鵝掌楸屬雜交測定初步分析研究

管蘭華 胡興煥 曹健 王健 陳紅林 蔣祥娥 蔡桁 徐紅梅

摘要：鵝掌楸屬雜交測定林的生長狀況進(jìn)行分析，結(jié)果表明5 a生樹高、胸徑、材積年平均生長量為1.92 m，2.5 cm，0.009 2 m3;生長最快雜交組合是T11×C8，其平均年生長量分別為2.39 m，3.4 cm和0.018 3 m3。3個(gè)生長性狀雜交組合間都呈極顯著的差異，為優(yōu)良雜交組合的選擇奠定基礎(chǔ)。樹高、胸徑和材積的雜交組合（家系）遺傳力分別為0.501，0.631和0.687，分別進(jìn)行優(yōu)良雜交組合選擇，其現(xiàn)實(shí)遺傳增益為16.3%，32.9%和116.1%。幾種交配模式之間的材積生長比較結(jié)果是T×C>C×T>T自由授粉>C自由授粉>C×C>T×S。優(yōu)良雜交組合T11×C8、T12×C8、C9×T12 的雜種優(yōu)勢率分別為108.7%，64.3%和110.7%。

關(guān)鍵詞：鵝掌楸;北美鵝掌楸;亞美馬褂木;雜種優(yōu)勢;雜交組合

中圖分類號：S722.3+4;S792.21文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1004-3020（2015）03-0016-04

Preliminary Study on Hybrid Progeny Test in Liriodendron chinense

Guan Lanhua（1）Hu Xinghuan（1）Cao Jian（1）Wang Jian（1）Chen Honglin（1）Jiang Xiange（1）Cai Heng（1）XuHongmei（2）

（1.Forest Seedling Administrative General Station of Hubei Forestry DepartmentWuhan430079;

2.Hubei Academy of ForestryWuhan430075 ）

Abstract： Growth analyses of progeny test of hybridization in Liriodendron were performed. The results indicated that the annual average increments of tree height， diameter at breath height （DBH） and stem volume of 5yearold test plantation were 1.92 m， 2.5 cm， 0.009 2 m3， respectively. The fastest cross combination of growth was T11×C8， which annual average increment of tree height， DBH and stem volume were 2.39 m， 3.4 cm and 0.018 3 m3.There were significant differences in tree height， DBH and stem volume among cross combinations， which showed superior ones could be selected. The broad heritability of cross combination （family） for tree height， DBH， stem volume were 0.501， 0.631 and 0.687， and the realized genetic gains reached 16.3%， 32.9% and 116.1% based on the selection of superior cross combinations. The comparison result of stem volume was T×C>C×T>open pollination of T >open pollination of C>C×C>T×S. The heterosis rates of T11×C8， T12×C8 and C9×T12 were 108.7%， 64.3% and 110.7%.

Key words：Liriodendron chinensis;Liriodendron tulipifera; Liriodendron sino-americanum;heterosis;cross combination

鵝掌楸屬有鵝掌楸Liriodendron chinense和北美鵝掌楸L.tulipifera兩個(gè)種，亞美馬褂木L.sinoamericanum是鵝掌楸與北美鵝掌楸的人工雜交種，被定義為一個(gè)新種[1]。國內(nèi)鵝掌楸屬種間雜交取得了顯著的成就，奠定了鵝掌楸屬雜交育種的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[2，3]，研究成果表明鵝掌楸和北美鵝掌楸種內(nèi)變異非常豐富，種間具有很高的可配性，種間雜種優(yōu)勢非常明顯[2-4]。鵝掌楸屬雜交育種研究由于受到當(dāng)時(shí)條件所限，雜交親本的選擇存在很大局限性，湖北省林業(yè)廳林木種苗管理總站打破這種局限性，增加雜交親本，并進(jìn)行親本種源選擇，以虎爪山林場鵝掌楸種源試驗(yàn)林為對象系統(tǒng)進(jìn)行鵝掌楸屬種間雜交育種研究，培育出大批雜種資源，進(jìn)行雜交子代苗期測定[5]。本研究作為探索鵝掌楸屬間雜交育種規(guī)律的早期一環(huán)，以5 ?a生材料為對象進(jìn)行分析，旨在掌握這批雜種資源的早期表現(xiàn)，總結(jié)出鵝掌楸屬間雜交育種的初步規(guī)律，同時(shí)也為早期選擇提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

