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美洲黑杨杂交子代苗期性状遗传变异及选择

严艳兵 潘惠新

严艳兵, 潘惠新. 美洲黑杨杂交子代苗期性状遗传变异及选择[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200803
引用本文: 严艳兵, 潘惠新. 美洲黑杨杂交子代苗期性状遗传变异及选择[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200803
YAN Yanbing, PAN Huixin. Genetic variation and selection of seedling traits in hybrid progeny of Populus deltoides[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200803
Citation: YAN Yanbing, PAN Huixin. Genetic variation and selection of seedling traits in hybrid progeny of Populus deltoides[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200803

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美洲黑杨杂交子代苗期性状遗传变异及选择

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200803
基金项目: 江苏省科技计划项目(BE2016387)
详细信息
    作者简介: 严艳兵(ORCID:0000-0003-4877-4761),从事杨树遗传改良研究。E-mail: 1447025861@qq.com
    通信作者: 潘惠新(ORCID:0000-0001-5231-6937),教授,从事杨树遗传改良研究。E-mail: hxpan@njfu.com.cn
  • 中图分类号: S722.5

Genetic variation and selection of seedling traits in hybrid progeny of Populus deltoides

  • 摘要:   目的  分析美洲黑杨Populus deltoides杂种苗期生长性状和叶片性状的遗传变异及遗传相关性,为杨树新品种选育提供材料。  方法  以美洲黑杨不同品种为亲本进行杂交试验,测定了9个杂交组合子代苗期生长性状和叶片性状,并通过方差分析、遗传参数估算、遗传相关分析及通径分析等,了解美洲黑杨杂种生长性状和叶片性状的遗传变异规律及性状间遗传互作,并依此开展美洲黑杨优良杂交组合的联合选择。  结果  杂交组合间3个生长性状与5个叶片性状存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)差异。苗高、地径、材积与叶长、叶宽、叶柄长、叶周长、叶面积的家系遗传力均达0.8以上,受强度遗传控制,遗传变异系数为8.6%(叶长)~31.13%(材积),有利于优良杂交组合的选择。相关分析表明:叶长、叶宽、叶柄长、叶周长、叶面积与苗高、地径、材积间均达极显著正遗传相关(P<0.01)。相关遗传进度分析表明:除叶形指数、侧脉夹角和叶宽基距外,其他叶片性状对3个生长性状的遗传相关进度和间接选择效率较高。通径分析表明:苗高和地径对材积的直接遗传控制作用较大,叶长、叶宽、叶柄长、叶面积和叶周长通过苗高和地径对材积产生较大的间接遗传控制作用。利用综合指数选择法开展美洲黑杨9个杂交组合的生长与叶片性状联合选择,选出3个速生优质的杂交组合(B106×NL15、S3239×NL15、NL447×SY2),材积遗传增益达26.90%。  结论  美洲黑杨杂交组合子代1年生苗的3个生长性状和5个叶片性状均存在丰富变异,遗传互作显著;苗高和地径对材积的直接作用最大,5个叶片性状对材积也产生较大的间接控制效应。综合指数选择法能有效地选出速生优质杂交组合,材积遗传增益较高,杨树遗传改良效果较好。表8参18
  • 表  1  美洲黑杨杂交亲本信息

    Table  1.   Basic information of parents in hybrid experiment of Populus deltoides

    杂交亲本来源
    S3239、SH3(洪3)、SH2(洪2)、
     NL3804(南林3804杨)
    起源于美国密西西比河下游的美洲黑杨无性系,属美洲黑杨,原产地美国密西西比河下游第38号
     洲,1991年从美国南方林业试验站引进,2008年从美洲黑杨种质资源库中选出
    NL447(南林447杨)来源于I-69×445杂种无性系(属于欧美杨,开花早)
    NL780(南林780杨)来源于85杨半同胞家系
    B106来源于小叶杨与美洲黑杨优良亲本回交F1代杂种无性系
    SY2(泗杨2号)来源于母本I-69杨×S3239杂种无性系
    NL15(南林15杨)来源于I-69×S3244杂种无性系,母本I-69杨来源20世纪70年代引自意大利杨树研究所,父本S3244来 自美国密西西比河下游第32号洲
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    表  2  美洲黑杨不同杂交组合生长性状与叶片性状方差分析

    Table  2.   Variance analysis of growth and leaf traits of different hybrid combinations in P. deltoids

