Genetic variations and primary selections of main wood properties among Michelia macclurei families
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摘要:目的
通过对火力楠Michelia macclurei家系材性遗传参数的估算及材性与生长性状的相关性分析，了解其材性的家系遗传变异规律，为火力楠优良家系选择和种质资源合理开发利用提供科学依据。
方法以火力楠种源家系试验林中的100个家系为试验材料，对木材基本密度、纤维长度、纤维宽度和纤维长宽比4个材性性状的遗传变异规律进行分析。
结果火力楠各木材性状在家系间存在极显著差异(P<0.01)，具有较大的选育潜力。木材基本密度、纤维长度、纤维宽度及纤维长宽比的变幅分别为0.38~0.53 g·cm–3、0.65~0.91 mm、23.20~28.87 μm和22.92~38.66，平均值分别为0.48 g·cm–3、0.79 mm、25.88 μm和30.74。性状相关分析表明，除纤维长度与胸径、材积呈不显著遗传相关外，各材性性状与生长性状显著相关，木材基本密度和纤维长度之间相关性不显著，可以独立选择。木材基本密度和纤维长度的单株遗传力分别为0.374和0.372，均受高度遗传控制。纤维宽度和纤维长宽比的单株遗传力分别为0.166和0.231，均受中度遗传控制。
结论采用强度和中度2种选择方法，对材性优良家系进行选择，结合实际生产以及下一步的选育，中度选择更适合现有试验林的选择，共选出木材密度优良家系52个，纤维长度优良家系44个，共有家系23个，以此23个家系作为优良材性联合初选较为合适。
Abstract:ObjectiveTo understand genetic variation characteristics and provide bases for superior families selection and germplasm resources reasonable exploitation and utilization in Michelia macclurei based on estimation of wood property genetic parameters among families and correlation analyses between wood properties and growth traits.
MethodGenetic variation characteristics of wood basic density, fiber length, fiber width and fiber length/width ratio were analyzed using 100 families in M. macclurei provenance family forest.
ResultTimber characteristics among families existed significant differences (P<0.01) and had great selection potentials. The variation ranges of wood basic density, fiber length, fiber width and fiber length/width ratio among different provenances were 0.38-0.53 g·cm–3、0.65-0.91 mm、23.20-28.87 μm and 22.92-38.66 respectively, with mean values of 0.48 g·cm–3、0.79 mm、25.88 μm and 30.74 respectively. The genotypic and phentypic correlation analyses showed that the wood properties of each family were significantly correlated with the growth traits, except no significant genotypic correlation between fiber length and diameter at breast height or volume. The correlation between wood density and fiber length was not significant, and these two traits could be selected independently. The individual heritability of wood basic density and fiber length were 0.374 and 0.372 respectively, both under highly genetic control. The individual heritability of fiber width and fiber length/width ratio were 0.166 and 0.231 respectively, both under moderate genetic control.
ConclusionThe superior wood property families are selected through intense and moderate selection methods. In consideration of actual production and following breeding, the moderate selection is more suitable for the present experimental forest. This study selected 52 superior wood basic density families, 44 superior fiber length families, and 23 shared families. These 23 families are more suitable as suporior materials for combined primary selection.
