杂交鹅掌楸优良无性系选择开题报告

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1. 研究目的与意义

本研究目的是通过对杂交鹅掌楸无性系测定林生长量性状差异的分析，为杂交鹅掌楸优良无性系选择提供依据，为杂交鹅掌楸推广应用夯实基础。 杂交鹅掌楸是我国中亚热带、北亚热带需要大力推广的速生珍贵阔叶树种，其木材轻软细密，韧性好，变形小，树形高大，主干通直圆满，生长迅速，木材纹理直，质软而较轻，结构细密不变形，是细木工的优质用材，也是优异的纸浆用材和胶合板用材。口前，鹅掌楸的木材市场需求量骤增，价格昂贵。树皮可入药，治风湿风寒引起的咳嗽、口渴，四肢微肿等。叶形奇特，花色艳丽，有很高的观赏价值，被誉为世界级观赏树种。鹅掌楸能抗大气污染，对so2有较强的抗性。鹅掌楸的叶、根、皮均可入药，具有祛风除湿、强筋骨的作用。鹅掌楸干直挺拨，冠型端正、直立如塔，叶形奇特，形似马褂，花如金盏，气味清香，古雅别致，枝叶繁茂，绿荫如盖，秋叶金黄，为稀有珍贵树种之一。因其浅黄色金杯状花絮与著名花卉郁金香非常相似，因而又被称为美国郁金香木，是世界著名的观花、观叶树种。近年来，江南及北京、西安等大中城市庭园绿化树种。

鹅掌楸属的杂交育种不仅为生产应用创造林木良种，而且也丰富了林木遗传育种学的内容。由于几代人和各方面的协同努力，该项工作已有了相当基础。但是还有许多基础性工作需要进一步加强。当前应在现有基础上抓好以下几项工作:

(1)进一步扩大杂交亲本，完善交配系统研究。不仅在种间杂交，而且应开展种内不同群体间杂交。通过有计划、系统的大量杂交试验，并与dna分子标记相结合，从遗传学上研究目的基因的传递规律，并在此基础上制定新的杂交育种计划，创造出更加优良的杂交组合。

2. 国内外研究现状分析

国内研究动态南京林业大学著名的林业育种专家叶培忠教授于1963年用中国鹅掌楸为母本，与北美鹅掌楸杂交，并获得了杂交种子。1965年又重复进行了该项试验，也获得了杂种。实验证明，鹅掌楸属种间杂交有很强的可配型，杂交子代苗初步表现出显著的生长优势和利用价值。1976年，在叶先生的亲自带领下又继续此项工作，进行了较大规模的杂交制种，培育出了一批杂交种苗木，并先后在江苏、浙江、福建、湖南、湖北、江西、山东、北京等地进行了多地域的试种。10多年后，这批杂交马褂木表现出了明显的生长优势和良好的适应能力。进入20世纪90年代，在南京林业大学植物学和林木遗传育种学教研组共同努力下，成立课题组，结合博士研究生、硕士研究生的研究工作，从杂交胚胎学、杂种优势机理到杂交子代家系和无性系选择、无性繁殖技术、体胚发生等方面，对鹅掌楸属进行了较全面的研究，并根据生产发展的需要建立了一批杂种推广示范点。南京林业大学树木园在杂交种推广方面也做了大量工作。正因各方面的协同努力，鹅掌楸属杂交育种工作在理论上和实践上都得到了较大程度的提高与发展。

