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油杉半同胞子代遗传变异与优良家系选择
高楠, 汤行昊, 何文广, 林华章, 吴益数, 余孟杨, 肖祥希
南京林业大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 49 ›› Issue (6) : 145-150.
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油杉半同胞子代遗传变异与优良家系选择
Study on genetic variation of half-sib family and superior families selection of Keteleeria fortunei
【目的】评估福建大田28个8年生油杉(Keteleeria fortunei)半同胞家系子代林生长性状的遗传变异,筛选优良家系并估算其遗传增益,用于油杉优良种质的选育及其推广应用。【方法】测定28个油杉半同胞家系子代林的胸径、树高和单株材积等关键生长性状,计算遗传参数(遗传力),通过方差分析检验家系间性状差异的显著性,并采用系统聚类分析法对家系进行类型划分(优良型、中间型、较差型)。【结果】供试油杉家系间生长性状存在丰富变异,胸径、树高、单株材积的平均值分别为8.45 cm、6.21 m、0.022 8 m3,变异系数范围分别为4.96%~43.03%、1.93%~33.44%、9.16%~97.70%。方差分析表明家系间在胸径、树高和单株材积上均存在极显著差异(P<0.01)。树高、胸径和单株材积的家系遗传力分别为0.690 1、0.665 9和0.636 8,表明这些性状受中等至较强的遗传控制。系统聚类将28个家系划分为优良型、中间型和较差型3类。其中,优良型家系的平均胸径、树高和单株材积分别达10.00 cm、7.04 m和0.032 3 m3,较全部家系平均值分别高出18.35%、13.35%和41.68%,较对照群体分别高出21.71%、26.22%和48.23%。在优良型家系中,7、16、4、6、14号家系的平均遗传增益均超过15%,被确定为优良家系。【结论】油杉半同胞家系生长性状存在丰富的遗传变异和极显著的家系间差异,具有较大的遗传改良潜力。筛选出7、16、4、6、14号共5个优良家系,其生长性状显著优于群体平均值及对照,且遗传增益高,可作为油杉良种材料进行申报并推广应用。
【Objective】This study aims to evaluate the genetic variation in growth traits of 28 eight-year-old half-sib families of Keteleeria fortunei in Datian, Fujian Province, screen superior families, and estimate their genetic gains, thereby providing a basis for breeding and popularizing superior germplasm of K. fortunei.【Method】Key growth traits, including diameter at breast height (DBH), tree height, and individual volume, were measured in the progeny forest of 28 half-sib families. Genetic parameters (heritabilities) were calculated. Variance analysis was used to test the significance of trait differences among families, and systematic cluster analysis was employed to classify the families into the excellent, intermediate and poor types.【Result】There was abundant variation in growth traits among the families. The average DBH, tree height and individual volume were 8.45 cm, 6.21 m and 0.022 8 m3, with coefficient of variation ranges of 4.96%-43.03%, 1.93%-33.44% and 9.16%-97.70%, respectively. Variance analysis indicated extremely significant differences (P<0.01) in DBH, tree height and individual volume among families. The family heritabilities for tree height, DBH and individual volume were 0.690 1, 0.665 9 and 0.636 8, respectively, indicating moderate to strong genetic control of these traits. Systematic cluster analysis categorized the 28 families into three types: excellent, intermediate, and poor. The excellent-type families had average DBH, tree height and individual volume of 10.00 cm, 7.04 m and 0.0323 m3, which were 18.35%, 13.35% and 41.68% higher than the overall mean, coefficients of variation were 21.71%, 26.22% and 48.23% higher than the control population, respectively. Within the excellent-type families, families 7, 16, 4, 6 and 14 had average genetic gains exceeding 15% and were identified as superior families.【Conclusion】The growth traits of K. fortunei half-sib families exhibit rich genetic variation and extremely significant differences among families, indicating substantial potential for genetic improvement. Five superior families (7, 16, 4, 6 and 14) were selected based on heritability, cluster analysis and genetic gain evaluation. Their growth traits were significantly superior to the population mean and the control, with high genetic gains, making them suitable for declaration popularization and application as improved germplasm of K. fortunei.
