马尾松无性系生长性状基因型与环境互作效应初步研究.pdf

DOI:10.12171/j.10001522.20210312马尾松无性系生长性状基因型与环境互作效应初步研究王胤1姚瑞玲1陈振华2甘德煜3彭健4(1.广西壮族自治区林业科学研究院，广西南宁530002；2.广西壮族自治区国有派阳山林场，广西宁明562500；3.广西壮族自治区国有博白林场，广西博白537616；4.广西壮族自治区国有三门江林场，广西柳州545006)摘要:【目的】马尾松是我国南方重要速生用材树种之一。研究 10 个马尾松无性系在不同试验点胸径和树高生长性状的变异特征和遗传稳定性，筛选高遗传增益的优良基因型推广利用，为马尾松适地适基因型高效栽培和人工林提质增效提供试验依据。【方法】以在广西宁明县（E1）、柳州市（E2）、博白县（E3）和钦州市（E4）营建的 10 个 3 年生马尾松无性系（M1M10）区域试验林为对象，测定胸径和树高生长，分析不同基因型生长性状差异和变异规律，开展无性系稳定性分析和综合评价，筛选生产力高和稳定性好的优良基因型。【结果】马尾松无性系生长变异丰富，同一地点无性系间总变异和同一无性系地点间总变异均表现为胸径大于树高。多点联合方差分析表明：基因型、环境条件、基因型与环境互作效应对马尾松无性系胸径和树高生长都有极显著影响（P0.01），试验点内无性系间生长表现不同，无性系在不同试验点间生长表现也存在较大差异。不同地点无性系胸径和树高的重复力处于 0.590.89 之间，生长性状主要受遗传控制。遗传稳定性分析结果表明：M1、M2、M4、M5 和 M7 等 5 个无性系胸径和树高生长速度较快且稳定性良好，M8 对 E1 试验点具有特殊适应性。对 4 个试验点的马尾松无性系胸径和树高生长进行综合评价，筛选出 M1、M2、M4、M5、M75 个优良无性系，胸径和树高遗传增益分别比种子园良种实生苗提高 37.90%45.65%和 21.92%24.38%。【结论】马尾松胸径和树高生长性状在无性系间变异丰富，基因型、环境和基因型与环境的互作效应对马尾松无性系的生长性状产生了极显著影响；M1、M2、M4、M5 和 M7 等 5 个无性系生长迅速且稳定，遗传增益较高，可在马尾松栽培区适当推广。关键词：马尾松；无性系；互作效应；遗传变异；生长性状中图分类号：S722.5文献标志码：A文章编号：10001522(2023)05004710引文格式：王胤，姚瑞玲，陈振华，等.马尾松无性系生长性状基因型与环境互作效应初步研究 J.北京林业大学学报，2023，45(5)：4756.WangYin,YaoRuiling,ChenZhenhua,etal.PreliminarystudyontheinteractioneffectbetweengenotypesandenvironmentofgrowthtraitsinPinus massonianaclonesJ.JournalofBeijingForestryUniversity,2023,45(5):4756.Preliminary study on the interaction effect between genotypes and environment ofgrowth traits in Pinus massoniana clonesWangYin1YaoRuiling1ChenZhenhua2GanDeyu3PengJian4(1.GuangxiForestryResearchInstitute,Nanning530002,Guangxi,China;2.GuangxiState-OwnedPaiyangshanForestFarm,Ningming532500,Guangxi,China;3.GuangxiState-OwnedBobaiForestFarm,Bobai537617,Guangxi,China;4.GuangxiState-OwnedSanmenjiangForestFarm,Liuzhou545006,Guangxi,China)Abstract:Objective Pinus massoniana is one of the important fast-growing timber species in southChina.Inthisstudy,phenotypicandgeneticstabilityofDBHandtreeheighttraitsof10Pinus massonianacloneswerestudiedatmultiplesites,andexcellentgenotypeswithhighgeneticgainwerescreened,soastoprovideexperimentalbasisforefficientcultivationofPinus massonianawithsuitablegenotypesandqualityandefficiencyimprovementofplantation.MethodTheDBHandtreeheightof103-year-oldPinus收稿日期:20210816修回日期:20220107基金项目:国家自然科学基金项目（32260381、31960311），广西林业科技推广示范项目（桂林科研 20213 号），广西科技计划项目（2018GXNSFDA281020）。第一作者:王胤，高级工程师。主要研究方向：森林培育。Email：地址：530002广西南宁市西乡塘区邕武路 23 号广西林科院。