国内外主要造林树种无性系选育情况 无性系选育具有重要的作用。在国外，巴西按树、欧洲云杉等无性系选育工作，充分证明了无性系育种工作的显著成效。我国林木无性系选育研究主要集中在几大造林树种，如马尾松、杨树、杉木、柳树等。桉树无性系选育情况。巴西拥有世界上最大的桉树人工林面积，共达300万hm2。自上个世纪60年代开始，巴西从国外共引进92种桉树品树种，到1984年最终选定了8种。巨桉、尾巨桉及其种间杂交的优良无性系得到了很好的发展。现在桉树人工林的主要树种是巨桉、尾叶桉、尾巨桉、巨赤桉、亮果桉、蓝桉以及它们的种间杂交种。分布最广泛的桉树树种是巨桉及其杂交种。无性系栽培在巴西得到普遍应用，巨桉和尾巨桉是优良的无性系，其年生长量高达60～100m3/hm2。巴西桉树人工林作为纤维原料利用的树种多为无性系，其无性系的选育技术成熟，而且为避免无性系的退化及对环境的影响，其无性系的推广和新的无性系的研究与储备进程非常快。常常储备上千个无性系，每10年为无性系更换周期，并且在不同的立地使用不同的无性系。桉树无性系繁殖扦插采穗圃均采取温室活动苗床，实行轻型基质容器育苗，大大提高了采穗圃的质量和穗条的数量，苗木根系发达，可储存期长，初期生长速度快，大大提高了成活率。这对我国改进现行的桉树无性系的繁殖技术是一种很好的启示。在巴西，培育大径级原木的桉树人工林还处于初始阶段。但是，一些成功的实验包括桉树新品种的选择和培育、营林（初植密度控制、间伐控制、修枝控制、轮伐期等）以及结合营林措施尽量降低生长应力对木材加工和利用的影响，可以为以后的工作提供参照。关于大径级原木的桉树人工林的管理，巴西目前还没有真正成功的经验。自1985年开始，陆续有规模较大的人工林企业考虑将桉树人工林由生产纸浆和木炭转向生产大径级原木。在桉树人工林营林经验和技术的基础上，提出了桉树人工林大径级原木的培育模式，正在试行中。欧洲云杉的无性系育种情况。欧洲云杉是我国北方一些重点林区成功引种的外来用材树种，具有优于当地云杉属树种的发展潜力，可扦插繁殖利用。潘春林以欧洲云杉嫁接无性系试验林为材料，系统检索了国内云杉属的研究资料，采用野外调查和统计分析等研究方法，系统观测了试验林13个生长性状，分析了欧洲云杉无性系生长性状的遗传特性，了解了7年生欧洲云杉36个无性系主要经济性状的遗传变异特点及无性化改良潜力，探讨优良无性系选择的可行性，发现欧洲云杉不同嫁接无性系间适应性存在差异，绝大部分无性系的适应性很强；生长性状在无性系间遗传变异显著，无性系选择的改良潜力较大，可进行单株选择；确定了4年生为欧洲云杉早期选择年限；以25%的入选率可选出9个优良无性系，这些无性系具有生长快、适应性强的特点，可用于推广示范，最优的无性系为19号； 建议用这9个优良无性系材料通过无性繁殖建立采穗圃，也可作为亲本进行种内、种间杂交制种，实现进一步的遗传改良利用。 安三平利用欧洲云杉优良种源超级苗采穗圃的1816个优良单株进行扦插无性系化，采用强化培育技术对无性系苗培育1～2 a后，调查观测各个无性系苗高、地径、新梢长、侧枝数及保存率。结果表明:欧洲云杉扦插无性系间不同性状的变异系数差异较大，其中新梢长和侧枝数的变异系数最大，与生长相关也最强，表明依据这两个性状进行无性系早期选择最有潜力。这两个性状也可能是多阶段选择的重要指标，如苗高和侧枝数存在极显著的正相关。发芽的早晚和侧枝数的多少是影响扦插苗生长的重要因子，是欧洲云杉无性系早期选择应考虑的主要性状。安三平从该批无性系中经过两次选择筛选出优良无性系136个，进行下一步无性系评价，并通过多阶段选择，达到选出优良无性系的目的。 马尾松无性系选育情况。王章荣、季孔庶等以纸浆材种源林、专营性种子园混合家系林和种子园子代测定林为基础材料，兼顾扦插生根率、造林成活率、采穗母株的生长量及材性性状(木材比重)等综合指标，经初选和复选，最终筛选出纸浆材优良无性系32个。这批无性系3a生林分的树高生长超过实生林分28.6%，胸径超过实生林分16.7%，生根率超过初选无性系28%，木材比重的选择增益平均达8.7%。比较采穗圃的不同营建方式及经营管理措施，认为圃地采穗圃优于山场采穗圃。考虑到圃地的地价较高或扦插圃附近难以找到合适的圃地，且山场的土壤条件、水源和交通均较优越，建立山场采穗圃也是可行的途径;采用施肥和修剪等集约化管理措施，能较大程度地提高采穗圃穗条数量和质量。利用筛选到的32个无性系，在漳平五一林场等单位共营建优良纸浆材无性系林分48hm2。张任好对建园材料114个无性系，马尾松第二代种子园34 hm2做了遗传测定，全同胞家系具有中等以上的遗传力(在0.5～0.8之间)，按配合选择的方法，5年生的树高、胸径、材积的遗传增益分别为8%～20.3%、13.6%～40.8%、29.1%～74.7%;10年生分别为16.3%～39%、31.5%～44.4%和58.7%～146.5%。从种源与优树子代试验林选出的优树的树高、胸径、材积分别大于对照4.9%～10.5%、1.6%～36.4%、15.1%～115%。