马尾松子代生长杂种优势与亲本配合力、遗传距离的相关性

【目的】开展马尾松子代生长杂种优势与亲本配合力、遗传距离的相关性研究,以根据子代的预测结果对马尾松杂交育种亲本进行科学选配。【方法】利用设置在浙江省淳安县姥山林场的2份马尾松第3代6×6半双列杂交材料,分析子代生长性状的杂种优势和亲本配合力,并利用SSR标记分析杂交亲本间的遗传距离,探究子代生长性状杂种优势与亲本一般配合力(GCA)、特殊配合力(SCA)、遗传距离(GD)的相关关系。【结果】2份马尾松试验材料树高、胸径和材积指数的表型值与杂种优势在不同杂交组合间差异较大,除半双列Ⅱ胸径一般配合力(GCA)外,其余生长性状配合力在杂交组合间的差异均达到显著或极显著水平。除半双列Ⅱ的胸径外,其余马尾松生长性状均是以加性基因效应控制为主。各生长性状家系遗传力(h_f^2)水平较高,为0.884~0.966,受较强的遗传控制。2份试验材料中12个亲本的Nei’s基因多样度指数和Shannon信息多样性指数分别为0.301 2和0.467 8,遗传多样性处于中等水平,不同亲本间GD为0.142 1~0.351 6。相关性分析发现,多数马尾松子代生长性状表型值及其杂种优势与GCA、SCA、GD(≤0.351 6)呈较显著的正相关关系。亲本GCA中,亲本一般配合力之和(GCA_(P1+P2))对子代表型值和杂种优势的预测能力最强,父本一般配合力(GCA_(P2))次之,而母本一般配合力(GCAP1)预测能力最差。亲本GCA_(P1+P2)、SCA、GD中,GCA_(P1+P2)对马尾松子代生长性状表型值的预测能力最强,SCA对马尾松子代生长性状杂种优势的预测能力最强,而GD对子代生长性状表型值和杂种优势的预测能力普遍弱于GCA_(P1+P2)和SCA。回归分析发现,2份试验材料中,除半双列Ⅱ的GCA_(P1+P2)外,其余GCA_(P1+P2)、SCA、GD(≤0.351 6)与子代材积指数的杂种优势均呈较显著的线性相关。【结论】GCA_(P1+P2)、SCA以及较低水平的GD与马尾松子代生长性状表型值和杂种优势的相关性较高,可以利用亲本配合力和一定水平的遗传距离对马尾松子代生长性状表型值和杂种优势进行有效预测,进而提高马尾松亲本选配效率及杂种优势的有效利用率。

局部供氮对低磷胁迫下马尾松不同家系生长及根系参数的影响

土壤资源有效性在空间分布上的差异会对植物的生长发育产生重要影响。该文选择马尾松(Pinus massoniana)二代育种亲本育成的5个全同胞家系(1、25、49、52、57)为材料,进行一个生长季的局部供氮苗木盆栽实验。实验在同质低磷和异质低磷两种低磷环境下分别设置4个供氮处理:均匀供氮(HHH)、表层和中间层供氮(HHL)、底层供氮(LLH)和底层半侧供氮(LLH/L),研究了模拟异质养分环境对马尾松不同家系苗木生长及根系发育的影响。结果表明:1)与同质低磷相比,异质低磷促进了马尾松的生长和根系发育,其根长和根表面积分别为同质低磷下的1.95倍和2.11倍。2)局部供氮对马尾松生长的影响受土壤磷素环境影响较大,与HHH相比,局部供氮(HHL、LLH和LLH/L)对同质低磷下苗木的株高、地径和干物质积累量有明显的促进作用,但在异质低磷下,仅LLH和LLH/L处理有利于苗木地上部分的生长,HHL处理反而有抑制效应。3)在两种低磷环境下,LLH/L和LLH处理对马尾松苗木根系生长发育的促进作用显著,尤其在异质低磷环境下的促进作用较强(LLH/L处理下根长和根表面积较HHH处理高出29.2%和32.3%),但HHL对根长和根表面积有一定的抑制作用。4)马尾松不同家系间对不同供氮处理的响应差异显著。家系49、52和57主要通过增加根系在土壤中的分布来响应局部氮素分布的变化,促进整株干物质量的积累;家系25地上部分的生长随氮、磷含量的增大而增加,但根系的增生发育对其整株生长的贡献较小;家系1生长发育迟缓,对局部供氮的响应较为迟钝。研究结果显示,局部供氮较均匀供氮更有利于马尾松苗木生长,且土壤深层施肥的促进作用更强。