Growth variation of Michelia chapensis provenance in different ages and its early selection
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摘要:
目的 研究乐昌含笑Michelia chapensis主要生长性状的遗传变异规律及幼林期与近成熟林期主要性状的相关性，探析乐昌含笑种源早期选择的适宜林龄。 方法 利用种植于广东省韶关市国有曲江林场和九曲水林场的乐昌含笑种源试验林多个年度的观测数据，采用方差分析、遗传参数估算、相关分析及聚类分析等方法，对胸径、树高及材积生长性状在林龄为3、6、11、14 a的遗传变异模式进行分析，并确定早期选择的适宜林龄范围。 结果 种源试验林的保存率在林龄为11~14 a有较明显下降；各林龄的树高、胸径、单株材积在种源间存在极显著差异(P＜0.01)；种源效应对生长性状的影响随林龄的增大而逐渐增强或趋于平稳；各林龄的树高、胸径、单株材积的种源遗传力为0.69~0.90；林龄为3、6、11 a时的树高、胸径、单株材积分别与林龄14 a的单株材积间存在极显著(P＜0.01)的表型相关和遗传相关；综合指标法和单指标法对参试种源分类评价表明：所得丰产型Ⅰ类种源的分类结果较一致，但单指标法更简便；以林龄为14 a时入选的丰产型Ⅰ类种源为参考时，单指标法的早期选择风险更低，在林龄为3、6 a时开展早期选择，2片试验林的选对率为83%~100%，漏选率均为0。 结论 乐昌含笑树高、胸径、单株材积生长性状在不同种源间存在丰富变异，种源效应对3个生长性状有明显且较稳定的影响，树高、胸径、单株材积的种源遗传力属中等偏高水平。以丰产型种源为选择目标，在林龄为3~6 a时开展单株材积的早期选择是可行的。图1表7参20 Abstract:Objective This study, with an investigation of the genetic variation of Michelia chapensis and the correlation between the main growth traits of juvenile trees and those of the adult trees, is aimed to determine the suitable age for the early selection of M. chapensis provenances. Method First, two testing forests of M. chapensis provenances with an age range of 3 to 14 planted in Qujiang forest farm and Jiuqushui forest farm, Shaoguan, Guangdong Province were selected for measuring growth traits. Then, an analysis was conducted of the genetic variation of growth traits at different ages with the employment of variance analysis, genetic parameter estimation, correlation analysis and cluster analysis before the suitable age of early selection was determined. Result The preservation rate of testing forest had significantly decreased in 11−14 years with significant differences (P＜0.01) in tree height, diameter at breast height (DBH) and individual volume among tested provenances at different ages. The provenance effect had a significant impact on growth traits, which was gradually enhanced or tended to stabilize with the increase of age. The range of the provenance heritability for tree height, DBH and individual volume at different forest ages were 0.69−0.90 displaying significant phenotypic and genetic correlations between the early tree height, early DBH or early individual volume and the individual volume at the age of 14. As was shown in the classification and evaluation of provenances using comprehensive index and single index methods, the consistency of high-yield type Ⅰ provenances obtained by the two evaluation methods was very high, but the single index method was relatively easier to operate. Taking the high-yield type Ⅰ provenances selected in 14 years old as a reference, the early selection risk of single index method was lower than that of comprehensive index method. Using the single index method to carry out early selection at the age of 3 and 6 years, the correct selection rate