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青海云杉半同胞家系子代测定与亲本评价

陈雅丽 吕东 赵明 赵祜 赵兴鹏 李伟 张宏斌

陈雅丽, 吕东, 赵明, 赵祜, 赵兴鹏, 李伟, 张宏斌. 青海云杉半同胞家系子代测定与亲本评价[J]. 北京林业大学学报. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200370
引用本文: 陈雅丽, 吕东, 赵明, 赵祜, 赵兴鹏, 李伟, 张宏斌. 青海云杉半同胞家系子代测定与亲本评价[J]. 北京林业大学学报. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200370
Chen Yali, Lü Dong, Zhao Ming, Zhao Hu, Zhao Xingpeng, Li Wei, Zhang Hongbin. Half-sib progeny test and evaluation of parents of Picea crassifolia Kom.[J]. Journal of Beijing Forestry University. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200370
Citation: Chen Yali, Lü Dong, Zhao Ming, Zhao Hu, Zhao Xingpeng, Li Wei, Zhang Hongbin. Half-sib progeny test and evaluation of parents of Picea crassifolia Kom.[J]. Journal of Beijing Forestry University. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200370

青海云杉半同胞家系子代测定与亲本评价

doi: 10.12171/j.1000-1522.20200370
基金项目: 国家自然科学基金(31860221、31770713),甘肃省自然科学基金(18JR3RG424)
详细信息
    作者简介:

    陈雅丽。主要研究方向:林木遗传育种。Email:chenyali8876@163.com 地址:100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学生物科学与技术学院

    通讯作者:

    李伟,博士,教授。主要研究方向:林木遗传育种。Email:bjfuliwei@bjfu.edu.cn  地址:同上

    张宏斌,硕士,正高级工程师。主要研究方向:林木遗传育种。Email:jiuwubaba@163.com  地址:甘肃省张掖市甘州区东环路3号甘肃省祁连山水源涵养林研究院

  • 中图分类号: S722.5

Half-sib progeny test and evaluation of parents of Picea crassifolia Kom.

  • 摘要:   目的  通过对青海云杉半同胞家系生长性状遗传变异规律的研究,筛选出优良家系,为青海云杉高世代遗传改良奠定基础。  方法  以100个青海云杉半同胞家系为研究对象,调查其15年生和20年生时子代的树高、当年高生长量、地径和冠幅等4个生长指标,对其进行方差分析、遗传参数和亲本一般配合力的估算,在亲本多性状综合评价基础上,筛选优良家系。  结果  15年生和20年生时各家系半同胞子代在4个生长指标上均存在极显著差异;不同树龄子代各性状的家系遗传力变化范围在0.554 ~ 0.855之间,家系各生长指标的表型变异系数在8.33% ~ 19.49%之间;树高、地径、当年高生长量和冠幅的一般配合力(20年生)范围分别是−39.22 ~ 47.56、−1.19 ~ 1.05、−5.91 ~ 6.34和−21.49 ~ 25.40;相关性分析表明青海云杉各生长性状之间均达到了极显著的正相关水平(0.308 ~ 0.817);利用生长性状数据对15和20年生的半同胞家系进行综合评价,筛选出7个优良家系,入选家系20年生时树高、当年高生长量、地径和冠幅平均值分别为209.40、20.71、6.33和141.87 cm,平均遗传增益分别达到14.12%、2.07%、8.01%和10.42%。  结论  青海云杉家系间具有丰富的遗传变异,筛选出了49号、51号、60号、64号、108号、123号、132号等7个生长性状优良的家系,筛选的优良家系可为高世代种子园提供高质量的建园材料。
  • 表  1  100个青海云杉半同胞家系各生长性状均值与表型变异系数

    Table  1.   Phenotypic variation coefficient and average of growth traits in 100 P. crassifolia half siblings

    林龄/a
    Forest age/year
    性状
    Trait
    均值
    Mean/cm
    变异幅度
    Amplitude/cm
    表型变异系数
    Phenotypic variation coefficient (PVC)/%
    15 树高 Tree height (H15)/cm 142.74 105.50 ~ 189.78 12.70
    当年高生长量 Increment (I15)/cm 10.59 6.94 ~ 15.83 19.49
    地径 Ground diameter (GD15)/cm 2.76 1.94 ~ 3.64 12.22
    冠幅 Crown width (CW15)/cm 86.35 70.53 ~ 108.25 9.38
    20 树高 H20/cm 174.33 135.11 ~ 221.89 10.89
    当年高生长量 I20/cm 19.93 14.02 ~ 26.28 11.63
    地径 GD20/cm 5.59 4.40 ~ 6.64 8.33
    冠幅 CW20/cm 122.85 101.36 ~ 148.25 8.82
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    表  2  100个青海云杉半同胞家系各性状方差分析与家系遗传力

    Table  2.   Variance analysis and family heritability of traits in 100 P. crassifolia half-sib families

    林龄/a
    Forest age/year
    性状
    Trait
    家系间均方
    Mean square among families
    家系内均方
    Mean square within families
    F家系遗传力
    Family heritability
    15 树高 H15/cm 5 916.030 855.46 6.916** 0.855
    当年高生长量 I15/cm 76.765 13.01 5.901** 0.831
    地径 GD15/cm 2.051 0.55 3.702** 0.730
    冠幅 CW15/cm 1 181.169 353.23 3.344** 0.701
    20 树高 H20/cm 6 482.296 1015.61 6.383** 0.843
    当年高生长量 I20 96.793 43.19 2.241** 0.554
    地径 GD20/cm 3.900 1.23 3.177** 0.685
    冠幅 CW20/cm 2111.210 471.42 4.478** 0.777
    注:*表示差异显著(P < 0.05),**表示差异极显著(P < 0.01)。下同。Notes: * indicates a statistically significant correlation at P < 0.05 level; ** indicates a statistically significant correlation at P < 0.01 level. The same below.
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    附表1  100个青海云杉半同胞家系各生长性状的一般配合力

    附表1.   General combining ability of growth traits in 100 P. crassifolia half-sib families

