基于种实表型性状和SSR标记的杉木2代种子园遗传多样性分析

【目的】从表型和分子2个角度评估江西信丰县国家杉木良种基地杉木2代种子园的遗传多样性,明确种子园的遗传背景,为后期种子园的改良(去劣疏伐)、重建(亲本选择与配置)等提供依据,同时为开展杂交育种提供遗传信息。【方法】以江西信丰杉木2代种子园内51个建园无性系为研究对象,通过分析8个种实表型性状掌握种子园不同无性系间种实性状的差异,同时利用SSR标记从DNA水平进行遗传多样性评估。【结果】供试51个无性系在种实表型性状和DNA水平上均存在明显的变异和较丰富的遗传多样性。8个表型性状变异系数为10.53%~37.04%,其中球果和种子的平均变异系数分别为18.99%和14.01%,种子的变异系数较小,表明种子的稳定性要比球果的高;种实性状的Shannon-Weaver多样性信息指数平均为2.060,表明种实性状的多样性较丰富。在DNA水平,14个SSR标记在51个无性系中共扩增出68个等位位点,平均Shannon’s信息指数、平均Nei’s遗传多样性指数、平均观测杂合度和平均期望杂合度分别为0.925、0.506、0.486和0.511,表明信丰杉木2代种子园遗传多样性较丰富。基于种实表型性状和SSR标记均可将51个无性系分为两大类群,但两者的具体聚类结果存在较大差异,Mantel检验显示种实性状与SSR标记之间不存在相关性(r=0.064,P=0.870>0.05)。【结论】信丰杉木2代种子园遗传多样性较丰富,具有再选择空间和改良潜力。

基于种实性状的杉木第3代无性系种子园亲本评价

林木种子园是重要的林木良种基地,其主要任务是生产遗传品质和播种品质优良的种子并保证稳产高产。本研究以湖南省会同县第3代杉木无性系种子园中的29个无性系为研究对象,调查分析无性系球果纵径、横径、体积、产量及种子千粒重、发芽率、涩粒率、霉变率、发芽起始时间、发芽持续时间等10个指标,采用方差分析和主成分分析方法综合评价无性系的结实能力。研究结果表明,10个性状指标在29个无性系之间的差异极显著(P<0.01)。其中,球果产量变异最大,变异系数为103.53%;种子霉变率(75.40%)次之;再次为种子发芽率(38.21%)。不同无性系间,球果的纵径、横径、体积之间呈极显著正相关;种子发芽率与种子涩粒率呈极显著负相关、与种子霉变率之间存在显著负相关;球果的产量与球果的纵径、横径、体积等性状相关性不显著;种子的发芽起始时间与发芽持续时间呈显著负相关。基于球果、种子性状主成分分析的结果,筛选出综合性状排名前9位的6、27、22、23、28、26、5、14、9号无性系,可为第3代杉木无性系种子园去劣留优提供依据。

杉木嫁接繁殖技术研究进展

杉木是我国重要的速生用材树种,用途广泛,在我国人工造林中有重要作用。培育良种壮苗是实现杉木林速生丰产的重要措施。嫁接是营建杉木种子园的主要技术手段,用于快速繁殖杉木。本文综合大量国内外文献,从生理生化机制和分子调控机制层面概述了嫁接的基本原理,从嫁接方法、砧木选择、嫁接后管理3个方面重点综述了国内近60年关于杉木嫁接的研究概况,指出了目前杉木嫁接研究存在的不足以及今后发展的方向,以期为杉木种质资源保存、良种快速繁殖与推广提供参考。

