湿地松家系产脂性状遗传分析与评价技术研究

摘要

湿地松(PinuselliottiiEngelm.)原产于美国，是世界性重要的用材树种，亦是优良的产脂树种。我国在20世纪30年代初开始引进美国湿地松，目前种植面积达200万公顷，已经成为亚热带地区重要的造林树种。国内关于湿地松遗传改良的研究过去多集中在林分生长与木材材性等方面，对其松脂生产一向作为林副产品看待，关于高产脂良种的选育重视不够，研究较少。
　　 为此，本论文在规范试验林松脂采集和样品测试分析技术方法的基础上，进行了湿地松家系产脂力及其松脂成分遗传变异分析，探讨了产脂性状的幼成龄相关及其与生长性状、光合生理性状相关等早期、间接选择基础，开展了高产脂和主成分优良品系评选。研究结果如下:
　　 (1)利用改良的松脂测试收集器和水蒸汽蒸馏装置，精确测定了49个自由授粉家系湿地松产脂量和松脂质量相关性状，研究其遗传变异规律。方差分析显示:湿地松胸径的H2F与H2S分别为0.436和0.368，产脂力的H2F与H2S分别为0.798和0.685，遗传力较高，但家系产脂力与生长量相关性不高。另外松节油含量和松脂基本密度的家系遗传力和单株遗传力也处于中等较高水平。将产脂力与胸径的乘积作为理论产脂量指标并结合松节油含量进行家系选择，结果表明有5个高产脂量湿地松家系，其现实增益为120％-251％，可以作为湿地松高产脂量优良遗传材料。
　　 (2)选取38个自由授粉家系共98个单株进行松脂组分测定，并进行相关遗传分析，以揭示湿地松松脂组分的遗传变异规律。结果表明:湿地松松脂中单萜烯类主要包括α-蒎烯、β-蒎烯等共10种组分，合计占松脂总量的9.86％左右，方差分析显示，松节油含量以及α-蒎烯和β-蒎烯的家系效应均极显著(P＜0.01)，家系遗传力分别为0.515、0.495和0.533，遗传传递能力强;α-蒎烯与β-蒎烯呈极显著负相关关系（r=-0.46，P＜0.01）。松脂中树脂酸类主要包括海松酸型树脂酸和枞酸型树脂酸共20种组分，其中松香的遗传力较低，家系效应不显著，枞酸型树脂酸含量大于海松酸类树脂酸，方差分析显示，有4种组分的的家系效应极显著，家系遗传力在0.611-0.812之间，遗传力较稳定。对特定成分进行遗传选择，按10％的选择差，各个组分均有4个家系入选，遗传增益显著。
　　 (3)为探索产脂性状早期选择的可行性，以缩短选择年限，提高选择效率，测定了8个家系的4年生幼树，及相应的19年生成年植株的产脂力以及松脂成分含量，分析了家系幼年与成年期产脂力和松脂成分含量的相关关系。结果表明:家系幼年期与成年期的产脂力、胸径均呈极显著的正相关关系，相关系数分别达到0.664和0.689，但松脂中单萜烯总量以及双萜烯总量的幼成相关性并不显著，除双萜烯类中脱氢枞酸含量外的各主要成分幼成之间也没有明显的相关性。因此对湿地松产脂能力进行早期评价是可行的，但对松脂主成分品系的早期选择适宜年龄仍需进一步研究。
　　 (4)利用8个湿地松家系4年生幼树进行光合生理特性和产脂力测定分析，以研究湿地松光合日变化与产脂力的相关性。研究结果为:湿地松净光合速率日变化为双峰曲线，各项光合生理指标家系间除蒸腾速率以外，其他均差异极显著，产脂力、地径均与净光合效率呈极显著的正相关关系，系数分别为0.500和0.742，因此通过光合效率指标的评价早期选育高产脂优良品系是可行的。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．1．1 研究背景

1．2 国内外松脂遗传改良研究现状

1．2．1 国内外产脂树种产脂力遗传改良研究现状

1．2．2 主要产脂树种松脂成分研究现状

1．2．3 松类树种产脂力的幼成相关和间接选择研究

1．3 研究目标和主要研究内容

1．3．1 关键的科学问题和研究目标

1．3．2 主要研究内容

1．4 研究技术路线

第二章 湿地松家系产脂量相关性状的遗传分析与高产脂家系评选

2．1 研究材料与方法

2．1．1 试验材料及田间试验设计

2．1．2 松脂样品收集及质量测定装置与方法

2．1．3 数据统计方法

2．2 结果与分析

2．2．1 产脂力、胸径以及松脂基本密度方差分析

2．2．2 产脂力、胸径和松脂基本密度之间的相关性分析

2．2．3 遗传力分析

2．2．4 高产脂家系的选择

2．3 小结

第三章 湿地松家系松脂组分遗传变异分析与主要成分家系选择

3．1 研究材料与方法

3．1．2 样品成分分析方法

3．1．3 统计分析方法

3．2 结果与分析

3．2．1 湿地松松脂萜烯类总含量分析

3．2．2 湿地松松脂中单萜烯、倍半萜烯类与双萜烯类主要成分相对含量分析

3．2．3 湿地松松脂中单萜烯类与双萜烯类主要成分方差分析

3．2．4 湿地松单萜烯类和双萜烯类各组分遗传力分析

3．2．5 湿地松松脂中单萜烯类、双萜烯类以及两类之间各主要组分之间的相关性分析

3．2．6 主要成分家系选择

3．3 小结

第四章 湿地松产脂性状早期选择研究

4．1 研究材料与方法

4．1．1 试验材料与试验地概况

4．1．2 松脂收集方法

4．1．3 产脂力测定方法与数据处理方法

4．2 结果与分析

4．2．1 湿地松家系产脂力及生长性状的幼成相关

4．2．2 湿地松单双萜烯类总量幼成相关性分析

4．2．3 湿地松家系松脂萜烯类主要组分的幼成相关性分析

4．3 小结

第五章 幼年期湿地松产脂力与光合生理性状的相关研究

5．1 研究材料与方法

5．1．1 试验材料

5．1．2 试验方法

5．1．3 数据处理

5．2 结果与分析

5．2．1 湿地松家系主要光合因子日变化

5．2．2 各家系产脂力、生长、光合生理指标分析

5．3 小结

第六章 结论与讨论

6．1 结论与讨论

6．1．1 湿地松家系产脂量相关性状的遗传分析与高产脂家系评选

6．1．2 湿地松家系松脂组分遗传变异分析与主要成分家系选择

6．1．3 湿地松产脂性状早期选择研究

6．1．4 幼年期湿地松产脂力与光合生理性状的相关研究

6．2 展望

参考文献

在读期间学术研究状况

致谢