建园无性系生长结实性状良好，种子园植株3年生树高1.8～2.2 m，胸径2～5.5 cm，有65.3%的无性系开花结实;收集区5年生采穗嫁接建园的无性系平均树高4.4 m、胸径6.2 cm、冠幅2.4 m、轮枝5.3盘，有90%的无性系开花结实。 杨树无性系选育情况。我国拥有丰富的乡土杨树资源，特别是青杨派和白杨派树种居世界之冠，它们主要分布于东北、西北、西南地区。在我国杨树适生栽培区，地形复杂，气候条件各异，因此必须开展多种乡土杨树遗传改良工作，以适应不同地区的生产需求，改良性状应以抗逆性优先，在抗逆性基础上追求速生。国内外许多研究表明，杨树在无性系水平存在丰富遗传变异，并且这些变异显著影响无性系育种效果。Krzan做了不同种源44个无性系的美洲黑杨抗锈病试验，结果是南方种源和以南方种源做亲本的欧美杨抗锈病强。Cellerino从美国引种18个种源52个家系美洲黑杨种子，每一家系测20个无性系，内容包括对褐斑病、锈病、疮痂病及早春低温的反应，结果南方种源对上述3种病害是抗病的，并把它与南方型欧洲黑杨杂交，育成适应南欧的南方型欧美杨。我国对青杨、大青杨、山杨等乡土树种研究表明，种源间及种源内个体间在生长、材性等方面均存在显著差异。因此，对乡土杨树遗传改良，应充分利用种源、家系、无性系这3个层次存在的丰富遗传变异，提高杂种优势。祁春芳，刘育生以群众杨、合作杨为对照，对以1～69、欧洲黑杨、美洲黑杨、小叶杨、箭黑杨、青杨等为亲本的23个杂种无性系，进行了生长性状和材性性状分析。各无性系的树高、胸径、材枳均差异极显著。6～7年生树高和胸径的遗传力均很高。随着树龄的增大，生长性状的遗传力增大。受较强的遗传力的控制。各无性系间木材密度差异极显著，最大者较对照群众杨提高了23．5％，无性系间纤维长度差异极显著。ZJ-2和ZJ-10较对照群众杨高出10．9％，通过综合评分法，从23个无性系中。选出6个无性系，分别为：ZJ-7、ZJ-2、ZJ-3、ZJ-10、ZS-8和L910-140。这几个无性系生长性状和材性性状均优良，可以与群众杨、合作杨等品种平行推广应用。杉木无性系选育情况。陈志阳采用苗期选优法进行无性系选择，田间设计采用改良对比法和随机区组法，对湖南省金洞林场杉木优良无性系进行了选择研究。结果表明，杉木无性系选择应同时考虑树高和胸径，即树高和胸径同时显著大于对照的无性系才能入选为优良无性系.按以上两个条件选优，优良无性系的入选率在9.89%～11.70%之间，能获得较好选优效果。杉木无性系选优年龄，陈志阳提倡在中龄以后，具体在什么年龄选优更佳，这一问题有待进一步研究。杉木无性系选优因子，除树高、胸径外，还可以加选其他因子，如遗传力等。若能建立优良无性系生长模式，对无性系选优将具有重大的指导意义。肖石海在福建省洋口国有林场，对14年生的杉术无性系测定林进行调查和分析测定，从参试的60个无性系中选择出2594等10个速生优良无性系，14年生时的树高、胸径、材积平均值分别达15.10 m，21.47cm和0.30257 m。与第2代种子园混合种后代相比，材积的现实增益达24.25%，生长性状表现十分突出，具有广阔的推广应用前景。赵承开对4块试验地107个杉木无性系在造林后第2～6a、8～9 a、13～15a时进行每木调查，逐一测算各试验地遗传方差占总方差的百分比、试验地各无性系遗传力的平均值及遗传变异系数，分析其树高和胸径的年-年表型相关、遗传相关、不同林龄树高和胸径与1999年单株材积的相关。通过分析训一算得出:杉木优良无性系选择是可以在早期进行的(但不宜在造林后2～3a时进行)，其初选年龄应是造林后5～6 a，精选年龄在8～9a。如果选择年龄过早，普遍存在着错选和漏选的问题。在8～9 a时入选的无性系其增益较高:树高、胸径、材积实际增益分别是17.87%、23.46%、64.50%，遗传增益分别是15.19%、20.41%、55.47%。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容: 本论文以营建在湖北武汉北山试验林场的杂交鹅掌楸无性系测定林为研究对象，研究不同无性系的生长性状差异，以此为基础选择杂交鹅掌楸优良无性系。选择生长快、干型好、适应性强的杂交鹅掌楸品系，通过科学的造营林技术推广到适应的林地，有利于加快推进杂交鹅掌楸优良无性系的选育和科学造林，加快推进杂交鹅掌楸优良无性系的分系推广应用进程，做到适地适无性系。本试验试图通过研究不同地点、不同品系、不同密度、不同管理方式、不同立地情况以及不同造林方式的杂交鹅掌楸试验林的树高、胸径、材积、冠幅、侧枝粗细、干型、病虫害和结实情况等性状，选育出适合试验地及环境相近地区推广应用的杂交鹅掌楸品系，确定不同栽培目标的栽植密度和栽培技术。

研究计划:

1、2014.12-2015.01 材料准备阶段 实地测量树高胸径的数据并录入电脑

4. 研究创新点

以树高、胸径、材积、冠幅、侧枝粗细、干型、病虫害和结实情况等多性状为指标开展杂交鹅掌楸优良无性系和家系选育，少见相关报道。