    家系号
    Family
    ID
    家系号
    Family
    ID
    树高
    H15/
    cm
    当年高
    生长量
    I15/cm
    地径
    GD15/
    cm
    冠幅
    CW15/
    cm
    树高
    H20/
    cm
    当年高
    生长量I20/
    cm
    地径
    GD20/
    cm
    冠幅
    CW20/
    cm
    树高
    H15/
    cm
    当年高
    生长量I15/
    cm
    地径
    GD15/
    m
    冠幅
    CW15/
    cm
    树高
    H20/
    cm
    当年高
    生长量I20/
    cm
    地径
    GD20/
    cm
    冠幅
    CW20/
    cm
    2 13.09 −1.04 0.03 5.29 15.67 −1.05 0.69 11.35 79 −34.46 −3.32 −0.82 −15.82 −35.89 −2.10 −1.19 −21.49
    3 4.37 −0.82 0.02 2.87 1.28 −1.35 −0.42 −7.13 80 −12.85 5.07 0.09 1.82 −6.28 1.57 −0.07 0.35
    4 −12.46 −1.21 −0.14 −0.55 −12.11 2.32 −0.45 2.51 82 16.65 −0.32 0.35 3.23 9.45 −1.50 0.22 10.90
    5 −24.80 −0.82 −0.07 −5.02 −25.00 3.93 0.09 −11.54 83 11.20 1.29 0.01 −1.24 14.00 1.03 0.54 5.87
    6 8.54 −1.04 −0.25 7.34 2.72 −2.38 0.17 18.76 85 −1.91 2.02 0.07 0.48 10.17 5.57 0.29 0.51
    9 −10.02 −0.59 −0.22 −7.60 −18.89 −3.28 −0.40 −10.04 87 19.70 3.24 0.13 9.40 23.95 0.82 0.34 12.07
    14 5.26 −0.98 −0.27 1.09 0.45 −0.90 0.16 −1.49 88 12.82 0.52 0.24 5.54 19.17 3.68 0.21 14.37
    15 −10.80 −0.71 −0.51 −6.82 −19.11 −4.53 −0.78 −6.02 89 −17.41 2.96 −0.12 −8.52 −17.50 0.28 0.22 −8.46
    17 11.76 −1.09 −0.20 7.59 9.06 −1.79 0.27 6.62 90 −26.68 −1.93 0.01 −12.49 −26.78 0.72 −0.33 −10.60
    18 5.82 0.57 −0.09 3.87 −2.78 −2.22 −0.10 −3.13 91 −4.30 3.79 0.12 1.09 1.56 1.22 0.56 −0.60
    19 −13.46 −1.09 0.23 −4.46 −11.55 1.22 −0.16 −15.85 92 24.98 0.57 −0.14 −0.77 23.50 −0.17 0.04 0.60
    20 −11.13 −0.93 −0.23 −5.43 −11.50 −0.20 −0.62 −12.46 93 20.48 0.46 0.50 3.79 22.84 −1.76 0.85 6.12
    21 −13.35 −2.87 −0.08 −5.38 −15.33 −0.75 −0.23 −7.15 94 7.48 2.96 0.64 1.20 11.95 1.17 0.39 4.96
    22 −14.91 −0.37 −0.15 −7.82 −13.33 1.05 −0.16 −12.63 95 10.48 3.35 0.49 5.01 16.11 0.12 1.05 7.48
    23 −12.46 0.29 0.03 0.18 −12.89 2.53 −0.12 −6.65 96 5.59 −0.82 0.15 −0.88 12.50 1.03 0.06 2.60
    25 −22.96 −2.71 −0.70 −12.66 −16.83 −0.30 −0.07 −10.65 97 3.48 −1.48 0.06 −3.02 0.06 −1.96 −0.21 −8.40
    26 −4.18 −0.93 0.08 −4.27 −4.28 −1.63 −0.03 −10.68 98 18.26 −0.48 −0.09 5.68 18.17 −1.15 0.12 −1.65
    27 −19.07 −3.37 −0.44 −7.88 −27.05 −5.91 −0.66 −12.54 101 −7.46 −1.15 −0.11 −1.85 −9.55 −1.33 −0.11 −0.60
    28 −29.41 0.46 −0.06 −7.88 −18.28 4.63 0.06 −8.02 103 2.26 −0.54 −0.31 −3.88 −3.28 −0.48 −0.30 −8.43
    30 −25.24 −2.54 −0.30 −11.27 −28.78 −2.38 −0.43 −16.29 105 −18.46 −0.04 −0.21 −9.05 −19.22 −0.29 −0.52 −7.74
    31 14.04 1.68 0.10 3.18 14.00 −0.25 0.34 6.35 106 −4.80 −1.15 −0.34 0.65 −6.55 −2.46 −0.16 4.54
    32 −35.91 −1.65 −0.02 −5.66 −31.83 3.88 −0.01 −9.52 107 −9.46 −0.43 −0.10 −0.41 −7.28 3.80 −0.41 −9.24
    33 −17.07 −2.21 −0.30 −0.88 −20.89 −0.17 −0.75 −7.79 108 30.65 0.68 0.58 18.98 28.28 1.01 0.57 17.65
    34 13.37 1.91 0.34 8.18 23.06 0.86 0.48 15.98 109 11.87 0.68 −0.10 0.68 15.78 2.55 0.20 6.01
    35 −7.68 0.91 0.04 −2.66 −3.94 3.84 0.02 −4.40 111 −2.68 −1.43 −0.42 −10.77 −7.44 −3.56 −0.52 −13.82
    36 −18.52 −3.37 −0.55 −11.30 −20.00 −1.80 −0.58 −12.04 116 4.54 0.74 −0.03 3.57 8.28 −1.20 0.26 13.79
    39 26.87 0.02 0.38 3.26 28.78 0.29 0.44 7.18 123 29.09 2.96 0.86 21.90 32.72 1.05 0.82 19.54
    42 −1.91 4.29 0.35 −3.63 2.67 1.40 0.15 5.48 124 −20.30 −0.98 −0.04 −7.10 −19.55 −0.56 −0.56 −8.24
    45 −13.18 −2.98 −0.34 −11.43 −14.28 −1.98 −0.71 −17.77 125 −11.63 −1.43 0.12 −5.91 −10.83 2.29 −0.45 −11.54
    48 10.98 3.29 0.28 2.20 13.78 2.15 0.83 17.23 126 −8.74 −1.15 −0.21 −4.10 −18.16 −3.67 −0.15 0.71
    49 30.59 0.02 0.60 11.29 27.39 −2.76 0.71 17.04 128 1.54 −0.26 −0.22 −2.43 1.50 −1.91 0.08 3.10
    51 47.04 5.24 0.74 13.98 47.56 1.67 0.68 16.85 130 −19.68 −2.54 −0.53 −8.49 −21.33 −0.51 −0.38 −5.13
    52 30.09 0.85 0.35 14.93 25.45 −1.30 0.36 10.37 132 30.32 3.57 0.57 13.70 32.95 1.97 0.89 22.73
    55 10.65 −0.09 −0.16 14.43 8.45 −0.55 0.12 7.46 133 2.48 0.24 0.13 10.26 8.17 0.61 0.17 9.35
    56 13.76 3.91 0.52 2.45 16.45 0.22 0.33 12.07 135 −0.57 3.41 0.04 2.82 5.78 6.34 0.29 3.43
    60 38.26 3.13 0.88 6.87 35.61 −0.15 0.69 13.96 138 −12.68 0.52 −0.47 −6.55 −18.00 −1.20 −0.50 −7.35
    61 3.93 −0.48 −0.02 1.09 6.06 1.57 0.24 0.96 140 6.65 1.52 0.04 −0.55 8.89 2.14 0.07 1.37
    62 16.98 −0.15 0.01 12.37 12.78 −3.77 0.33 14.57 142 −37.24 −1.59 −0.10 −15.21 −27.66 4.23 −0.39 −20.74
    64 36.70 2.24 0.61 19.70 41.00 2.63 0.82 25.40 145 11.70 1.41 0.07 15.32 13.89 2.94 0.43 10.12
    66 15.65 2.68 0.48 0.40 27.34 3.17 0.64 8.82 146 5.65 0.91 0.03 0.07 3.28 0.88 −0.13 3.73
    67 −29.30 −3.43 −0.64 −13.07 −32.11 −2.13 −0.83 −15.88 148 7.15 −0.65 −0.04 8.48 3.06 −0.94 0.28 13.01
    68 −22.46 −2.21 −0.55 −13.43 −25.72 −2.18 −0.85 −17.38 150 2.26 −1.43 −0.06 9.32 1.39 −0.11 0.15 10.18
    69 1.43 −1.59 0.07 −5.52 −3.83 −2.53 −0.25 −5.10 152 −15.18 −3.65 −0.15 −6.55 −26.11 −4.33 −0.51 −13.54
    70 −22.02 −0.15 −0.07 3.87 −21.11 −0.14 −0.13 0.40 153 13.15 −1.15 0.15 −0.05 18.34 2.60 −0.04 −2.38
    71 0.87 0.13 0.13 −5.02 −1.83 −1.01 −0.27 −3.24 154 1.76 −1.59 −0.09 3.26 2.84 −2.83 −0.06 2.65
    72 −0.68 4.07 0.15 −4.21 0.78 0.53 0.54 0.79 155 7.98 0.85 0.29 3.40 10.95 1.30 −0.17 −3.35
    73 −20.57 −1.71 −0.25 −7.10 −18.94 2.35 −0.22 −11.27 156 12.93 1.91 0.06 9.04 7.45 −2.28 −0.10 9.71
    75 −34.02 −1.15 −0.65 −10.82 −39.22 −2.01 −0.83 −14.63 158 12.15 −0.15 −0.03 −0.96 10.11 −1.11 0.04 10.46
    76 −25.74 −3.26 −0.39 −6.46 −26.44 −0.18 −0.99 −10.74 161 11.04 −0.82 0.34 9.07 5.28 0.63 0.19 2.21
    77 −0.30 −3.04 −0.33 −6.16 −7.83 −3.65 −0.43 −11.13 164 23.76 −0.26 0.15 6.79 24.45 0.88 0.26 6.15
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    表  3  15年生和20年生青海云杉半同胞子代生长性状相关性分析

    Table  3.   Correlation analysis of growth characters of half siblings of 15 year-old and 20 year-old Picea crassifolia

    性状Trait树高 H15/cm当年高生长量 I15/cm地径 GD15/cm冠幅 CW15/cm树高 H20/cm当年高生长量 I20/cm地径 GD20/cm
    当年高生长量 I15/cm 0.399**
    地径 GD15/cm- 0.666** 0.357**
    冠幅 CW15/cm 0.693** 0.358** 0.637**
    树高 H20/cm 0.905** 0.465** 0.670** 0.686**
    当年高生长量 I20/cm 0.098** 0.267** 0.212** 0.190** 0.341**
    地径 GD20/cm 0.511** 0.341** 0.568** 0.531** 0.639** 0.421**
    冠幅 CW20/cm 0.637** 0.387** 0.575** 0.741** 0.718** 0.308** 0.622**
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    表  4  不同年份青海云杉半同胞家系生长性状综合评定Qi

    Table  4.   Qi values of growth traits of half-sib families in different years

    家系号 Family IDQi,15家系号 Family IDQi,20
    51 1.486 64 1.532
    123 1.471 132 1.519
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  • [1] 孙应德, 许重九, 张鸿昌. 青海的云杉和云杉林[J]. 青海农林科技, 1981, 11(3):47−52.

