寒地楊樹新品種遺傳穩定性與適應性分析評價1)

王慶斌 張玉波 鄒 威 陶雙勇 魏 彪 杜人杰

(黑龍江省牡丹江林業科學研究所，牡丹江，157009)

樹木生長的表現除受環境條件的影響，多數情況下還受基因型與環境交互作用的影響［1］。同一楊樹品種在不同地點、不同年份以及不同栽培條件下，其生長表現或生態效應值常常波動較大，簡單地利用試驗總平均值，往往不能對遺傳值做出真實評價。楊樹遺傳價值及其推廣利用的可行性，不僅取決于生長量的絕對值，而且在很大程度上還取決于遺傳穩定性和生長適應性［2］。遺傳穩定性和適應性評價，能描述基因型的生態適應范圍，揭示各品種在不同環境條件下保持某種收獲量的度量。因此，進行楊樹新品種生產力、遺傳穩定性及生長適應性評價，對推廣應用具有極大的指導意義。

1 材料與方法

1.1 材料

經過在5個區試點苗期測試評價，選擇出50、中 M、5、J、53、B、A、52 號楊樹新品種(系)，以小黑楊和大青楊為對照種。2007年在海林市林業局、綏陽林業局、牡丹江市林業局、迎春林業局和大海林局建立區域化栽培試驗點，進行系統的生長及抗性性狀測試。本研究以3年生樹高材料進行分析(表1)。

1.2 方法

試驗采取隨機區組設計，3次重復，20株小區，株行距2 m×3 m。試驗林采用常規楊樹豐產林撫育管理措施。由于樹高是構成材積收獲量最主要的生長性狀之一［3］，因此，以樹高生長量為性狀指標進行遺傳穩定性和生長適應性分析。

方差分析采用多因變量線型方差分析模型［4］，生產力指數PQI和生態效應值Wi根據Wricke提出的公式確定，回歸系數bi和離回歸均方根據Eberhart等人的公式確定，無性系效應值、G×E互作方差i及變異系數iCVPB根據顧萬春應用公式確定，結構分析模型的系數^a與^λ根據Tai的公式確定，決定系數r2根據Pithus的公式確定。

2 結果與分析

2.1 遺傳穩定性和適應性分析

遺傳穩定性分和適應性分析，是描述基因型的生態適應范圍，揭示基因型在不同環境下保持生長量的度量，屬于遺傳的生態評價［5］。

對10個品種樹高生長性狀進行遺傳穩定性和生長適應性評價。方差分析檢驗結果表明(表2)，不同品種間差異極顯著，而且品種×地點交互作用極顯著，說明各試驗點的環境因子存在明顯差異，品種在不同地點上的樹高表型值相對位次是不同的。

樹高性狀遺傳穩定性和生長適應性11項評價參數估算結果(表3)：均值ˉx、效應值^g和生產力指數PQI是反映基因型平均生產力指數參數，值越大平均生產力越高;基因型方差、遺傳變異系數iCVPB、生態效應價Wi、離回歸均方、結構系數是反映品種遺傳穩定性參數，其數值越小，遺傳穩定性越高;結構系數、回歸系數bi和決定系數r2反映生長適應性參數，其中bi還表示穩定性程度，當bi=0，=1，r2→0時，基因型對環境完全沒有反應，絕對穩定;當 bi=1=0→1時，G×E 互作成正比例消長關系，適應性或穩定性處于平均水平;當bi＞1，＞0，r2→1時，品種能適應好的環境，在立地條件好的地方生長好，當 bi＜1，＜0，適應性好，能適應差的環境條件。

表1 各試驗點樹高總體平均生長量m

表2 不同品種G×E互作效應方差分析

參試的8個品種均值、品種效應值和生產力指數均高于對照小黑楊及大青楊，以50最高，中M、5、J和53號楊表現較好，52、大青和小黑表現較差。

反映適應性參數 bi＜1＜0 的品種有 5、52、小黑和大青楊，適應較差的環境;bi＞1＞0的品種有50、J和 B號楊，適應好的環境;bi≈1，≈0的品種有中M、A、53號楊，適應性近乎平均水平。

