張亞?wèn)|　樊孝萍　黃國(guó)偉　榮新軍　陳慧玲

摘要：為選育出適合江漢平原湖區(qū)發(fā)展的楊樹(shù)新品種，對(duì)來(lái)自6個(gè)美洲黑楊人工雜交組合的371個(gè)F1子代進(jìn)行造林5年的生長(zhǎng)量調(diào)查和分析，結(jié)果表明：造林5年6個(gè)家系的材積大小排序?yàn)镠BI > HBII > HBIII > HBIV > HBVI > HBVII;5年間不同林齡胸徑、樹(shù)高性狀方差分析結(jié)果表明不同林齡胸徑、樹(shù)高性狀在家系間皆存在極顯著差異，家系內(nèi)差異不顯著;根據(jù)不同家系中無(wú)性系的生長(zhǎng)表現(xiàn)對(duì)6個(gè)雜交組合進(jìn)行評(píng)價(jià)，選擇出2-2×2-9、2-2×2-46和2-2×2-38優(yōu)良組合3個(gè);基于5年生的材積性狀按5%入選率篩選出19個(gè)優(yōu)良無(wú)性系，比全部無(wú)性系的平均材積提高16.86～44.38%。

關(guān)鍵詞：美洲黑楊;雜交組合;優(yōu)良無(wú)性系

中圖分類(lèi)號(hào)：S753文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004-3020（2019）05-0001-05

楊樹(shù)是中國(guó)中緯度平原地區(qū)人工林最重要的造林樹(shù)種之一。長(zhǎng)江流域湖北段，尤其是江漢平原地區(qū)，水熱條件好，土壤肥沃，自上世紀(jì)70年代黑楊派無(wú)性系引種成功后，楊樹(shù)產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，成為湖北省平原湖區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。但隨著楊樹(shù)栽培面積的日益擴(kuò)大，楊樹(shù)生產(chǎn)中存在的品種退化、病蟲(chóng)害嚴(yán)重等問(wèn)題日益突顯，極大地影響了湖北楊樹(shù)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)良性發(fā)展。

美洲黑楊Populus deltoides原產(chǎn)于北美洲密西西比河流域，具有生長(zhǎng)適應(yīng)范圍廣、生長(zhǎng)快、材質(zhì)好、抗性強(qiáng)等特點(diǎn)，是黑楊派中最具栽培利用價(jià)值的樹(shù)種[1]。自美洲黑楊引入中國(guó)以來(lái)，已成為人工雜交選育新品種的常用親本，如中國(guó)林業(yè)工作者利用美洲黑楊與美洲黑楊[2]、甜楊[3]、胡楊[4]、滇楊[5]、青楊[6]、川楊、卜氏楊[7]、小葉楊[8]、等開(kāi)展了大量人工雜交工作。利用雜交育種技術(shù)培育適合我國(guó)環(huán)境條件的黑楊優(yōu)良無(wú)性系，對(duì)我國(guó)楊樹(shù)速生豐產(chǎn)林培育及生態(tài)環(huán)境建設(shè)均有重要意義[9]。

湖北江漢平原地區(qū)幾十年來(lái)引進(jìn)并選育了多個(gè)生長(zhǎng)良好的美洲黑楊品種，但目前存在品種退化、病蟲(chóng)害嚴(yán)重等問(wèn)題，亟待選育出適合本地生長(zhǎng)，且速生優(yōu)質(zhì)的南方型美洲黑楊新品種進(jìn)行更新?lián)Q代。因此，本研究選擇速生性和抗病性較好的幾個(gè)美洲黑楊作親本配制雜交組合，并基于苗期篩選及大田試驗(yàn)，以期從中篩選出一批較好的雜交組合及優(yōu)良無(wú)性系，為推動(dòng)該地區(qū)楊樹(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供相關(guān)研究基礎(chǔ)和育種材料。

1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在湖北省石首市南口鎮(zhèn)白沙洲，海拔30～32 m，光照充足，平均每天實(shí)際光照超過(guò)5 h，年太陽(yáng)輻射總值約2 000 h，年降雨量1 099～1 230 mm，年平均氣溫16.3～16.5℃，年均無(wú)霜期258 d。該地區(qū)土層深厚，質(zhì)地疏松，土壤為潮沙泥土，顆粒均勻，pH7.5～8.5。每年有長(zhǎng)江季節(jié)性淹水20～30 d。

