基于BLUP和GGE双标图的黑杨派无性系生长性状基因型与环境互作效应

【目的】基于BLUP和GGE双标图分析法综合评价多试验点区域化试验黑杨派无性系(品种)的速生性、稳定性和各试验地点的区分力、代表性,可为黑杨派引种无性系的选择和应用提供理论依据。【方法】对位于北京、河北和山东的9个试验地点15个黑杨派引种无性系(品种)进行生长性状测定,使用ASReml-R程序包拟合误差异质的线性混合效应模型,通过最佳线性无偏预测(BLUP)法获得各无性系在各试验点6年生胸径和树高BLUP数据,进行GGE双标图分析,对无性系和试验地点进行评价。【结果】基于胸径和树高BLUP数据GGE双标图分析的前2个主成分(PC1和PC2)的方差解释百分比为84.69%和69.83%。基于胸径BLUP数据GGE双标图显示,9个试验点之间均存在正相关关系,被分为2组:河北永清和山东金乡为一组,胸径最大的无性系为50;其余7个试验点为另一组,胸径最大的无性系为Por。区分力最好的地点为北京昌平和河北永清,代表性最好的地点为山东宁阳(高桥)和河北魏县。对于无性系高产性和稳产性,Por胸径最大,Pa、36、108、50、111和107的胸径均大于均值,而Og的胸径接近总体均值,La胸径最小; 107、Me、108、Br、Og和36稳定性较好。【结论】胸径与树高BLUP-GGE双标图存在差异,胸径BLUP-GGE双标图较树高的可靠;无性系Por速生性突出,其次是Pa、36、108、50、111和107,稳定性较好的无性系为107、Me、108、Br、Og和36,速生性和稳定性均较强的无性系为Por、Pa、36、108和107。     

基于BLUP和GGE双标图的华北落叶松家系区域试验分析

【目的】为综合评价华北落叶松参试家系的速生丰产性、稳定性及各试验地点的区分力和代表性,利用基因型主效加基因型-环境互作效应(GGE)双标图对2017年度华北落叶松区域试验中参试家系的生长数据进行分析。【方法】基于冀北地区4个试验地点26个华北落叶松家系的胸径数据,首先拟合3个线性混合效应模型,各个模型均具有相同的固定效应(“地点”和“地点中的区组”)和残差方差结构(行、列自回归AR1×AR1,以进行空间分析),其中,模型1为随机效应中包含2个公因子的因子分析模型(FA模型),模型2、3分别为随机效应里不含测量误差以及包含测量误差的非结构化矩阵模型(US模型);基于AIC信息准则选出一个最优模型,之后利用最佳线性无偏预测(BLUP)法得到各家系在各地点的胸径BLUP数据;基于胸径BLUP数据做GGE双标图分析,对华北落叶松家系和试验地点进行评价。【结果】基于AIC信息准则,模型3(空间变异结合包含测量误差的非结构化矩阵模型(US模型))被选为最优模型;基于胸径BLUP数据的GGE双标图的前2个主成分的方差解释百分比之和为92.4%,表明结果可靠;4个试验地点被分成2组,地点L1(张家口赤城马营沟)、地点L3(张家口沽源柳条沟)和地点L4(承德围场查字)为一组(以111号家系的胸径最大),地点L2(承德围场御道口)为一组(以78号家系的胸径最大),相对而言,地点L3(张家口沽源柳条沟)能更有效地选择速生丰产且稳定的家系;各家系在不同试验地点上的表现有所不同,总体而言,26个华北落叶松家系中,111号的胸径(产量)最大,接着是78、72、82、76、59、100、77、56、86、96等系号,胸径(产量)最小的是1号,97、116、53、35、46、66和49号等家系的胸径(产量)也较低,68和42号家系的胸径(产量)接近总体均值;96、86、100和76号是速生丰产且稳定的家系,速生丰产家系111、72、56号的稳定性居中,速生丰产家系78、82和77号的稳定性中等偏下,而速生丰产家系59号则不稳定。【结论】模型3(空间变异结合包含测量误差的非结构化矩阵模型(US模型))较另外2个模型而言,结果更为可靠。地点L3(张家口沽源柳条沟)既具高区分力,又具高代表性,能更有效地评价家系。家系96、86、100和76号兼具速生性、丰产性和稳定性,可被广泛推广。基于BLUP的GGE双标图能有效应用于华北落叶松家系及试验地点的评价,本研究可为冀北地区华北落叶松的家系选择和应用提供决策支持。     

