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木荷全同胞家系生长与分枝性状的遗传变异及效应分析

王家燚 陈焕伟 张蕊 肖纪军 高凯 骆珍莎 沈斌 杜克久 周志春

王家燚, 陈焕伟, 张蕊, 肖纪军, 高凯, 骆珍莎, 沈斌, 杜克久, 周志春. 木荷全同胞家系生长与分枝性状的遗传变异及效应分析[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220634
引用本文: 王家燚, 陈焕伟, 张蕊, 肖纪军, 高凯, 骆珍莎, 沈斌, 杜克久, 周志春. 木荷全同胞家系生长与分枝性状的遗传变异及效应分析[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220634
WANG Jiayi, CHEN Huanwei, ZHANG Rui, XIAO Jijun, GAO Kai, LUO Zhensha, SHEN Bin, DU Kejiu, ZHOU Zhichun. Genetic variation and effect of growth and branching traits in full-sib families of Schima superba[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220634
Citation: WANG Jiayi, CHEN Huanwei, ZHANG Rui, XIAO Jijun, GAO Kai, LUO Zhensha, SHEN Bin, DU Kejiu, ZHOU Zhichun. Genetic variation and effect of growth and branching traits in full-sib families of Schima superba[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220634

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木荷全同胞家系生长与分枝性状的遗传变异及效应分析

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220634
基金项目: 浙江省农业(林木)新品种选育重大科技专项重点课题(2021C02070-9);江西省科技创新专项(201919);福建省林木种苗科技攻关六期项目专项(201904)
详细信息
    作者简介: 王家燚(ORCID: 0009-0008-6556-8541),从事珍贵树种遗传改良研究。E-mail: wjy19980812@163.com
    通信作者: 张蕊(ORCID: 0000-0003-2667-935X),副研究员,博士,从事林木遗传育种研究。E-mail: zhangruicaf@caf.ac.cn
  • 中图分类号: S722.3

Genetic variation and effect of growth and branching traits in full-sib families of Schima superba

  • 摘要:   目的  揭示木荷Schima superba F1代全同胞家系的生长与分枝性状的遗传变异规律,为木荷科学育种提供依据。  方法  以2015年在浙江龙泉营建的4 × 4半双列交配设计的木荷全同胞家系测定林为研究对象,对木荷亲本组合生长与分枝性状的遗传变异参数、一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)等进行分析。  结果  6年生木荷全同胞家系间的生长和分枝性状存在极显著差异(P<0.01)。生长和分枝性状的变异系数为20%~53%。木荷的生长和分枝性状受较强的遗传控制(全同胞遗传率为0.86~0.93),其中,生长性状的父本遗传率更高,受基因加性和显性效应共同控制;分枝性状的母本遗传率更高,受基因加性效应控制。相关分析表明:木荷全同胞子代生长和分枝性状存在极显著的表型相关(r=0.20~0.87,P<0.01),胸径生长与一级分枝数、枝下高呈极显著遗传相关(r=0.67~0.70, P<0.01)。生长和分枝性状的GCA和SCA效应均达到显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)水平。根据GCA和SCA的结果,认为SY42和LC31为优良亲本,SY42×LC31组合具有速生性状的特殊配合力效应,初选的6株优良全同胞子代可作为2代育种亲本材料。  结论  6年生木荷全同胞家系生长和分枝性状受较强遗传控制,生长性状父本控制力更强,分枝性状母本控制力更强。根据生长性状和分枝性状分别对亲本进行选配,可以得到速生优质的超级亲本组合。图1表7参27
  • 图  1  不同组合胸径、树高、最大分枝粗、一级分枝数数据分布图

    Figure  1  Data structure of diameter at breast height, height, maximum branch diameter and primary branch number of parents combinations

    表  1  参试亲本来源

    Table  1.   The source of parent of S. superba

    产地编号纬度(N)经度(E)海拔/m年龄/a树高/m胸径/cm
    福建建瓯 JO8 26°57′ 118°22′ 141 25 16 21.3
    JO32 26°57′ 118°22′ 141 25 15 19.2
    福建连城 LC31 25°13′ 116°32′ 800 40 15 34.0
    江西上犹 SY42 25°42′ 114°01′ 483 28 16 23.5
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    表  2  4×4半双列组合设计表

    Table  2.   4×4 semi-diallel combination design

    母本父本
    JO32LC31SY42JO8
    JO32
    LC31 ×
    SY42 × ×
    JO8 × × ×
      说明:×表示亲本的杂交组合
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    表  3  木荷全同胞子代的生长与分枝性状的方差分析