油杉 / 半同胞家系 / 遗传变异 / 遗传增益 / 良种选育
Keteleeria fortunei / half-sib family / genetic variation / genetic gain / improved variety breeding
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何文广. 江南油杉优树子代家系苗期遗传变异与早期选择[J]. 广西林业科学, 2016, 45(3):242-247.
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邓文剑, 王润辉, 郑会全, 等. 江南油杉种源家系早期生长分析[J]. 林业与环境科学, 2017, 33(5):6-9.
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王云鹏, 张蕊, 周志春, 等. 10年生木荷生长和材性性状家系变异及选择[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2020, 44(5):85-92.
【目的】分析10年生木荷优树自由授粉家系生长和材性性状的遗传变异及相关性,选择生长兼材性优良的家系,为木荷高世代育种和改良提供材料。【方法】以2008年在福建建瓯营建的113个木荷优树自由授粉家系为材料,探讨树高、胸径和木材基本密度的遗传变异规律,并进行遗传参数估算和相关性分析,在此基础上选择生长和材性兼优的家系。【结果】10年生木荷优树自由授粉家系的树高、胸径和木材基本密度均在家系间呈极显著差异。木材基本密度受遗传效应影响较大,而树高和胸径除受遗传控制,还受遗传和环境互作的影响。树高和胸径在产地间差异极显著,而木材基本密度差异不显著。表型变异系数和遗传变异系数由大到小依次为胸径(12.13%和7.74%)、树高(8.28%和3.58%)、木材基本密度(2.82%和1.92%),说明胸径在家系间变异较大,木材基本密度变异较小。遗传力估算结果显示,家系遗传力和单株遗传力由大到小依次为木材基本密度(0.48和0.42)、胸径(0.44和0.35)、树高(0.32和0.26),它们受中度偏强的遗传控制;表型和遗传相关结果显示,树高与胸径间呈极显著正相关,而树高和胸径与木材基本密度间无相关性,因此,生长性状与木材基本密度可独立选择。以分别大于家系胸径均值的10%和木材基本密度平均值为选择标准,选择出13个生长兼材性优良的家系,胸径和木材基本密度的平均遗传增益分别为6.99%和1.18%,平均现实增益分别为16.08%和2.42%。【结论】供试木荷生长性状除遗传控制,还受遗传与环境互作的影响,木材基本密度受遗传效应的影响较大。胸径具有较强的变异性;木材基本密度受遗传控制较强。生长性状和木材基本密度可独立选择。本次从113个木荷优树自由授粉家系中选择出了13个生长兼材性优良的家系。
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彭洋, 陆跃堂, 赵杨, 等. 棕榈半同胞子代家系苗期测定及优良家系选择[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2020, 44(5):78-84.
【目的】探究棕榈苗期生长遗传变异规律,筛选出苗期速生且遗传品质优良的棕榈家系,为棕榈的遗传改良提供参考。【方法】以72个棕榈半同胞家系的1.5年生幼苗为材料,观测其苗高、地径、干质量、鲜质量、条形叶和掌状叶数6个生长性状,进行遗传分析;以聚类分析法与性状表现水平分析法相结合筛选优良家系,并配合单株选择,筛选优良单株。【结果】棕榈苗期生长性状表型变异丰富且在各家系间差异极显著(P<0.001),家系遗传力变化范围为0.842~0.961,均表现为较高强度遗传;从中选出7个优良家系,中选家系的地径、干质量、掌状叶数的现实增益分别增加了18.03%、33.50%、26.77%,其遗传增益分别为16.28%、29.38%、22.51%。从7个优良家系中筛选出32株优良单株,其地径、干质量、掌状叶数的遗传增益分别增加了42.72%、97.86%、59.82%,其现实增益分别增加了60.77%、139.20%、85.09%,选择效果显著。【结论】棕榈幼苗在家系间具有很大的选育潜力,开展其早期选择研究,能为棕榈良种选育提供参考,选择出的优良家系及优良单株可为棕榈遗传改良及后续研究工作提供极佳的种质材料。
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洪舟, 刘福妹, 张宁南, 等. 降香黄檀生长性状家系间变异与优良家系初选[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2018, 42(4):106-112.