欧美杨纤维含量构成因素的相关和通径分析

【目的】分析杨树超短轮伐林纤维含量构成因素及其贡献率,明确育种目标,为杨树超短轮伐林选育工作提供必要的依据。【方法】以5个3年生欧美杨无性系(库安托杨、凌丰1号、凌丰3号、凌丰4号和凌丰5号)为材料,利用Excel、SPSS 17.0软件对5个无性系各性状数据进行方差、标准差分析,计算变异系数和重复力,利用最小显著差异法(LSD)进行多重比较;对无性系各性状间进行相关性分析,采用回归分析方法分析并建立单株纤维含量与生长、材性性状间的关系模型;同时,对纤维含量主要构成因素进行偏相关分析和通径分析,计算贡献率,了解其作用模式。【结果】各生长性状(树高、胸径、单株材积)在5个无性系间变化幅度相对较大,无性系间存在显著差异且在无性系的遗传比重较大,而材性性状中,除单株纤维含量外,木质素、综纤维素、纤维素、基本密度、微纤丝角、纤维平均长度、纤维平均宽度、纤维长宽比、纤维粗度9个性状在无性系间变异较小;各生长性状间相关性显著,生长性状与材性性状间具有相对独立性;利用回归分析方法得到单株纤维含量与其他性状间的关系模型,经过逐步回归分析得到最终模型,结果表明单株材积、纤维素和基本密度对单株纤维含量的影响效果显著;通过偏相关分析得出单株材积、纤维素和基本密度均能很大程度地影响单株纤维含量,同时三因素间存在相互制约关系,与关系模型中表达的结果一致;通径分析表明提高单株材积对提高单株纤维含量作用最大,增加木材基本密度次之,提高纤维素作用最小,其贡献率分别为72.61%,13.55%和13.84%,与偏相关分析结果一致。【结论】欧美杨纤维含量的主要构成因素为单株材积、纤维素和基本密度;单株材积等生长性状具有很大的提升空间,且与材性性状间具有相对的独立性,应将生长性状(树高、胸径、单株材积)作为选育标准。     

桂西桉树无性系对比试验

以13个桉树(Euca;yptus spp.)无性系在桂西地区的生长表现进行研究,测定1年生、2年生和3年生无性系树高、胸径和单株材积。研究结果表明:历年胸径、树高、单株材积差异显著;生长性状重复力为0.27(D_1)~0.70(H_3)。同林龄的树高、胸径和单株材积呈极显著的遗传相关和表型相关,1年生胸径和各性状间呈显著或极显著遗传相关。初步选出在桂西地区较有潜力的无性系4号、11号和2号,为当地无性系中试提供了备选材料。     