本刊网址:http:/；http:/第45卷第5期北京林业大学学报Vol.45，No.52023年5月JOURNALOFBEIJINGFORESTRYUNIVERSITYMay，2023massonianaclones(M1M10)weremeasuredfromregionalexperimentalforestinNingmingCounty(E1),LiuzhouCity(E2),BobaiCounty(E3)andQinzhouCity(E4)ofGuangxi,southernChina.Thegrowthtraitsandphenotypicvariationofdifferentgenotypeswereanalyzed.Clonestabilityanalysisandcomprehensiveevaluation were carried out to screen excellent genotypes with high productivity and good stability.ResultThegrowthvariationofPinus massonianacloneswasrich,thetotalvarationofDBHbetweenclonesatthesamesiteandbetweenclonesatthesamesitewasgreaterthantreeheight.Multi-pointjointvarianceanalysisshowedthatgenotype,environmentalconditionsandgenotype-environmentinteractionhadsignificanteffectsonDBHandtreeheightgrowthofPinus massonianaclones(P0.01).Thegrowthperformance of clones within the test site was different,and the growth performance of clones amongdifferenttestsiteswasalsodifferent.TherepeatabilityofDBHandtreeheightofclonesatdifferentsiteswasbetween0.59and0.89,indicatingtheyweremainlycontrolledbyheredity.TheresultsofgeneticstabilityanalysisshowedthattheDBHandtreeheightofM1,M2,M4,M5andM7clonesgrewfasterandhadgoodstability.CloneM8hadaspecialadaptabilitytothetestsiteatNingmingCounty.Fivesuperiorclones(M1,M2,M4,M5,M7)wereselectedbycomprehensiveevaluationofDBHandtreeheightacrossfourexperimentalsites.ThegeneticgainsofDBHandtreeheightwereincreasedby37.90%45.65%and21.92%24.38%,respectively,comparedwiththeperformanceofseedorchardseedlings.ConclusionTheDBH and tree height of Pinus massoniana vary greatly among clones.Genotype,environment and theinteraction between genotype and environment have significant effects on the growth traits of Pinusmassonianaclones.Thefiveclones,M1,M2,M4,M5andM7,growrapidlyandstably,andbringhighgeneticgain,whichcouldbeappropriatelypromotedinPinus massonianacultivationareas.Key words:Pinus massoniana;clone;interactioneffect;geneticvariation;growthtrait林木在自然界中的生长表现受基因型和所处环境共同控制，当一定的基因型在不同栽培环境中的排名不同（秩次效应），或者基因型间差别在不同环境中发生改变，但基因型排序并未发生变化（尺度效应）时12，说明存在基因型与环境的互作效应。研究林木基因型与环境相互作用，有利于评价其对不同环境的适应性，对育种研究和生产经营意义重大。刘宁等3研究表明：欧美杨（Populus euramericana）杂交无性系生长性状在东北地区和华中地区变异较大，受基因型和环境交互作用影响显著。姜岳忠等4通过区域化试验对 30 个黑杨派（Aigeiros）无性系的基因型与环境互作、稳定性和适应性进行研究，确定了不同无性系的适应范围和推广地区，为适地适无性系提供了理论依据。徐焕文等5对 5 年生白桦（Betula platyphylla）家系多点稳定性进行了分析，筛选出一批高产稳产型优良家系。由此可见：受基因型与环境互作的影响，优良林木品种在进行大面积推广应用之前都要进行多个地点的区域试验，以对其遗传稳定性进行分析评价，这是林木遗传改良过程中最为关键的环节之一。马尾松（Pinus massoniana）是我国南方重要的材脂兼用乡土树种，其适应范围广，栽培面积大，经济价值较高6。在马尾松遗传改良过程中，最主要任务就是通过多点区域试验度量马尾松基因型与环境之间的互作效应，筛选出适应范围广的优良基因型和适合特定环境的基因型进行推广利用79，为此，国内学者开展了大量研究。陈天华等10发现：23 个马尾松种源在 7 个试验点的生长表现存在极显著的种源与地点交互作用，确定了参试种源最适宜种植范围。周志春等11研究得出：不同产地 6 年生马尾松树高和胸径存在显著的产地