2材料與方法

2.1材料來(lái)源

2012年春配制雜交組合6個(gè)，母本為優(yōu)良無(wú)性系22和ZS8，父本為優(yōu)良無(wú)性系29，246，238，27，233和I63。2013年對(duì)所有組合產(chǎn)生的實(shí)生苗進(jìn)行無(wú)性系化并進(jìn)行苗期選擇;2014年3月，分別選取不同組合中苗期表現(xiàn)較好的無(wú)性系進(jìn)行大田造林試驗(yàn)，進(jìn)一步測(cè)試不同家系及無(wú)性系的生長(zhǎng)情況。田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用完全隨機(jī)區(qū)組，3次重復(fù)，每小區(qū)10個(gè)無(wú)性系，每個(gè)無(wú)性系4次重復(fù)，株行距3 m×16 m。

2.2數(shù)據(jù)調(diào)查及處理

調(diào)查方法為每木檢尺樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)量，分別于2014年、2016年、2017年、2018年12月進(jìn)行測(cè)量記錄，其中2016年只測(cè)量胸徑指標(biāo)。利用EXCEL 2007和SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。材積公式按南方型美洲黑楊材積[10]公式計(jì)算V=0.000038371×D1.672×H1.247。

3結(jié)果與分析

3.1不同家系生長(zhǎng)量分析

根據(jù)林分生長(zhǎng)5年間調(diào)查的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表1。從表1中可以看出，造林當(dāng)年（2014年）6個(gè)家系中平均胸徑和平均樹(shù)高最大的都是HBII家系，造林3年（2016年）平均胸徑最大的還是HBII，但造林4年后平均胸徑和平均樹(shù)高最大的家系都發(fā)生變化，2017年底平均胸徑最大的家系為HBIII，平均樹(shù)高最大的家系為HBI，而造林5年（2018年）平均胸徑和平均樹(shù)高最大的家系都為HBI。因此，按2018年的樹(shù)高和胸徑進(jìn)行材積計(jì)算，6個(gè)家系的材積大小排序?yàn)镠BI > HBII > HBIII > HBIV > HBVI > HBVII。從中反映出不同家系的平均生長(zhǎng)速度是動(dòng)態(tài)變化的，生長(zhǎng)速度快的家系并非每個(gè)時(shí)間段都生長(zhǎng)快。

3.2遺傳變異方差分析

不同林齡胸徑、樹(shù)高性狀在家系間都表現(xiàn)出了極顯著差異，家系內(nèi)差異不顯著（表2），雖然家系間與家系內(nèi)存在一定的互作，但互作影響也沒(méi)有達(dá)到顯著水平。由于在進(jìn)行大田造林前，對(duì)苗圃中的無(wú)性系進(jìn)行過(guò)初級(jí)篩選，造林苗木都是選擇苗期生長(zhǎng)較好的無(wú)性系，淘汰了各家系中平均值以下的不良無(wú)性系，因此，本研究結(jié)果中變異主要存在于不同家系間，跟前期的選擇有一定關(guān)系。變異主要存在于不同家系間，為優(yōu)良家系的篩選及雜交組合親本的選擇及應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

3.3雜交組合評(píng)價(jià)及優(yōu)良無(wú)性系選擇

本研究6個(gè)雜交組合中共參試的無(wú)性系有371個(gè)，不同組合具體信息見(jiàn)表3。371個(gè)無(wú)性系造林5年后的平均胸徑為23.51 cm，平均樹(shù)高是19.29 m，平均材積是0.312 2 m3。表3中列出了各家系中超過(guò)平均材積的無(wú)性系個(gè)數(shù)及相應(yīng)比例，以及入選材積前10%和5%各家系中的無(wú)性系數(shù)。從表中結(jié)果可以看出雜交組合22×29在6個(gè)組合中表現(xiàn)最佳，其次是22×246組合和22×238組合，最差是ZS8×63和ZS8×233組合。371個(gè)雜種無(wú)性系中有216個(gè)無(wú)性系的材積超過(guò)了平均材積，其中組合22×29中，95個(gè)F1子代無(wú)性系中就有85個(gè)的材積超過(guò)了平均材積，占比約40%，而組合ZS8×63的子代中沒(méi)有一個(gè)無(wú)性系的材積達(dá)以平均材積，可見(jiàn)不同組合間差異極其顯著。在材積前10%和5%的無(wú)性系中，只有4個(gè)家系的無(wú)性系入選，分別是HBI、HBII、HBIII和HBIV，而家系HBVI和HBVII中無(wú)一入選。從入選材積前10%和5%的無(wú)性系分配中也可看出，組合22×29的子代占比分別超過(guò)50%，足以表明該組合的速生性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他組合。