    Sun Y D, Xu C J, Zhang H C. Spruce and spruce forest in Qinghai[J]. Science and Technology of Qinghai Agriculture and Forestry, 1981, 11(3): 47−52.
    [2] 魏克勤. 祁连山水源涵养林区的青海云杉林[J]. 甘肃林业科技, 1985, 7(3):14−20.

    Wei K Q. Picea crassifolia forest of water resources conservation forest of Qilian mountains[J]. Journal of Gansu Forestry Science and Technology, 1985, 7(3): 14−20.
    [3] 郭前业, 吴鸿文, 张霞. 青海云杉播种育苗技术[J]. 中国林业, 2008, 59(8):61.

    Guo Q Y, Wu H W, Zhang X. Seeding andseedling technology of Picea crassifolia[J]. Forestry of China, 2008, 59(8): 61.
    [4] 闫克林, 陈刚, 谢小兵, 等. 基于K-均值法的青海云杉无性系半同胞子代测定林生长性状聚类分析[J]. 林业科技通讯, 2017, 60(8):8−10.

    Yan K L, Chen G, Xie X B, et al. Clustering analysis on the growth traits of half sib progeny test forest of Picea crassifolia clones based on the K-means[J]. Forest Science and Technology, 2017, 60(8): 8−10.
    [5] 吕东, 张宏斌, 李秉新, 等. 青海云杉无性系开花特性及种子园花粉流时空变化[J]. 东北林业大学学报, 2016, 44(3):68−73. doi:  10.3969/j.issn.1000-5382.2016.03.014

    Lu D, Zhang H B, Li B X, et al. Flowering characters of Picea crassifolia clones and temporal-spatial variation of pollen flow in Picea crassifolia orchard[J]. Journal of Northeast Forestry University, 2016, 44(3): 68−73. doi:  10.3969/j.issn.1000-5382.2016.03.014
    [6] 吕东, 张宏斌, 赵明, 等. 青海云杉无性系雌雄球花及球果量的变异研究[J]. 甘肃农业大学学报, 2013, 48(3):68−73. doi:  10.3969/j.issn.1003-4315.2013.03.014

    Lu D, Zhang H B, Zhao M, et al. Variation of cones and strobilus production among clone of Picea crassifolia[J]. Journal of Northeast Forestry University, 2013, 48(3): 68−73. doi:  10.3969/j.issn.1003-4315.2013.03.014
    [7] 赵祜, 王立, 吕东. 青海云杉种子园无性系结实性状遗传变异研究[J]. 安徽农业科学, 2017, 45(35):155−157. doi:  10.3969/j.issn.0517-6611.2017.35.047

    Zhao H, Wang L, Lu D. Genetic variation of clones fruiting traits in Picea crassifolia Kom. seed orchard[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2017, 45(35): 155−157. doi:  10.3969/j.issn.0517-6611.2017.35.047
    [8] 钟伟华, 何昭珩, 周达, 等. 火炬松自由授粉子代测定研究[J]. 林业科学研究, 1994, 7(3):277−285. doi:  10.3321/j.issn:1001-1498.1994.03.010

    Zhong W H, He Z H, Zhou D, et al. Research of open-pollinated progeny of Loblolly pine[J]. Forest Research, 1994, 7(3): 277−285. doi:  10.3321/j.issn:1001-1498.1994.03.010
    [9] 秦国峰, 周志春, 金国庆, 等. 马尾松遗传参数估算和优良家系评选[J]. 林业科学研究, 1992, 5(2):127−133.

    Qin G F, Zhou Z C, Jin G Q, et al. Genetic parameter estimation and pedigree selection of Masson's pine[J]. Forest Research, 1992, 5(2): 127−133.
    [10] 王明庥. 林木遗传育种学[M]. 北京: 中国林业出版社, 2001: 171−177.

    Wang M X. Forest genetics and breeding[M]. Beijing: China Forestry Publishing House, 2001: 171−177.
    [11] 张宏斌, 吕东, 赵明, 等. 青海云杉半同胞子代测定和优良家系选择研究[J]. 甘肃农业大学学报, 2013, 48(3):82−87. doi:  10.3969/j.issn.1003-4315.2013.03.016

    Zhang H B, Lu D, Zhao M, et al. Half-sib progeny test and superior families selection of Picea crassifolia[J]. Journal of Gansu Agricultural University, 2013, 48(3): 82−87. doi:  10.3969/j.issn.1003-4315.2013.03.016
    [12] 吕东, 张宏斌, 李秉新, 等. 青海云杉优良单株半同胞种子及其子代苗表型性状分析[J]. 植物研究, 2018, 38(3):377−383. doi:  10.7525/j.issn.1673-5102.2018.03.009

    Lu D, Zhang H B, Li B X, et al. Phenotypic traits of half sibs-seeds and their offspring seedlings on Picea crassifolia superior individual trees[J]. Bulletin of Botanical Research, 2018, 38(3): 377−383. doi:  10.7525/j.issn.1673-5102.2018.03.009
    [13] 欧阳芳群, 祁生秀, 蔡启山, 等. 青海云杉自由授粉家系遗传评价与选择[J]. 林业科学研究, 2018, 31(6):26−32.

    Ouyang F Q, Qi S X, Cai Q S, et al. Genetic evaluation and selection on open-pollinated families of Picea crassifolia Kom[J]. Forest Research, 2018, 31(6): 26−32.
    [14] 张鸿昌, 许重九, 孙应德. 青海省几种云杉生长特性的研究[J]. 青海农林科技, 1984, 14(1):44−54.

    Zhao H C, Xu C J, Sun Y D. Study on growth Characteristics of several spruce in Qinghai Province[J]. Science and Technology of Qinghai Agriculture and Forestry, 1984, 14(1): 44−54.
    [15] 王军辉, 张建国, 张守攻, 等. 青海云杉硬枝扦插的激素、年龄和位置效应研究[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2006, 6(7):65−71.

    Wang J H, Zhang J G, Zhang S G, et al. Research of hormone, age and position effect of hardwood cutting in Picea crassifolia Kom[J]. Journal of Northwest A & F University(Natural Science Edition), 2006, 6(7): 65−71.
    [16] 杨俊杰. 火炬松半同胞家系遗传测定[D]. 中南林业科技大学, 2017.

    Yang J J. Progeny test of half sib families of Pinus taeda L[D]. Central South University of Forestry and Technology, 2017.
    [17] White T L, Adams W T, Neale D B. Forest genetics.[M].London: CABI Publishing, 2007.
    [18] Zhao X, Hou W, Zheng H, et al. Analyses of genotypic variation in white poplar clones at four sites in China[J]. Silvae Genetica, 2013, 62(1−6): 187−195. doi:  10.1515/sg-2013-0023
    [19] 陈晓阳, 沈熙环. 林木育种学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2005.

    Chen X Y, Shen X H. Forest tree breeding[M]. Beijing: Higher Education Press, 2005.
    [20] 解孝满, 李景涛, 赵合娥, 等. 柳树无性系苗期遗传测定与选择[J]. 江苏林业科技, 2008, 35(3):6−9, 14. doi:  10.3969/j.issn.1001-7380.2008.03.002

    Xie X M, Li J T, Zhao H E, et al. Genetic determination and selection of willow clones at seedling stage[J]. Journal of Jiangsu Forestry Science & Technology, 2008, 35(3): 6−9, 14. doi:  10.3969/j.issn.1001-7380.2008.03.002
    [21] Lai M, Sun X, Chen D, et al. Age-related trends in genetic parameters for Larix kaempferi and their implications for early selection[J]. BMC genetics, 2014, 15(1): S10.
    [22] 李帅锋, 苏建荣, 郎学东, 等. 思茅松自由授粉家系遗传参数与早期选择分析[J]. 林业科学研究, 2017, 30(6):929−935.