桉树无性系生长遗传分析与选择

【目的】桉树人工林亟需发展补充更多优良无性系,对22个桉树无性系进行生长和遗传分析,以选出遗传稳定、生长优良的无性系,增加桉树人工林品种多样性,降低大规模病虫害的风险,确保林业的稳定发展。【方法】利用Excel软件计算无性系单株材积,通过SAS软件对各生长性状进行方差分析,并估算其方差分量和重复力等遗传参数。通过多重比较分析,对2.5年生无性系进行早期选择。【结果】无性系的总体生长情况生长较好,2.5年生时树高、胸径和单株材积分别达到17.7 m、11.8 cm和9.96×10-2 m~3;生长性状在各个林龄无性系间均存在极显著的差异,表明有必要进一步通过多重比较对各无性系的生长情况进行比较分析,多重比较结果显示,树高、胸径和单株材积大于对照的无性系分别有2个、2个和3个。无性系遗传分析表明各生长性状的无性系重复力均较高,在86.30%到93.90%之间。以2.5年生的无性系生长性状进行早期选择,初选出2个优良无性系H12和P6,其中无性系H12的树高、胸径和单株材积均大于对照无性系,且单株材积达到显著水平,无性系P6的胸径和单株材积显著大于对照无性系,而树高与对照无性系无显著差异。【结论】无性系间的生长差异显著,并且受遗传效应和固定环境效应控制较强,具有较高的遗传稳定性;初步筛选出H12和P6为优良无性系。     

6个杨树无性系的表型性状及遗传分析

对6个美洲黑杨和欧美杨无性系材料的分枝特性、生物量、干形等生长特性进行了调查分析,并对23个性状进行了遗传变异分析,以期了解冠层结构、分枝特性、生长与干形间的关系及其遗传特性,为试验地区选育综合性状优良的无性系。结果表明:6个无性系间不同分枝高度、分枝角度、树高、胸径、胸高形数、侧枝生物量等表型性状间均具有显著差异,其中L2为综合性状表现最为优良的无性系,在参试无性系中生长量最高、胸径最大、材性指数较大、分枝高度较大、树干通直圆满、材性优良、尖削度和胸高形数适中。I-107杨和L4无性系胸径和胸高形数较大,干形较好。L3无性系树高、胸径、材性指数等低于平均水平,但侧枝、主干及地上部分生物量积累较多。L35杨在试验林内综合性状表现较差。第1-5轮分枝高度、第2和5轮分枝角度、树高、材性指数、侧枝生物量以及地上生物量重复力均≥0.7,重复力高。第1-5轮分枝高度及第2和5轮分枝角的遗传变异系数大于环境变异系数,而分枝粗度、分枝长度及其他生长和干形指标的环境变异系数大于遗传变异系数。     

洞庭湖区欧美杨无性系选优试验研究

对16个杨树无性系树高、胸径、冠幅等指标进行了测量,也对周期性生长量变化作了测量,同时对杨树无性系的健康状况进行了调查。结果表明：在不同区域,16个欧美杨的成活率均值为54.87%;16个欧美杨在6个栽培区域地径和树高差异不大,除了11116和116地径差异波动较大,其他各无性系在地径和树高方面波动差异均不明显;通过试验处理及调查不同区域中16个欧美杨所表现的成活率、地径、树高、叶子病概率、溃疡病概率和木穴病概率特性,80号、1190号、131号、1233号、1171号、1227号、276号、11116号、139号和116号为杨树优良品种可作为进一步选育的材料。     

宝龙店水曲柳无性系生长早期评价

以28个水曲柳无性系为材料,测定其树高、胸径生长性状,进行变异分析,筛选出优良无性系。结果表明:各无性系的树高、胸径极显著相关(P<0.01),无性系间树高、胸径差异均达极显著差异水(P<0.01)。以20%的入选率,初选出无性系1333、1311、1322、1312、1321和1323为优良无性系,6个无性系平均树高生长比总平均值高8.98%,胸径生长比总平均值高10.26%。     