本研究的最終目的是從不同雜交組合中篩選適合江漢平原的美洲黑楊優(yōu)良品種，因此在近半個(gè)輪伐期時(shí)對(duì)生長(zhǎng)量較好的無(wú)性系進(jìn)行初選。以無(wú)性系平均單株材積為選擇性狀，按入選率5%的比例對(duì) 5 a生的美洲黑楊試驗(yàn)林開(kāi)展無(wú)性系選擇，選擇結(jié)果列于表4。從中可以看出，篩選出的19個(gè)優(yōu)良無(wú)性系其平均材積比全部參試無(wú)性系的平均材積皆提高15%以上，提高幅度位于16.86～44.38%之間。各無(wú)性系相對(duì)于其所在家系的平均材積提高得更多，最高的竟超出平均材積6185%。平均單株材積超過(guò)0.5 m3的無(wú)性系有2個(gè)，分別是HBII87和HBI1104。其他17個(gè)無(wú)性系的平均單株材積也都超過(guò)了0.4 m3。綜觀19個(gè)優(yōu)良無(wú)性系5年間的平均生長(zhǎng)量，平均胸徑1 a為5.1 cm，3 a為17.8 cm，4 a為23.0 cm，5 a為28.1 cm，平均增長(zhǎng)超過(guò)5 cm;平均樹(shù)高1 a為5.4 m，4 a為18.3 m，5 a為21.5 m，年均增長(zhǎng)4 m，可見(jiàn)生長(zhǎng)速度之快。在優(yōu)選的19個(gè)無(wú)性系中，家系HBI中的無(wú)性系入選率最高，達(dá)到52.63%，其次是家系HBII，達(dá)到26.32%，而家系HBVI和HBVII的入選率為零。

4結(jié)論與討論

我國(guó)利用并開(kāi)展美洲黑楊雜交工作的主要目的是利用美洲黑楊的速生性。目前，速生性仍是我國(guó)楊樹(shù)遺傳改良的主要目標(biāo)，生長(zhǎng)量性狀是楊樹(shù)優(yōu)良無(wú)性系選擇的最重要性狀[11]。本研究基于5 a 6個(gè)美洲黑楊雜交組合371個(gè)子代的胸徑、樹(shù)高及材積性狀進(jìn)行組合評(píng)價(jià)及優(yōu)良無(wú)性系選擇，從而選擇出22×29、22×246、22×238等3個(gè)優(yōu)良組合，以及19個(gè)優(yōu)良無(wú)性系。而這19個(gè)優(yōu)良無(wú)性系中有18個(gè)來(lái)自這3個(gè)優(yōu)良組合，從而也說(shuō)明優(yōu)良組合或優(yōu)良家系選擇是優(yōu)良無(wú)性系選擇的基礎(chǔ)。

對(duì)6個(gè)不同家系的苗木生長(zhǎng)性狀遺傳變異進(jìn)行研究，結(jié)果表明變異主要存在于不同家系間，家系HBI的平均材積最大，是最小平均材積家系HBVII的3.35倍，差異十分顯著。家系間差異顯著說(shuō)明進(jìn)行家系選擇是可行的。雖然楊樹(shù)新品種選擇的目的是進(jìn)行無(wú)性系選擇，但基于家系選擇的結(jié)果更能體現(xiàn)出優(yōu)良無(wú)性系的遺傳基礎(chǔ)良好。

早期選擇是林木到達(dá)經(jīng)濟(jì)成熟之前進(jìn)行的選擇。陳益泰[12]曾對(duì)林木的早期選擇作過(guò)較為全面的論述，認(rèn)為早期選擇在林木育種中是十分必要的。李火根[13]等對(duì)美洲黑楊無(wú)性系生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)遺傳分析及早期選擇的結(jié)果表明，美洲黑楊無(wú)性系從生長(zhǎng)早期到生長(zhǎng)晚期，遺傳相關(guān)系數(shù)有逐漸增加的趨勢(shì)，在4～5年左右趨于穩(wěn)定，美洲黑楊新無(wú)性系早期選擇年齡以第4年為宜。在湖北地區(qū)美洲黑楊一般在10年左右進(jìn)行砍伐利用，按半個(gè)輪伐期5年左右進(jìn)行選擇，優(yōu)良無(wú)性系的遺傳因素趨于穩(wěn)定，早期選擇結(jié)果比較可靠，因此本研究基于材積性狀按5%的入選率初選出19個(gè)優(yōu)良無(wú)性系在生長(zhǎng)速度方面結(jié)果比較可靠， 下一步將接合干型通直度、抗病抗蟲(chóng)性、生根能力等性狀對(duì)這19個(gè)初選無(wú)性系進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)定，以期從中篩選出4～5個(gè)優(yōu)良無(wú)性系用于新品種申報(bào)和推廣應(yīng)用。

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