）粗119.35%；主根長度最長的筠連3號29.42 cm，比最小的井岡山5號（14.63 cm）高101.09%；二級側根數最多的筠連3號為5.79條，比最小的井岡山8號（1.05條）高451.43%。

以苗期各性狀小區平均值進行隨機區組方差分析，結果見表2。

表2 苗期主要性狀方差分析Table2 ANOVA on seedling traits

從表2可以看出：紅椿家系地徑、苗高、冠幅、主根長度、主根粗度和二級側根數等性狀在家系間存在極顯著差異，表明各家系間苗期生長性狀有著較大差異，為家系選擇提供了可能。

2.2 紅椿家系苗期生長性狀遺傳參數

遺傳力是樹木生長性狀的主要遺傳參數，對某樹種進行遺傳改良，首先就應了解這個樹種的遺傳特性，以便制定相應的育種策略。表3是紅椿家系苗期各性狀遺傳參數值。從表3可以看出，地徑的遺傳力為0.81，苗高的遺傳力為 0.94，冠幅的遺傳力為0.82，主根粗度的遺傳力為 0.79，主根長度的遺傳力為0.82，二級側根數數的遺傳力為0.89，表明這些性狀較強地受到遺傳控制，這為紅椿的遺傳改良提供可靠保障。

表3 紅椿家系苗期性狀遺傳參數值Table3 Genetic parameters of half-sib families T.ciliata seedlings

變異系數是反映某個性狀在群體中的變異程度。從各性狀的變異系數來看，地徑、苗高、冠幅、主根粗度、主根長度和二級側根數的變異系數均在10%以上，其中二級側根數的變異系數最大為43.42%，這表明紅椿半同胞家系性狀間存在著豐富的變異，這為紅椿進一步開展家系選擇提供可能。

2.3 紅椿苗期特征參數的相關分析

相關系數是研究數量性狀相關變異的一個重要參數。紅椿苗期各性狀遺傳相關分析結果見表4。

從表4可以看出，地徑與地下部分（主根粗度、主根長度和二級側根數量）均呈極顯著的正相關，相關系數分別為 0.8991、0.8849、0.8204，地徑和地上部分（冠幅和苗高）相關性不顯著；苗高和冠幅呈極顯著正相關，而與地下部分的3個性狀不相關；冠幅與主根長度呈顯著正相關；地下部分3個性狀兩兩之間呈現極顯著的正相關。相關系數表明：地徑同地下部分關系有非常強的依賴關系，而苗高和地徑同地下部分的關系不密切。

表4 苗期性狀相關分析Table4 Correlation analysis on seedling growth traits

2.4 紅椿苗期生物量的回歸模型

2.4.1 地上部分（鮮重）生物量模型 通過對紅椿苗期地徑、苗高及冠幅3個自變量與地上部分（鮮重）進行回歸分析，篩選多元線性回歸方程。

由表5可以看出，輸出參數估計值的t檢驗均為極顯著，表明地徑、苗高、冠幅的回歸系數有意義，可以寫出方程為：

表5 地上部分回歸系數顯著性檢驗Table5 Significance test on regression coefficient of aboveground part

2.4.2 地下部分（鮮重）生物量模型 通過對紅椿苗期主根粗度、主根長度及二級側根數3個自變量與地下部分（鮮重）進行回歸分析，篩選多元線性回歸方程。

表6 地下部分回歸系數顯著性檢驗Table6 Significance test on regression coefficient of underground part

由表6可以看出，輸出參數估計值的t檢驗均為極顯著，表明主根粗度、主根長度及二級側根數的回歸系數有意義，擬合方程為：

2.5 紅椿苗期速生家系選擇

苗期選擇應以主要生長性狀進行選擇較合適。本文利用苗高、地徑2個主要生長性狀，進行苗期速生家系初選。以苗高和地徑這2個性狀按如下標準進行等級劃分：大于平均數加1個標準差的記＋＋，介于平均數與平均數加1個標準差之間的記＋，結果見表7。

表7 入選家系等級劃分Table7 Grading of selected families

綜合考慮苗高和地徑兩個因子，以筠連1號苗期生長綜合表現最好，地徑平均值為1.40 cm，苗高平均值為105.74 cm。

3 結論與討論

苗高和地徑是反映苗木質量最為直觀的指標。研究表明，紅椿家系間苗高、地徑、冠幅等3個性狀均達到極顯著的差異，而且受強度遺傳。苗高遺傳力最高為0.94，地徑的遺傳力為0.81，通過苗高和地徑進行聯合選擇可以取得較大的遺傳改良效果。

根系與地上部作為植株生長過程的兩大功能器官，是相存相互競爭的統一體，根系的生長發育狀況和地上部長發育狀況息息相關。基于根系與地上部是一個有體，本研究對紅椿不同半同胞家系苗期根系生長狀況調查表明，主根粗度、主根長度及二級側根數差異極為顯著，遺傳力較高，受強度遺傳。

通過相關性分析，紅椿半同胞家系地徑與主根粗度、主根長度及二級側根數差存在極顯著的正相關，而苗高與主根粗度、主根長度及二級側根數差異不顯著。這說明主根長度越長、越粗及二級側根越多，苗木的地徑越大，越健壯。在一定程度上根系參數是評價紅椿半同胞家系苗期生長、遺傳育種的重要指標。

由于苗期測定僅在小范圍內進行，由于一個樹種的優良特性在一定的條件下才能充分表現出來[4]，要選育出適應四川省不同生態條件下的優良家系，還必須系統進行速生家系與不同立地條件交互作用觀測和研究，最終評價時間至少達到該樹種半個輪伐期。因此要確定各家系真正的遺傳特性，仍需進一步進行造林對比試驗。

[1]中國植物志編委會.中國植物志[M].北京：科學出版社，1997.40－42.

[2]龍漢利，馮毅，向青，等.四川盆周山地紅椿生長特性研究[J].四川林業科技，2011，32（3）：37－41

[3]黃少偉，謝維輝.實用SAS編程與林業試驗數據分析[M].廣州：華南理工大學出版社，2001.

[4]陶丹，武來成，張露，等.毛紅椿不同種源及家系間苗期生長變異性研究[J].南昌工程學院學報，2007，26（4）：9－13