    Li S F, Su J R, Lang X D, et al. Genetic variation and early selection analysis of open-pollinated families of Pinus kesiya var. langbianensis[J]. Forest Research, 2017, 30(6): 929−935.
    [23] 杨秀艳, 张守攻, 孙晓梅, 等. 北亚热带高山区日本落叶松自由授粉家系遗传测定与二代优树选择[J]. 林业科学, 2010, 46(8):45−50. doi:  10.11707/j.1001-7488.20100807

    Yang X Y, Zhang S G, Sun X M, et al. Genetic test of open-pollinated Larix kaempferi families and selection for the second generation elite trees in northern sub-tropical alpine area[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2010, 46(8): 45−50. doi:  10.11707/j.1001-7488.20100807
    [24] 姜国云, 蒋路平, 宋双林, 等. 红松半同胞家系遗传变异分析及果材兼用优良家系选择[J]. 植物研究, 2018, 38(5):775−784. doi:  10.7525/j.issn.1673-5102.2018.05.018

    Jiang G Y, Jiang L P, Song S L, et al. Genetic variance analysis and excellent fruit-timber families selection of half-sib Pinus koraiensis[J]. Bulletin of Botanical Research, 2018, 38(5): 775−784. doi:  10.7525/j.issn.1673-5102.2018.05.018
    [25] Bogdan S, Katicic-Trupcevic I, Kajba D. Genetic variation in growth traits in a Quercus robur L. open-pollinated progeny test of the slavonian provenance[J]. Silvae Genetica, 2004, 53(5-6): 198−201.
    [26] 王娅丽, 李毅, 陈晓阳. 祁连山青海云杉天然群体表型性状遗传多样性分析[J]. 林业科学, 2008, 54(2):70−77. doi:  10.3321/j.issn:1001-7488.2008.02.011

    Wang Y L, Li Y, Chen X Y, et al. Phenotypic diversity of natural populations in Picea crassifolia in Qilian Mountains[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2008, 54(2): 70−77. doi:  10.3321/j.issn:1001-7488.2008.02.011
    [27] 贾晨, 辜云杰, 夏川, 等. 枫香半同胞家系子代测定及优良家系选择[J]. 西部林业科学, 2014, 43(5):122−128.

    Jia C, Gu Y J, Xia C, et al. The half-sib family progeny test and excellent family selection of Liquidambar formosana[J]. Journal of West China Forestry Science, 2014, 43(5): 122−128.
    [28] Maniee M, Kahrizi D, Mohammadi R. Genetic variability of some morpho-physiological traits in Durum Wheat (Triticum turgidum var. Durum)[J]. Journal of Applied Sciences, 2009, 9(7): 1383−1387. doi:  10.3923/jas.2009.1383.1387
    [29] 许娜, 安三平, 王丽芳, 等. 青海云杉半同胞家系遗传变异及二代优树选择[J]. 甘肃林业科技, 2017, 2(1):1−5. doi:  10.3969/j.issn.1006-0960.2017.01.001

    Xu N, An S P, Wang L F, et al. Genetic variation and plus trees selection of families of Picea crassifolia[J]. Journal of Gansu Forestry Science and Technology, 2017, 2(1): 1−5. doi:  10.3969/j.issn.1006-0960.2017.01.001
    [30] Kumar S, Lee J. Age-age correlations and early selection for end-of-rotation wood density in radiata pine[J]. , 2002, 9(4): 323−330.
    [31] Abdulsalam M, Ariyo O, Alghamdi S. Analysis of combining ability over environments in diallel crosses of maize (Zea mays)[J]. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 2018, 17(1): 69−78. doi:  10.1016/j.jssas.2016.01.004
    [32] 杨章旗. 马尾松优良家系选择的适宜年龄研究[J]. 中南林学院学报, 2004, 24(4):24−26.

    Yang Z Q. Suitable age for selection of superior families in seed orchards of masson pine[J]. Journal of Central South University of Forestry & Technology, 2004, 24(4): 24−26.
    [33] 李青粉, 马建伟, 王军辉, 等. 油松自由授粉家系分阶段测定与选择的差异分析[J]. 林业科学研究, 2015, 28(4):451−456. doi:  10.3969/j.issn.1001-1498.2015.04.001

    Li Q F, Ma J W, Wang J H, et al. Analysis of stage test and height selection of open-pollinated Pinus tabulaeformis family analysis of stage test and height selection of open-pollinated Pinus tabulaeformis family[J]. Forest Research, 2015, 28(4): 451−456. doi:  10.3969/j.issn.1001-1498.2015.04.001
  • [1] 黄炎子, 宋美华, 郭永恒, 王青, 王俊杰, 周祎鸣, 向秋虹, 王馨蕊, 关文彬.  文冠果不同交配组合种实性状变异及综合评价 . 北京林业大学学报, doi: 10.13332/j.1000-1522.20180105
    [2] 刘超逸, 刘桂丰, 方功桂, 姜传明, 姜静.  四倍体白桦木材纤维性状比较及优良母树选择 . 北京林业大学学报, doi: 10.13332/j.1000-1522.20160091
    [3] 陈永辉, 张晓丽, 刘会玲, 王书涵.  甘肃大野口青海云杉距离加权大小比竞争指数研究 . 北京林业大学学报, doi: 10.13332/j.1000-1522.20160210
    [4] 刘宇, 徐焕文, 张广波, 王有菊, 滕文华, 姜静.  白桦半同胞子代多点生长性状测定及优良家系选择 . 北京林业大学学报, doi: 10.13332/j.1000-1522.20160154
    [5] 刘宇, 徐焕文, 滕文华, 姜静, 刘桂丰.  白桦全同胞子代测定及优良家系早期选择 . 北京林业大学学报, doi: 10.13332/j.1000-1522.20160138
    [6] 贾庆彬, 张含国, 张磊, 侯丹.  杂种落叶松优良家系选择与生长节律分析 . 北京林业大学学报, doi: 10.13332/j.1000-1522.20150343
    [7] 徐金梅, 张冉, 吕建雄, RobertEvans, .  不同海拔青海云杉木材细胞结构对气候因子的响应 . 北京林业大学学报, doi: 10.13332/j.1000-1522.20140444
    [8] 徐焕文, 刘宇, 李志新, 彭儒胜, 尚福强, 邹建军, 刘桂丰, 姜静.  5年生白桦杂种子代多点稳定性分析及优良家系选择 . 北京林业大学学报, doi: 10.13332/j.1000-1522.20140466
    [9] 胡阳, 田呈明, 才让旦周, 李周园, 李涛, 胡岳, 李积润.  青海仙米林区云杉矮槲寄生空间分布格局及其与环境的关系 . 北京林业大学学报,
    [10] 张新波, 李悦, 袁虎威, 李伟, 富裕华, 刘致远, 朱松林.  山西油松天然林分21 年子代生长性状遗传变异研究 . 北京林业大学学报, doi: 10.13332/j.cnki.jbfu.2014.03.016
    [11] 林琳, 穆怀志, 姚启超, 刘桂丰, 李慧玉, 姜静.  白桦不同杂交组合三倍体子代当年生苗木生长性状分析 . 北京林业大学学报,
    [12] 李艳霞, 张含国, 邓继峰, 张磊.  长白落叶松木芯基本密度与材性指标相关及建筑材优良家系选择研究 . 北京林业大学学报,
    [13] 李庆贱, 李悦, 陈志强, 时瑞亭, 张建秋, 王国柱, 张玉玲.  盐碱胁迫下白榆苗期遗传变异与优良家系选择 . 北京林业大学学报,
    [14] 曾令兵, 王襄平, 常锦峰, 林鑫, 吴玉莲, 尹伟伦.  祁连山中段青海云杉高山林线交错区树轮宽度与气候变化的关系 . 北京林业大学学报,
    [15] 徐金梅, 鲍甫成, 吕建雄, 黄荣凤, 赵有科, EvansRobert.  祁连山青海云杉径向生长对气候的响应 . 北京林业大学学报,
    [16] 徐金梅, 吕建雄, 鲍甫成, 黄荣凤, 刘贤德, RobertEvans, 赵有科.  祁连山青海云杉木材密度对气候变化的响应 . 北京林业大学学报,
    [17] 赵丽琼, 黄华国, 梁大双, 张晓丽.  甘肃大野口青海云杉种群的空间分布格局 . 北京林业大学学报,
    [18] 李金良, 郑小贤, 陆元昌, 雷相东, 刘晓昕.  祁连山青海云杉天然林林隙更新研究 . 北京林业大学学报,
    [19] 曲红, 刘美芹, 金莹, 李艳华, 乔海莉, 郝晨, 孙青, 李在留, 范丙友, 程堂仁, 欧阳杰, 隋金玲, 熊丹, 胡晓丹, 段旭良, 贺窑青, 胡海英, 石娟, 姚娜, 刘丽, 王丰俊, 孙月琴, 雷庆哲, 李莉, 周章义, 王莉, 张玲, 陈佳, 沈昕, 田呈明, 骆有庆, 王建中, 周燕, 冯菁, 尹伟伦, 陈晓阳, 冯秀兰, 郑彩霞, 武彦文, 张艳霞, 张香, 李凤兰, 续九如, 张志毅, 陈发菊, 骆有庆, 张德权, 陆海, 孙爱东, 康向阳, 尹伟伦, 郭锐, 李云, 赵亚美, 路端正, 阎伟, 武海卫, 吴晓成, 王百田, 卢存福, 梁华军, 孙爱东, 安新民, 王晓东, 梁宏伟, 胡晓丹, 阎晓磊, 胡德夫, 姜金仲, 骆有庆, 沈繁宜, 马钦彦, 李忠秋, 郑永唐, 蒋湘宁, 骆有庆, 赵蕾, 王华芳, 高述民, 史玲玲, 郝俊, 冯晓峰, 骈瑞琪, 严晓素, 尹伟伦, 王建中, 张志翔, 王华芳, 刘玉军, 冯仲科, 于京民2, 李凯, 郭晓萍, 谢磊, 崔彬彬
    , 王晓楠, 高荣孚, 王冬梅, 王瑛, 赵兵, 王玉兵, 邹坤, 吴坚, 温秀凤3, 陶凤杰, 李镇宇, 王玉春, 张庆, 林善枝, 陈卫平, 李凤兰, 张兴杰, 丁霞, 杨伟光, 呼晓姝, 沈应柏, 孙建华, 刘玉军, 刘艳, 王民中, 付瑞海, 蒋平, 汪植, 马建海, 赵新丽.  青海云杉天然林内小蠹种群空间生态位的研究 . 北京林业大学学报,
    [20] 于占源, 何恒斌, 张亚利, 杨永福, 郭小平, 赵广亮, 李秀芬, 贾彩凤, 李长洪, 王勇, 王华, 李笑吟, 曹金珍, 姜春宁, 史军辉, 张力平, 林峰, 马履一, 何利娟, 赖巧玲, 王献溥, 吕兆林, 许月卿, 于格, 钟健, 张春雨, 曾德慧, 李鸿琦, 黄忠良, 尚晓倩, 习宝田, 鲁春霞, D.PascalKamdem, 郑彩霞, 杨明嘉, 赵博光, 贾桂霞, 郝玉光, 毕华兴, 杨培岭, 胥辉, 王希群, 赵秀海, 朱清科, 朱教君, 王骏, 郭惠红, 王继兴, 李悦, 于顺利, 邵晓梅, 孙长霞, 郑景明, 丁琼, 刘燕, 甘敬, 丁琼, 周金池, 尚宇, 王秀珍, 费孛, 张榕, 谢高地, 包仁艳, 李黎, 陈宏伟, 王庆礼, 欧阳学军, 杨为民, 朱金兆, 任树梅, 张志2, 崔小鹏, 姜凤岐, 刘鑫, 沈应柏, 贾昆锋, 刘足根, 刘艳, 贾桂霞, 何晓青, 张中南, 范志平, , 蔡宝军, 沈应柏, 张池, , 李林, 陈伏生, 李凤兰, 鹿振友, 周金池, 毛志宏, 唐小明, 纳磊, 张方秋, 马玲, 申世杰, 赵琼, 周小勇, , .  白桦5×5完全双列杂交种苗性状的遗传效应分析 . 北京林业大学学报,
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-23
  • 修回日期:  2021-01-16