綜合參數評價預估結果，5、53號楊遺傳穩定性高，適應性好，屬中高產型品種，在5個地點均表現良好;50、J、中M號楊適應性較好，遺傳穩定性一般，生產力水平高，屬高產型品種，在牡丹江、海林和綏陽表現最好;B和A號楊遺傳穩定性高，適應較好的環境條件，生產力水平中等，屬中產型品種，在海林和牡丹江表現良好;52、小黑和大青適應性強，生產力低，屬低產型品種。

表3 樹高性狀遺傳穩定性和生長適應性評價參數

2.2 生長性狀、遺傳穩定性和生長適應性參數相關分析

為了考查品種的生長性狀與遺傳穩定性的關系，將生長性狀值、遺傳穩定性參數和生長適應性參數進行相關分析(表4)。將參數分為3類，一類是生長性狀值、PQI;二類是遺傳穩定性參數三類是生長適應性參數bi。

生長性狀值與遺傳穩定性參數呈弱度負相關或弱度正相關，表明生長性狀與穩定性參數是相互獨立的;生長性狀參數間呈高度正相關，表明各生長性狀參數是同效的;穩定性參數之間呈較高的正相關，說明各穩定性參數是同效的。生長性狀值與生長適應性參數呈顯著正相關或弱負相關，生長適應性參數間呈較高的正相關，表明各生長適應性參數是同效的;遺傳穩定性參數與生長適應性參數、bi呈弱負相關或不顯著正相關。

表4 樹高性狀值、遺傳穩定性和適應性參數相關矩陣

2.3 遺傳參數主成分分析

為了驗證生長性狀值、遺傳穩定性和適應性評價結果，將10個品種、11個參數進行主成分分析(表5)，提取3個主成分，前3個主成分累計貢獻率達到95.384%，代表了足夠的信息量。第1主成分反映生長適應性和生長性狀值，第2主成分反映遺傳穩定性，第3主成分反映遺傳穩定性和生長性狀值。由3個主成分為坐標組成的三維坐標圖，除適應性參數中的決定系數外，每組參數集中在一起，反映信息準確可靠。

表5 特征根與特征根向量

3 結論

多點樹高方差分析表明，品種間差異極顯著，品種×地點交互作用差異極顯著。品種與環境存在互作效應，表明各試驗點環境因子存在明顯差異，品種在不同地點上的表型值位次是不同的，對其選擇存在著很大的潛力，這為楊樹新品種選擇提供了可信的遺傳信息。

利用11項評價參數，進行楊樹新品種樹高生長性狀生產力、遺傳穩定性和生長適應性評價預估，結果顯示：5、53號楊遺傳穩定性高，適應性好，屬中高產型品種;50和J號楊適應性較好，遺傳穩定性一般，生產力水平高，屬高產型品種;B號楊遺傳穩定性高，適應較好的環境條件，屬中產型品種。

生長性狀、遺傳穩定性和生長適應性參數的相關分析，3類參數間是相互獨立的。

評價參數進行主成分分析，前3個主成分累計貢獻率達到95.384%，代表了足夠的信息量，每組參數集中在一起，反映信息準確可靠。

［1］李火根，黃敏仁，潘惠新，等.美洲黑楊新無性系生長遺傳穩定性分析［J］.東北林業大學學報，1997，25(6)：1-6.

［2］顧萬春.統計遺傳學［M］.北京：科學出版社，2004：324-325.

［3］王慶斌，張玉波，鄒威，等.楊樹新品種生長性狀遺傳相關及通徑分析［J］.林業科技，2011，36(1)：5-7.

［4］盧紋岱.SPSSFOR WINDOWS統計分析［M］.北京：電子工業出版社，2004：147-186.

［5］顧萬春.毛白楊優良無性系選育［J］.林業科學研究，1990，3(3)：223-227.