基于无损检测技术的湿地松生长及材性性状遗传变异分析

【目的】基于无损检测技术研究湿地松活立木基本密度(ρ)、弹性模量(MOE)和生长量的遗传变异规律及其遗传和表型相关关系,在保证生长量遗传改良的同时加强木材物理力学性质的选育力度,为速生优质湿地松人工林建设提供种质基础。【方法】以浙江杭州长乐林场22年生湿地松半同胞家系测定林为研究对象,采用木材阻力仪Pilodyn和应力波测量仪Hitman等无损检测仪器测定2 000多株湿地松活立木ρ、MOE等物理力学性状,采用测杆等标准测具测定对应单株的枝下高、冠幅、分枝大小、分枝角以及树高和胸径等形质和生长性状,并通过ASReml-R软件混合线性模型的限制性极大似然估计法(REML)对各性状进行方差分析、遗传力估算和相关性分析。【结果】1)弹性模量相对值MOEP与应力波速v之间呈极显著(P0.001)遗传相关(R=0.947 0±0.020 1)和表型相关(R=0.948 0±0.002 7),与基本密度相对值ρP之间呈显著(P0.01)遗传(R=-0.447 0±0.154 0)和表型(R=-0.538 0±0.019 1)相关,以v对MOEP进行间接选择,其有效性达到了97.42%。2)材性性状的遗传力在0.292 0~0.305 0之间,生长性状遗传力在0.062 5~0.216 0之间;以1%的选择强度计算,材积和MOE能获得30%的遗传增益。3)树高、胸径、材积、冠幅和分枝大小两两之间均呈显著的(P0.05)遗传正相关关系,枝下高与树高正相关,分枝角与分枝大小负相关,但相关不显著,而胸径、树高、枝下高、材积、冠幅和分枝大小两两之间均具有极显著的表型正相关性;材性和生长性状之间普遍存在着显著的表型相关关系(P0.05),但遗传相关不显著。【结论】仅利用应力波速v即能快速评估群体内每木弹性模量(MOE)相对大小,比传统上仅用木材基本密度(ρ)评估MOE效果更好;ρ和MOE受中等程度的遗传控制,其遗传力明显高于生长性状;材性与生长性状之间遗传相关不显著,能够实现两类性状的同步遗传改良。     

湿地松家系生长和材性遗传变异分析*

对广西南宁地区林科所引自津巴布韦１０年生的１０个湿地松家系的材性和生长因子进行了遗传变异分析。结果如下：（１）湿地松材性和生长因子都具有中等以上的家系遗传力，各因子家系间差异显著，特别是管胞长度、树高和材积指数家系间差异极显著，具有较大的遗传改良潜力。（２）基本密度与晚材率间具有中等程度的正向表型和遗传相关关系，与管胞长度为弱的负向表型相关和遗传相关；晚材率与管胞长度为弱的负向表型和遗传相关。生长性状间存在着极显著的正向表型和遗传型相关关系。基本密度和晚材率与生长因子间为弱的正向遗传相关；管胞长度与生长因子间具有弱的负向表型相关和极显著的负向遗传相关关系。（３）树高对湿地松材性具有较高的间接选择效应。     

湿地松全同胞家系主要经济性状的遗传变异与选择研究

对湿地松52个全同胞家系测定林进行了研究。结果表明:树高、胸径、材积、木材密度等性状有显著的差异,具有适度的遗传力,而未发现管胞长度有显著的家系效应;生长性状和木材性状在一定程度上受遗传因素所控制;树高、胸径、材积间呈正遗传相关关系;木材基本密度、管胞长度和材积生长相关关系不显著。据此,利用约束和无约束选择指数,进行生长和材性联合选择,评选出了22个家系(杂交组合)为优良家系。     

25年生马尾松生长和木材基本密度家系变异与选择

以福建省华安县西陂林场的25年生来自省内不同产地的46个马尾松自由授粉家系试验林为试材,研究了达主伐年龄时马尾松生长、干形和木材基本密度的家系差异以及性状间的相关性,并依据不同培育目标选择优良家系。结果表明,马尾松生长、树干圆满度和木材基本密度皆存在显著的家系差异,其中生长和树干通直度变异相对较大,而树干圆满度和木材基本密度变异较小,变异系数在10%以下。生长和干形性状受到弱至中度的家系遗传控制,家系遗传力为0.23 0.46;木材密度受到的遗传控制相对较强,家系遗传力为0.46。性状遗传相关分析结果显示,选择速生种源可同时改良树干圆满度,但对树干通直度和木材基本密度影响不大。根据不同用材对材质材性要求,选出24个纸浆纤维材优良家系和6个锯材优良家系,平均木材干物质量和胸径生长皆为对照的1.16倍。     