    Table  3.   ANOVA analysis of growth and branching traits of crossing progeny

    项目胸径/cm树高/m冠幅/m枝下高/m一级分枝数最大分枝角/(°)最大分枝粗/cm
    均值 4.87 4.27 2.24 0.43 23.87 80.90 2.13
    变幅 0.90~9.70 0.70~7.60 0.35~3.80 0.10~1.30 4.00~46.00 30.00~120.00 0.60~7.80
    变异系数/% 39.17 31.47 28.66 47.84 35.05 19.59 52.77
    均方 母本(随机) 13.70** 9.76** 5.82** 0.33** 838.43** 4 814.07** 18.71**
    父本(随机) 17.46** 14.82** 3.27** 0.30** 63.11 166.41 6.18**
    重复(固定) 165.23** 80.55** 14.94** 0.12* 1 611.67** 378.52 15.29**
    组合(随机) 3.89** 4.40** 0.20 0.03 26.96** 50.96 1.65
    组合×重复(随机) 1.72** 1.52** 0.25** 0.03 98.65** 258.87 1.71**
    残差 0.29 0.31 0.12 0.04 24.36 186.55 0.75
      说明:**表示P<0.01;*表示P<0.05。母本、父本、重复、组合、组合×重复的自由度分别为2、2、4、5、20
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    表  4  木荷全同胞子代生长与分枝性状的遗传率估算

    Table  4.   Heritability estimation of growth and branching traits of crossing progeny of S. superba

    性状母本遗传率父本遗传率全同胞遗传率单株遗传率性状母本遗传率父本遗传率全同胞遗传率单株遗传率
    胸径 0.720.780.930.79一级分枝数0.970.570.860.70
    树高 0.550.700.860.50最大分枝角0.980.690.910.94
    枝下高0.910.900.880.76最大分枝粗0.910.730.890.77
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    表  5  木荷生长分枝性状的配合力方差分析及方差分量

    Table  5.   Analysis and variance components of combining ability for growth and branching traits of crossing progeny of S. superba

    变异来源胸径树高冠幅枝下高一级分枝数最大分枝角最大分枝粗
    一般配合力 0.28** 0.27** 0.12** 0.010 2** 8.55** 45.87** 0.33**
    特殊配合力 0.19* 0.18* 0.02  0.001 6 12.15** 43.92** 0.08
    机误 0.05 0.05 0.01  0.000 9 1.87 4.97 0.02
    加性分量∶显性分量 1.0∶1.4 1.0∶1.6 11∶1.0 12.3∶1.0 1.0∶10 1.0∶20.0 5.0∶1.0
      说明:一般配合力和特殊配合力的自由度分别为3和2。 **表示P<0.01;*表示P<0.05
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    表  6  木荷全同胞子代生长和分枝性状的表型相关系数与遗传相关系数

    Table  6.   Phenotypic and genetic correlation coefficients of growth and branching traits of crossing progeny of S. superba

    性状胸径树高冠幅枝下高一级分枝数最大分枝角最大分枝粗
    胸径 0.87** 0.78* 0.02 0.67** 0.20** 0.49**
    树高 0.87** 0.74** 0.03 0.65** 0.24** 0.40**
    冠幅 0.30 0.64* 0.15 0.42** 0.06 0.67**
    枝下高 0.61* −0.13 0.56 −0.11 −0.02 0.13
    一级分枝数 0.70* 0.47 −0.32 −0.61* 0.43** 0.05
    最大分枝角 0.09 0.01 −0.33 −0.30 0.77* −0.22**
    最大分枝粗 0.05 0.45 0.85** 0.51 −0.64* −0.83**
    说明:对角线以上为表型相关系数;对角线以下为遗传相关系数。 **表示极显著相关(P<0.01);*表示显著相关(P<0.05)
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    表  7  木荷不同亲本及组合配合力估算

    Table  7.   Variance effects of combining ability of different parents and combinations of S. superba