【目的】评价目前收集的濒危树种降香黄檀种质资源,并选择生长性状优良的家系,为早期降香黄檀良种壮苗生产提供参考。【方法】分别对广东省阳江市百盛园基地与开平市镇海林场的两个8年生降香黄檀子代测定林进行调查分析,在基于生长性状统计遗传学评价的基础上进行早期优良家系的选择。【结果】8年生的降香黄檀林分生长良好,平均树高、胸径、单株立木材积分别为4.30 m、6.31 cm、0.006 1 m<sup>3</sup>(百盛园)和4.97 m、6.07 cm、0.007 9 m<sup>3</sup>(镇海),表型变异系数分别为18.37%、34.39%和63.93%(百盛园)以及18.31%、32.61%和60.75%(镇海)。降香黄檀不同生长性状的单株遗传力和家系遗传力分别为0.22～0.41和0.34～0.54。在两个试验点上,不同生长性状之间存在高度的遗传正相关。两个试验点之间存在显著的环境与基因型互作,B型相关系数分别为0.61(树高)、0.53(胸径)和0.51(材积)。从参试的两个试验林共有的45个家系中选择出10个速生优良家系,其8年生时平均树高、胸径、单株立木材积分别为5.06 m、7.31 cm、0.009 2 m<sup>3</sup>,分别较群体均值大9.28%、18.28%、33.33%,遗传增益分别为3.37%、6.24%和12.86%。从优良家系中选出的12株优良单株,其树高、胸径、材积性状比家系平均值分别增加了53.04%、73.42%、232.78%,遗传增益分别为15.57%、24.60%和64.07%。【结论】降香黄檀的种质资源中存在丰富的家系间以及家系内个体间的遗传变异,可为降香黄檀遗传改良提供丰富的材料。
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杜林峰, 陈勇, 柯尊发, 等. 马尾松半同胞家系子代林遗传增益分析[J]. 华中农业大学学报, 2010, 29(6):772-777.
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覃敏, 尹光天, 杨锦昌, 等. 米老排种源家系生长性状变异分析及早期选择[J]. 植物研究, 2017, 37(1):139-146.
为分析米老排生长性状在种源和家系间的变异规律，筛选出速生的米老排优良种源和家系。以来自8个米老排地理种源的116个家系为研究对象，对米老排生长性状进行种源间和家系间遗传变异分析和育种值综合评分。结果表明：不同米老排种源间和家系间生长性状的差异均达到极显著水平。生长量最高的GXPX种源的平均树高、胸径和单株材积分别为9.50 m、13.40 cm、0.079 9 m<sup>3</sup>，是最差种源GXFC的1.28、1.42和2.30倍；生长最快家系是PX01，其平均树高、胸径和单株材积分别为9.86 m、15.31 cm和0.101 6 m<sup>3</sup>，其株材积是最差家系FC01的4.01倍，是家系群体均值的1.94倍。通过单性状选择对种源进行选择，初步选出2个优良种源，其树高、胸径和单株材积的预期遗传增益分别达到8.87%、11.79%和34.70%；运用育种值综合评分法对家系进行选择，初步选出12个优良家系，其树高、胸径树高和材积的预期遗传增益分别达到11.57%、17.35%和52.06%。GXPX和GXLZ 2个种源，PX01、LZ03、PX02、DB08、PX10、PX04、PX09、DB07、DB16、LZ05、JX16和PX05等12个家系是选出的综合生长表现最好的优良种源和家系，可作为米老排良种材料进行申报并推广。
We selected the fast growing provenance-families of <em>Mytilari laosensis</em> to analyze the variation regularity of growth traits among provenances and among families of <em>M.laosensis</em>. We chose 116 families within 8 provenances of <em>M.laosensis</em>, and used genetic variance analysis and breeding value to analyze the growth traits among provenances and among families of <em>M.laosensis</em>. There were highly significant differences among growth characters at family and provenance level. At the age of 6, the average of height(H), diameter at breast height(D) and volume(V) of provenance GXPX was 9.50 m, 13.40 cm and 0.079 9 m<sup>3</sup>, and that was 1.28, 1.42 and 2.30 times of worst provenance GXFC, respectively. The average of H, D and V of family FC01 was 9.86 m, 15.31 cm, 0.1 016 m<sup>3</sup>, respectively. Mean individual volume of family PX01 was 4.01 times of worst family FC01 and 1.94 times of the average of total families by comparison. Using individual trait selection, two superior provenances were selected from eight provenances population tested, and genetic gain of H, D and V of those superior provenances reached as high as 8.87%, 11.79% and 34.70%, respectively. By using grade of breeding value selection, 12 superior families were selected from 123 families population tested, and genetic gain of H, D and V of those superior families reached as high as 11.57%, 17.35% and 52.06%, respectively. At the age of 6, the comprehensive growth of the best excellent provenances were GXPX and GXLZ, and the comprehensive growth of the best excellent families were PX01, LZ03, PX02, DB08, PX10, PX04, PX09, DB07, DB16, LZ05, JX16 and PX05. These superior provenances and families can be used as seed material to declare and promote.
