三種木麻黃的遺傳改良研究.pdf

1、針對(duì)我國(guó)華南沿海地區(qū)木麻黃人工林生產(chǎn)面臨適宜的遺傳資源少，林分生產(chǎn)力下降、防護(hù)林功能減弱、優(yōu)良無(wú)性系和新品種缺乏等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，需要對(duì)我國(guó)主栽的木麻黃樹(shù)種開(kāi)展系統(tǒng)遺傳改良研究和制定多世代育種計(jì)劃，不斷提供獲得遺傳增益的優(yōu)良無(wú)性系或新品種，用于木麻黃生態(tài)防護(hù)林和商品林建設(shè)。
　　 本論文以我國(guó)主栽的短枝木麻黃、細(xì)枝木麻黃和粗枝木麻黃為試驗(yàn)材料，進(jìn)行了木麻黃優(yōu)良育種材料的選擇、系統(tǒng)研究了木麻黃繁育系統(tǒng)、同時(shí)開(kāi)展了木麻黃種內(nèi)和種間雜交育種

2、技術(shù)及子代測(cè)定研究、以及制定了木麻黃多世代長(zhǎng)期育種計(jì)劃等。論文主要結(jié)論如下:
　　 (1)以我國(guó)日前種植最廣泛的3種木麻黃樹(shù)種為材料，系統(tǒng)分析了其種源、家系和無(wú)性系的遺傳變異特點(diǎn)，掌握了必要的遺傳參數(shù)并對(duì)其開(kāi)展了綜合選育，獲得了一批優(yōu)良育種材料，為進(jìn)一步雜交育種和多世代長(zhǎng)期育種奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
　　 短枝木麻黃的種源/家系試驗(yàn)表明，4個(gè)地區(qū)種源的總體表現(xiàn)為亞洲引種區(qū)＞亞洲分布區(qū)＞非洲引種區(qū)＞大洋洲分布區(qū)，15個(gè)國(guó)家種源的

3、總體表現(xiàn)為馬來(lái)西亞＞中國(guó)＞印度＞關(guān)島＞巴布亞新幾內(nèi)亞＞泰國(guó)＞越南＞貝寧＞斯里蘭卡＞埃及＞湯加＞肯尼亞＞澳大利亞＞菲律賓＞瓦努阿圖，通過(guò)指數(shù)選擇和按10％的入選率，共選擇出9個(gè)綜合性狀優(yōu)良的家系;在樹(shù)高、胸徑、單株材積、主干分叉習(xí)性、主干通直度和保存率等6個(gè)性狀獲得的平均遺傳增益分別是9.0％、3.9％、14.8％、1.2％、1.1％、18.2％;細(xì)枝木麻黃種源試驗(yàn)中，按20％的入選率，共有3個(gè)種源C11、C08和C20被選擇為優(yōu)良種源，

4、其樹(shù)高、胸徑、單株材積、主干分叉習(xí)性、主干通直度和保存率等6個(gè)性狀的平均遺傳增益分別是21.7％、25.9％、76.6％、2.8％、10.7％和10.0％;粗枝木麻黃種源試驗(yàn)中，按20％的入選率，共有5個(gè)種源G03、G02、G19、G07和G25被選擇為優(yōu)良種源，其樹(shù)高、胸徑、單株材積、主干分叉習(xí)性、主干通直度和保存率等6個(gè)性狀的平均遺傳增益分別是2.1％、1.4％、2.2％、0.2％、0.2％和6.2％;在2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，17個(gè)參試短枝木

5、麻黃無(wú)性系的測(cè)定中，按20％的入選率，選育出編號(hào)17、21和20的3個(gè)優(yōu)良無(wú)性系，其樹(shù)高、胸徑、單株材積、主干分叉習(xí)性、主干通直度和保存率等6個(gè)性狀的平均遺傳增益分別是6.5％、4.8％、10.9％、3.7％、1.5％和8.1％。
　　 (2)掌握了我國(guó)主栽木麻黃的繁育系統(tǒng)特征，包括短枝木麻黃的開(kāi)花生物學(xué)、授粉生物學(xué)、交配系統(tǒng)等特性，獲得了木麻黃繁育系統(tǒng)的一些關(guān)鍵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和規(guī)律。
　　 在木麻黃繁育系統(tǒng)研究中發(fā)現(xiàn)，3種木