of the two experimental forests was 83%−100% and the missed selection rates of both was 0. Conclusion The main growth traits of M. chapensis had rich variation among different provenances and the provenance effect had significant and stable influence on growth traits. The provenance heritability of tree height, DBH and individual volume was medium to high. As a result, for the sake of high-yield provenances, it was feasible to carry out early selection of individual volume during the age of 3−6 years. [Ch, 1 fig. 7 tab. 20 ref.] -
Key words:
- Michelia chapensis /
- provenance /
- genetic variation /
- juvenile-mature correlation /
- early selection
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图 1 曲江林场(A)和九曲水林场(B)试验林不同林龄的保存率
Figure 1 Preservation rate of different ages of two testing forests in Qujiang forest farm (A) and Jiuqushui forest farm (B)
表 1 参试种源信息
Table 1. Information of tested provenance
造林号 种源号 来源地 经纬度 试验林 曲江林场 九曲水林场 1 HNLL 湖南醴陵县王仙镇 27.663°N，113.455°E 有 有 2 HNTD 湖南通道县草坪镇 26.216°N，109.732°E 有 有 3 HNZX 湖南资兴县黄草镇 25.934°N，113.452°E 有 有 4 HNGD 湖南桂东县红星镇 25.982°N，113.893°E 有 有 5 HNSN 湖南遂宁县黄桑镇 26.713°N，110.196°E 有 有 6 JXCY 江西崇义县茶滩镇 25.677°N，113.452°E 有 有 7 JXSY 江西上犹县陡水镇 25.935°N，114.392°E 有 有 8 JXLN 江西龙南县九连山 24.856°N，114.512°E 有 有 9 LCJF 广东乐昌县九峰镇 25.243°N，113.244°E 有 有 10 MZF 广东南雄县帽子峰镇 25.184°N，114.366°E 有 有 11 NXJT 广东南雄县江头镇 25.183°N，114.376°E 有 有 12 RHCJ 广东仁化县长江镇 25.203°N，113.767°E 有 有 13 SXLJ 广东始兴县刘家山 24.847°N，114.099°E 有 无 14 JXQN 江西全南县龙下镇 24.854°N，114.517°E 有 无 15 JXAY 江西安远县车头镇 25.233°N，115.384°E 有 无 
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表 2 不同林龄种源的生长表现
Table 2. Growth performance of provenances at different ages
试验林 林龄/a 树高 胸径 单株材积 均值/m 变幅/m 变异系数 均值/cm 变幅/cm 变异系数 均值/m3 变幅/m3 变异系数 曲江林场 3 2.36 1.20~4.40 12.37 1.68 0.20~5.50 22.53 3.93×10−4 2.17×10−6~4.37×10−3 48.98 6 4.04 1.40~7.60 17.19 5.28 0.50~14.90 24.32 6.38×10−3 1.00×10−5~5.85×10−2 58.77 11 7.31 2.20~13.50 15.59 9.48 2.00~25.00 18.95 3.47×10−2 5.20×10−4~2.78×10−1 52.87 14 9.73 2.40~17.50 11.58 12.64 2.50~30.50 15.37 8.10×10−2 6.10×10−4~4.54×10−1 36.49 九曲水林场 3 2.94 1.00~6.20 9.72 2.88 0.50~8.40 17.34 1.24×10−3 1.00×10−5~1.22×10−2 38.08 6 4.76 1.50~11.00 10.24 5.73 0.70~16.50 13.72 8.39×10−3 2.00×10−5~1.08×10−1 41.27 11 7.93 2.50~18.10 10.65 9.74 2.20~23.50 13.92 3.54×10−2 6.10×10−4~3.22×10−1 42.91 14 9.37 2.80~16.20 11.64 11.09 2.40~34.20 13.78 6.27×10−2 8.50×10−4~6.76×10−1 34.90
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表 3 不同林龄生长性状的方差分析
Table 3. Variance analysis of growth traits at different ages