峨眉冷杉无性系种子园生长性状变异和利用途径初探

该峨眉冷杉初级无性系种子园面积4.98 hm2,共保留63个无性系,无性系内分株的变幅为3株~101株;种子园内63个无性系20 a生平均树高、平均胸径和平均冠幅的变幅分别为8.04 m~12.27 m、15.32 cm~26.45cm和4.05 m~7.02 m,生长性状的方差分析表明,无性系间平均树高、胸径和冠幅差异达到极显著水平,无性系内树高、胸径和冠幅差异不显著;种子园内无性系分株在30株以上无性系共19个,19个无性系的树高、胸径和冠幅的均值分别为10.26 m±2.54(变幅5.69 m~14.35 m)、18.62 cm±5.21(变幅11.20 cm~32.57 cm)和4.95 m±0.82(变幅2.76 m~6.39 m)。19个无性系的主要生长性状方差分析结果进一步表明,无性系间平均树高、胸径和冠幅差异达到极显著水平,无性系内树高、胸径和冠幅差异不显著,对19个无性系的主要生长性状进行多重比较和排序,为下一步研究无性系营养和生殖生长相关性奠定基础;无性系的胸径和树高两主要生长性状呈显著正相关;无性系内的生长性状平均数的变异较无性系间小得多,说明生长性状主要受遗传控制。该种子园至今未结实,对不结实的原因和下一步经营措施进行探讨。     

杂交马褂木无性系造林试验初报

为了改造丘陵山区的森林植被,培育优质、高效的阔叶林资源,于2006年3月,在苏南茅山丘陵营造了22个杂交马褂木无性系测定试验林.造林第2 a时,参试无性系平均成活保存率89.66%、树高2.6 m,胸径2.64 cm,冠幅1.57 m.不同无性系间成活保存率、树高、胸径、冠幅性状存在显著变异,其重复力分别为0.50,0.53,0.62和0.55.按综合指数排序,初选出18号、8号、35号、7号和9号等5个杂交马褂木优良无性系,第2 a时平均树高、胸径和冠幅分别为2.82 m、3.12 cm和1.70 m,与排序最后的11号、14号、34号、3号和30号5个无性系相比,分别增加达18.0%,39.9%和16.4%.     

21年生杉木无性系生长与遗传评价

对来源于湖南省的38个杉木无性系在广西柳州市21年生试验林各生长性状进行了调查与分析,发现中林龄杉木无性系间的胸径、树高、单株材积及树冠指标生长量均存在显著或极显著的差异;无性系树高、胸径、材积、枝下高、冠长及冠幅等性状重复力为58.65%87.19%,均达50%以上,表现为中等以上重复力,说明杉木无性系生长性状及树冠性状具有较高的遗传稳定性;无性系生长性状胸径、树高及材积与树冠性状冠长、冠幅均呈显著或极显著正相关;从38个供试杉木无性系中筛选出88号、68号、300号等3个优良杉木无性系,单株材积分别达0.494 8、0.438 9、0.412 9 m3,较优良种源、改良代种子园种子及优良家系组成的5个实生对照平均值分别高出43.59%、27.37%和19.82%。     

湿地松加勒比松杂交组合引种试验研究

通过对湿地松、加勒比松杂交组合引种试验研究表明:在生长性状树高、胸径、材积、侧枝总数方面,杂交组合普遍好于对照;在生长性状冠幅方面大部分杂交组合种好于湿地松无性系种子园混合种、加勒比松无性系种子园混合种,少部分比当地马尾松好;在生长性状方面杂交组合间和杂交组合内存在差异。主要生长性状树高、胸径、材积存在极显著相关,因此间接选择也是有效的。在抗寒性方面,加勒比松无性系自由授粉子代、加勒比松无性系种子园混合种CK2抗寒性最差,湿地松无性系种子园混合种抗寒能力较强,没有受冻,加勒比松无性系种子园混合种CK3、当地马尾松、杂交组合种较抗寒且抗寒性相近;在抗虫(松梢螟)性方面无显著差异。     