6、麻黃都是雄性的比例大于雌性比例;3種木麻黃的花期具有明顯的重疊，表明3種木麻黃的天然雜交在時(shí)間上是可能的;短枝木麻黃花藥花粉數(shù)量771～1145粒、未授粉的雌花壽命長(zhǎng)達(dá)28天，雌雄花部特征與風(fēng)媒傳粉相適應(yīng)，最大限度保障了木麻黃的繁殖成功;短枝木麻黃在自由授粉狀態(tài)下存在較嚴(yán)重的傳粉限制，傳粉限制值為0.39，傳粉限制導(dǎo)致座果率和結(jié)實(shí)率降低，補(bǔ)充人工授粉能緩解傳粉限制;3種木麻黃的種內(nèi)和種間雜交的親和性差異不顯著，說(shuō)明木麻黃種間沒(méi)有明顯的生

7、殖隔離，有利于開(kāi)展木麻黃種間的遠(yuǎn)緣雜交育種;短枝木麻黃雌雄同株的自交親和系數(shù)為0.94，雌雄同株木麻黃花粉/胚珠比值約為572.5，自由授粉子代的異交率約為58.3％，自交完全親和，在繁育系統(tǒng)上屬于兼性異交類(lèi)型;短枝木麻黃雌雄同株的自交子代表現(xiàn)出嚴(yán)重的近交衰退現(xiàn)象，說(shuō)明在木麻黃雜交育種過(guò)程中需要嚴(yán)格控制共祖率，避免近交衰退。
　　 (3)研究木麻黃種間種內(nèi)嫁接的親和力，并利用嫁接技術(shù)對(duì)木麻黃親本進(jìn)行矮化、促花和盆栽，在此基礎(chǔ)上發(fā)

8、展了一種更高效、安全、便捷、可操作性強(qiáng)的木麻黃控制授粉雜交技術(shù)，并利用該技術(shù)開(kāi)展了木麻黃種內(nèi)種間雜交育種和進(jìn)行了雜交子代的苗期和田間測(cè)定。
　　 木麻黃通過(guò)嫁接可矮化優(yōu)樹(shù)，促進(jìn)開(kāi)花，開(kāi)花期縮短3-4年，可顯著地縮短了育種周期。同種嫁接的成活率為87.0～91.4％，而種間嫁接成活率為36.0～45.0％，說(shuō)明種內(nèi)嫁接比種間嫁接有更高的親和力，而屬間嫁接親和力為零;木麻黃授粉室控制授粉方法，使得木麻黃控制授粉的成本降低，而效率、安

9、全性和可操作性大大提高。利用新的控制授粉方法，木麻黃的座果率由常規(guī)套袋授粉方法的7.0％提高到89.9％，結(jié)實(shí)率由常規(guī)套袋授粉方法的8.1％提高到51.8％;研究結(jié)果表明，在新的控制授粉方法中，授粉室內(nèi)相對(duì)室外隔離袋內(nèi)較低的溫室和濕度有利于保持花粉活力，更高的花粉密度有利于減少授粉限制，同時(shí)授粉室避免了外界不利因素對(duì)授粉前后的影響，這些都是獲得更高座果率和結(jié)實(shí)率的原因。利用獲得的木麻黃控制授粉技術(shù)，開(kāi)展了木麻黃種內(nèi)和種間控制雜交育種，并

10、對(duì)雜交子代進(jìn)行了苗期測(cè)定和田間試驗(yàn)。結(jié)果表明利用經(jīng)過(guò)選優(yōu)的親本進(jìn)行控制授粉雜交，其雜交子代的生長(zhǎng)表現(xiàn)明顯優(yōu)于作為對(duì)照的自由授粉子代，說(shuō)明選擇優(yōu)良的親本可顯著提高雜交子代的遺傳增益。
　　 (4)以我國(guó)種植面積最大的短枝木麻黃為例，制定了長(zhǎng)期育種計(jì)劃。
　　 根據(jù)前面研究獲得的優(yōu)良育種材料、掌握的木麻黃的生殖生物學(xué)特性、木麻黃嫁接矮化促花和授粉室控制授粉等技術(shù)，結(jié)合我國(guó)木麻黃發(fā)展需求，提出了木麻黃的多世代長(zhǎng)期育種計(jì)劃。育種