基于多性状的水曲柳优良家系选育技术研究

摘要

本研究对黑龙江省伊春市带岭区、黑龙江省尚志市东北林业大学帽儿山实验林场、吉林省露水河林业局三个试验点的9年生水曲柳表型优树子代林的生长性状（树高、胸径、地径、材积）进行了调查。根据生长量调查结果对各试验点的参试家系（包括对照）进行了按照生长量水平从优到劣的排序，并按照一定选育原则初选出生长性状优良的家系。进一步在带岭试验点结合生长性状，开展对生物量、碳储量、光合效率和香豆素类次生代谢物含量等多性状的综合评价。先按生长量高、中、低三个水平，每个水平各选三个家系的原则，从54个家系中选取10个家系30个单株（包括当地水曲柳对照株）用于生物量分析、碳氮含量测定与水曲柳树皮中香豆素类物质含量的测定，并用回归方程法通过建立生长量与生物量的回归方程和生长量与单株碳储量的回归方程求得所有54个参试家系的生物量和单株碳储量。进一步进行了家系选择，本研究对于三个试验点不同家系各性状的遗传变异规律和遗传增益，为水曲柳的良种选育奠定了坚实基础，并具有重要的指导意义。试验结果如下:
　　1、参试家系的生长性状变异:3个试验点的各水曲柳参试家系间树高、胸径、地径和材积的差异均极显著;家系间的树高、胸径、地径和材积的变异幅度均比较大。带岭地区水曲柳子代材积的家系遗传力，遗传变异系数和遗传增益均高于其它生长性状，材积的家系遗传力为69.24％，遗传变异系数为38.98％，遗传增益为23.45％。帽儿山地区水曲柳的生长性状中树高的家系遗传力最大，为63.85％;其它生长性状的家系遗传力均处于中等水平。材积的遗传变异系数和遗传增益均最大，其遗传变异系数为24.28％，遗传增益为12.05％。露水河地区的水曲柳的生长性状中树高的家系遗传力最大，为85.15％。材积的遗传变异系数和遗传增益均最大，其遗传变异系数为29.61％，遗传增益为26.28％。三个试验点的水曲柳子代家系的生长量平均水平比较结果是:帽儿山地区＞带岭地区＞露水河地区。本试验通过多点稳定性分析，选出了2个生长性状在三个试验点均表现优良的家系，其生长量水平均高于三点总平均值的10.82％-13.42％。
　　2、生长性状与光合参数、生物量性状、含氮率、碳储量和次生代谢产物香豆素类物质含量的相关性分析:生长性状与光合参数之间的相关性不显著，而与生物量性状之间极显著正相关;生长性状与单株碳储量之间极显著正相关;生长性状与含氮率之间的相关性总体不显著;生长性状与树皮中的香豆素类物质含量之间的相关性不显著。
　　3、参试家系的光合参数变异分析:参试家系间的净光合速率的差异不显著，而气孔导度和蒸腾速率差异达到极显著。遗传参数分析结果表明，净光合速率的家系遗传力为53.11％，处于中等水平;净光合速率的遗传变异系数(8.61％)和遗传增益(2.28％)均比较小;气孔导度和蒸腾速率的家系遗传力（75.63％和73.13％）、遗传变异系数（31.43％和41.18％）和遗传增益（21.26％和23.80％）均比较大。本试验初选出1个光合参数水平高的家系，其各光合参数均高于总体平均值的10.96％-66.72％，高出对照种源12.11％-86.75％
　　4、参试家系的生物量性状变异:参试家系间生物量性状的差异达到极显著。遗传参数分析结果表明，生物量性状的家系遗传力(71.65％)，遗传变异系数(38.51％)和遗传增益(21.06％)均比较大。本试验初选出10个生物量性状优良的家系，其生物量均高于总体平均值的28.25％-200.84％，高出对照种源17.76％-176.24％。
　　5、参试家系的单株碳储量变异:参试家系间单株碳储量的差异达到极显著。遗传参数分析结果表明:单株碳储量的家系遗传力(73.90％)、遗传变异系数(31.05％)和遗传增益(21.87％)均比较大。本试验初选出10个单株碳储量水平高的家系，其单株碳储量均高于总体平均值的34.20％-162.78％，高出对照种源42.22％-178.48％。
　　6、从10个取材家系中，初步选出了3个树干含氮率较高的家系，其树干含氮率高出对照种源和10个家系的总体平均值30.39％-57.06％，高出对照种源40.28％-68.97％。
　　7、从按照生长量高中低三个水平选出的10个用于树木解析的家系中，初步选出了2个树皮中mandshurin含量较高的家系，1个树皮中秦皮甲素含量较高的家系和5个树皮中秦皮乙素含量较高的家系，这些家系的树皮中相应的香豆素类物质含量均高出总体平均值17.64％-36.04％，高出对照种源16.44％-93.32％。
　　8、根据生长性状（树高、胸径、地径、材积）、光合参数（净光合速率、气孔导度、蒸腾速率）、生物量和单株碳储量，本试验用加权综合指数法选出了10个各性状综合水平较优的家系，其综合指数水平均高出总体平均值的22.05％-50.24％，高出对照种源34.79％-65.02％。

