广西马尾松三个优良种源的遗传多样性及生长性状变异分析

doi:10.3969/j.issn.1000-2006.201806039

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南京林业大学学报（自然科学版） ›› 2019, Vol. 43 ›› Issue (6): 67-72.doi: 10.3969/j.issn.1000-2006.201806039

广西马尾松三个优良种源的遗传多样性及生长性状变异分析

冯源恒¹(), 李火根², 杨章旗¹^,^*(), 黄永利³, 陈虎¹

1.广西壮族自治区林业科学研究院用材林所,国家林业局马尾松工程技术研究中心,广西南宁 530002
2.南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室,江苏南京 210037
3.南宁市林业科学研究所, 广西南宁 530107

收稿日期:2018-06-28 修回日期:2019-07-20 出版日期:2019-11-30 发布日期:2019-11-30
通讯作者: 杨章旗
基金资助:
广西创新驱动发展专项资金项目课题(桂科 AA17204087-1);广西科技基地和人才专项项目(桂科AD16380010)

Analysis of genetic diversity and variation of growth traits of three superior provenances of Pinus massoniana (masson pine) in Guangxi

FENG Yuanheng¹(), LI Huogen², YANG Zhangqi¹^,^*(), HUANG Yongli³, CHEN Hu¹

1. Guangxi Institute of Forestry Science Timber Forest Research Institute,Masson Pine Engineering Technology Research Center of SFA(State Forestry Administration),Nanning 530002,China
2. Key Lab of Forest Genetics and Biotechnology, Nanjing Forestry University,Ministry of Education, Nanjing 210037,China
3. Nanning Forestry Division, Nanning 530107,China

Received:2018-06-28 Revised:2019-07-20 Online:2019-11-30 Published:2019-11-30
Contact: YANG Zhangqi

摘要/Abstract

摘要：

【目的】以25年生马尾松种源、地点、林分3水平子代试验林为研究材料,从表型、遗传变异两方面开展研究,以期为马尾松遗传育种策略的制定提供有价值参考。【方法】采用SSR分子标记进行遗传结构分析,使用Arlequin 3.5软件依据线性模型估算各层次变异的相对分量。以SAS分析软件依据线性模型对林分生长量数据进行统计分析,以4因素嵌套模型估算各层次变异的相对分量。【结果】遗传多样性分析结果表明,种源间及种源内无明显的遗传分化。分子方差分析结果表明,种源间的遗传变异仅占总变异的2.56%,种源内不同地点间的变异占1.66%,地点内个体间的遗传变异则占总变异的95.78%。生长表型数据分析结果同样显示胸径与材积性状在种源间、种源内地点间、同一地点的优良林分与普通林分间均无显著差异。【结论】分子方差分析与生长性状表型数据方差分析的结果均表明,广西马尾松的主要遗传变异存在于林分内个体间。因此在优良种源中开展优良单株选择可以获得更好的改良效果。该结论对于马尾松遗传育种策略的制定具有重要的参考价值。

关键词: 马尾松, 遗传变异, SSR, 分子变异分析

Abstract:

【Objective】This paper describes the study of a test plantation of 25-year-old Pinus massoniana (masson pine) trees, in which gene expression and DNA variation were examined on three levels: provenance, location and stand. The purpose was to provide a valuable reference from which genetic breeding strategies can be developed.【Method】The SSR molecular marker was used to perform genetic structure analysis, and the Arlequin 3.5 software was used to estimate the relative weight of each level of variation according to the linear model. The stand growth data were analyzed statistically by the SAS analysis software based on a linear model, and the relative weight of each level of variation was estimated by the four-factor nested model.【Result】Genetic diversity analysis showed that there was no obvious difference between provenances or within the same provenance. The results of molecular ANOVA analysis showed that the genetic variation between provenances accounted for only 2.56% of the total variation, and different locations within a provenance accounted for 1.66%. Alternatively, differences between individuals among those locations tested accounted for 95.78% of the total variation. Analysis of the growth phenotype data also showed no significant difference in diameter at breast height (DBH) and volume character between provenances, between locations within a provenance, or between superior and normal stands within a location. 【Conclusion】ANOVA analyses of molecular and growth phenotype data revealed that the major genetic variation of masson pine in Guangxi exists among individuals within a stand. Therefore, it is better to develop superior individual plant selection criteria in a superior provenance. This conclusion provides valuable information that can be used in the formulation of genetic breeding strategies for masson pine.

Key words: masson pine (Pinus massoniana Lamb.), genetic variation, SSR, analysis of molecular variance

中图分类号:

S718.46

冯源恒,李火根,杨章旗,等. 广西马尾松三个优良种源的遗传多样性及生长性状变异分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2019, 43(6): 67-72.

FENG Yuanheng, LI Huogen, YANG Zhangqi, HUANG Yongli, CHEN Hu. Analysis of genetic diversity and variation of growth traits of three superior provenances of Pinus massoniana (masson pine) in Guangxi[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2019, 43(6): 67-72.DOI: 10.3969/j.issn.1000-2006.201806039.