马尾松2个世代种子园6年生家系生长的遗传变异与增益比较

【目的】研究与评价马尾松一代、二代无性系种子园的遗传增益及改良效果,指导马尾松良种选育、生产及应用。【方法】利用营建在浙江省淳安县燕山林场和福建省邵武市卫闽林场的6年生马尾松一代和二代自由授粉家系遗传测定林,分析不同世代种子园子代生长性状的遗传变异,并进行家系育种值估算及生长评价。【结果】马尾松不同世代的种子园子代生长差异很大,其树高、胸径和单株材积等生长量显著大于马尾松优良天然林分的混系子代,其中一代种子园子代各家系单株材积表型值和育种值分别大于优良天然林分混系55.78%~84.62%和40.66%~71.39%,二代其值分别大于优良天然林分混系58.96%~108.97%和42.97%~91.89%,二代种子园子代的平均生长量和遗传稳定性总体上高于一代种子园子代。树高、胸径和单株材积等主要生长性状在世代内家系间的生长差异均达极显著水平,在一代种子园子代中最优家系的树高、胸径和单株材积分别大于最差家系21.94%、30.72%和97.75%,在二代种子园子代中最优家系的树高、胸径和单株材积分别大于最差家系23.42%、29.60%和90.09%,说明种子园中对亲本材料的再选择非常重要。依据子代的单株材积育种值在两测定点的位次及其变幅大小,将38个家系分成速生型、较速生稳定型、较速生不稳定型和慢生型4类,各类所占家系数分别有23.68%、26.32%、21.05%和28.95%,其中速生型和较速生稳定型家系所对应的亲本无性系可作为新建马尾松二代无性系种子园的优良建园材料。种子园子代主要生长性状的地点×家系、区组×家系的互作效应极显著,说明各家系在不同立地环境中生长表现不一致。【结论】马尾松无性系种子园良种效益显著,二代增益大于一代。通过选择速生型和较速生稳定型家系将有助于种子园建园亲本的再选择、现有种子园的留优去劣疏伐和重建新的种子园。鉴于子代主要生长性状的基因型与环境互作使各家系在不同立地环境中生长表现不同,建议对子代生长表现突出、结实量较多的无性系进行单系采种利用。     

柏木无性系和家系含碳量的早期评价与优良品系选择

【目的】探究柏木无性系和家系的早期生长和固碳潜力，为速生高固碳柏木优良品系选择及其推广应用奠定理论基础。【方法】以营建在浙江省开化县林场9年生无性系和家系试验测定林为研究对象，分析其生长性状变异规律，解析各器官生物量和含碳量的分配差异，构建含碳量异速生长方程，并对其固碳潜力进行分析和估测。【结果】柏木无性系的平均树高、胸径和单株材积分别高出家系水平47.81%、28.39%和120.83%；树高、胸径和单株材积在无性系间和家系间均存在极显著差异(P<0.01)，无论家系还是无性系水平，胸径和树高均与生物量、含碳量呈显著正相关，与含碳率无显著线性关系。柏木树干生物量的分配比例最高，含碳量占比最大，而叶的含碳率最高；无性系主要是以牺牲粗根的生物量分配(较家系低3.45%)、增加树枝生物量(较家系高5.55%)和细根生物量(较家系高1.34%)来维持生长优势。以树高、胸径和枝下高为自变量，拟合的含碳量移速生长方程(lnTBS=k₀+k₁lnD+k₂lnH+k₃lnUBH)预测效果最好(除无性系树根含...     

德昌杉无性系种子园生长性状异速生长关系初步研究

本文以德昌杉无性系种子园为研究材料,对38年生30个无性系870个分株的胸径、树高和冠幅进行生长量统计分析,以及从异速生长指数上分析不同无性系间生长量上的差异。30个无性系的胸径、树高和冠幅的均值分别为28.24 cm、19.18 m和5.18 m,其变异系数的均值分别为0.29、0.19和0.24;胸径-树高、胸径-冠幅异速生长关系分析显示德昌杉的在胸径生长量上分配的速率明显高于树高和冠幅,表明无性系间胸径、树高和冠幅的异速生长轨迹发生了显著变化;胸径-冠幅和胸径-树高之间的SMA斜率在不同无性系间,无相同的SMA斜率,除16和28号无性系的胸径-树高外,差异均显著(P0.05),30个无性系间没有一致的生长量分配速率。无性系间异速生长关系的差异导致不同的生长量分配模式进一步体现了环境对各构件生长的生态可塑性和无性系间生长性状存在着丰富的遗传变异,为德昌杉优良无性系的早期选择提供了可能性。     

