四种木麻黄种源变异与选择研究

摘要

木麻黄（Casuarina）树种作为我国华南沿海地区最成功的外引树种，具有速生、防风、固沙、抗逆及耐瘠薄等优良特性，是重要的防护林、用材林和多用途林树种。我国集中性对木麻黄多树种、种源数量丰富且系统的种源试验研究报道较少，特别是含有大量原产地种质材料;同时对木麻黄种源材性遗传变异规律的研究还未见报道。本文以短枝木麻黄、粗枝木麻黄、细枝木麻黄和山地木麻黄为材料开展种源试验，对木麻黄的生长、适应性、形质和材质等性状进行分析研究，对其遗传参数进行估算，揭示种源间性状的遗传变异规律，为木麻黄的良种选育和种质资源的合理利用提供理论依据。主要研究结果如下: (1)造林后2a、5a和7a时，4种木麻黄保存率在种源间差异显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)。造林后2a时，短枝木麻黄的种源保存率最高，山地木麻黄最低;造林后5a时，粗枝木麻黄种源保存率最高，短枝木麻黄最低。台风过后，即7a时短枝木麻黄种源Dongfang、Ledong和Huian保存率均在80％以上，粗枝木麻黄种源13143、13139、13146和16363的保存率均在85％以上，细枝木麻黄种源15004、15574和CK的保存率均在75％以上，山地木麻黄种源18844、18846、18849和19489的保存率均在70％以上，说明4种木麻黄抗风性在种源间均呈现极显著性差异（P＜0.01），其抗风性强弱依次为短枝木麻黄、山地木麻黄、粗枝木麻黄和细枝木麻黄。其抗风性种源遗传力和遗传异系数变幅分别为0～0.108和0.05％～4.17％，均以细枝木麻黄为最高，粗枝木麻黄最低;入选率为20％时，细枝木麻黄种源抗风性选择增益最大(2.33％)，其次为短枝木麻黄(0.75％)，粗枝木麻黄和山地木麻黄则接近0。 (2)3个测定年份，4种木麻黄种源间树高、胸径和单株材积均存在显著(P＜0.05)或极显著差异(P＜0.01);短枝木麻黄的5个种源（Yangxi、Dianbai、Ledong、Dongshan和18244）、粗枝木麻黄的5个种源（13139、13144、15218、15939和16361）、细枝木麻黄2个种源（14005和20477）以及山地木麻黄3个种源（19489、19490和17877）的生长性状均高于其总均值。粗枝木麻黄生长性状的种源遗传力和遗传变异系数在3个测定年份均明显低于其他3种木麻黄，以7a时细枝木麻黄单株材积的种源遗传力和遗传变异系数为最高，分别为0.403和68.70％;除了粗枝木麻黄，其他3种木麻黄单株材积的遗传变异系数要远远大于树高和胸径。造林后7a时，采用20％的入选率，粗枝木麻黄生长性状的种源遗传增益均低于0.21％，其他3种木麻黄的树高、胸径和单株材积的遗传增益变幅分别为1.28％～6.59％、0.92％～12.63％和1.93％～39.86％。造林后7a时，短枝木麻黄的树高最大，其次为山地木麻黄、粗枝木麻黄，细枝木麻黄最小;胸径和单株材积则以短枝木麻黄为最大，粗枝木麻黄最小。 (3)短枝木麻黄种源间侧枝粗细(TPB)、侧枝分枝角(APB)、侧枝长度(LPB)、绿色小枝长度(LDB)、主干分叉习性(AP)及主干通直度(SFS)的差异达到显著性水平，其种源遗传力和遗传变异系数范围分别为0.004～0.242和0.48％～5.79％，当入选率为20％时，其上述形质性状的遗传增益范围为0.01％～3.72％;粗枝木麻黄种源间LDB和SFS的差异达到显著性水平，其种源遗传力和遗传变异系数范围分别为0.042～0.283和2.72％～5.69％，当入选率为20％时，其上述形质性状的遗传增益范围为0.68％～5.13％;细枝木麻黄种源间侧枝密度(DPB)、TPB、APB和SFS的差异达到显著性水平，其种源遗传力和遗传变异系数范围分别0.021～0.247和2.01％～3.49％，当入选率为20％时，其上述形质性状的遗传增益范围为0.25％～2.03％;山地木麻黄种源间TPB、APB、LDB、AP及SFS的差异达到显著性水平，其种源遗传力和遗传变异系数范围分别0.007～0.088和0.93％～5.56％，当入选率为20％时，其上述形质性状的遗传增益范围为0.07％～2.45％。 (4)造林后7a时，木材密度(BD)、纤维长度(FL)和纤维长宽比(LTW)在4种木麻黄种源间均存在显著性差异，纤维宽度(FW)仅在短枝木麻黄种源间存在显著差异。短枝木麻黄5个种源（Maoming、Dongfang、18015、18244和18122）和山地木麻黄1个种源(19490)木材密度均在0.70g·cm-3以上，粗枝木麻黄4个种源(15932、15938、15941和19242)和细枝木麻黄1个种源(14005)的木材密度在0.60g·cm-3以上;1个短枝木麻黄种源(18298)、1个粗枝木麻黄种源(CK)、2个细枝木麻黄种源(14005、20477)和4个山地木麻黄种源（18849、17877、19239和19238）的纤维长度在0.85mm以上。4种木麻黄木材密度、纤维长度和纤维长宽比的种源遗传力变幅分别为0.155～0.519、0.143～0.504和0.094～0.489，其遗传变异系数范围分别为2.82％～10.16％、4.67％～10.64％和3.90％～10.94％，种源遗传力和遗传变异系数均以细枝木麻黄为最大。入选率为20％时，短枝木麻黄、粗枝木麻黄和山地木麻黄的木材密度、纤维长度和纤维长宽比的种源遗传增益大多在2％以下，仅山地木麻黄木材密度的遗传增益接近5％，而细枝木麻黄材性的遗传增益均在5％以上。 (5)3个测定年份，4种木麻黄种源树高、胸径及单株材积等3个生长性状间，表型和遗传相关均达到极显著正相关(P＜0.01），表明生长性状相互间关系紧密，可以用于早期预测。抗风性与形质、材质形状间的相关性表明，粗枝木麻黄抗风性与所有形质、材质形状间的遗传相关不显著;短枝木麻黄的RES与TPB、AP、BD间呈显著遗传正相关(P＜0.01)，与APB间极显著遗传负相关(P＜0.01)，在抗风性选择时，重点关注侧枝粗细、主干分叉位点、木材密度及分枝角等性状;细枝木麻黄的RES与SFS、BD、FL间为显著的正表型和遗传相关(P＜0.05-0.01)，在抗风性选择时，重点关注主干通直度、木材密度大、纤维长度等性状;山地木麻黄的RES与SFS、FL间为显著的正表型和遗传相关(P＜0.05-0.01)，在抗风性选择时，重点关注主干通直度高和纤维长度等性状。生长与形质、材质形状间的相关性表明，短枝木麻黄和细枝木麻黄生长性状与FL间呈极显著遗传正相关(P＜0.01)，与LTW间无显著相关（P≥0.05），在短枝木麻黄和细枝木麻黄的材性选择过程中可以对生长性状和LTW分开选择，长纤维的选择可以考虑速生性种源。 (6)选用树高H7(X1)、胸径D7(X2)、抗风性RES(X3)、侧枝粗细TPB(X4)、主干通直度SFS(X5)、木材密度BD(X6)、纤维长度FL(X7)、纤维宽度FW(X8)、纤维长宽比LTW(X9)这9个性状构建选择指数方程。以等权法指数方程进行选择，短枝木麻黄优良种源为Dongshan、Lingao、Ledong和18127;粗枝木麻黄优良种源为13141、13987、13142和15939;细枝木麻黄优良种源为20477和15574;山地木麻黄优良种源为17877、19490、19489和18849。以强调生长性状指数方程进行选择，短枝木麻黄优良种源为Dongshan、Lingao、Ledong和18127;粗枝木麻黄优良种源为13141、13987、13142和15939;细枝木麻黄优良种源为14005和20477;山地木麻黄优良种源为19490、19489、17877和18950。以强调材质性状指数方程进行选择，短枝木麻黄优良种源为18269、Dongshan、Lingao和Huian;粗枝木麻黄优良种源为13141、13987、13142和15939;细枝木麻黄优良种源为20477和13519;山地木麻黄优良种源为17877、19490、19489和18849。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1．1研究背景