青海云杉半同胞家系子代测定与亲本评价

doi: 10.12171/j.1000-1522.20200370
    基金项目:  国家自然科学基金(31860221、31770713),甘肃省自然科学基金(18JR3RG424)
    作者简介:

    陈雅丽。主要研究方向:林木遗传育种。Email:chenyali8876@163.com 地址:100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学生物科学与技术学院

    通讯作者: 李伟,博士,教授。主要研究方向:林木遗传育种。Email:bjfuliwei@bjfu.edu.cn  地址:同上; 张宏斌,硕士,正高级工程师。主要研究方向:林木遗传育种。Email:jiuwubaba@163.com  地址:甘肃省张掖市甘州区东环路3号甘肃省祁连山水源涵养林研究院
  • 中图分类号: S722.5

摘要:   目的  通过对青海云杉半同胞家系生长性状遗传变异规律的研究,筛选出优良家系,为青海云杉高世代遗传改良奠定基础。  方法  以100个青海云杉半同胞家系为研究对象,调查其15年生和20年生时子代的树高、当年高生长量、地径和冠幅等4个生长指标,对其进行方差分析、遗传参数和亲本一般配合力的估算,在亲本多性状综合评价基础上,筛选优良家系。  结果  15年生和20年生时各家系半同胞子代在4个生长指标上均存在极显著差异;不同树龄子代各性状的家系遗传力变化范围在0.554 ~ 0.855之间,家系各生长指标的表型变异系数在8.33% ~ 19.49%之间;树高、地径、当年高生长量和冠幅的一般配合力(20年生)范围分别是−39.22 ~ 47.56、−1.19 ~ 1.05、−5.91 ~ 6.34和−21.49 ~ 25.40;相关性分析表明青海云杉各生长性状之间均达到了极显著的正相关水平(0.308 ~ 0.817);利用生长性状数据对15和20年生的半同胞家系进行综合评价,筛选出7个优良家系,入选家系20年生时树高、当年高生长量、地径和冠幅平均值分别为209.40、20.71、6.33和141.87 cm,平均遗传增益分别达到14.12%、2.07%、8.01%和10.42%。  结论  青海云杉家系间具有丰富的遗传变异,筛选出了49号、51号、60号、64号、108号、123号、132号等7个生长性状优良的家系,筛选的优良家系可为高世代种子园提供高质量的建园材料。

English Abstract

陈雅丽, 吕东, 赵明, 赵祜, 赵兴鹏, 李伟, 张宏斌. 青海云杉半同胞家系子代测定与亲本评价[J]. 北京林业大学学报. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200370
引用本文: 陈雅丽, 吕东, 赵明, 赵祜, 赵兴鹏, 李伟, 张宏斌. 青海云杉半同胞家系子代测定与亲本评价[J]. 北京林业大学学报. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200370
Chen Yali, Lü Dong, Zhao Ming, Zhao Hu, Zhao Xingpeng, Li Wei, Zhang Hongbin. Half-sib progeny test and evaluation of parents of Picea crassifolia Kom.[J]. Journal of Beijing Forestry University. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200370
Citation: Chen Yali, Lü Dong, Zhao Ming, Zhao Hu, Zhao Xingpeng, Li Wei, Zhang Hongbin. Half-sib progeny test and evaluation of parents of Picea crassifolia Kom.[J]. Journal of Beijing Forestry University. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200370
  • 青海云杉(Picea crassifolia)是我国特有树种,主要分布于青海、甘肃、宁夏和内蒙古等地,通常生长在海拔1600 ~ 3800 m地带,是祁连山林区主要的森林更新树种和荒山造林树种,也是西北地区重要的造林绿化树种,具有极高的生态价值[1-2]。同时青海云杉四季常绿、冠形优美,被广泛用于城市绿化和园林栽植等,其木材材质优良,可供建筑、桥梁、家具及造纸等用材[3],具有一定的观赏价值和经济价值。张掖市龙渠青海云杉种子园始建于1984年,建园材料来源于祁连山西水、连城、哈溪、大河口等11个林区[4]。目前,在青海云杉无性系种子园方面主要开展了无性系的开花特性及花粉流时空变化[5]、雌雄球花及球果量变异[6]、结实性状遗传变异[7]等研究。与其他针叶树种相比,青海云杉的遗传改良还处于初级种子园阶段,遗传改良基础研究薄弱,难以满足当前祁连山区生态环境、造林绿化对青海云杉良种升级换代的迫切需求,亟待开展青海云杉的高世代亲本选择与遗传评价等基础研究,为青海云杉高遗传改良层次提升奠定基础。

    子代测定是种子园建立中的重要环节,不仅可以快速提供亲本材料的遗传信息,用于后向选择,指导优良家系的筛选及种子园的去劣疏伐,还可以用于前向选择,为高世代种子园提供建园材料,推进遗传改良进程。此外,子代测定对于探明性状的遗传控制机理、预测改良效果以及制定林木育种方案等也起着重要作用[8-10]。张宏斌等[11]对14年生的78个青海云杉自由授粉家系树高、胸径和材积等性状进行遗传变异研究,结果表明家系间各性状的差异极显著,并且筛选出优良家系8个;吕东等[12]对青海云杉优良单株半同胞种子及其8年生半同胞子代苗表型性状进行研究,发现家系间和家系内都存在广泛的变异;欧阳芳群等[13]对青海云杉自由授粉家系13年生时的树高、新梢长和11年生时的主、侧梢冻害率等性状开展遗传评价,结果表明性状在家系间存在显著变异,并且通过性状的综合选择,最终入选了21个家系。由于青海云杉苗期生长周期长[14-15],目前所有关于青海云杉子代测定的树龄都处于幼龄林阶段,导致所选择的优良家系并不能保证子代在成熟时期同样表现良好,从而出现选择的优良家系或优良单株后期表现不稳定等问题。

    在生长成熟之前,子代测定林的树龄越大,选择结果越准确,同时结合多年份的子代生长性状观测数据,了解各生长指标在生长过程中的遗传变异规律,能有助于准确筛选出优良亲本无性系。本文选用100个青海云杉半同胞家系在15和20年生时的生长性状调查数据,对家系的生长性状进行遗传变异评价,并在估算亲本一般配合力的基础上,对亲本进行多性状综合评价分析,筛选出优良的亲本无性系,为青海云杉初级种子园的去劣疏伐和高世代种子园的营建奠定基础。