杉木第3代种子园无性系种实性状及冠幅性状变异研究

为评估第3代杉木种子园的建园成效,对漳平五一国有林场第3代杉木种子园的90个无性系的种实性状开展变异规律分析。结果表明,不同建园材料的表型性状间变异明显,变异幅度呈现以下趋势:出籽量>出籽率>单株球果鲜重>千粒重>冠幅,且各性状间存在显著相关性;冠幅及单株球果鲜重在不同无性系间也存在极显著差异。初选20个优良无性系平均单株球果鲜重、出籽量、出籽率、千粒重和冠幅比群体均值分别提高了24.33%、38.13%、26.15%、10.47%和9.88%。初步评估结果表明,杉木3代不同建园材料的种实性状遗传变异丰富,为后续育种工作提供材料基础;后续可实施育种精细选育并加强建园经营管理;此外,应对筛选出的优良无性系进一步开展测定评估,以此为下一代种子园建设提供建园材料。

杉木第3代种子园亲本生长结实性状变异分析

于2022年在福建省漳平五一国有林场杉木第3代种子园中,对88个建园亲本无性系的冠幅,雌、雄球花和单株球果产量进行调查和分析。结果表明:88个无性系亲本10年生时冠幅的平均值为3.75 m,变异系数平均值为5.97%;单株雌花数量平均值为1088个,变异系数平均值为58.82%;单株雄花数量平均值为1777个,变异系数平均值为59.14%;单株球果产量平均值为2573个,变异系数平均值为31.97%。雌、雄花量的变异系数最大,均接近60%;冠幅生长的变异系数最小,低于6%。相关分析结果表明,雌、雄花量间的相关性不显著,雌花花量与单株球果产量间的相关系数值最大,冠幅与单株球果产量间的相关系数值次之,雄花量与单株球果产量的相关系数值最小。第3代种子园亲本生长结实性状变异分析将为选择冠幅、雌雄球花数量或单株球果产量均综合表现稳定的无性系提供依据。

陈山红心杉母树林与种子园遗传多样性分析

掌握陈山红心杉母树林和种子园的遗传背景信息,为陈山红心杉种子园的生产经营和有效利用提供依据。本研究利用SSR标记分析陈山红心杉母树林、1代和1.5代种子园的遗传多样性。结果表明,陈山红心杉(母树林+种子园)平均等位基因数4.8,有效等位基因数1.826,观测和期望杂合度分别为0.408和0.398,Shannon′s信息指数0.747。与母树林相比,1代和1.5代种子园的等位基因数等遗传多样性参数发生变化,但没有显著差异。遗传结构和PCoA分析显示陈山红心杉遗传聚类不明显,遗传背景较为一致。

杉木第3代种子园营建技术及应用

以90份杉木第3代生产群体为材料在福建省光泽华桥国有林场营建87.6 hm^2杉木第3代种子园。从区划设计、无性系配置、嫁接技术和管理技术等方面介绍了杉木第3代种子园营建技术。嫁接9 a后,种子园平均树高、胸径和冠幅分别为5.10 m、14.74 cm和4.72 m,球果产量可达到1 313.90 kg·hm^(-2),出籽率为3.25%,种子实际产量达到42.70 kg·hm^(-2)。对种子园生长、种子产量、种实等性状的进一步分析表明,在结合种子园亲本结实性状的遗传选择基础上,加强种子园树体管理,特别是顶梢短截能显著提高种子园的种子产量。第3代杉木种子园生产的良种与福建省主栽的杉木良种造林对比表明,杉木第3代种子园的良种生长表现出明显的生长优势,5年生时树高、胸径和单株立木材积分别为7.12 m、10.94 cm和0.039 9 m^3,年均生长量分别为1.42 m、2.19 cm和0.007 98 m^3。

浙江省杉木种子园丰产技术研究

五年中布置了多项试验，对浙江省杉木投产种子园丰产经营技术作出了进一步的研究；调查了浙江几个主要杉木一代种子园的经营管理水平及年度产量变化情况；进行了影响杉木种子园种子产量的生物因子和环境因子的系统监测和收集。在此基础上总结出杉木种子园丰产技术系列。认为建园亲本材料的选择和配置、园址的选定是种子园优质高产的基础；提高母树正冠率等树体管理、人工辅助授粉是关键；科学施肥、密度管理、病虫害防治等配套经营管理措施是种子园种子稳产高产的保证。