目录

摘要

1 绪论

1．1 水曲柳的生长特性及经济价值

1．2 水曲柳研究进展

1．2．1 生理学方面

1．2．2 生态学方面

1．2．3 育种及种子园建设方面

1．2．4 水曲柳组织培养特性的研究

1．2．5 关于水曲柳的其他方面的研究

1．3 本研究的目的和意义

2 三个地点的水曲柳优树子代生长量变异分析

2．1 试验地概况

2．1．1 带岭试验点概况

2．1．2 帽儿山试验点概况

2．1．3 露水河试验点概况

2．2 试验材料及子代林基本情况

2．3 水曲柳子代林生长性状的调查

2．4 统计分析

2．5 结果与分析

2．5．1 带岭地区水曲柳子代生长性状变异分析

2．5．2 帽儿山地区水曲柳子代生长性状变异分析

2．5．3 露水河地区水曲柳子代生长性状变异分析

2．5．4 三个试验地点的水曲柳优树子代家系稳定性分析及综合选择

2．6 本章小结

3 水曲柳优树子代的家系选择验证及多性状测定

3．1 水曲柳优树子代的光合参数测定

3．1．1 材料与方法

3．1．2 结果与分析

3．2 水曲柳优树子代的生物量测定

3．2．1 材料与方法

3．2．2 结果与分析

3．3 水曲柳优树子代的碳含量测定

3．3．1 材料与方法

3．3．2 结果与分析

3．4 水曲柳优树子代氮含量测定

3．4．1 材料与方法

3．4．2 结果与分析

3．5 水曲柳优树子代树皮中香豆素类物质含量测定

3．5．1 材料与方法

3．5．2 结果与方法‘

3．6 本章小结

4 基于多性状的优良家系综合选择

4．1 水曲柳优树子代家系的光合参数变异分析

4．1．1 三个光合参数之间的相关性分析

4．1．2 光合参数的遗传参数分析

4．1．3 根据光合参数进行家系选择

4．2 水曲柳优树子代家系的生物量变异分析

4．2．1 单株生物量变异幅度分析及方差分析

4．2．2 生物量性状的遗传参数分析

4．2．3 根据生物量性状进行优良家系选择

4．3 水曲柳优树子代家系的单株碳储量变异分析

4．3．1 单株碳储量变异幅度分析及方差分析

4．3．2 单株碳储量的遗传参数分析

4．3．3 根据单株碳储量进行优良家系选择

4．4 根据氮含量进行的家系选择

4．5 根据次生代谢产物香豆素类物质含量进行的家系选择

4．6 根据各类性状对水曲柳优树子代家系的综合选择

4．6．1 试验方法

4．6．2 根据综合指数进行多性状综合家系选择

4．7 本章小结

5 讨论与建议

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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