    性状  变异来源自由度FP性状  变异来源自由度FP
    苗高  组合间88.3720.000***叶柄长 组合间86.8650.000***
    地径  组合间85.9510.000***侧脉夹角组合间83.2880.009**
    材积  组合间85.0550.001***叶宽基距组合间83.4690.007**
    叶长  组合间86.6960.000***叶面积 组合间86.7480.000***
    叶宽  组合间88.0970.000***叶周长 组合间86.6770.000***
    叶形指数组合间83.8850.004**
      说明:***表示P<0.001;**表示P<0.01
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    表  3  美洲黑杨杂种苗期生长性状和叶片性状变异分析

    Table  3.   Analysis on variation of growth traits and leaf traits of P. deltoids hybrids at seedling stage

    性状     苗高/cm地径/mm材积/cm3叶长/cm叶宽/cm叶形指数叶柄长/cm侧脉夹角/(°)叶宽基距/cm叶面积/cm2叶周长/cm
    平均值    150.109.9541.1613.6313.131.0417.2772.622.46142.2558.59
    最小值    119.948.2321.9012.0411.320.9686.1869.522.00110.9551.16
    最大值    170.6311.7160.6215.9815.251.0938.6475.423.05188.7169.15
    遗传变异系数/%12.2111.9731.138.609.373.3610.522.5612.3416.659.45
    表型变异系数/%15.5416.0943.8811.2211.725.1813.644.2519.9821.6912.34
    家系遗传力  0.8810.8320.8020.8510.8770.7430.8540.6960.7120.8520.850
    单株遗传力  0.6480.5530.5030.5880.6400.4190.5950.3640.3820.5900.587
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    表  4  美洲黑杨不同杂交组合叶片性状与生长性状的相关性分析

    Table  4.   Correlation analysis between leaf and growth traits of different hybrid combinations of P. deltoides

    性状  苗高地径材积叶长叶宽叶形指数叶柄长侧脉夹角叶宽基距叶面积叶周长
    苗高  0.788**0.880**0.653*0.792**−0.615*0.708**−0.0780.0890.697**0.735**
    地径  0.711**0.988**0.857**0.969**−0.570*0.960**0.2060.2870.967**0.978**
    材积  0.833**0.977**0.882**1.010**−0.628*0.958**0.2040.3110.980**1.004**
    叶长  0.543*0.762**0.760**0.941**−0.1280.990**0.3880.4040.956**0.969**
    叶宽  0.672*0.881**0.892**0.923**−0.4541.063**0.3590.3570.988**0.984**
    叶形指数−0.415−0.395−0.4300.069−0.320−0.5060.0140.057−0.377−0.330
    叶柄长 0.552*0.86**0.847**0.899**0.983**−0.3290.2770.603*1.052**1.050**
    侧脉夹角0.1700.3790.3890.4440.495−0.1680.491−0.0610.4720.507
    叶宽基距−0.1420.1380.1190.3530.2870.1670.408−0.0240.3290.282
    叶面积 0.579*0.872**0.858**0.943**0.985**−0.2270.974**0.564*0.2701.001**
    叶周长 0.606*0.866**0.86**0.957**0.973**−0.1630.949**0.591*0.2280.993**
      说明:对角线下方为表型相关,对角线上方为遗传相关;*表示P<0.05,**表示P<0.01
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    表  5  美洲黑杨不同杂交组合叶片性状对生长性状的间接选择

    Table  5.   Indirect selection of leaf traits to growth traits in different hybrid combinations of P. deltoides

    性状  苗高地径材积
    相关遗传进度间接选择效率/%相关遗传进度间接选择效率/%相关遗传进度间接选择效率/%
    叶长  26.49274.802.378106.2727.106114.66
    叶宽  32.61592.102.729121.9731.508133.28
    叶形指数−23.310−65.82−1.478−66.03−18.031−76.27
    叶柄长 28.78581.282.669119.3029.505124.81
    侧脉夹角−2.862−8.080.51723.105.67023.98
    叶宽基距3.3039.330.72832.558.74236.98
    叶面积 28.29579.902.685119.9930.137127.48
    叶周长 29.81084.172.713121.2430.847130.48
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    表  6  美洲黑杨不同杂交组合各性状对材积的通径分析

    Table  6.   Path analysis of volume in different hybrid combinations of P. deltoides

    性状  通过叶长通过叶宽通过叶柄长通过叶面积通过叶周长通过苗高通过地径
    叶长  0.327−0.5420.1600.269−0.1820.2720.485
    叶宽  0.308−0.5750.1710.278−0.1840.3300.548
    叶柄长 0.324−0.6120.1610.296−0.1970.2950.543
    叶面积 0.313−0.5690.1700.282−0.1870.2900.547
    叶周长 0.317−0.5660.1690.282−0.1870.3070.554
    苗高  0.213−0.4550.1140.196−0.1380.4170.445
    地径  0.281−0.5590.1550.273−0.1840.3290.565
      说明:粗体为各性状对材积的直接作用,其他为各性状通过另一性状对材积的间接作用
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    表  7  不同性状组合指数选择方程