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Keywords:
- Michelia macclurei /
- family /
- wood property /
- wood basic density /
- fiber morphology /
- genetic variation /
- early selection
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表 1 火力楠家系信息
Table 1 Information of Michelia macclurei families
种源编号 种源名称 采种地点 经度(E) 纬度(N) 海拔/m 家系数量 家系编号 1 信宜1 广东信宜市 110°45′ 22°26′ 294 9 3、5~8、14~17 2 信宜2 广东信宜市 110°52′ 22°30′ 208 11 1~2、9~13、19~22 3 玉林1 广西玉林市 110°18′ 22°19′ 185 11 90~92、110~112、114、123、126~128 4 高州1 广东高州市 110°44′ 22°08′ 85 7 25、26、29、32~34、130 5 高州2 广东高州市 110°45′ 22°01′ 63 7 36、38~41、52、53 6 高州3 广东高州市 110°47′ 22°11′ 257 6 44、45、47~50 7 钦州1 广西钦州市 109°28′ 22°07′ 62 7 57~59、61、62、64、65 8 钦州2 广西钦州市 108°35′ 21°58′ 14 4 66~69 9 上思 广西上思县 107°52′ 22°04′ 284 5 70、71、74、75、78 10 凭祥 广西凭祥市 106°46′ 22°07′ 411 9 79、81~85、87~89 11 玉林2 广西玉林市 110°34′ 23°00′ 143 6 93~96、107、108 12 玉林3 广西玉林市 110°23′ 22°58′ 276 7 98、100~102、104~106 13 玉林4 广西玉林市 109°43′ 22°55′ 164 6 115~120 14 海南 海南儋州市 109°43′ 19°21′ 149 2 54、55 15 云浮 广东云浮市 112°12′ 22°59′ 146 3 131~133 
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表 2 火力楠家系材性性状比较1)
Table 2 Wood property comparisons of Michelia macclurei families
排名 基本密度(BD) 纤维长度(FL) 纤维宽度(FW) 纤维长宽比(LTW) 家系 BD/(g·cm–3) 家系 FL/mm 家系 FW/μm 家系 LTW 1 116 0.53±0.02a 107 0.91±0.04a 1 28.87±0.22a 55 38.66±0.00a 2 94 0.53±0.01ab 55 0.90±0.00ab 67 28.45±0.55ab 11 36.40±1.33ab 3 55 0.52±0.00abc 11 0.89±0.02abc 110 28.33±0.55abc 36 35.88±2.72abc 4 75 0.52±0.02abcd 36 0.88±0.04abcd 81 27.83±0.37abcd 10 34.57±1.44abcd 5 25 0.52±0.02abcd 16 0.88±0.03abcde 62 27.77±0.84abcde 133 34.50±0.77abcd 6 16 0.52±0.01abcd 7 0.88±0.02abcde 106 27.66±1.21abcdef 2 34.44±0.58abcd 7 130 0.52±.0.03abcd 74 0.85±0.05abcdef 104 27.57±0.81abcdefg 49 33.97±2.09abcde 8 78 0.51±0.01abcde 2 0.85±0.01abcdefg 101 27.43±0.99abcdefg 15 33.80±1.39abcdef 9 67 0.51±0.00abcdef 22 0.85±0.03abcdefgh 105 27.40±1.21abcdefgh 16 33.76±1.72abcdef 10 40 0.51±0.02abcdef 88 0.84±0.05abcdefgh 107 27.20±0.61abcdefghi 107 33.47±0.97abcdefg 11 45 0.51±0.00abcdefg 10 0.84±0.03abcdefgh 14 27.18±0.20abcdefghi 89 33.31±2.18abcdefg 12 54 0.51±0.01abcdefg 50 0.84±0.02abcdefgh 114 27.18±0.36abcdefghi 40 33.17±1.90abcdefg 13 36 0.51±0.02abcdefgh 21 0.84±0.04abcdefgh 7 27.18±0.54abcdefghi 3 33.13±1.29abcdefg 14 15 0.51±0.01abcdefgh 58 0.84±0.04abcdefgh 65 27.17±0.54abcdefghi 22 33.04±2.72abcdefg 15 41 0.51±0.01abcdefgh 108 0.84±0.01abcdefghi 118 27.10±0.58abcdefghij 119 32.93±1.18abcdefg $ \vdots $ $ \vdots $ $ \vdots $ $ \vdots $ 96 81 0.43±0.01nopqr 41 0.71±0.03ijklm 116 24.08±0.31klmn 1 26.39±0.58hijkl 97 6 0.42±0.01opqr 110 0.70±0.03jklm 130 24.00±1.26klmn 14 25.14±0.73ijkl 98 85 0.42±0.03pqr 14 0.68±0.02klm 15 23.90±0.47lmn 110 24.80±0.62jkl 99 69 0.41±0.01qr 104 0.66±0.02lm 133 23.75±0.82mn 104 23.91±1.23kl 100 110 0.38±0.01r 67 0.65±0.06m 55 23.20±0.00n 67 22.92±2.61l 平均值 0.48±0.037 0.79±0.078 25.88±1.76 30.74±3.89 1)表中数据为平均值±SE；同列数据后，凡是具有一个相同小写字母者表示在0.05水平上差异不显著(Duncan’s 法)