欧美杨优良无性系选择

经过5年欧美杨优良无性系选育研究，综合生长性状及独立淘汰法，初步选择出适于吉林省中东部河流冲积平地和四旁绿化造林的欧美杨优良无性系为N2、N12。平均单株材积分别是对照的414．9％和398．5％；最大单株树高、胸径分别为7．80m和7．6cm，在造林地表现出明显的生长优势。     

粗枝云杉无性系种子园生长性状变异和无性系选择初步研究

该粗枝云杉初级无性系种子园面积4.6 hm2,4个大区共保留87个无性系。1区无性系胸径、树高和冠幅的均值分别为8.52 cm、4.36 m和3.11 m;2区无性系胸径、树高和冠幅的均值分别为8.90 cm、5.50 m和3.60 m;3区无性系胸径、树高和冠幅的均值分别为8.89 cm、5.21 m和3.54 m;4区无性系胸径、树高和冠幅的均值分别为10.13 cm、6.50 m和4.17 m。方差分析表明,1区无性系胸径、树高和冠幅无性系间(内)差异极显著;2区无性系胸径、树高和冠幅无性系间(内)差异不显著;3区无性系胸径无性系间(内)差异极显著,树高无性系间(内)差异极显著和差异显著,冠幅无性系间差异极显著,无性系内差异不显著;4区无性系胸径、树高和冠幅无性系间(内)差异极显著。无性系内的生长量平均数变异较无性系间的小得多,初步说明生长性状主要受遗传控制。立地条件对无性系树高影响差异极显著,对胸径影响差异显著,对冠幅影响差异不显著,立地×无性系交互作用对无性系胸径、树高的影响差异极显著。依据各区无性系的树高的多重比较对各区无性系的生长性状进行排序。对种子园的经营管理和利用途径进行了探讨。     

毛红椿优树自由授粉子代生长性状的早期测定

对来自3个省的58个毛红椿家系在安徽南陵进行了造林试验。3年生幼林的生长结果表明,毛红椿的树高、胸径2个性状在家系间均存在极显著差异;树高、胸径2个性状在不同重复间表现出极显著差异;毛红椿幼林期树高和胸径2个性状变异系数分别为21.1%和28.8%,其变异比较丰富,树高、胸径2个性状具有中等以上的广义遗传力。以树高和胸径为选择对象,选择出10号、15号、19号、27号和39号等5个在幼林期表现较为优异的家系。     

巨桉无性系生长早期选择

对清远26个巨桉(Eucalyptus grandis)无性系早期人工林生长性状进行调查。结果表明:2 a生林分中,不同无性系之间胸径生长和材积生长呈极显著差异(P0.01),而树高生长呈显著差异(P0.05);胸径、树高、材积三者间存在极显著的正相关关系。各生长性状中,材积变异系数最大,达到78.82%,其次为树高和胸径,分别为52.23%、23.13%。参试无性系平均胸径、平均树高、平均材积的重复力分别为0.574 4、0.546 9、0.345 3。利用综合评定方法评选出5个优良的巨桉无性系,分别为20、18、25、9和5号。5个优良无性系平均胸径、平均树高、平均材积的遗传增益分别为11.60%、11.09%和2.05%。     

红松自由授粉子代测定及优良家系选择

分析红松自由授粉子代家系生长性状遗传变异规律并选择优良家系。以黑龙江省苇河林业局林木种子园117个红松自由授粉子代家系为研究对象，对27年生时树高、胸径和材积性状进行遗传变异分析，以材积性状育种值表现为主进行优良家系选择。结果表明树高、胸径和材积性状均存在不同程度变异，家系间差异均达到极显著水平，且均受到较强遗传控制，其中树高变异相对较小，胸径变异相对适中，材积变异相对较大，各性状间表现为极显著正相关，对家系各性状进行分析与评价，筛选出11个优良家系。所选优良家系可指导无性系种子园去劣疏伐并为红松高世代种子园营建提供基础材料。