    Table  7.   Index selection equation of different characteristics

    指数选择方程综合育种值
    选择进展(△H)
    指数遗
    传力
    综合选择指
    数的估计准确度
    I1=0.0975X1−0.189X2+0.6725X3+2.5578X4+2.8459X5+0.1195X6−0.3977X710.080.8680.928
    I2=0.1047X1−1.1988X2−0.4551X3+2.036X4+3.6552X5+0.0774X6 8.620.8720.930
    I3=−0.1347X1+4.1451X2+13.6535X4+4.0199X5−0.7178X6 7.350.8960.937
    I4=0.0954X1+0.0249X2+2.022X5+0.0613X6 5.710.8620.926
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    表  8  美洲黑杨优良家系生长性状与叶片性状遗传增益估算

    Table  8.   Estimation of genetic gain of growth and leaf characteristics in superior families of P. deltoides

    杂交组合 苗高/%地径/%材积/%叶柄长/%叶面积/%
    B106×NL153.0614.6929.0016.0727.82
    S3239×NL159.5614.1437.9112.5419.60
    NL447×SY28.36 3.2713.80 3.135.89
    平均增益/%6.9910.7026.9011.5016.85
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-12-30
  • 修回日期:  2021-06-11

美洲黑杨杂交子代苗期性状遗传变异及选择

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200803
    基金项目:  江苏省科技计划项目(BE2016387)
    作者简介:

    严艳兵(ORCID:0000-0003-4877-4761),从事杨树遗传改良研究。E-mail: 1447025861@qq.com

    通信作者: 潘惠新(ORCID:0000-0001-5231-6937),教授,从事杨树遗传改良研究。E-mail: hxpan@njfu.com.cn
  • 中图分类号: S722.5

摘要:   目的  分析美洲黑杨Populus deltoides杂种苗期生长性状和叶片性状的遗传变异及遗传相关性,为杨树新品种选育提供材料。  方法  以美洲黑杨不同品种为亲本进行杂交试验,测定了9个杂交组合子代苗期生长性状和叶片性状,并通过方差分析、遗传参数估算、遗传相关分析及通径分析等,了解美洲黑杨杂种生长性状和叶片性状的遗传变异规律及性状间遗传互作,并依此开展美洲黑杨优良杂交组合的联合选择。  结果  杂交组合间3个生长性状与5个叶片性状存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)差异。苗高、地径、材积与叶长、叶宽、叶柄长、叶周长、叶面积的家系遗传力均达0.8以上,受强度遗传控制,遗传变异系数为8.6%(叶长)~31.13%(材积),有利于优良杂交组合的选择。相关分析表明:叶长、叶宽、叶柄长、叶周长、叶面积与苗高、地径、材积间均达极显著正遗传相关(P<0.01)。相关遗传进度分析表明:除叶形指数、侧脉夹角和叶宽基距外,其他叶片性状对3个生长性状的遗传相关进度和间接选择效率较高。通径分析表明:苗高和地径对材积的直接遗传控制作用较大,叶长、叶宽、叶柄长、叶面积和叶周长通过苗高和地径对材积产生较大的间接遗传控制作用。利用综合指数选择法开展美洲黑杨9个杂交组合的生长与叶片性状联合选择,选出3个速生优质的杂交组合(B106×NL15、S3239×NL15、NL447×SY2),材积遗传增益达26.90%。  结论  美洲黑杨杂交组合子代1年生苗的3个生长性状和5个叶片性状均存在丰富变异,遗传互作显著;苗高和地径对材积的直接作用最大,5个叶片性状对材积也产生较大的间接控制效应。综合指数选择法能有效地选出速生优质杂交组合,材积遗传增益较高,杨树遗传改良效果较好。表8参18

English Abstract

严艳兵, 潘惠新. 美洲黑杨杂交子代苗期性状遗传变异及选择[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200803
引用本文: 严艳兵, 潘惠新. 美洲黑杨杂交子代苗期性状遗传变异及选择[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200803
YAN Yanbing, PAN Huixin. Genetic variation and selection of seedling traits in hybrid progeny of Populus deltoides[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200803
Citation: YAN Yanbing, PAN Huixin. Genetic variation and selection of seedling traits in hybrid progeny of Populus deltoides[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200803

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