2010年春在湖北省咸寧市咸安區(qū)賀勝林業(yè)科學(xué)研究所營建鵝掌楸屬雜交測定林4hm2，3次重復(fù)，10株小區(qū)，株行距3m×4m，63個(gè)雜交組合（表1），以7個(gè)鵝掌楸和北美鵝掌楸母本自由授粉家系為對照。生長期內(nèi)進(jìn)行常規(guī)田間管理，第三年冬季進(jìn)行修枝處理，修枝高度為1m。

1.2數(shù)據(jù)調(diào)查

2014年12月份對樹高和胸徑進(jìn)行每木檢尺，材積計(jì)算以V=f×π×H×（D/2）2，f是試驗(yàn)形數(shù)，取值為1/3[6]。

1.3數(shù)據(jù)整理與分析

本文的數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel2010進(jìn)行處理，方差分析和方差分量分解運(yùn)用SAS9.3進(jìn)行。根據(jù)方差分量進(jìn)行雜交組合（家系）廣義遺傳力的估算。雜交組合選擇現(xiàn)實(shí)遺傳增益根據(jù)以下公式ΔG=S×h2B/進(jìn)行估算[7]，其中：S為中選雜交組合某一性狀的平均值與對照平均值的離差即選擇差，h2B為某一性狀的遺傳力，為某一性狀的對照平均值。

2結(jié)果與分析

2.1早期生長性狀分析

除去雜交組合內(nèi)個(gè)體數(shù)少于5株的雜交組合，各性狀生長數(shù)據(jù)（表2）。雜交組合樹高平均值為9.57m，平均年生長量為1.91m，胸徑為12.4cm，平均年生長量為2.5cm，材積為0.0458m3，平均年生長量為0.0092m3;材積的變異系數(shù)為64.5%，由此可以看出：雜交組合間存在較大的分化，為優(yōu)良雜交組合的選擇奠定基礎(chǔ)。樹高、胸徑和材積生長最高雜交組合都是T11×C8，平均年生長量分別為2.39m，3.4cm和0.0183m3。樹高最低是T10自由授粉家系，平均年生長量為1.30m;胸徑最低是C1×T10雜交組合，平均年生長量為1.5cm;材積最低是C1×T10雜交組合，平均年生長量為0.0024m3。

2.2雜交組合間生長差異分析

方差分析結(jié)果可知（表3）：重復(fù)對樹高生長有極顯著（P<0.01）影響，對材積生長有顯著（P<0.05）影響，對胸徑生長影響不顯著。樹高、胸徑和材積3個(gè)性狀雜交組合間都呈極顯著（P<0.01）的差異，為優(yōu)良雜交組合的選擇奠定基礎(chǔ)。由此可以得出進(jìn)行鵝掌楸屬種間雜交時(shí)首先要進(jìn)行雜交親本的選擇，再進(jìn)行雜交親本的組配，即雜交組合的選擇。

樹高生長表現(xiàn)比較好的3個(gè)雜交組合為T11×C8、T12×C8、T10×C7，表現(xiàn)較差的雜交組合為T10（自）、C4×T12、T10×S19。胸徑生長表現(xiàn)比較好的3個(gè)雜交組合為T11×C8、C9×T12、T12×C8，表現(xiàn)較差的雜交組合為C1×T10、C3（自）、C3×C1等雜交組合。材積生長表現(xiàn)比較好的3個(gè)雜交組合為T11×C8、T12×C8、C9×T12，表現(xiàn)較差的雜交組合為C1×T10、C3（自）、C5×C9。

進(jìn)行方差分析的同時(shí)，也進(jìn)行了方差分量的分解，根據(jù)方差分量進(jìn)行了雜交組合（家系）廣義遺傳力的估算（表3）。樹高、胸徑和材積3個(gè)生長性狀的雜交組合遺傳力分別為0.501、0.631和0.687，表明雜交組合生長受到中等到較強(qiáng)的遺傳控制，進(jìn)行優(yōu)良雜交組合選擇能獲得較高的遺傳增益，3個(gè)性狀分別進(jìn)行優(yōu)良雜交組合選擇（生長最好的3個(gè)雜交組合），以鵝掌楸自由授粉平均值為對照，其現(xiàn)實(shí)遺傳增益（△G）分別為16.3%、32.9%和116.1%，表明優(yōu)良亞美馬褂木造林生產(chǎn)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我國普遍種植的鵝掌楸。