湿地松样本量大小对性状遗传力估算的影响

[目的]在保证遗传力估算精确度较高的前提下,探讨对已有湿地松测定群体遗传力评估最经济有效的调查取样数量(样本量),为遗传选择提供最佳的遗传参数和选择策略。[方法]以61个湿地松22年生半同胞家系的胸径、树高等生长性状和木材基本密度、弹性模量等材性性状测定值为试验数据,利用ASReml-R软件混合线性模型的限制性极大似然估计法(REML)估算各性状在不同参试样本量下的遗传力及其标准误。通过比较分析在不同样本量下各性状遗传力及其标准误估算值的收敛性,讨论样本量对性状遗传力估算的影响,进而确定各性状遗传力评估所需的最少样本量。[结果]对于61个湿地松自由授粉家系测定林,当测定的家系数少于39个或者随机测量的单株数小于600株时,估算的遗传力极不稳定,标准误偏大,随着样本容量或家系容量的增加其精度与准确性逐渐增加;遗传力较低的性状其遗传力估计所需样本量普遍大于遗传力较高的性状。[结论]对本研究的测定群体而言,要获得精确度较高的遗传力估算值,所需测定的湿地松家系数应该大于39个或者随机测量的单株数大于600株;由于材性性状遗传力相对较高,其需要测定的样本量可相对少一些。本文为大型用材树种遗传力估算提供了一个具有参考价值的实例研究,结果及相应的研究方法对于类似遗传测定群体遗传参数估算具有参考意义。     

火炬松半同胞家系遗传测定与早期性状评定

对15年生火炬松半同胞家系的生长和材性性状测定表明:火炬松家系树高、胸径、材积、木材基本密度、纤维素含量、管胞长度与宽度等具有显著的差异;在家系水平上,木材基本密度、纤维素含量、管胞长度与宽度和材积生长相关不明显．遗传力测定表明:家系生长性状与材性性状平均遗传力均较高,达到中等程度以上．对树高生长、胸径生长、木材基本密度、纤维素含量、管胞长度与宽度等性状进行年度相关、早晚期选择研究表明:火炬松家系的生长相关主要由遗传决定;树高从第5年开始,胸径从第4年开始与以后各年的相关系效均在0．7以上,表明以此为最低年龄进行早期选择有较大的可靠性;木材基本密度10年生与其后各年龄级的相关系数值趋于稳定,术材密度最低选择年龄为10年;木材纤维素含量11年生与其后各年龄级的相关系效值趋于稳定,木材纤维素含量的最低选择年龄为11年．     

尾巨桉杂种F_1代纸浆材材质性状和化学组分遗传分析

【目的】测定10.3年生尾叶桉与巨桉杂种F_1的材质性状和木材化学组分,估算其遗传参数,分析其遗传变异规律,为桉树纸浆材良种选育和遗传改良提供理论依据。【方法】利用Asreml-R估算木材基本密度、纤维长、纤维宽、纤维素含量、木质素含量以及半纤维素含量的遗传力、加显性效应、父母本效应、相关系数以及杂交力。【结果】杂种材质性状和木材化学组分的杂种家系遗传力范围分别为0.367～0.788和0.418～0.807,呈高度-中度遗传控制,其单株遗传力的范围分别为0.032～0.187和0.039～0.208,呈中度-低度遗传控制;杂种的材质性状与木材化学组分的母本效应均大于父本效应,加性效应均大于显性效应。基本密度与纤维特性均呈遗传负相关,与纤维宽、纤维长宽比呈极显著的表型正相关;基本密度与化学组分均呈遗传负相关,与木质素含量呈显著的表型正相关。纤维长宽比与化学组分中纤维素含量呈遗传正相关,与半纤维含量和木质素含量呈遗传负相关,与化学组分呈不显著表型相关。父母本的一般杂交力在不同材质性状和木材化学组分间表现不一致。【结论】采用综合指数选择法,并结合GHA和SHA,筛选出1个优良母本DU1和6个优良杂种,其中优良杂种分别为U8G5、U8G9、U15G5、U55G19、DU1G9和DU1G24。     

