鵝掌楸屬雜交測定初步分析研究

管蘭華 胡興煥 曹健 王健 陳紅林 蔣祥娥 蔡桁 徐紅梅

摘要：鵝掌楸屬雜交測定林的生長狀況進行分析，結果表明5 a生樹高、胸徑、材積年平均生長量為1.92 m，2.5 cm，0.009 2 m3;生長最快雜交組合是T11×C8，其平均年生長量分別為2.39 m，3.4 cm和0.018 3 m3。3個生長性狀雜交組合間都呈極顯著的差異，為優良雜交組合的選擇奠定基礎。樹高、胸徑和材積的雜交組合（家系）遺傳力分別為0.501，0.631和0.687，分別進行優良雜交組合選擇，其現實遺傳增益為16.3%，32.9%和116.1%。幾種交配模式之間的材積生長比較結果是T×C>C×T>T自由授粉>C自由授粉>C×C>T×S。優良雜交組合T11×C8、T12×C8、C9×T12 的雜種優勢率分別為108.7%，64.3%和110.7%。

關鍵詞：鵝掌楸;北美鵝掌楸;亞美馬褂木;雜種優勢;雜交組合

中圖分類號：S722.3+4;S792.21文獻標識碼：A文章編號：1004-3020（2015）03-0016-04

Preliminary Study on Hybrid Progeny Test in Liriodendron chinense

Guan Lanhua（1）Hu Xinghuan（1）Cao Jian（1）Wang Jian（1）Chen Honglin（1）Jiang Xiange（1）Cai Heng（1）XuHongmei（2）

（1.Forest Seedling Administrative General Station of Hubei Forestry DepartmentWuhan430079;

2.Hubei Academy of ForestryWuhan430075 ）

Abstract： Growth analyses of progeny test of hybridization in Liriodendron were performed. The results indicated that the annual average increments of tree height， diameter at breath height （DBH） and stem volume of 5yearold test plantation were 1.92 m， 2.5 cm， 0.009 2 m3， respectively. The fastest cross combination of growth was T11×C8， which annual average increment of tree height， DBH and stem volume were 2.39 m， 3.4 cm and 0.018 3 m3.There were significant differences in tree height， DBH and stem volume among cross combinations， which showed superior ones could be selected. The broad heritability of cross combination （family） for tree height， DBH， stem volume were 0.501， 0.631 and 0.687， and the realized genetic gains reached 16.3%， 32.9% and 116.1% based on the selection of superior cross combinations. The comparison result of stem volume was T×C>C×T>open pollination of T >open pollination of C>C×C>T×S. The heterosis rates of T11×C8， T12×C8 and C9×T12 were 108.7%， 64.3% and 110.7%.

Key words：Liriodendron chinensis;Liriodendron tulipifera; Liriodendron sino-americanum;heterosis;cross combination

鵝掌楸屬有鵝掌楸Liriodendron chinense和北美鵝掌楸L.tulipifera兩個種，亞美馬褂木L.sinoamericanum是鵝掌楸與北美鵝掌楸的人工雜交種，被定義為一個新種[1]。國內鵝掌楸屬種間雜交取得了顯著的成就，奠定了鵝掌楸屬雜交育種的堅實基礎[2，3]，研究成果表明鵝掌楸和北美鵝掌楸種內變異非常豐富，種間具有很高的可配性，種間雜種優勢非常明顯[2-4]。鵝掌楸屬雜交育種研究由于受到當時條件所限，雜交親本的選擇存在很大局限性，湖北省林業廳林木種苗管理總站打破這種局限性，增加雜交親本，并進行親本種源選擇，以虎爪山林場鵝掌楸種源試驗林為對象系統進行鵝掌楸屬種間雜交育種研究，培育出大批雜種資源，進行雜交子代苗期測定[5]。本研究作為探索鵝掌楸屬間雜交育種規律的早期一環，以5 ?a生材料為對象進行分析，旨在掌握這批雜種資源的早期表現，總結出鵝掌楸屬間雜交育種的初步規律，同時也為早期選擇提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

