馬尾松生長與材性的遺傳變異、基因作用方式及環(huán)境影響.pdf

1、馬尾松分布廣，生長快，耐干旱瘠薄，是我國南方山地主要的針葉商品用材樹種之一，廣泛用于制漿造紙、建筑、松香等，支撐著我國眾多的造紙、木材加工、林產(chǎn)化工等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。本文利用種源試驗林、無性系育種群體、測交遺傳交配設計試驗林、初植密度與種源互作試驗林和磷肥與種源互作試驗林等系統(tǒng)研究馬尾松生長、形質(zhì)和木材密度不同層次的差異和變異模式，揭示了生長、干形和木材基本密度的一般配合力和特殊配合力效應及所受的遺傳控制方式，探索了初植密度和施用磷肥對馬尾松

2、種源的影響以及與種源間的互作效應，以期為馬尾松材性和材性遺傳改良及實施高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育林措施提供重要科學理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）24年生馬尾松種源生長、形質(zhì)和木材基本密度皆存在顯著的種源差異，種源胸徑、樹高和材積生長及樹干通直度呈典型的緯向傾群變異模式，這種變異主要是由其產(chǎn)地水熱資源條件差異引起的。較之于北部種源，來自南部的種源生產(chǎn)力水平高且樹干通直。種源木材基本密度與產(chǎn)地年均溫、1月均溫、無霜期和≥10℃積溫呈顯著的負

3、相關。選擇生產(chǎn)力高的速生種源可同時改良樹干通直度，但會明顯降低其木材基本密度。根據(jù)種源聚類結(jié)果，可將馬尾松劃分為南部、中部和北部3個種源區(qū)，分別篩選出的19個和6個紙漿材和鋸材優(yōu)良種源主要來自馬尾松的南部種源區(qū)，部分來自中部種源區(qū)。
　　（2）各種源除近髓部1～5輪年輪段的木材基本密度外，其它年輪段的年輪寬度和木材基本密度皆存在顯著的差異。相對于年輪寬度，不同年輪段木材基本密度的種源變異相對穩(wěn)定。來自不同種源區(qū)的種源年輪寬度的徑向

4、變異規(guī)律相似，皆表現(xiàn)出先增后減的變化趨勢，在6～10輪達到最大值；年輪木材基本密度徑向變化規(guī)律表現(xiàn)為隨年齡增長先增加后逐漸穩(wěn)定的“S”型變化趨勢，并據(jù)此篩選出廣西橫縣、恭城、忻城，廣東乳源和福建南靖5個木材基本密度徑向均勻性高的紙漿材優(yōu)良種源。早期選擇時可在7年生時先淘汰生長較差的種源，在12年生再開展種源生長和木材基本密度的聯(lián)合選擇。
　?。?）23年生馬尾松優(yōu)樹無性系生長、形質(zhì)和木材基本密度皆存在顯著的產(chǎn)地間和產(chǎn)地內(nèi)變異，其中

5、產(chǎn)地內(nèi)無性系間的變異為產(chǎn)地間變異的1.87～2.38倍。與生長性狀比較，木材基本密度在產(chǎn)地間所占的變異分量相對較大。除湖南產(chǎn)地優(yōu)樹無性系年輪寬度從髓心向樹皮呈單峰變化外，其它8個產(chǎn)地優(yōu)樹無性系的年輪寬度皆隨年齡的增加而逐漸變窄；木材基本密度從髓心至樹皮逐漸增大，到達一定年齡后漸趨穩(wěn)定。除江西、廣東和四川產(chǎn)地優(yōu)樹無性系木材基本密度的早期選擇年齡晚于徑向生長外，馬尾松不同產(chǎn)地優(yōu)樹無性系的木材密度和徑向生長皆可在5年生時開始早期選擇。通過聚類

6、可將180個優(yōu)樹無性系歸為3大類和4個亞類。
　?。?）14年生馬尾松測交系交配設計測定林中，胸徑、樹高、木材基本密度和干物質(zhì)積累量皆存在顯著的GCA和SCA效應，其全同胞家系遺傳力在0.746～0.908間，受較強的遺傳控制，其中胸徑、木材基本密度和干物質(zhì)積累量受加性基因效應控制為主，顯性基因效應次之，樹高受基因的顯性效應控制略高于加性效應，而樹干通直度完全由加性基因效應影響。各父本、母本一般配合力效應值因性狀而異。依據(jù)單株干物

7、質(zhì)積累量大于總體平均值的20％及樹干通直度得分不小于4的選擇標準，篩選出7個優(yōu)良雜交組合，其單株干物質(zhì)積累量的現(xiàn)實增益和遺傳增益分別為22.68%～67.34%和20.25%～60.13%。
　　（5）12年生馬尾松種源胸徑和枝下高對初植密度反應最為敏感，樹高次之，樹干通直度和木材基本密度反應最小。廣西岑溪、廣東信宜、江西崇義和福建武平屬于胸徑對初植密度敏感的種源，皆表現(xiàn)在2.5 m×2.0 m初植密度下生長量最大，廣東高州種源胸

8、徑生長對初植密度的敏感性則較??；5個參試種源枝下高皆隨著初植密度增加而升高；而樹干通直度和木材基本密度的初植密度效應基本不顯著。由于參試種源皆為速生豐產(chǎn)的優(yōu)良種源，初植密度對胸徑、枝下高、樹干通直度和木材基本密度的種源分化影響不顯著，僅樹高生長在1.5 m×2.0 m和2.5 m×2.0 m兩種初植密度下種源差異明顯。統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，馬尾松生長、形質(zhì)和木材基本密度的種源和初植密度互作效應較小，初植密度不影響種源生長和材質(zhì)材性的相對表現(xiàn)，綜

9、合考慮胸徑生長和材質(zhì)及單位面積生產(chǎn)力等，分別不同培育目標為各種源配置了最適的初植密度。
　?。?）12馬尾松不同種源對磷肥的反應差異較大，福建武平屬于生長對磷肥不敏感的耐低磷型優(yōu)良種源，廣東高州種源生長的磷肥效果好、持續(xù)期長，屬磷肥敏感型優(yōu)良種源，廣東信宜、廣西岑溪和江西崇義種源對磷肥的生長反應因性狀和林齡而有較大的波動。相對于生長性狀，馬尾松種源樹干通直度和木材基本密度受磷肥的影響較小。低磷條件下，福建武平種源較其它種源表現(xiàn)出明