火炬松纸浆材优良家系多性状选择

对６年生火炬松自由授粉子代测定林进行了生长、材性和干形等性状的遗传参数估算和相关关系分析。树高、木材基本密度在家系间存在极显著差异，且具有较高的遗传力，胸径、材积、干材干重和管胞长度具中度遗传力，树干通直度和分枝性状未发现显著的家系间差异。干材干重与生长性状呈高度正相关，与木材基本密度呈微弱的负相关，而与管胞长度呈负相关。以浆材为选择目的进行家系指数选择，认为包含产量（干材干重）和质量（木材基本密     

长白落叶松纸浆材优良家系多性状联合选择研究

采用胸径木芯与伐倒木取样方法,对24年生长白落叶松优树子代测定林14个处理的生长性状、木芯材质性状、解析木材质性状及其制浆造纸特性进行了研究,结果表明:生长性状、木芯基本密度、木芯管胞性状均存在丰富的变异;家系间生长性状差异极显著;木芯基本密度、木芯管胞性状差异显著,家系遗传力在0.56 0.80之间;解析木基本密度、早材微纤丝角、管胞长度、早材壁腔比、木质素、阿拉伯糖含量、抗张强度、撕裂度等差异极显著,家系遗传力在0.64 0.86之间;晚材率、管胞长宽比、综纤维素含量等差异显著,家系遗传力在0.51 0.61,家系水平的材性改良潜力较大。生长性状与木芯管胞长度呈极显著正相关,与木芯基本密度、管胞长宽比相关不显著;木芯基本密度、管胞长度、管胞宽度以及管胞长宽比与解析木相应性状呈极显著正相关关系,且回归模型较为理想,可以利用胸径木芯各性状值预测其单株值,间接选择和评价纸浆材优良家系。通过生长性状、木芯基本密度和木芯管胞长宽比综合分析选出166、169为优良家系,根据解析木生长、材质以及纸张物理性状选出的优良家系与其结果一致。优良家系材积、木芯基本密度和木芯管胞长宽比的遗传增益(超过对照)分别为48.34%(38.80%)、14.01%(3.63%)和19.89%(6.42%)。     

桤木种源(群体)/家系材性性状的遗传变异

对6年生桤木种源/家系的多点试验林的材性进行了研究,结果表明木材基本密度和纤维长度的种源间差异极显著,家系间差异不显著;木材基本密度的种源×地点的交互作用并未达到显著水平,纤维长度的种源×地点的交互作用达到显著水平.3个地点木材基本密度的种源遗传力和家系遗传力分别为0.5648～0.6618、0.2857～0.6535;木材纤维长度种源遗传力和家系遗传力分别为0.2553～0.7895、0.2905～0.4528.木材密度、纤维长度和生长性状三者之间的相关关系均不显著,可以进行3个性状的独立选择.提出桤木木材密度和纤维长度随年龄变化的生长模型和早晚期相关关系,适宜的早期选择年龄为6a,从木材密度考虑培育造纸材的适宜年龄拟定为10～11a.江西点15个种源的木材密度在种源间达到了显著差异,家系间并未达到显著差异,纤维长度在种源间、家系间都达到极显著差异.     

湿地松半同胞家系主要经济性状的遗传分析及联合选择

对１９８１年营造的湿地桦４３个半同胞家系测定林的研究结果表明：家系树高、胸径、材积、干形、枝粗、木材密度等生长、形质和木材性状有显著的差异,具有适度的遗传力,而未发现管胞长度显著的家系效应。生长性状和木材性状在一定程度上受遗传因素所控制,树高、胸径、材积间呈正遗传相关关系,木材基本密度、管胞长度和材积生长相关关系不显著。据此,利用约束选择指数,根据纸浆材和建筑材不同材种要求,进行生长、形质和材性联     