杉木第二代改良种子园营建技术及应用成效

种子园在林木良种化推进过程中起着重要作用。文章就广东省杉木第二代改良种子园营建技术包括亲本选择和建园创新技术等进行概述,如亲本选择策略与标准、秋季嫁接方法、缩短种子园建园时间的方法。同时简述了第二代改良种子园建园技术应用成效。其中,乐昌市龙山林场杉木第二代改良种子园产量较为突出,可达187.50 kg/hm2,种子质量可达到GB 7908—1999杉木种子质量分级I级水平。此外,小坑林场第二代改良种子园子代早期生长(3 a生)平均树高、平均胸径分别为4.0 m、4.5 cm,增益分别达21.2%、40.6%。

杉木花粉生态学特性研究

本文自1984—1989年,以杉木种源林、浙江姥山和长乐杉木种子园及普通杉木林为研究对象,在实地调查和定点观测的基础上,对杉木雄球花散粉的解剖学基础和散发节律,雌雄球花及花粉以风作为花粉传播媒介的适应性变化,花粉的传播、沉降及空间分布进行了研究。提出杉木种子园宜选在水体旁,种子园的隔离照离应大于1500m,减少直至消灭自交的有效方法是选用雌性和雄性杉木无性系建造种子园,雌、雄杉木的比例为11:4。雄株应比雌株高1.5—2倍,株行距为3×2.5m、3×3m、3×4m。

杉木种子园含硼量测定和施硼试验

据对浙江杉木一代种子园的土壤、植株针叶和球果抽样测定表明，土壤中水溶性硼含量只有０．１３～０．２４ｐｐｍ，大大低于０．５ｐｐｍ的临界浓度。针叶和球果中有效硼含量也分别只有８，９～２２．７ｐｐｍ和４．１～１６．１ｐｐｍ，也低于正常含量。经四年施硼试验研究结果表明，进入正常结实期的杉木种子园施入一定量的硼肥，其单株和单位面积的球果产量分别比对照平均增产３５．０８％和４８．４２％，出籽率提高９．４０％，发芽率提高１４．９９％，千粒重增加６．５４％。施肥时间以４月中旬和６月中旬以前为佳，每株施６０ｇ硼砂较为适宜。试验结果还表明，硼肥和复合肥配比混施增产效果更加明显，单株和单位面积球果产量分别比单施复合肥和硼肥增产２２．５５％和１５．７１％以上，种子品质也有显著提高。

疏伐促进杉木种子园开花结实的研究

据对３个１２年生的杉木种子园进行强度为２０％～３０％的疏伐，经连续３ａ的观测研究表明，与未疏伐的对照相比较，疏伐后无性系的雌花量平均增长到４．１７倍，雄花量平均增长到２．７１倍，疏伐小区球果平均每公顷产量是未疏伐（对照）小区的１．３９～１．６３倍，单株球果平均产量是未疏伐区单株产量的１．４１～２．２１倍。同时疏伐区接株的树高、胸径和侧枝当年生长量比对照也有明显的增长。

四个杉木种子园的花量和种子产量的观测与分析

该文对贵州和四川四个杉木种子园球花、球果和种子产量作了多年调查，分析了年度变化规律、种源与无性系间的差异、年度间的相关性、生长与着花量的关系，探讨种子园郁闭度和立地条件对花量和球果产量的影响。

杉木种子园结实量近期预测方法的研究

本文用可见半面树冠球果估测法、球果切开法和标准木法对安徽省山斗杉木种子园结实量进行了研究。结果表明,可见半面树冠球果估测法工作量小,精度较高,至少可以提前3个月预测杉木的结实量。把可见半面树冠球果估测法与球果切开法结合使用,可以预测单株或林分的种子潜在产量。