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申文辉, 朱积余, 刘秀, 等. 红锥种源区域试验与优良种源选择[J]. 中南林业科技大学学报, 2014, 34(3):11-17.
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邓宗杰. 江南油杉半同胞家系生长及遗传特性评价[J]. 广西林业科学, 2022, 51(6):841-844.
为了解江南油杉（Keteleeria cyclolepis）半同胞家系的生长及遗传特性,对32个江南油杉半同胞家系优树子代林造林5年的生长状况进行分析,并对其遗传特性进行评价。结果表明,5年生家系优株树高、地径和冠幅最大值分别为411.80、8.02和179.27 cm,年均生长量分别为61.88、1.32和 29.99 cm。各家系的树高、地径和冠幅均差异极显著,变异系数为11.51% ~ 15.38%,家系遗传力为0.52 ~ 0.67,幼树的生长变异较大,生长性状受遗传影响较强。32个家系被分成优、良、中和差4个类别,其中CX6、SW2、XY4、CX10、YP2、SW1、FQ1、YP3、CX8、YP4和XY5家系是32个参试家系中生长表现较优的家系,平均遗传增益为5.29% ~ 9.75%。
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谭健晖, 冯源恒, 黄永利, 等. 26年生马尾松初级种子园半同胞子代变异及家系选择[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2017, 41(3):189-192.
【目的】研究马尾松全轮伐期半同胞家系的遗传变异并进行选择评价,为马尾松高世代遗传改良提供可靠依据。【方法】对南宁市林业科学研究所26年生马尾松初级种子园169个半同胞家系子代测定林进行长期定位观测,分析了树高、胸径和材积3个性状的方差分析、遗传力分析和家系选择。 【结果】家系间树高、胸径、材积存在极显著差异,表明马尾松初级无性系种子园的半同胞家系间存在丰富的变异,改良潜力较大; 分别有2.96%和5.33%的家系材积生长量低于古蓬种源和武鸣种源,表明建园优树无性系具有较好的基因型; 树高、胸径和材积的家系遗传力分别为0.555、0.466和0.423,属中等至高等遗传力; 3个性状的单株遗传力分别为0.219、0.128和0.111,属低等遗传力; 家系遗传力和单株遗传力均表现为树高>胸径>材积,即树高具有较强遗传力。【结论】以家系材积均值和材积变异系数作为选择指标进行马尾松优良家系选择,其中37、98、107、113和137号5个家系入选,可作为优良家系进行推广应用。
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尹绍鹏, 赵国辉, 夏辉, 等. 长白落叶松半同胞子代测定研究[J]. 西南林业大学学报, 2016, 36(1):63-68.
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曹汉洋. 杉木第2代种子园半同胞子代测定及早期选择[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2011, 35(1):19-23.
在福建省沙县官庄国有林场对杉木第2代种子园半同胞子代进行研究。结果表明，杉木第2代种子园半同胞子代保存率和生长性状在家系水平上均有统计学意义，并受到中度或中度偏下遗传控制。较树高、胸径而言，以材积为指标进行选择可获得更大遗传增益。据连续4 a调查数据从参试家系中综合选择出6个优良家系和12株优良单株，选择效果明显。同时，选择出9个生长不良的家系为第2代种子园疏伐对象，以此措施提高杉木第2代种子园种子遗传品质。
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