湿地松半同胞家系主要经济性状的遗传变异及其综合选择

湿地松(ＰｉｎｕｓｅｌｌｉｏｔｔｉｉＥｎｇｅｌｍ)是优良的纸浆材与建筑材树种,对湿地松的遗传改良,过去侧重于生长性状方面,材性改良仅做了些基础性的工作(管　宁等,1993)。本研究旨在探索湿地松半同胞家系生长、形质和木材性状的遗传变异规律,并利用选择指数,按不同材种(纸浆材、建筑材)培育目标,选择一批生长、形质和材性均优良的湿地松半同胞家系供生产上推广应用。1　材料与方法湿地松半同胞家系测定林设置在湖南省汨罗市桃林林场,属湿地松最适宜引种区。试验于1981年造林,完全随机区组设计,5次重复,6株单行小区,株行距3ｍ×3ｍ。共…     

马尾松自由授粉家系生长和材质的遗传分析及联合选择*

对９年生８１年自由授粉家系的研究发现，马尾松高，径生长，树干通直度，分枝性状和木材基本密度在家系间差异显著，具有适度的遗传力，而未发现管胞长度显著的家系效应，由于高、径生长和基本密度呈微弱的正相关至微弱的负相关，进行生长迅速家系的选择并不会至致使幼龄材材性的变劣，利用通直度和分枝习性等指标可以对高，径生长和木材密度进行间接选择，分枝角可能是一个独特的指标，它独立于其它多数性状。借助于约束或无约束选     

火炬松半同胞家系主要经济性状的遗传变异及选择

对1988年营造的火炬松36个半同胞家系测定林的研究结果表明：树高、胸径、材积、木材密度、纤维素含量、管胞长度和宽度等生长和木材性状在家系间有显著的差异，具有较高的遗传力。生长性状和木材性状在一定程度上受遗传因素所控制，树高、胸径、材积间呈正遗传相关关系，木材基本密度、纤维素含量、管胞长度、管胞宽度和材积生长相关关系不显著。据此，利用约束和无约束选择指数，根据纸浆材的要求，进行生长和材性联合选择，评选出82-51、82-89、82-22、82-32、82-5、84-6、82-64、85-32、83-19等9个家系为纸浆材优良家系。     

桤木种源(群体)/家系材性性状的遗传变异

对 6年生桤木种源 /家系的多点试验林的材性进行了研究 ,结果表明木材基本密度和纤维长度的种源间差异极显著 ,家系间差异不显著 ;木材基本密度的种源×地点的交互作用并未达到显著水平 ,纤维长度的种源×地点的交互作用达到显著水平。3个地点木材基本密度的种源遗传力和家系遗传力分别为 0 .564 8～ 0 .6618、0 .2 857～ 0 .653 5;木材纤维长度种源遗传力和家系遗传力分别为 0 .2 553～ 0 .7895、0 .2 90 5～ 0 .4 52 8。木材密度、纤维长度和生长性状三者之间的相关关系均不显著 ,可以进行 3个性状的独立选择。提出桤木木材密度和纤维长度随年龄变化的生长模型和早晚期相关关系 ,适宜的早期选择年龄为 6a,从木材密度考虑培育造纸材的适宜年龄拟定为10～ 11a。江西点 15个种源的木材密度在种源间达到了显著差异 ,家系间并未达到显著差异 ,纤维长度在种源间、家系间都达到极显著差异     

尾叶桉家系综合选择的研究

对选自国内２个优良种源群体不同林分的４４个尾叶桉自由授粉家系，进行生长性状，形质性状，木材基本密度和抗风能力的遗传分析，结果表明性状间的差异极显著，家系性遗传力大单株遗传力，生长性状与形质性状遗传相关及显著。     

尾叶桉家系木材性状的变异研究

对75个月生32个尾叶桉家系的6个与木材相关的性状进行了研究.6个木材性状在家系间存在显著或极显著差异,说明通过家系选择可以获得性状优良的家系/无性系;木材基本密度、木材含水量、纤维宽、纤维长宽比与生长、形质性状间的相关关系不显著,表明该4个研究性状能各自遗传,可以分别独立选择;纤维长与树高、胸径及单株材积相关关系达到显著或极显著水平,说明纤维长度随树龄增长而增加,材性逐渐得到改善;所有木材性状间的遗传力均在0.5左右,说明各性状受到中等水平的遗传控制;水分含量、基本密度、树皮厚度、纤维长宽比性状的遗传变异系数较高,表明尾叶桉家系在4个性状上具有较丰富的遗传变异,进行性状遗传改良可获得较高遗传增益,按25%入选率,预期遗传增益可达5.68%～17.66%.     

