日本落叶松全双列交配生长性状的遗传分析

[目的]通过全双列交配设计开展配合力分析,研究SCA(特殊配合力)对重要性状的相对贡献,旨在为日本落叶松的育种策略制定和育种群体管理提供重要遗传参数信息。[方法]本研究以13个母本和23个父本获得的6×6和4×4两组全双列交配设计的日本落叶松子代测定林为对象,利用空间模型对16年生和26年生的生长表型数据进行校正,采用单株模型对其配合力和正反交效应分析,研究加性效应、SCA效应的相对重要性及其在落叶松育种中的应用。[结果]自交子代在保存率性状上未表现出明显的自交衰退,生长性状在一些亲本中甚至优于相应异交后代;生长性状的正反交效应不明显,暗示在今后的育种中无需考虑交配方向。16年生时胸径和材积加性效应和显性效应显著,且显性效应大于加性效应,显性和加性效应方差比值分别为1.34和 1.33 。此时按亲本育种值排名选择前10个家系,当联合育种值和SCA进行选择时遗传增益分别为3.21%和8.04%,比单纯育种值选择的遗传增益(分别为2.76%和7.12%)分别提高16.30%和12.92%;26年生时胸径和材积的加性效应显著而显性效应消失。16年生时胸径和材积的单株狭义遗传力、单株广义遗传力和平均家系广义遗传力的变幅分别为0.070-0.074、0.164-0.173和0.546-0.572;26年生时胸径和材积的单株狭义遗传力分别增至0.13和0.10。[结论]胸径和材积在早期的显性效应显著,通过对SCA的利用可获得更高的遗传增益,即选择一般配合力高的亲本通过控制授粉配制高特殊配合力组合的种子,并从子代中选择优良单株进行无性扩繁,可获得最大化的遗传增益。

基于非线性混合模型的日本落叶松木材密度与弹性模量模拟

本文以SilviScan测定的20个日本落叶松无性系60个木芯共4 320个逐年早晚材材性数据为基础,结合30株29年和40年解析木的实测材性数据,应用非线性混合模型分别构建了木材密度、弹性模量与年龄的预测模型,为定量预测日本落叶松的材性特征及准确掌握无性系间或单木间材性特征随年龄的变异提供依据。结果表明:考虑遗传效应的混合模型较好地体现了不同无性系间的材性变异,预测精度显著优于基础模型,R2提高了30.4%～55.8%;通过补充成熟材的材性数据,以单木水平作为随机效应建构了反映单木差异的木材密度和弹性模量混合预测模型,R^2分别较基础模型提高了48.7%和57.5%,可有效预测单木生长过程的材性特征。年轮木材密度和年轮弹性模量主要受晚材影响,早材的影响较小。早材密度随年龄的增加而减小,年轮木材密度与晚材密度变化趋势一致,表现出随年龄先增加后减小的趋势;早材弹性模量随年龄无明显变化,年轮弹性模量与晚材弹性模量变化趋势一致,表现出随年龄的增加而增大,后期增势变缓。

基于机载激光雷达的落叶松组分生物量反演

[目的]构建基于机载LiDAR的落叶松组分生物量反演模型,讨论不同方法对模型构建的影响。[方法]以地面实测样地数据和同步获取的机载LiDAR点云数据为数据源,分别采用多元线性回归(MLR)和随机森林(RF)方法,估测了长白落叶松的组分生物量,利用"刀切法"评价了模型的泛化能力。[结果]表明:(1)MLR筛选得到的H_(interval)、H_(80)、D_(10)、D_(20)与各组分生物量普遍表现为显著(P<0.05)或极显著水平(P<0.01)。(2)MLR模型的R^2高于0.82(枝、叶除外);RF模型的R^2均高于0.91,且均拥有较小rRMSE、TRE值。(3)MDI和MDA方法的变量相对重要值排序均能较好地体现LiDAR变量与生物量之间的关系,MDI在趋势性判断和阈值设定方面更具优势。[结论] LiDAR变量与组分生物量具有显著的相关性。RF拥有更好的拟合效果和泛化能力,MLR则对LiDAR和组分生物量的关系有更明确的解释能力。反演模型能较好地反映林分的现势特征,生物量被低估的现象会随着林龄的增加而逐步增多。

《温带林业研究》刊首语

森林是陆地生态系统的主体,是人类生存与发展的物质基础。温带森林是全球森林资源的重要组成部分,对维护地球温带地区、高海拔山区生态系统稳定具有不可替代的重要作用。我国温带森林分布于我国北方和西北、西南高海拔地区,既是我国重要的木材资源储备库,也是维护我国生态安全和经济与社会稳定发展的重要屏障,有着非常重要的作用。

Characterization of expressed sequence tags obtained by SSH during root formation in Larix cuttings

SSH was used to analyze gene transactivation during root formation of Larix cuttings. Two subtractive cDNA libraries were constructed from clone 31-6 as tester or driver and clone 15-4 as driver or tester. The SSH PCR products from the libraries were cloned into a pGEM-T easy vector and after PCR and dot blot analysis, positive clones were selected, sequenced and compared to the database in GenBank with BLASTX. The results of a sequence assembly in two libraries show that 521 UniEST （expressed sequence tag） were obtained. These 521 UniEST belong to metabolism, signal pathways, transport, resistance, developmental processes, local- ization, unknown proteins and ＂no hits found＂. All of these suggest that subtractive cDNA libraries during root formation of Larix cuttings were constructed successfully.