2010年春在湖北省咸寧市咸安區賀勝林業科學研究所營建鵝掌楸屬雜交測定林4hm2，3次重復，10株小區，株行距3m×4m，63個雜交組合（表1），以7個鵝掌楸和北美鵝掌楸母本自由授粉家系為對照。生長期內進行常規田間管理，第三年冬季進行修枝處理，修枝高度為1m。

1.2數據調查

2014年12月份對樹高和胸徑進行每木檢尺，材積計算以V=f×π×H×（D/2）2，f是試驗形數，取值為1/3[6]。

1.3數據整理與分析

本文的數據應用Excel2010進行處理，方差分析和方差分量分解運用SAS9.3進行。根據方差分量進行雜交組合（家系）廣義遺傳力的估算。雜交組合選擇現實遺傳增益根據以下公式ΔG=S×h2B/進行估算[7]，其中：S為中選雜交組合某一性狀的平均值與對照平均值的離差即選擇差，h2B為某一性狀的遺傳力，為某一性狀的對照平均值。

2結果與分析

2.1早期生長性狀分析

除去雜交組合內個體數少于5株的雜交組合，各性狀生長數據（表2）。雜交組合樹高平均值為9.57m，平均年生長量為1.91m，胸徑為12.4cm，平均年生長量為2.5cm，材積為0.0458m3，平均年生長量為0.0092m3;材積的變異系數為64.5%，由此可以看出：雜交組合間存在較大的分化，為優良雜交組合的選擇奠定基礎。樹高、胸徑和材積生長最高雜交組合都是T11×C8，平均年生長量分別為2.39m，3.4cm和0.0183m3。樹高最低是T10自由授粉家系，平均年生長量為1.30m;胸徑最低是C1×T10雜交組合，平均年生長量為1.5cm;材積最低是C1×T10雜交組合，平均年生長量為0.0024m3。

2.2雜交組合間生長差異分析

方差分析結果可知（表3）：重復對樹高生長有極顯著（P<0.01）影響，對材積生長有顯著（P<0.05）影響，對胸徑生長影響不顯著。樹高、胸徑和材積3個性狀雜交組合間都呈極顯著（P<0.01）的差異，為優良雜交組合的選擇奠定基礎。由此可以得出進行鵝掌楸屬種間雜交時首先要進行雜交親本的選擇，再進行雜交親本的組配，即雜交組合的選擇。

樹高生長表現比較好的3個雜交組合為T11×C8、T12×C8、T10×C7，表現較差的雜交組合為T10（自）、C4×T12、T10×S19。胸徑生長表現比較好的3個雜交組合為T11×C8、C9×T12、T12×C8，表現較差的雜交組合為C1×T10、C3（自）、C3×C1等雜交組合。材積生長表現比較好的3個雜交組合為T11×C8、T12×C8、C9×T12，表現較差的雜交組合為C1×T10、C3（自）、C5×C9。

進行方差分析的同時，也進行了方差分量的分解，根據方差分量進行了雜交組合（家系）廣義遺傳力的估算（表3）。樹高、胸徑和材積3個生長性狀的雜交組合遺傳力分別為0.501、0.631和0.687，表明雜交組合生長受到中等到較強的遺傳控制，進行優良雜交組合選擇能獲得較高的遺傳增益，3個性狀分別進行優良雜交組合選擇（生長最好的3個雜交組合），以鵝掌楸自由授粉平均值為對照，其現實遺傳增益（△G）分別為16.3%、32.9%和116.1%，表明優良亞美馬褂木造林生產力遠遠高于我國普遍種植的鵝掌楸。

2.3不同交配方式之間的比較

以材積為指標進行了各種交配模式之間的比較（表4），可以得出T×C交配模式的材積平均生長量最大，其次是C×T，然后依次是T自由授粉、C自由授粉、C×C、T×S。其中T×C交配模式比C自由授粉平均材積提高83.7%，C×T交配模式提高46.7%，T自由授粉提高23.9%，T×S和C×C模式則低于C自由授粉。從本次的雜交試驗結果可以看出，2種自由授粉模式的平均值低于T×C和C×T，但是高于T×S和C×C，表明正交（C×T）和反交（T×C）模式確實有很強的雜種優勢。以北美鵝掌楸為輪回親本的回交（T×S）的平均值低于C×C種內雜交，這與以往報道的以鵝掌楸為輪回親本的回交也具有雜種優勢不一樣[8]，其原因可能是回交親本材料不同及回交子代分析時年齡不同所致。鵝掌楸種內雜交模式（C×C）由于沒有種間雜交的發生，其生產力水平應該是與目前湖北省鵝掌楸天然林的生產力水平相當，而C自由授粉、T自由授粉則可能是有種間雜交的發生，提高了其平均值，故而高于C×C模式。

