日本落葉松半同胞家系生長變異研究

葛清鋒　曾美　侯義梅

摘要：以建始縣長嶺崗林場17 a生日本落葉松種子園半同胞家系試驗林為研究對象，研究不同家系間生長性狀的遺傳變異和相關性，選擇出優良家系并對早期選擇的結果進行驗證，為日本落葉松遺傳改良提供材料。結果表明： 各家系之間胸徑、樹高和材積的生長差異均達到極顯著水平;6 a生與17 a生胸徑、樹高、材積之間的相關系數在0.541～0.947之間，呈極顯著正相關;日本落葉松家系6 a生早期選擇結果與17 a生選擇結果基本一致;以17 a生材積為選擇指標，選出排名前10位的優良家系，胸徑、樹高和材積的遺傳增益分別達到3.03%、1.77%和7.11%。

關鍵詞：日本落葉松;種子園;半同胞家系;子代選擇

中圖分類號：S794 文獻標識碼：A 文章編號：1004-3020（2022）03-0006-05

Study on Growth Variation of Larix kaempferi?Half-Sib Families

Ge Qingfeng Zeng Mei Hou Yimei

（1. Jianshi County Wildlife Protection and Nature Reserve Management StationEnshi445300;

2.Jianshi County Forestry Investigation Planning and Design TeamEnshi445300;

3.Jianshi County Forestry Research InstituteEnshi445300）

Abstract：17-year-old half-sib families of Larix kaempferi?seed orchard were researched in Changlinggang Forest Farm of Jianshi County. To study the genetic variation and correlation of growth traits among different families， select excellent families and verify the results of early selection， so as to provide materials for genetic improvement of L. kaempferi. The results showed that there were significant differences in DBH， height and volume among families. Correlation analysis results indicated that there were significant positive correlation amang growth traits between 6-year-old and 17-year-old and correlation coefficients ranged from 0.541 to 0.947. The early selection results of 6-year-old families were basically consistent with those of 17-year-old families; Taking volume as the selection index， the genetic gains of DBH， height and volume of the top 10 families of 17-year-old students reached 3.03%， 1.77% and 7.11% respectively.

Key words：Larix kaempferi;seed orchard; half-sib family; offspring selection

日本落葉松Larix kaempferi是中北亞熱帶亞高山區造林的主要樹種之一。為深入研究該區域日本落葉松遺傳變異規律，加快日本落葉松遺傳改良的步伐，加速選育進程、縮短選育周期，提高良種使用率，1988年經原國家林業部批準，在湖北省恩施州建始縣長嶺崗營建了當時中國南方唯一一處日本落葉松種子園[1]。2004年對種子園中結實的39個無性系進行單采單育，建立測定林并對其生長情況進行觀測。本研究在對6 a生與17 a生試驗林的生長數據進行分析比較的基礎上，開展優良家系選擇，為日本落葉松良種生產利用和種子園疏伐改造提供依據，助力本區域日本落葉松產業升級和育種世代升級。

1試驗地概況

建始縣國有長嶺崗林場，地處東經110°3′，北緯30°48′，海拔1 650 m，坡度5°，坡位中部，坡向東南，土壤為山地黃棕壤，年均溫為9 ℃，極端最低溫-10 ℃，極端最高溫29 ℃，7月平均氣溫22.2 ℃，年大于10 ℃積溫為2 200～2 300 ℃，年降雨量1 500～1 800 mm，全年無霜期203 d，日照時數1 532.9 h [2]。

2材料與方法

2.1材料

試驗中的39個半同胞家系種子來源于1988～1997年在建始縣長嶺崗建立的日本落葉松無性系種子園，母樹林混合種子來源于1978～1979年建始縣長嶺崗從1960年造林的日本落葉松林分中選出的20株優樹通過嫁接建立的日本落葉松母樹林，速生豐產林混合種子來源于1985～1986年營造的日本落葉松速生豐產用材林。2004年分別采種，2007年3月利用2 a生苗木造林，面積共2 km。

2.2試驗設計

采用隨機區組設計，4次重復，16株小區（8株2行），株行距為2 m×2 m[3]。

2.3生長調查

試驗林建成后不定期地開展了定株調查，測定胸徑和樹高指標，并采用宜昌地區日本落葉松二元材積式計算單木材積[4]：

2.4統計分析方法

采用混合線性模型進行方差分析，由于每個家系在不同的區組內保留株數不同，因此選擇SAS GLM過程進行計算，方差分量采用PROC VARCOMP計算。采用Pearson相關分析檢驗6 a生與17 a生林分生長量指標的相關性。利用單株生長數據開展統計分析[5]。

3結果分析

3.1表型變異分析

家系試驗林17 a生平均胸徑為15.06 cm，平均樹高為12.98 m，平均材積為0.116 4 m，變異系數在18.10%～50.60%，材積的變異最大（表1）。

3.2方差分析及遺傳參數估算

方差分析結果表明（表2），3個生長指標在家系間均存在極顯著差異。區組間胸徑存在極顯著差異，樹高和材積無差異。區組×家系的互作效應對胸徑和樹高這兩個指標具有顯著的影響。