1．1．2研究目的

1．1．3项目来源与经费支持

1．2国内外研究现状及发展趋势

1．2．1木麻黄种源试验研究进展

1．2．2木麻黄木材材性的研究

1．2．3性状问的相关和多性状综合选择研究

1．3主要研究内容

1．4技术路线

第二章材料与方法

2．1试验地概况

2．2试验材料

2．3试验设计

2．4生长性状及形质性状观测

2．5材性取样与测定

2．5．1材性取样

2．5．2材性测定

2．6数据统计分析

第三章结果与分析

3．1木麻黄适应性分析

3．1．1短枝木麻黄的保存率和抗风性

3．1．2粗枝木麻黄的保存率和抗风性

3．1．3细枝木麻黄的保存率和抗风性

3．1．4山地木麻黄的保存率和抗风性

3．1．5小结

3．2木麻黄生长性状的遗传变异及遗传参数估算

3．2．1木麻黄生长性状的变异比较

3．2．2木麻黄生长性状遗传参数的估算

3．2．3小结

3．3木麻黄形质性状的遗传变异及遗传参数估算

3．3．1木麻黄形质性状的差异比较

3．3．2木麻黄形质性状遗传参数的估算

3．3．3小结

3．4．木麻黄材质性状的遗传变异及遗传参数估算

3．4．1木麻黄材性变异

3．4．2木麻黄材性遗传参数的估算

3．4．3小结

3．5木麻黄性状问相关性及其种源综合选育

3．5．1木麻黄生长与形质性状的相关分析

3．5．2木麻黄材质性状间的相关分析

3．5．3木麻黄生长、适应性、形质和材质性状间的相关分析

3．5．4木麻黄生长、适应性、形质和材质多性状综合选择

3．5．5小结

第四章结论与讨论

4．1结论

4．1．1木麻黄种源适应性

4．1．2木麻黄种源生长性状的遗传变异

4．1．3木麻黄种源形质性状的遗传变异

4．1．4木麻黄种源材性的遗传变异

4．1．5木麻黄种源性状间相关关系

4．1．6木麻黄优良种源选择

4．2讨论

4．2．1木麻黄的遗传改良途径

4．2．2木麻黄的遗传变异

4．2．3生长性状早期选择

4．2．4木麻黄性状间的相关性

4．2．5木麻黄的抗风性

4．2．6多性状综合选择

4．3创新点

4．4展望

参考文献

附录

在读期间的学术研究

致谢