2.4種間雜交正交和反交的比較

雖然從幾種交配模式整體平均值的角度分析，反交比正交材積生長量要大，但是具體到每個雜交組合來講，正反交比較情況還不清楚。為了詳細探討這一問題，本研究選擇設計正反交的8對雜交組合（表5）進行說明。可以看出：種間雜交模式中，只有正交C5×T11、C3×T11高于其反交模式，分別高出12.0%和4.3%，其他都是正交不及反交。

2.5雜種優勢分析

根據材積指標本試驗選出表現最好的T11×C8、T12×C8、C9×T123個雜交組合，以雜交雙親自由授粉的材積中親值為對照進行了雜種優勢分析，其雜種優勢率分別為108.7%、64.3%和110.7%，再一次印證了鵝掌楸屬間雜交具有很強的雜種優勢，在開展屬間雜交育種時能夠創制出雜種優勢強的亞美馬褂木種質資源。

3結論與討論

雜交組合間生長存在極顯著的差異，表明雜交受到雜交親本及雜交親本組配的影響很大，此結果說明進行雜交時要重視親本的選擇和組配。反之，在進行雜交選優時要先進行雜交組合的選擇，在此基礎上再進行組合內單株選擇，充分利用各層次變異，提高選擇增益。

幾種交配模式的比較結果表明，反交和正交的生長明顯高于回交、鵝掌楸種內雜交和自由授粉，且反交優于正交。優良雜交組合的雜種優勢率為64.3%～110.7%，表明鵝掌楸屬種間雜交具有很強的雜種優勢，這為今后鵝掌楸屬種間雜交育種提供了理論依據。

我國目前鵝掌楸造林都是從鵝掌楸天然林或者人工林采種，采用混合種子育苗造林，因此本研究以鵝掌楸自由授粉平均值為對照進行現實遺傳力估算是有依據。但是根據本研究結果鵝掌楸自由授粉平均值由于有可能有種間雜交發生而高于C×C，而C×C更接近于混合種子育苗造林效果，因此本研究的現實遺傳增益要稍高于估算值。

為了縮短育種周期的同時降低風險，筆者在進行選擇時采用大群體策略，即在選擇的初級階段提高入選率，隨著試驗的逐步進行，逐步降低入選率，這樣既能保障基因型優良但早期表現不理想的個體在早期不被漏選，又縮短了育種周期，降低了試驗成本。

參考文獻

[1]向其柏，王章榮.雜交馬褂木的新名稱——亞美馬褂木[J].南京林業大學學報（自然科學版），2012，36（2）：12.

[2]王章榮.鵝掌楸屬（Liriodendron）雜交育種回顧與展望[J].南京林業大學學報（自然科學版），2003，27（3）：7678.

[3]王章榮.鵝掌楸屬雜交育種成就與育種策略[J].林業科技開發，2008，22（5）：14.

[4]李周岐，王章榮.鵝掌楸屬種間雜交可配性與雜種優勢的早期表現[J].南京林業大學學報，2001，25（2）：3438.

[5]汪建亞，宋開秀，王健，等.鵝掌楸屬雜交育種研究初報[J].湖北林業科技，2012，（5）：4042.

[6]蔡偉建，楊麗芳，高捍東，等.雜交馬褂木人工林生長規律及趨勢研究[J].安徽農業科學，2011，39（15）：94579459.

[7]陳曉陽，沈熙環.林木育種學[M].北京：高等教育出版社，2005.

[8]王章榮.鵝掌楸屬樹種雜交育種與利用[M].北京：中國林業出版社，2004.

（責任編輯：鄭京津）