湿地松15个家系木材材性遗传变异及优良家系评估

对浙江产湿地松15个家系的基本材性进行了测定与分析。结果表明：家系间管胞长度、管胞宽度、气干密度、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度差异极显著,管胞壁厚差异显著,胞壁率、冲击韧性差异未达显著水平。家系内管胞长度、管胞宽度、管胞壁厚差异均显著且高于家系间的差异,但气干密度、顺纹抗压强度、胞壁率和冲击韧差异不显著,表明在家系水平上进行木材气干密度、力学强度和管胞形态的家系选择可取得良好的效果。15个家系木材管胞长度、管胞宽度、管胞壁厚和胞壁率的广义遗传力分别为0．5466、0．3910、0．7173、0．1598,说明湿地松家系木材管胞性状(胞壁率除外)受中度或中下度遗传控制,通过一定强度的选择能获得较高的遗传增益。综合评定结果表明,04-28、06-17、06-20、08-7和08-9,5个家系为适用于培育纸浆材的优良家系,04-25、04-28、06-17、06-20和08-16,5个家系为适用于培育建筑材的优良家系。     

滇楸无性系早期木材性状变异与评价

[目的]为解析滇楸无性系材性遗传变异规律,提高滇楸材性的遗传改良效率。[方法]以生长于贵州的20个滇楸无性系为试验材料,测定了其树高、胸径、木材基本密度、胞壁率、双壁厚、胞腔直径和纤维长度等生长和材性指标;通过最大似然法估计了性状的遗传参数,分析了性状间的遗传相关和表型相关;以聚类和隶属函数法相结合的方法评价了无性系材性优良程度。[结果]结果表明:滇楸无性系间具有显著的材性差异;各性状的表型变异系数为6.21%～21.29%;木材基本密度、胞壁率和双壁厚受较强的遗传控制,重复力分别达0.88、0.87和0.73;遗传和表型相关分析结果发现,基本密度与管孔率、胞壁率和双壁厚均呈显著或极显著正相关,遗传相关系数分别为0.542、0.908和0.747。木材密度与胞腔直径各项性状的遗传相关均呈负相关。木材密度与其余材性性状的遗传相关系数绝对值均大于表型相关系数绝对值,材性性状的相关主要取决于遗传因素。回归分析进一步表明,木材基本密度与胞壁率和双壁厚有明显的正向线性关系,而与弦向胞腔直径和弦向中央直径有明显的负线性关系。[结论]滇楸无性系间材性差异显著,存在较大的变异程度;聚类分析和隶属函数法综合评价得出,滇楸无性系可分为:A高木材密度型,B短纤维型;C低木材密度型,D长纤维型,四大类型。     

马尾松无性系种子园半同胞子代变异分析和家系选择

以福建省漳平五一林场马尾松无性系种子园自由授粉子代半同胞家系为研究对象,分析其树高、胸径、材积、冠幅、通直度、高径比、冠径比、木材基本密度、管胞长度和宽度、管胞长宽比等性状,发现家系间除管胞长宽比性状差异显著,其余性状均达差异极显著,暗示着马尾松种子园半同胞家系间存在较为丰富的变异,具选育潜力。8年生林分内各性状的家系遗传力以树高性状为最高(0·691),其次是木材基本密度(0·640)。各性状间的相关性分析结果表明,生长量性状的改良可间接改善通直度,且生长量性状与木材基本密度存在显著正相关关系,木材基本密度与管胞长度和宽度不相关。采用10%入选率,发现5年生林分和8年生林分入选家系一致,材积遗传增益分别达19·74%和19·23%,且5年生林分和8年生林分生长量性状的遗传相关极显著,认为马尾松制浆造纸材短轮伐期的初选年龄可确定为5年生;根据性状遗传力的相对大小和典型相关分析的结果,认为马尾松家系选择可适当注重树高生长量指标。以树高和材积为选择指标,按照10%入选率,兼顾材性和种子园内无性系的开花结实情况,筛选出制浆造纸材短轮伐期优良家系12个。