由表3中方差分量的估算結果可知，環境方差最大，遠遠大于家系方差和家系×區組方差，說明生長指標主要受環境的影響[5]。3個指標的家系遺傳力均在0.4左右，受中度遺傳控制，家系之間的選擇潛力較大，其中樹高的遺傳力最大為0.49，材積最小為0.36。

3.3優良家系選擇

家系測定林中，種子園子代與母樹林混合子代的胸徑、樹高和材積均明顯高于速豐林子代，種子園子代樹高生長與母樹林混合子代的表現較為接近，胸徑和材積高于母樹林混合子代（圖1）。

在種子園子代中，胸徑、樹高和材積表現最好的家系均為58號，分別高出速生豐產林混合子代46.39%、40.44%和150.84%，與母樹林混合子代相比提高25.18%、13.71%和67.65%。以材積為選擇指標，排名前10位的家系如表4所示，胸徑、樹高和材積的遺傳增益分別達到3.03%、1.77%和7.11%。

3.4生長性狀的早晚相關分析

對6 a生與17 a生生長性狀進行相關性分析（表5）。6 a生胸徑、樹高和材積與17 a生胸徑、樹高和材積的相關系數在0.541～0.947之間，均呈極顯著正相關，這一結果表明6 a生的生長性狀與17 a生的生長性狀之間存在著十分緊密的相關性。

3.5生長性狀早期選擇及其驗證

根據生長性狀的早-晚相關分析結果，胸徑性狀在林齡為6 a時可進行早期選擇[6]。因此，本研究對各家系林齡為6 a時的胸徑以及17 a時的胸徑、樹高、材積進行比較，對生長性狀進行早期選擇的驗證。

田志和等研究結果表明在中等或中等以上立地上，日本落葉松紙漿材的輪伐期為15～17 a[7]，因此將17年作為本研究中試驗林的成熟齡，以17 a 生時的生長性狀為目標性狀，對日本落葉松胸徑性狀進行早期選擇的驗證，從表6中可以得出，6 a生選擇出的10個優良家系，與17 a生時胸徑性狀選擇出的8個優良家系完全重疊，成功率為80%;與17 a生時材積性狀選擇出的7個優良家系完全重疊，成功率為70%。以上結果說明，日本落葉松家系6 a生胸徑性狀早期選擇效果的準確性很高。

4結論與討論

（1）家系測定林中，種子園子代與母樹林混合子代的胸徑、樹高和材積均明顯高于對照，種子園子代樹高生長與母樹林混合子代的表現較為接近，胸徑和材積高于母樹林混合子代，表明通過早期選優建立的種子園遺傳改良的效果是顯著的。

（2）在種子園子代中，胸徑、樹高和材積表現最好的家系均為58號，分別高出速生豐產林混合子代46.39%、40.44%和150.84%，與母樹林混合子代相比提高25.18%、13.71%和67.65%。以材積為選擇指標選出排名前10位的家系，胸徑、樹高和材積的遺傳增益分別達到3.03%、1.77%和7.11%。

（3）6 a生胸徑、樹高和材積與17 a生胸徑、樹高和材積呈極顯著正相關;日本落葉松家系6 a生早期選擇結果與17 a生選擇結果基本一致，成功率為70%。前期對日本落葉松家系和無性系早期選擇研究的結果均表明，胸徑的早期選擇時間在6～7 a生[6，8]，本研究結果與上述結論基本一致。

（4）選擇出的優良家系可作為對已建立的日本落葉松種子園進行去劣疏伐的依據。在選擇優良家系的同時，還應對家系內的個體進行選擇，選擇出優良單株，作為高世代種子園建園的材料，為良種的推廣運用提供科學依據。

（5）應加強對試驗林的保護并提高利用效率，進一步根據生產需求制定育種策略，確定育種目標，進一步開展材質、抗性等多性狀綜合選擇，為該區域日本落葉松的遺傳改良奠定基礎[9]。

參考文獻

[1]侯義梅，李時元，周必成，等.日本落葉松種子園營建技術的研究與應用[J].湖北林業科技，2004（4）：29-31.

[2]陳柏如，侯義梅，涂少懷.日本落葉松原生種源早期選擇研究[J].湖北林業科技，2011（1）：18-20.

[3]侯義梅，林孝培，全永壽，等.日本落葉松種子園自由授粉家系子代早期選擇研究[J].林業實用技術，2013（4）：3-4.

[4]楊秀艷，張守攻，孫曉梅，等.北亞熱帶高山區日本落葉松自由授粉家系遺傳測定與二代優樹選擇[J].林業科學，2010（8）：45-50.

[5]杜超群，許業洲，楊代貴，等. 濕地松半同胞家系生長和產脂性狀遺傳變異[J].森林與環境學報，2017，37（4）：423-428.

[6]孫曉梅，張守攻，侯義梅，等.短輪伐期日本落葉松家系生長性狀遺傳參數的變化[J].林業科學，2004（6）：68-74.

[7]田志和，董健，王喜武，等.日本落葉松育林學[M].北京：北京農業大學出版杜，1995.

[8]賴猛.落葉松無性系遺傳評價與早期選擇研究[D].北京：中國林業科學研究院，2014.

[9]劉曉敏，許秀環，全永壽，等.南方亞高山區日本落葉松自由授粉子代優良單株選育研究[J].湖北林業科技， 2015（3）：6-10.

（責任編輯：唐嵐）