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表 3 火力楠材性的遗传参数1)
Table 3 Genetic parameters of Michelia macclurei wood properties
性状 ${\sigma _{\rm P}}^2$ ${\sigma _{\rm F}}^2$ ${\sigma _{\rm{RF}}}^2$ ${\sigma _{\rm E}}^2$ GCV/% PCV/% ${h_{\rm S}}^2$ ${h_{\rm F}}^2$ 木材基本密度 0.084a±0.066a 0.173a±0.089a 0.377a±0.104a 0.757a±0.070a 2.740±5.553 7.769±10.674 0.374±0.186 0.408±0.142 纤维长度 0.298a±0.232a 0.756a±0.315a 0.014a±0.380a 5.030a±0.452a 3.475±4.930 9.870±10.315 0.372±0.149 0.473±0.121 纤维宽度 0.030±0.070 0.171±0.175 0.642±0.246 2.264±0.206 1.590±5.157 6.779±10.301 0.166±0.167 0.225±0.190 纤维长宽比 0.887±0.632 1.185±0.808 1.769±1.084 11.521±1.047 3.512±4.994 12.643±10.498 0.231±0.155 0.321±0.164 1) 表中数据为平均值±SE；a：数值×10–3
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表 4 材性和生长性状间的相关分析1)
Table 4 Correlation analyses between wood properties and growth traits
性状 树高 胸径 材积 木材基本密度 纤维长度 纤维宽度 纤维长宽比 树高 0.815±0.066** 0.851±0.055** 0.483±0.145** 0.150±0.192** –0.611±0.176** 0.426±0.177** 胸径 0.652±0.029** 0.989±0.008** 0.360±0.139** 0.221±0.172 –0.560±0.155** 0.438±0.156** 材积 0.775±0.020** 0.945±0.005** 0.428±0.147** 0.173±0.189 –0.576±0.174** 0.417±0.174** 木材基本密度 0.135±0.052** 0.194±0.053** 0.171±0.051** 0.139±0.187 –0.579±0.154** 0.393±0.169* 纤维长度 0.159±0.049** 0.143±0.051** 0.148±0.049** 0.042±0.051 –0.263±0.219 0.877±0.054** 纤维宽度 –0.102±0.049* –0.191±0.049** –0.137±0.049** –0.367±0.043** –0.131±0.048** –0.691±0.126** 纤维长宽比 0.174±0.048** 0.205±0.050** 0.181±0.049** 0.231±0.048** 0.846±0.014** –0.634±0.029** 1) 表中数据为平均值±SE；对角线上/下分别为遗传相关系数/表型相关系数；*表示P<0.05的显著水平，**表示P<0.01的极显著水平
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表 5 基于木材基本密度(BD)和纤维长度(FL)的单性状选择及其联合选择火力楠家系特点的比较1)
Table 5 Comparisons of Michelia macclurei families selected by single trait and combined selection methods based on basic density (BD) and fiber length (FL)
选择方法 类型 选择性状 中选家系 均值 现实增益/% 遗传增益/% 个数 家系号 BD/(g·cm–3) FL/mm BD FL BD FL 强度选择 单选 BD 7 116、94、55、75、25、16、130 0.520 8.79 3.58 单选 FL 6 107、55、11、30、16、7 0.889 12.39 5.86 联合 BD+FL 2 55、16 0.519 0.887 8.58 12.14 3.50 5.74 中度选择 单选 BD 52 116、94、55、75、25、16、130、78、67、40等 0.495 3.56 1.45 单选 FL 44 107、55、11、36、16、7、74、2、22、88等 0.830 4.93 2.33 联合 BD+FL 23 55、16、50、10、132、36、21、52、93、74等 0.495 0.838 3.56 5.94 1.45 2.81 1) 木材基本密度选择时，家系遗传力 ${h_{\rm F}}^2$=0.408，平均值±SD为(0.478±0.037) g·cm–3；纤维长度选择时，家系遗传力 ${h_{\rm F}}^2$=0.473，平均值±SD为(0.791±0.078) mm
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