图/表 5

表1

表2

表3

表4

表5

参考文献 19

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子代号 No. of offspring stands	N_a	N_e	I	H_o	H_e
1	2.38	1.51	0.48	0.33	0.29
2	2.25	1.57	0.48	0.32	0.30
3	2.19	1.51	0.46	0.33	0.29
4	2.13	1.53	0.45	0.30	0.28
5	2.31	1.60	0.52	0.30	0.31
6	2.38	1.50	0.48	0.28	0.29
7	2.06	1.36	0.35	0.17	0.21
8	2.25	1.41	0.38	0.17	0.22
9	2.00	1.43	0.37	0.23	0.22
10	2.25	1.55	0.47	0.28	0.29
11	1.94	1.44	0.38	0.26	0.23
12	2.00	1.51	0.42	0.23	0.26
13	2.19	1.48	0.43	0.28	0.26
14	1.94	1.54	0.40	0.27	0.25
15	2.19	1.46	0.40	0.26	0.24
16	2.19	1.53	0.42	0.27	0.25
17	2.06	1.57	0.45	0.30	0.28
18	2.06	1.48	0.39	0.26	0.24

种源 provenance	N_a	N_e	I	H_o	H_e	F_st	N_m
桐棉 Tongmian	2.75	1.55	0.51	0.31	0.30	0.014	17.76
古蓬 Gupeng	2.69	1.48	0.44	0.22	0.25	0.025	9.90
云开大山 Yunkai Mountain	2.69	1.52	0.44	0.27	0.26	0.014	18.10

分析材料 analysis materials	方差来源 variance source	自由度 df	平方和 sum of squares	方差分量 variance component	总百分比/% percent of total
3个种源 three provenances	种源 provenance	2	53.75	0.057	2.56
	种源内地点 location	6	39.27	0.037	1.66
	地点内个体 individual	531	2 267.35	2.150	95.78
	合计 total	539	2 360.37	2.240	100.00
桐棉种源 Tongmian provenance	种源内地点 location	2	11.91	0.001	0.05
	地点内林分 stand	3	17.46	0.060	2.47
	林分内个体 individual	174	827.82	2.360	97.48
	合计total	179	857.19	2.420	100.00
古蓬种源 Gupeng provenance	种源内地点 location	2	17.51	0	0
	地点内林分 stand	3	31.24	0.140	6.83
	林分内个体 individual	174	667.95	1.910	93.17
	合计total	179	716.69	2.050	100.00
云开大山种源 Yunkai Mountain provenance	种源内地点 location	2	9.85	0.005	0.24
	地点内林分 stand	3	12.67	0.041	1.98
	林分内个体 individual	174	710.22	2.040	97.78
	合计total	179	732.74	2.090	100.00

种源 /林分 provenances/stands	H/m	D_DBH/cm	V/m³	种源 /林分 provenances/stands	H/m	D_DBH/cm	V/m³
桐棉Tongmian	19.15	22.03	0.3	普通林分superior stands	18.23	20.31	0.286
古蓬Gupeng	18.46	20.15	0.29	优良林分common stands	18.31	20.38	0.291
云开大山Yunkai Mountain	17.95	19.75	0.27

生长性状 growth trait	方差来源 variance source	自由度 df	平方和 sum of squares	均方 mean square	F	P_r > F	方差分量 variance component	总百分比/% percent of total
树高 height	种源 provenance	2	26.29	13.150	0.53	0.61	0	0
	种源内地点 location	6	148.40	24.730	0.56	0.75	0	0
	地点内林分stand	9	399.52	44.390	5.37	0.000 1^**	1.200	25.09
	林分内区组block	36	297.53	8.260	2.69	<0.000 1^**	0.520	10.81
	区组内个体individual	486	1 495.63	3.080			3.080	64.11
胸径 DBH	种源provenance	2	103.15	51.580	1.89	0.23	0.130 0	0.54
	种源内地点location	6	164.15	27.360	1.45	0.30	0.140 0	0.57
	地点内林分stand	9	169.82	18.870	0.80	0.62	0	0
	林分内区组block	36	850.98	23.640	0.96	0.54	0	0
	区组内个体individual	486	11 953.00	24.600			24.60	98.89
材积 volume	种源provenance	2	0.06	0.032	0.93	0.45	0	0
	种源内地点location	6	0.21	0.035	1.00	0.48	0	0
	地点内林分stand	9	0.31	0.035	1.91	0.08	0.001	2.84
	林分内区组block	36	0.66	0.018	0.96	0.53	0	0
	区组内个体individual	486	9.18	0.019			0.019	97.16

广西马尾松三个优良种源的遗传多样性及生长性状变异分析

Analysis of genetic diversity and variation of growth traits of three superior provenances of Pinus massoniana (masson pine) in Guangxi

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