杉木雜交子代遺傳測定分析

黃越茂　王潤輝　鄭會全

摘要 采用Smart Diallel交配設計研究杉木雜交子代早期生長情況。結果表明：樹高和地徑在不同雜交子代間有顯著差異，子代遺傳差異真實存在。樹高廣義和狹義遺傳力屬于較高水平，說明樹高受較強的遺傳控制，地徑屬于中等水平，比樹高受遺傳控制小，環境因素影響較大。在此次交配設計中，1號親本、4號親本、6號親本具備較大的育種值；子代c具備最大的生長量，可作優良子代。

關鍵詞 杉木；雜交子代；遺傳測定

中圖分類號 S791.27 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）04-0125-02

Abstract Results obtained from analyses for early growth of Smart Diallel progenies of Cunninghamia lanceolata（Lamb.） Hook showed that two main growth traits[height（Ht） and diameter on ground height（Dgh）] were highly significantly different，true genetic difference existed among different grogenies.Board and narrow sense heritability of Ht was at high level，meaning under strong genetic control.Whereas board and narrow sense heritability of Dgh was at median level，meaning greater effect from environment.The parents（1，4 and 6） showed high level breeding value in this mating design，and progeny c could be treated as superior progeny.

Key words Cunninghamia lanceolata（Lamb.） Hook；hybrid progeny；genetic test

杉木[Cunninghamia lanceolata （Lamb.） Hook]是我國南方重要的人工造林用材樹種，深受我國廣大勞動人民喜愛，具有悠久的栽培利用歷史。其造林面積和林分蓄積在我國林業生產中均占較大比重。為了最大限度地提高杉木林分生產力，其遺傳改良研究在我國很早就已開展。其中，廣東杉木的遺傳改良研究始于20世紀70年代初期，先后開展了種源試驗、種子園營建、優良家系選擇、扦插繁殖育苗、無性系選育等方面的研究[1-2]。近幾年，隨著杉木高世代育種研究的開展，二代改良種子園雜交子代測定研究也深入進行中，本文對部分雜交子代的生長情況進行分析。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點大坑山林場位于廣東省肇慶市懷集縣境內，地處北緯23°46′、東經112°11′，屬亞熱帶氣候區，年平均氣溫20.8 ℃，年平均降雨量約1 780 mm。雜交子代測定林營建于緩坡中下部，土壤為頁巖風化的赤紅壤，肥力中等。

1.2 試驗材料

2011年，參考Xiang等[3]的Smart Diallel遺傳交配設計方法，在韶關市樂昌龍山林場選取杉木2.5代種子園子代生長表現較好的種子園親本6個，開展人工控制授粉，生產雜交子代組合6個，如表1所示。

1.3 試驗設計

2012年開展分系育苗，培育雜交子代造林苗木。2013年4月在多個試驗點營建杉木雜交子代遺傳測定林。雜交子代測定林采用完全隨機區組設計，每個小區4株，6次重復。

1.4 統計方法

2015年1月對大坑山試驗點種植林分開展樹高、地徑等生長性狀進行每木調查。運用SAS 9.1開展數據統計分析，其中方差分析采用Proc glm過程[4]，方差分量估算采用Proc mixed過程[5]，方差分量估算利用REML方法。

方差分析統計模型：Yijk=u+Bi+Fj+Bi×Fj+εijk，其中，u為均值，Bi為i區組效應，Fj為j家系效應，εijk為i區組j家系k個體離差。

加性方差：δ2A=4δ2A；顯性方差：δ2D=4δ2S；表型方差：δ2P=2δ2A+δ2S+δ2e；狹義遺傳力：h2n=δ2A/δ2P；廣義遺傳力：h2b=（δ2A+δ2D）/δ2P。其中，δ2A為一般配合力方差，δ2S為特殊配合力方差，δ2e為剩余方差。親本育種值按文獻[6]估算。

2 結果與分析

2.1 子代生長差異方差分析

由表2可知，杉木雜交子代生長存在較大差異。樹高方差分析結果顯示，統計模型中只有家系效應達極顯著水平，區組、家系與區組互作兩效應均未達顯著水平，說明分析結果支持試驗家系間樹高生長差異極顯著主要是由于家系效

應造成的，家系間存在真實的遺傳差異。地徑方差分析結果顯示，區組、家系2個效應均達極顯著水平，而家系與區組的互作效應未達顯著水平，同樣說明在地徑性狀上，家系間也存在真實的遺傳差異，同時不同區組間地徑生長差異也較大，沒有樹高性狀表現一致。

2.2 遺傳參數估算

由表3可知，樹高的加性方差分別為0.059 6，顯性方差為0.004 0，表型方差為0.072 4。根據計算公式可估算出狹義和廣義遺傳力分別為0.823 2和0.878 5，屬于較高水平，說明樹高受較強的遺傳控制。地徑的加性方差分別為0.190 0，顯性方差為0.044 4，表型方差為0.425 2，根據計算公式可估算出狹義和廣義遺傳力分別為0.447 0和0.551 5，屬于中等水平，比樹高受遺傳控制小，環境因素影響較大。

2.3 育種值估算

由表4可知，在樹高性狀上，親本育種值最大的為1號親本，其次為6號親本、4號親本，育種值最小的為3號親本；在地徑性狀上，親本育種值最大的為6號親本，其次為1號親本、4號親本，育種值最小的為3號親本。親本育種值在樹高和地徑兩性狀上表現較為相似。因此，在本次交配設計中，1號親本、4號親本、6號親本具有較大的育種值，可在以后多加利用，生產生長表現較優良的子代。

2.4 子代生長情況

由表5可知，在樹高性狀上，子代c生長量最大，均值為1.92 m，其后依次為b、e和a，四者差異不顯著，但明顯地高于d和f；在地徑性狀上，子代c生長量最大，均值為3.23 cm，其后依次為e、b、a和d，上述5個家系地徑差異不大，c、e和b顯著高于f，但a、d和f間地徑差異不顯著。子代c在樹高和地徑兩性狀上均表現最優，可作優良子代。

3 結論與討論

雙列交配設計是植物遺傳育種常用的交配設計方法，其特殊之處在于交配設計中同一遺傳親本既作母本又作父本產生雜交子代。雙列交配設計廣泛應用于植物育種親本遺傳特性的測定中，考慮到工作量及可操作性，衍生出多種交配設計方法，如正交半雙列、反交半雙列、不帶自交的全雙列等。在對雜交親本的遺傳特性有一定了解的基礎上，北卡州立大學為了提高火炬松的遺傳測定效率，根據親本育種值設計了Smart Diallel，將雙列交配設計的雜交組合數量進一步減少，提高測定效率，取得較好的效果。本研究中，選擇6個雜交親本進行雙列交配制種，根據親本子代生長表現情況，僅生產了6個雜交子代開展遺傳測定，減少了工作量。

4 參考文獻

[1] 胡德活，林緒平，阮梓材，等.杉木無性系早-晚齡生長性狀的相關性及早期選擇的研究[J].林業科學研究，2001，14（2）：168-175.

[2] 阮梓材.廣東省杉木良種論文集[M].廣州：廣東省科技出版社，2012.

[3] XIANG B，LI B L.A new mixed analytical method for genetic analysis of diallel data[J].Can J For Res，2001，31：2252-2259.

[4] 王潤輝，胡德活，鄭會全，等.杉木無性系生長和材性變異及多性狀指數選擇[J].林業科學，2012，48（3）：45-50.

[5] 王潤輝，胡德活.SAS Proc Mixed 在林木育種試驗統計中應用簡介[J].廣東林業科技，2011，27（3）：50-54.

[6] 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.