杉木胸徑性狀遺傳參數年齡變化趨勢研究

劉捷明

(寧德市東湖塘華僑農場，福建 寧德 352199)

杉木()是杉科(Taxodiaceae)杉木屬()常綠喬木，廣泛分布于我國南方各省。杉木生長迅速,干形通直,材質優良，是我國速生用材林主要造林樹種之一。同時，杉木的生長周期較長，經濟成熟齡長達25 a左右，對遺傳改良進程有較大影響，也使得杉木遺傳改良項目的年均遺傳增益較低。通過生長性狀林齡間的相關性研究，確定早期選擇年齡，可以大幅縮短育種周期、提高整個林木遺傳改良項目的年均收益率。

本文以營建于福建省寧德市福口國有林場的杉木半同胞子代測定林為對象，研究杉木胸徑性狀遺傳參數隨林齡的變化趨勢，評估其遺傳潛力表達的穩定性，進而降低每一輪育種循環的選擇林齡，提高整個項目的短期與長期收益。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于福建省寧德市福口國有林場銅鏡工區11大班070小班，26°47′42″ N，119°31′37″ E。氣候類型為亞熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫19.1 ℃，年降雨量2 100 mm，無霜期超過300 d。地貌為低山丘陵，海拔100～250 m，平均坡度20°。土壤類型為山地紅壤，立地條件優良，土壤肥沃。

1.2 材料來源與試驗設計

試驗材料來自于福口國有林場優樹自由授粉子代，采種時間為2008年，育苗時間為2009年，造林時間為2010年春，造林株行距為2 m×2 m。試驗采用完全隨機區組設計，總計40個半同胞家系，單列4株小區，10次重復。

1.3 測量方法

在林齡5、6、7、8、9、12年時測量了上坡位離地1.3 m處的帶皮直徑。

1.4 統計分析方法

數據的統計分析使用R語言完成，遺傳方差組分的顯著性檢驗使用似然比檢驗單側檢驗進行。分析模型為：

=+++(×)+

(1)

式中：為第個重復第個家系的第個單株的測量值，為整個樣本群體測量值平均數，為第個重復效應，為第個家系效應，(×)為第個重復和第個家系的互作效應，為隨機誤差。

遺傳力、遺傳相關的標準誤使用泰勒展開式進行估計。單株狹義遺傳力計算公式為：

(2)

表型變異系數或加性遺傳變異系數計算公式為：

(3)

表型或遺傳相關系數計算公式為：

(4)

2 結果與分析

2.1 胸徑性狀表型變異

表1列出了各林齡胸徑性狀表型表現。可見，林齡5年時胸徑性狀表型變異系數較大，林齡12年時胸徑性狀表型變異系數較小，胸徑性狀表型變異系數呈隨林齡增大而減小的趨勢。

表1 胸徑性狀表型變異

2.2 胸徑性狀遺傳變異

胸徑性狀各林齡加性遺傳方差分量與單株狹義遺傳力均顯著(表2)。加性遺傳方差分量隨林齡的增大而增大。胸徑性狀單株狹義遺傳力在林齡5～7年較穩定，第8年開始逐漸表現出隨林齡增大而增大的趨勢，在林齡12年時有較大提高。胸徑性狀加性遺傳變異系數在林齡5～9年均較穩定，在林齡12年時表現出較大提高。

表2 各林齡胸徑性狀方差分析及遺傳參數估算

2.3 胸徑性狀林齡間表型相關與遺傳相關

胸徑性狀各林齡間表型與遺傳相關系數均顯著(表3)。表型與加性遺傳相關系數均隨林齡差距的減小而增大。相同林齡間表型相關系數小于加性遺傳相關系數。以林齡12年時為錨，林齡7年時兩林齡表型相關系數就已經超過0.8，林齡5年時兩林齡的遺傳相關系數就已經超過0.8。

表3 胸徑性狀林齡間相關

3 結論與討論

本研究中杉木胸徑性狀表型表現及表型變異系數隨林齡變化規律與國內多數報道相一致。速生性與較高的表型變異系數使得杉木胸徑性狀的表型選擇具有較高的潛在經濟價值。遺傳力隨林齡增長而逐漸增大的趨勢與各主要用材樹種的報道相一致。說明隨著林齡的增長，林木固有的遺傳潛力對表型表現的影響逐漸加大。表型變異系數隨林齡增長而減小，而加性遺傳變異系數隨林齡的增長而增大，說明隨著林齡的增長，環境因素對杉木胸徑性狀表型表現的影響在逐漸減小。各林齡胸徑性狀遺傳力從0.13到0.31，低于國內多數報道。杉木遺傳改良已進入高世代育種循環階段，杉木的遺傳潛力已得到極大的開發，而本文的研究對象為實生林表型選擇的優樹子代，所以遺傳力偏小。林齡12年時遺傳力與加性遺傳變異系數的增加幅度較高，可能是因為2022年調查時將病株、死株列為缺失值，從而減小了家系內誤差方差，增大了遺傳方差。本研究中杉木胸徑性狀林齡間表型相關系數、遺傳相關系數與國內多數報道相一致，為杉木胸徑性狀優良家系的早期選擇增加了一份可靠的參考數據。