    • 青海云杉半同胞子代测定林设在甘肃省张掖市龙渠国家青海云杉、祁连圆柏良种基地内,地处祁连山脚下的黑河出山口东侧的冲积扇上,东经100°13′42″,北纬38°48′41″,地势平坦,海拔1 700.0 m,属于干早、少雨、温差大和风大的典型大陆性荒漠气候。年降水量为193.0 mm,年蒸发量为1 653.0 mm,年均气温7.4 ℃,最高气温33.4 ℃,最低气温−26.5 ℃,土壤为灰钙土、砂壤土类型,表土质地较为粘重,易发生板结,pH值为8.0 ~ 8.3,有机质含量低,缺氧少磷。

      试验材料来源于青海云杉无性系种子园中100个青海云杉优良无性系的自由授粉种子,1999年在塔尔沟试验站苗圃地育苗,育苗密度为15 cm × 30 cm,2014年5月移植到国家青海云杉、祁连圆柏良种基地内,移植前后环境基本一致,采用了完全随机排列设计,每个家系重复18株,按株行距5 m × 5 m栽植,试验地内土壤肥力、人工管理措施及其他环境因素一致。

    • 子代测定林15年生和20年生的11月份时,对每个家系重复的18株树木都进行了树高、当年高生长量、地径和冠幅等4个生长性状的调查。

      采用SPSS19.0统计软件对不同年份的半同胞子代生长数据分别进行处理分析。对15、20年生的半同胞子代的各生长性状方差分析的线性模型[16-17]为:

      $$ {X}_{ij}=\mu +{F}_{i}+{E}_{ij} $$ (1)

      式中:$ {X}_{ij} $为第i个家系第j个植株观测值,$ \mathrm{\mu } $为群体平均值,$ {F}_{i} $为家系效应值,$ {E}_{ij} $为机误。

      家系遗传力为:

      $$ {h}_{f}^{2}=\frac{{MS}_{F}-{MS}_{E}}{{MS}_{F}} $$ (2)

      式中:$ {MS}_{F} $为家系均方,$ {MS}_{E} $为家系内均方。

      表型变异系数为:

      $$ \mathrm{PC}\mathrm{V}=SD/\bar{X}\times 100\% $$ (3)

      式中:SD为标准差,$ \bar{X} $为某性状群体总平均值[18]

      一般配合力为:

      $$ \mathrm{G}\mathrm{C}\mathrm{A}={X}_{i}-{X}_{..} $$ (4)

      式中:$ {X}_{i} $为某性状某个家系平均值,$ {X}_{..} $为该性状总体平均值[19]

      采用布雷金多性状综合评定法对家系进行综合评定[20]

      $$ {Q}_{i}=\sqrt{{\sum }_{\mathrm{j}=1}^{\mathrm{n}}\left({x}_{ij}/{x}_{j\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}\right)} $$ (5)

      式中:Qi表示多性状综合评定值,$ {x}_{ij} $表示某个性状的平均值,$ {x}_{j\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}} $表示某个性状的最大值。

      遗传增益为:

      $$ \Delta \mathrm{G}=(\bar{x}-\bar{X}){h}_{f}^{2}/\bar{x}\times 100\% $$ (6)

      式中:$ \bar{x} $为入选家系性状平均值,$ \bar{X} $为性状总平均值[21-23]

    • 100个青海云杉半同胞家系各生长性状表现如表1所示,15年生时半同胞子代测定林平均树高、当年高生长量、地径和冠幅分别为142.74、10.59、2.76和86.35 cm;20年生时半同胞子代测定林平均树高、当年高生长量、地径和冠幅分别为174.33、19.93、5.59和122.85 cm。15年生和20年生的青海云杉半同胞家系间各个生长性状的表型变异系数均较大,分别在9.38% ~ 19.49%和8.33% ~ 11.63%之间,说明家系间生长差异大,表型变异丰富,为优良家系的选择奠定了基础。每个年份中,家系间当年高生长量的表型变异系数均最大,其次为树高。

      表 1  100个青海云杉半同胞家系各生长性状均值与表型变异系数

      Table 1.  Phenotypic variation coefficient and average of growth traits in 100 P. crassifolia half siblings

      林龄/a
      Forest age/year
      性状
      Trait
      均值
      Mean/cm
      变异幅度
      Amplitude/cm
      表型变异系数
      Phenotypic variation coefficient (PVC)/%
      15 树高 Tree height (H15)/cm 142.74 105.50 ~ 189.78 12.70
      当年高生长量 Increment (I15)/cm 10.59 6.94 ~ 15.83 19.49
      地径 Ground diameter (GD15)/cm 2.76 1.94 ~ 3.64 12.22
      冠幅 Crown width (CW15)/cm 86.35 70.53 ~ 108.25 9.38
      20 树高 H20/cm 174.33 135.11 ~ 221.89 10.89
      当年高生长量 I20/cm 19.93 14.02 ~ 26.28 11.63
      地径 GD20/cm 5.59 4.40 ~ 6.64 8.33
      冠幅 CW20/cm 122.85 101.36 ~ 148.25 8.82

      对100个青海云杉半同胞家系各生长性状的方差分析,结果如表2所示。15、20年生的半同胞家系在树高、地径、当年高生长量和冠幅上均存在极显著的差异(家系间与家系内均方的比值F在0.01水平上差异极显著),说明在15、20年生时,各性状在家系间存在广泛的变异,适于进行优良家系的筛选。

      表 2  100个青海云杉半同胞家系各性状方差分析与家系遗传力

      Table 2.  Variance analysis and family heritability of traits in 100 P. crassifolia half-sib families

      林龄/a
      Forest age/year
      性状
      Trait
      家系间均方
      Mean square among families
      家系内均方
      Mean square within families
      F家系遗传力
      Family heritability
      15 树高 H15/cm 5 916.030 855.46 6.916** 0.855
      当年高生长量 I15/cm 76.765 13.01 5.901** 0.831
      地径 GD15/cm 2.051 0.55 3.702** 0.730
      冠幅 CW15/cm 1 181.169 353.23 3.344** 0.701
      20 树高 H20/cm 6 482.296 1015.61 6.383** 0.843
      当年高生长量 I20 96.793 43.19 2.241** 0.554
      地径 GD20/cm 3.900 1.23 3.177** 0.685
      冠幅 CW20/cm 2111.210 471.42 4.478** 0.777
      注:*表示差异显著(P < 0.05),**表示差异极显著(P < 0.01)。下同。Notes: * indicates a statistically significant correlation at P < 0.05 level; ** indicates a statistically significant correlation at P < 0.01 level. The same below.

      表2可知,15年生和20年生时各性状的家系遗传力变化范围分别在0.701 ~ 0.855和0.554 ~ 0.843,可以看出各性状的家系遗传力均较高,受到中度以上的遗传控制。每个年份中,树高的家系遗传力均大于其他性状的家系遗传力,说明树高受遗传控制的强度更大。

    • 100个青海云杉半同胞家系各生长性状一般配合力见附表1。15年生时,树高、当年高生长量、地径和冠幅的一般配合力范围分别为−37.24 ~ 47.04、−3.65 ~ 5.24、−0.82 ~ 0.88和−15.82 ~ 21.90;20年生时,树高、当年高生长量、地径和冠幅的一般配合力范围分别为−39.22 ~ 47.56、−5.91 ~ 6.34、−1.19 ~ 1.05和−21.49 ~ 25.40。20年生时半同胞家系不同生长性状的一般配合力范围比15年生时一般配合力范围大,说明各家系之间生长差异变大。

      表 附表1  100个青海云杉半同胞家系各生长性状的一般配合力

      Table 附表1.  General combining ability of growth traits in 100 P. crassifolia half-sib families