2.3不同交配方式之間的比較

以材積為指標(biāo)進(jìn)行了各種交配模式之間的比較（表4），可以得出T×C交配模式的材積平均生長量最大，其次是C×T，然后依次是T自由授粉、C自由授粉、C×C、T×S。其中T×C交配模式比C自由授粉平均材積提高83.7%，C×T交配模式提高46.7%，T自由授粉提高23.9%，T×S和C×C模式則低于C自由授粉。從本次的雜交試驗(yàn)結(jié)果可以看出，2種自由授粉模式的平均值低于T×C和C×T，但是高于T×S和C×C，表明正交（C×T）和反交（T×C）模式確實(shí)有很強(qiáng)的雜種優(yōu)勢。以北美鵝掌楸為輪回親本的回交（T×S）的平均值低于C×C種內(nèi)雜交，這與以往報(bào)道的以鵝掌楸為輪回親本的回交也具有雜種優(yōu)勢不一樣[8]，其原因可能是回交親本材料不同及回交子代分析時(shí)年齡不同所致。鵝掌楸種內(nèi)雜交模式（C×C）由于沒有種間雜交的發(fā)生，其生產(chǎn)力水平應(yīng)該是與目前湖北省鵝掌楸天然林的生產(chǎn)力水平相當(dāng)，而C自由授粉、T自由授粉則可能是有種間雜交的發(fā)生，提高了其平均值，故而高于C×C模式。

2.4種間雜交正交和反交的比較

雖然從幾種交配模式整體平均值的角度分析，反交比正交材積生長量要大，但是具體到每個(gè)雜交組合來講，正反交比較情況還不清楚。為了詳細(xì)探討這一問題，本研究選擇設(shè)計(jì)正反交的8對雜交組合（表5）進(jìn)行說明。可以看出：種間雜交模式中，只有正交C5×T11、C3×T11高于其反交模式，分別高出12.0%和4.3%，其他都是正交不及反交。

2.5雜種優(yōu)勢分析

根據(jù)材積指標(biāo)本試驗(yàn)選出表現(xiàn)最好的T11×C8、T12×C8、C9×T123個(gè)雜交組合，以雜交雙親自由授粉的材積中親值為對照進(jìn)行了雜種優(yōu)勢分析，其雜種優(yōu)勢率分別為108.7%、64.3%和110.7%，再一次印證了鵝掌楸屬間雜交具有很強(qiáng)的雜種優(yōu)勢，在開展屬間雜交育種時(shí)能夠創(chuàng)制出雜種優(yōu)勢強(qiáng)的亞美馬褂木種質(zhì)資源。

3結(jié)論與討論

雜交組合間生長存在極顯著的差異，表明雜交受到雜交親本及雜交親本組配的影響很大，此結(jié)果說明進(jìn)行雜交時(shí)要重視親本的選擇和組配。反之，在進(jìn)行雜交選優(yōu)時(shí)要先進(jìn)行雜交組合的選擇，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行組合內(nèi)單株選擇，充分利用各層次變異，提高選擇增益。

幾種交配模式的比較結(jié)果表明，反交和正交的生長明顯高于回交、鵝掌楸種內(nèi)雜交和自由授粉，且反交優(yōu)于正交。優(yōu)良雜交組合的雜種優(yōu)勢率為64.3%～110.7%，表明鵝掌楸屬種間雜交具有很強(qiáng)的雜種優(yōu)勢，這為今后鵝掌楸屬種間雜交育種提供了理論依據(jù)。

我國目前鵝掌楸造林都是從鵝掌楸天然林或者人工林采種，采用混合種子育苗造林，因此本研究以鵝掌楸自由授粉平均值為對照進(jìn)行現(xiàn)實(shí)遺傳力估算是有依據(jù)。但是根據(jù)本研究結(jié)果鵝掌楸自由授粉平均值由于有可能有種間雜交發(fā)生而高于C×C，而C×C更接近于混合種子育苗造林效果，因此本研究的現(xiàn)實(shí)遺傳增益要稍高于估算值。

為了縮短育種周期的同時(shí)降低風(fēng)險(xiǎn)，筆者在進(jìn)行選擇時(shí)采用大群體策略，即在選擇的初級階段提高入選率，隨著試驗(yàn)的逐步進(jìn)行，逐步降低入選率，這樣既能保障基因型優(yōu)良但早期表現(xiàn)不理想的個(gè)體在早期不被漏選，又縮短了育種周期，降低了試驗(yàn)成本。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：鄭京津）