    变异来源胸径树高冠幅枝下高一级分枝数最大分枝角最大分枝粗
    一般配合力 JO8 −0.26 −0.40 −0.29 −0.09 2.07 −0.47 −0.25
    SY42 0.17 0.30 0.16 0.07 5.69 −0.04 −0.05
    LC31 0.44 0.33 0.25 −0.03 −4.89 0.52 0.13
    JO32 −0.35 −0.23 −0.12 0.05 −2.88 −0.01 0.17
    母本一般配合力 LC31 −0.02 −0.05 0.06 0.04 −4.97 −9.99 0.47
    SY42 0.01 0.23 0.17 0.05 2.84 6.95 −0.02
    JO8 0.01 −0.18 −0.23 −0.08 2.13 3.04 −0.45
    父本一般配合力 JO32 −0.34 −0.10 0.07 0.08 −4.25 −6.47 0.38
    LC31 −0.01 0.05 0.13 −0.02 −0.49 2.22 0.10
    SY42 −0.50 −0.28 −0.11 0.04 −0.56 3.59 −0.33
    特殊配合力 JO8×SY42 −0.02 −0.03 −0.05 0.05 −2.30 −5.22 0.15
    JO8×LC31 −0.27 −0.33 −0.10 −0.05 −0.20 1.38 −0.20
    JO8×JO32 0.28 0.27 0.05 0.00 2.60 3.83 0.05
    SY42×LC31 0.33 0.32 0.05 −0.05 2.60 3.88 0.05
    SY42×JO32 −0.32 −0.28 −0.10 0.00 −0.20 1.33 −0.20
    LC31×JO32 0.03 0.02 0.05 0.00 −2.40 −5.17 0.15
      说明:组合编号所表示亲本见表1
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-10-10
  • 修回日期:  2023-03-09
  • 录用日期:  2023-03-14

木荷全同胞家系生长与分枝性状的遗传变异及效应分析

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220634
    基金项目:  浙江省农业(林木)新品种选育重大科技专项重点课题(2021C02070-9);江西省科技创新专项(201919);福建省林木种苗科技攻关六期项目专项(201904)
    作者简介:

    王家燚(ORCID: 0009-0008-6556-8541),从事珍贵树种遗传改良研究。E-mail: wjy19980812@163.com

    通信作者: 张蕊(ORCID: 0000-0003-2667-935X),副研究员,博士,从事林木遗传育种研究。E-mail: zhangruicaf@caf.ac.cn
  • 中图分类号: S722.3

摘要:   目的  揭示木荷Schima superba F1代全同胞家系的生长与分枝性状的遗传变异规律,为木荷科学育种提供依据。  方法  以2015年在浙江龙泉营建的4 × 4半双列交配设计的木荷全同胞家系测定林为研究对象,对木荷亲本组合生长与分枝性状的遗传变异参数、一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)等进行分析。  结果  6年生木荷全同胞家系间的生长和分枝性状存在极显著差异(P<0.01)。生长和分枝性状的变异系数为20%~53%。木荷的生长和分枝性状受较强的遗传控制(全同胞遗传率为0.86~0.93),其中,生长性状的父本遗传率更高,受基因加性和显性效应共同控制;分枝性状的母本遗传率更高,受基因加性效应控制。相关分析表明:木荷全同胞子代生长和分枝性状存在极显著的表型相关(r=0.20~0.87,P<0.01),胸径生长与一级分枝数、枝下高呈极显著遗传相关(r=0.67~0.70, P<0.01)。生长和分枝性状的GCA和SCA效应均达到显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)水平。根据GCA和SCA的结果,认为SY42和LC31为优良亲本,SY42×LC31组合具有速生性状的特殊配合力效应,初选的6株优良全同胞子代可作为2代育种亲本材料。  结论  6年生木荷全同胞家系生长和分枝性状受较强遗传控制,生长性状父本控制力更强,分枝性状母本控制力更强。根据生长性状和分枝性状分别对亲本进行选配,可以得到速生优质的超级亲本组合。图1表7参27

English Abstract

王家燚, 陈焕伟, 张蕊, 肖纪军, 高凯, 骆珍莎, 沈斌, 杜克久, 周志春. 木荷全同胞家系生长与分枝性状的遗传变异及效应分析[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220634
引用本文: 王家燚, 陈焕伟, 张蕊, 肖纪军, 高凯, 骆珍莎, 沈斌, 杜克久, 周志春. 木荷全同胞家系生长与分枝性状的遗传变异及效应分析[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220634
WANG Jiayi, CHEN Huanwei, ZHANG Rui, XIAO Jijun, GAO Kai, LUO Zhensha, SHEN Bin, DU Kejiu, ZHOU Zhichun. Genetic variation and effect of growth and branching traits in full-sib families of Schima superba[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220634
Citation: WANG Jiayi, CHEN Huanwei, ZHANG Rui, XIAO Jijun, GAO Kai, LUO Zhensha, SHEN Bin, DU Kejiu, ZHOU Zhichun. Genetic variation and effect of growth and branching traits in full-sib families of Schima superba[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220634

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