性状 林龄/a 曲江林场试验林 九曲水林场试验林 自由度 F 方差分量占比/% 自由度 F 方差分量占比/% 种源 种源×区组 误差 种源 种源×区组 误差 树高 3 14 3.64** 30.02 27.80 42.18 11 5.58** 40.89 23.41 35.70 6 14 4.40** 31.31 31.81 36.88 11 8.25** 53.51 16.98 29.51 11 14 5.68** 37.78 29.93 32.29 11 7.12** 43.90 25.50 30.60 14 14 9.94** 56.29 18.53 25.18 11 6.74** 41.25 21.35 37.40 胸径 3 14 4.52** 36.28 22.46 41.26 11 3.19** 24.45 30.86 44.69 6 14 4.54** 32.88 29.97 37.15 11 7.97** 53.32 16.09 30.59 11 14 6.52** 42.62 26.50 30.88 11 7.12** 46.22 23.58 30.20 14 14 9.11** 57.16 14.64 28.20 11 7.37** 55.43 9.76 34.81 单株材积 3 14 5.41** 44.65 14.85 40.50 11 3.79** 30.47 25.80 43.73 6 14 3.55** 33.32 25.97 40.71 11 4.71** 36.64 23.89 39.47 11 14 4.24** 32.42 30.23 37.35 11 4.52** 32.38 30.79 36.83 14 14 6.93** 48.02 19.61 32.37 11 6.30** 51.19 10.21 38.60 说明：**表示性状方差分析差异极显著(P＜0.01)
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表 4 不同林龄生长性状的种源遗传力估算值
Table 4. Estimation of provenance heritability of growth traits at different ages
林龄/a QJ06遗传力估算值 JQS06遗传力估算值 树高 胸径 单株材积 树高 胸径 单株材积 3 0.73 0.78 0.82 0.82 0.69 0.74 6 0.77 0.78 0.72 0.88 0.88 0.79 11 0.82 0.85 0.76 0.85 0.86 0.78 14 0.90 0.89 0.86 0.82 0.86 0.84 说明：QJ06为曲江林场试验林；JQS06为九曲水林场试验林
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表 5 幼林期和近熟林期生长性状相关系数
Table 5. Correlation coefficients of the main growth traits between the juvenile and mature age
性状 林龄/a QJ06试验林14 a
单株材积JQS06试验林14 a
单株材积表型相
关系数遗传相
关系数表型相
关系数遗传相
关系数树高 3 0.42** 0.98** 0.29** 0.83** 6 0.35** 0.95** 0.29** 0.92** 11 0.41** 0.96** 0.38** 0.95** 胸径 3 0.38** 0.97** 0.30** 0.98** 6 0.36** 0.97** 0.31** 1.00** 11 0.40** 0.98** 0.41** 1.00** 单株材积 3 0.37** 1.00** 0.22** 0.90** 6 0.36** 0.97** 0.35** 1.00** 11 0.37** 0.96** 0.44** 1.00** 说明：QJ06为曲江林场试验林；JQS06为九曲水林场试验林。**表示两两性状间极显著相关(P＜0.01)
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表 6 各林龄参试种源分类评价
Table 6. Clustering analysis of provenances at different ages
试验林 类群 林龄3 a的种源 林龄6 a的种源 林龄11 a的种源 林龄14 a的种源 综合指标 单指标 综合指标 单指标 综合指标 单指标 综合指标 单指标 曲江林场 Ⅰ 7、8、10、11、14、15 7、8、10、11、14、15 8、10、11、14、15 8、10、11、14、15 8、10、11、14、15 7、8、10、11、14、15 8、10、11、14、15 8、10、11、14、15 Ⅱ 9、13 9、13 7、9 7、9 7、9 9 7、9、13 7、9、13 Ⅲ 1、2、3、4、5、6、12 1、2、3、4、5、6、12 1、2、3、4、5、6、12、13 1、2、3、4、5、6、12、13 1、2、3、4、5、6、12、13 1、2、3、4、5、6、12、13 1、2、3、4、5、6、12 1、2、3、4、5、6、12 九曲水林场 Ⅰ 7、8、10、11 7、8、10、11 7、8、10、11 7、8、10、11 7、8、10、11 7、8、10、11 8、10、11 7、8、10、11 Ⅱ 2、6、9、12、 2、4、9、12 2、4、9、12 4、9 4、7、9 4、9 Ⅲ 1、3、4、5 1、2、3、4、5、6、9、12 1、3、5、6 1、2、3、4、5、6、9、12 1、3、5、6 1、2、3、5、6、12 1、2、3、5、6、12 1、2、3、5、6、12 说明：表中数字为参试种源对应的造林号，具体种源信息见表1
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表 7 乐昌含笑种源不同林龄选择风险评估
Table 7. Selection risk of M. chapensis provenances at different ages
评价
方法林龄/
a曲江林场试验林 九曲水林场试验林 入选数/
个选对数/
个选对率/
%错选数/
个错选率/
%漏选数/
个漏选率/
%入选数/
个选对数/
个选对率/
%错选数/
个错选率/
%漏选数/
个漏选率/
%单指标 3 6 5 83 1 17 0 0 4 4 100 0 0 0 0 6 5 5 100 0 0 0 0 4 4 100 0 0 0 0 11 6 5 83 1 17 0 0 4 4 100 0 0 0 0 14 5 5 100 0 0 0 0 4 4 100 0 0 0 0 综合指标 3 6 5 83 1 17 0 0 4 3 75 1 15 0 0 6 5 5 100 0 0 0 0 4 3 75 1 15 0 0 11 5 5 100 0 0 0 0 4 3 75 1 15 0 0 14 5 5 100 0 0 0 0 3 3 100 0 0 0 0
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