提高杉木种子园种子产量及品质技术措施的研究

对湖南省东安县杉木无性系种子园施肥试验的结果表明：３、６、８月中旬每次每株各施尿素０．４ｋｇ、过磷酸钙０．３ｋｇ、氯化钾０．２ｋｇ为球花产量最高的施肥方案；施肥对当年的种子播种品质有影响，但不大；种子园大片母树不挂果的原因是土壤和树体中锰含量过高而树体中的硼元素缺乏，对此提出对土壤施石灰和对母树针叶喷Ｂ肥的改良措施；３—８月是杉木种子园施Ｎ、Ｐ．Ｋ肥最适宜时期；确定８月是杉木种子园母树营养诊断进行针叶分析的最佳采样时期，并制定出杉木种子园母树的针叶中全Ｎ含量为０．８％、全Ｐ含量为０．１２％、全Ｋ含量为０．７％是其临界值；针叶全Ｎ含量０．８—１．２％、全Ｋ含量０．７－０．９％是其最适浓度范围；中耕松土对种子园种子产量影响不明显。

杉木种子园开花物候特点的研究

１９８９～１９９３年对贵州黎平东风林场杉木种子园３７５个无性系开花物候作了观察。结果表明，可授期比散粉期来得早，且持续时间长，结束时间与散粉期基本同步，或稍后１ｄ；树冠上层、阳面比下层、阴面开花早，但相差不过１ｄ；阳坡散粉期和可授期进程比阴坡早１ｄ和半天；郁闭度大的林分，可授期和散粉期平均迟到半天，分别晚结束２ｄ半和１ｄ；可授期的早晚与≥５℃积温关系密切，而散粉期与≥１０℃积温关系更紧密；无性系间雌雄花期基本相遇，但在开花始期和持续期上差异明显；各无性系开花先后次序在年度间比较稳定。无性系来源各层次变异大小的顺序为：无性系间＞种源亚区间＞种源间＞种源区间。可授期早的无性系种子质量最差，其次是晚花无性系。

杉木种子园营林性疏伐促进“开花”结实效果

１４年左右杉木种子园经高强度营林性疏伐（伐去４０％～５０％）后连续两年测定了疏伐区和对照区（未疏伐）微生态因子和母树的生物学反应。结果表明，疏伐后明显改善了种子园内微生态环境，降低了相对湿度和提高了撒粉期的风速，尤其是日照强度提高了近十倍，从而直接提高了花期花粉飞撒量（提高１．５倍）。疏伐后次年春和第三年春调查发现疏伐区雌球花数增加了３倍，雄球花数增加了２．１４倍。树冠新枝（梢）数增加了８倍。疏伐后第四年种子产量恢复到３０～４５ｋｇ／ｈｍ￣２。

杉木2代种子园子代主要经济性状遗传变异及单株选择

杉木（Cunninghamia lanceolata （Lamb.） Hook.）作为我国南方林区重要的用材树种,经过几十年的遗传改良已进入到高世代时期,遗传改良工作取得了较大进展,林木生长量也已获得较大增长。20世纪90年代初浙江省从杉木1代种子园家系子代测定林、杂交试验林和种源试验林中选择出优良材料营建了2代种子园，

杉木种子园中无性系的开花结实规律

根据杉木树冠各部位的年龄大小，将杉木树冠划分为若干年龄段。通过对各年龄段♀、♂球花（果）数的调查分析，结果表明：杉木种子园中各无性系♀、♂球花（果）数以及座果率的差异都极其显著，而且低产无性系占一半以上；不同年龄段上的♀、♂球花（果）数的差异也达到极其显著水平并呈规律性变化，但各年龄段的座果率基本一致。

浙西北杉木种子园花期和球花量观察分析

了解母树发育进程和花期,是种子园经营的一个重要方面,例如:小区无性系配置要求花期相遇;园址选择应有利于母树开花结实;建园材料除要有优良遗传性外,也要适当考虑种子产量,否则种子园就不能成为良种生产基地。我国60～70年代不少地区已进行了杉木物候观察,已知杉木南部产区盛花期约在3月上旬,中心产区3月中旬,北部产区3月下旬～4月初。但这些对种子园来说还是不够的,因为上述观测对象是实生株,并且不分种源、个体和立地条件。鉴于这方面资料甚少,我们于1988和1989年在浙江余杭县长乐林场杉木种子国进行了观测,现报告其初步结果。