      家系号
      Family
      ID
      家系号
      Family
      ID
      树高
      H15/
      cm
      当年高
      生长量
      I15/cm
      地径
      GD15/
      cm
      冠幅
      CW15/
      cm
      树高
      H20/
      cm
      当年高
      生长量I20/
      cm
      地径
      GD20/
      cm
      冠幅
      CW20/
      cm
      树高
      H15/
      cm
      当年高
      生长量I15/
      cm
      地径
      GD15/
      m
      冠幅
      CW15/
      cm
      树高
      H20/
      cm
      当年高
      生长量I20/
      cm
      地径
      GD20/
      cm
      冠幅
      CW20/
      cm
      2 13.09 −1.04 0.03 5.29 15.67 −1.05 0.69 11.35 79 −34.46 −3.32 −0.82 −15.82 −35.89 −2.10 −1.19 −21.49
      3 4.37 −0.82 0.02 2.87 1.28 −1.35 −0.42 −7.13 80 −12.85 5.07 0.09 1.82 −6.28 1.57 −0.07 0.35
      4 −12.46 −1.21 −0.14 −0.55 −12.11 2.32 −0.45 2.51 82 16.65 −0.32 0.35 3.23 9.45 −1.50 0.22 10.90
      5 −24.80 −0.82 −0.07 −5.02 −25.00 3.93 0.09 −11.54 83 11.20 1.29 0.01 −1.24 14.00 1.03 0.54 5.87
      6 8.54 −1.04 −0.25 7.34 2.72 −2.38 0.17 18.76 85 −1.91 2.02 0.07 0.48 10.17 5.57 0.29 0.51
      9 −10.02 −0.59 −0.22 −7.60 −18.89 −3.28 −0.40 −10.04 87 19.70 3.24 0.13 9.40 23.95 0.82 0.34 12.07
      14 5.26 −0.98 −0.27 1.09 0.45 −0.90 0.16 −1.49 88 12.82 0.52 0.24 5.54 19.17 3.68 0.21 14.37
      15 −10.80 −0.71 −0.51 −6.82 −19.11 −4.53 −0.78 −6.02 89 −17.41 2.96 −0.12 −8.52 −17.50 0.28 0.22 −8.46
      17 11.76 −1.09 −0.20 7.59 9.06 −1.79 0.27 6.62 90 −26.68 −1.93 0.01 −12.49 −26.78 0.72 −0.33 −10.60
      18 5.82 0.57 −0.09 3.87 −2.78 −2.22 −0.10 −3.13 91 −4.30 3.79 0.12 1.09 1.56 1.22 0.56 −0.60
      19 −13.46 −1.09 0.23 −4.46 −11.55 1.22 −0.16 −15.85 92 24.98 0.57 −0.14 −0.77 23.50 −0.17 0.04 0.60
      20 −11.13 −0.93 −0.23 −5.43 −11.50 −0.20 −0.62 −12.46 93 20.48 0.46 0.50 3.79 22.84 −1.76 0.85 6.12
      21 −13.35 −2.87 −0.08 −5.38 −15.33 −0.75 −0.23 −7.15 94 7.48 2.96 0.64 1.20 11.95 1.17 0.39 4.96
      22 −14.91 −0.37 −0.15 −7.82 −13.33 1.05 −0.16 −12.63 95 10.48 3.35 0.49 5.01 16.11 0.12 1.05 7.48
      23 −12.46 0.29 0.03 0.18 −12.89 2.53 −0.12 −6.65 96 5.59 −0.82 0.15 −0.88 12.50 1.03 0.06 2.60
      25 −22.96 −2.71 −0.70 −12.66 −16.83 −0.30 −0.07 −10.65 97 3.48 −1.48 0.06 −3.02 0.06 −1.96 −0.21 −8.40
      26 −4.18 −0.93 0.08 −4.27 −4.28 −1.63 −0.03 −10.68 98 18.26 −0.48 −0.09 5.68 18.17 −1.15 0.12 −1.65
      27 −19.07 −3.37 −0.44 −7.88 −27.05 −5.91 −0.66 −12.54 101 −7.46 −1.15 −0.11 −1.85 −9.55 −1.33 −0.11 −0.60
      28 −29.41 0.46 −0.06 −7.88 −18.28 4.63 0.06 −8.02 103 2.26 −0.54 −0.31 −3.88 −3.28 −0.48 −0.30 −8.43
      30 −25.24 −2.54 −0.30 −11.27 −28.78 −2.38 −0.43 −16.29 105 −18.46 −0.04 −0.21 −9.05 −19.22 −0.29 −0.52 −7.74
      31 14.04 1.68 0.10 3.18 14.00 −0.25 0.34 6.35 106 −4.80 −1.15 −0.34 0.65 −6.55 −2.46 −0.16 4.54
      32 −35.91 −1.65 −0.02 −5.66 −31.83 3.88 −0.01 −9.52 107 −9.46 −0.43 −0.10 −0.41 −7.28 3.80 −0.41 −9.24
      33 −17.07 −2.21 −0.30 −0.88 −20.89 −0.17 −0.75 −7.79 108 30.65 0.68 0.58 18.98 28.28 1.01 0.57 17.65
      34 13.37 1.91 0.34 8.18 23.06 0.86 0.48 15.98 109 11.87 0.68 −0.10 0.68 15.78 2.55 0.20 6.01
      35 −7.68 0.91 0.04 −2.66 −3.94 3.84 0.02 −4.40 111 −2.68 −1.43 −0.42 −10.77 −7.44 −3.56 −0.52 −13.82
      36 −18.52 −3.37 −0.55 −11.30 −20.00 −1.80 −0.58 −12.04 116 4.54 0.74 −0.03 3.57 8.28 −1.20 0.26 13.79
      39 26.87 0.02 0.38 3.26 28.78 0.29 0.44 7.18 123 29.09 2.96 0.86 21.90 32.72 1.05 0.82 19.54
      42 −1.91 4.29 0.35 −3.63 2.67 1.40 0.15 5.48 124 −20.30 −0.98 −0.04 −7.10 −19.55 −0.56 −0.56 −8.24
      45 −13.18 −2.98 −0.34 −11.43 −14.28 −1.98 −0.71 −17.77 125 −11.63 −1.43 0.12 −5.91 −10.83 2.29 −0.45 −11.54
      48 10.98 3.29 0.28 2.20 13.78 2.15 0.83 17.23 126 −8.74 −1.15 −0.21 −4.10 −18.16 −3.67 −0.15 0.71
      49 30.59 0.02 0.60 11.29 27.39 −2.76 0.71 17.04 128 1.54 −0.26 −0.22 −2.43 1.50 −1.91 0.08 3.10
      51 47.04 5.24 0.74 13.98 47.56 1.67 0.68 16.85 130 −19.68 −2.54 −0.53 −8.49 −21.33 −0.51 −0.38 −5.13
      52 30.09 0.85 0.35 14.93 25.45 −1.30 0.36 10.37 132 30.32 3.57 0.57 13.70 32.95 1.97 0.89 22.73
      55 10.65 −0.09 −0.16 14.43 8.45 −0.55 0.12 7.46 133 2.48 0.24 0.13 10.26 8.17 0.61 0.17 9.35
      56 13.76 3.91 0.52 2.45 16.45 0.22 0.33 12.07 135 −0.57 3.41 0.04 2.82 5.78 6.34 0.29 3.43
      60 38.26 3.13 0.88 6.87 35.61 −0.15 0.69 13.96 138 −12.68 0.52 −0.47 −6.55 −18.00 −1.20 −0.50 −7.35
      61 3.93 −0.48 −0.02 1.09 6.06 1.57 0.24 0.96 140 6.65 1.52 0.04 −0.55 8.89 2.14 0.07 1.37
      62 16.98 −0.15 0.01 12.37 12.78 −3.77 0.33 14.57 142 −37.24 −1.59 −0.10 −15.21 −27.66 4.23 −0.39 −20.74
      64 36.70 2.24 0.61 19.70 41.00 2.63 0.82 25.40 145 11.70 1.41 0.07 15.32 13.89 2.94 0.43 10.12
      66 15.65 2.68 0.48 0.40 27.34 3.17 0.64 8.82 146 5.65 0.91 0.03 0.07 3.28 0.88 −0.13 3.73
      67 −29.30 −3.43 −0.64 −13.07 −32.11 −2.13 −0.83 −15.88 148 7.15 −0.65 −0.04 8.48 3.06 −0.94 0.28 13.01
      68 −22.46 −2.21 −0.55 −13.43 −25.72 −2.18 −0.85 −17.38 150 2.26 −1.43 −0.06 9.32 1.39 −0.11 0.15 10.18
      69 1.43 −1.59 0.07 −5.52 −3.83 −2.53 −0.25 −5.10 152 −15.18 −3.65 −0.15 −6.55 −26.11 −4.33 −0.51 −13.54
      70 −22.02 −0.15 −0.07 3.87 −21.11 −0.14 −0.13 0.40 153 13.15 −1.15 0.15 −0.05 18.34 2.60 −0.04 −2.38
      71 0.87 0.13 0.13 −5.02 −1.83 −1.01 −0.27 −3.24 154 1.76 −1.59 −0.09 3.26 2.84 −2.83 −0.06 2.65
      72 −0.68 4.07 0.15 −4.21 0.78 0.53 0.54 0.79 155 7.98 0.85 0.29 3.40 10.95 1.30 −0.17 −3.35
      73 −20.57 −1.71 −0.25 −7.10 −18.94 2.35 −0.22 −11.27 156 12.93 1.91 0.06 9.04 7.45 −2.28 −0.10 9.71
      75 −34.02 −1.15 −0.65 −10.82 −39.22 −2.01 −0.83 −14.63 158 12.15 −0.15 −0.03 −0.96 10.11 −1.11 0.04 10.46
      76 −25.74 −3.26 −0.39 −6.46 −26.44 −0.18 −0.99 −10.74 161 11.04 −0.82 0.34 9.07 5.28 0.63 0.19 2.21
      77 −0.30 −3.04 −0.33 −6.16 −7.83 −3.65 −0.43 −11.13 164 23.76 −0.26 0.15 6.79 24.45 0.88 0.26 6.15

      对树高来说,15年生时,51号、60号、64号、108号、49号、132号、52号、123号、39号和92号家系一般配合力较高,范围在24.98 ~ 47.04;20年生时,51号、64号、60号、132号、123号、39号、108号、49号、66号和52号家系一般配合力较高,范围在25.45 ~ 47.56;可以看出39号、49号、51号、52号、60号、64号、108号、123号和132号家系在15和20年生时的生长情况均保持稳定,具有较高的一般配合力。对地径来说,15年生时,60号、123号、51号、94号、64号、49号、108号、132号、56号和93号家系一般配合力较高,范围在0.5 ~ 0.88;20年生时,95号、132号、93号、48号、123号、64号、49号、60号、2号和51号家系一般配合力较高,范围在0.68 ~ 1.05;其中49号、51号、60号、64号、93号、123号和132号家系在15年生和20年生时的一般配合力均较高。其中49号、51号、60号、64号、123号和132号家系的树高和地径在15年生和20年生时的一般配合力均较高,表明这6个家系是优良的家系,利用其作为杂交亲本,子代树高和地径可能会获得较大的遗传改良效果。

    • 对15年生和20年生的子代生长性状之间进行相关性分析,结果如表3所示,同一年份各性状之间均达到了极显著的正相关水平。在15和20年生的半同胞子代测定林中,均是树高与冠幅之间相关系数最高,分别为0.693和0.718,说明这两个性状间存在高强度的相关性,其次为树高与地径、地径与冠幅之间的相关系数,当年高生长量与其他生长性状之间的相关系数均较低,说明当年高生长量与其他生长性状之间的相关性不强。

      表 3  15年生和20年生青海云杉半同胞子代生长性状相关性分析

      Table 3.  Correlation analysis of growth characters of half siblings of 15 year-old and 20 year-old Picea crassifolia

      性状Trait树高 H15/cm当年高生长量 I15/cm地径 GD15/cm冠幅 CW15/cm树高 H20/cm当年高生长量 I20/cm地径 GD20/cm
      当年高生长量 I15/cm 0.399**
      地径 GD15/cm- 0.666** 0.357**
      冠幅 CW15/cm 0.693** 0.358** 0.637**
      树高 H20/cm 0.905** 0.465** 0.670** 0.686**
      当年高生长量 I20/cm 0.098** 0.267** 0.212** 0.190** 0.341**
      地径 GD20/cm 0.511** 0.341** 0.568** 0.531** 0.639** 0.421**
      冠幅 CW20/cm 0.637** 0.387** 0.575** 0.741** 0.718** 0.308** 0.622**

      表3中,不同年份的生长性状之间的相关性也均达到了极显著水平,15年生树高与20年生树高之间相关系数最高,为0.905,说明不同树龄的树高间具有极高的相关性。利用15年生树高来预测20年生时的树高能解释90.5%左右的群体变异,而15年生树高与20年生当年高生长量的相关系数最小,为0.098,说明利用15年生树高来预测20年生时的当年高生长量仅能解释9.8%左右的群体变异。

      总体来看,树高性状在各个树龄与其他性状之间的相关系数均较大,说明树高与其他性状相关性强,可利用树高实现对其他性状的间接选择,为选择生长冠形兼优的家系提供了可能。

    • 运用布雷金多性状综合评定法对15和20年生的青海云杉半同胞家系进行评定,结果如表4所示。以10%的入选率筛选,15年生时,51号、123号、64号、60号、132号、108号、49号、52号、56号和95号家系入选;20年生时,64号、132号、51号、123号、60号、108号、48号、66号、34号和49号家系入选。根据选择的结果发现49号、51号、60号、64号、108号、123号、132号家系在15和20年生子代测定中均被选择,说明这7个家系遗传较稳定,这些优良的家系在20年生时的平均树高、当年高生长量、地径和冠幅分别为209.40、20.71、6.33和141.87 cm,平均遗传增益分别为14.12%、2.07%、8.01%和10.42%。

      表 4  不同年份青海云杉半同胞家系生长性状综合评定Qi

      Table 4.  Qi values of growth traits of half-sib families in different years

      家系号 Family IDQi,15家系号 Family IDQi,20
      51 1.486 64 1.532
      123 1.471 132 1.519
      64 1.457 51 1.517
      60 1.454 123 1.507
      132 1.443 60 1.492
      108 1.435 108 1.491
      49 1.416 48 1.488
      52 1.414 66 1.487
      56 1.398 34 1.479
      95 1.393 49 1.477
    • 遗传和变异是林木遗传改良的重要基础,本研究结果表明15年生和20年生的青海云杉半同胞家系间树高和地径等性状差异极显著,各性状的家系遗传力处于中等以上水平,与前人的研究结果一致[11,13],说明青海云杉具有较大的遗传改良潜力。

      表型变异系数是反应家系间各性状的变异情况的指标,表型变异系数越大代表遗传多样性的程度也越高,越有利于优良家系的评价选择[24-25]。本研究中15年生和20年生的青海云杉半同胞家系间树高、当年高生长量、地径和冠幅的变异系数均较大,在8.33% ~ 19.49%之间,说明家系间变异丰富,有利于进行优良家系的选择。青海云杉半同胞家系生长性状表型变异丰富,是遗传因素和环境因素共同作用的结果,这也是青海云杉抗逆性强的表现[26]

      遗传力是一个变量,是与特定时间、特定环境条件下群体遗传结构有关的一个动态函数,它在一定程度上可以反映生长性状受遗传控制的大小[27]。遗传力也是亲本某性状传给子代的能力,性状的高遗传力表明该性状可以稳定遗传给子代,受环境影响较小[28]。在本研究中,15年生和20年生时各性状的家系遗传力均较高,其中树高和冠幅的家系遗传力变化范围在0.701 ~ 0.855之间,比张宏斌等[11]、许娜等[29]的研究结果高,说明各生长性状受到较强的遗传控制,有利于优良家系的评选。

      相关系数是反映两个性状之间的关联程度,可用来确定目的性状之间的关系,在筛选优良家系时提供参考。在本研究中,同一年份各生长性状间的相关性均达到了极显著水平,说明各生长性状联系紧密,可以同时进行遗传改良。研究不同年份生长性状之间的相关关系,可为林木遗传改良提供早期选择的参考[30]。在本研究中15年生和20年生的生长性状间均达到了极显著的正相关水平,其中15年生树高与20年生树高之间相关系数高达0.905,说明利用15年的树高对20年的树高进行早期预测的准确性较高。

      一般配合力是反映亲本加性基因的效应,体现了亲本加性基因遗传给子代的能力,因此是亲本选择的依据之一[31],在种子园优良亲本和杂交亲本的选择中,一般配合力的大小成为主要依据[19]。本研究根据一般配合力的计算结果,筛选了6个树高和地径一般配合力均较高的家系,筛选的结果与利用生长性状综合评价筛选出来的亲本一致,再次说明了这些家系是在遗传上优良的亲本,可以遗传给后代更优良的基因。结果还显示了青海云杉半同胞子代年份的增加,半同胞家系之间的一般配合力差异越大,表明了青海云杉家系间生长性状变异大。

      林木生长周期长是造成林木育种见效晚的主要原因,但过早选择容易存在漏选与误选的风险[32-33],在幼龄时期子代树龄稍大、性状表达稳定、各性状的遗传力较高时,结合多年份的子代测定调查数据进行优良家系的筛选,将会降低错选的风险。在15和20年生时,各生长性状在家系间差异都极显著,遗传力也较高,说明适于进行优良家系的筛选。根据多性状综合评定法筛选出7个家系,这些家系在15和20年生时均表现优良,其中6个家系与一般配合力选出的优良亲本相同,可见这些家系生长稳定,是优良家系,亲本无性系可用作不同杂交试验的材料,其优良子代可作为高世代种子园的育种材料。本研究主要是以树高、胸径和冠幅等为育种目标,评选出来的是生长快、冠形好的家系,以满足西北地区造林绿化的需求。除此之外青海云杉是青海省主要的用材林[14],如果以获取青海云杉木材为主要目的,则需要不同的评价标准以达到育种目标。

参考文献 (33)

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