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长白落叶松优树子代生长与材质的遗传变异及多性状联合选择

作　者: 李艳霞
导　师: 张含国
学　校: 东北林业大学
专　业: 林木遗传育种
关键词: 长白落叶松自由授粉家系纸浆材建筑材遗传变异联合选择
分类号: S791.22
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文以黑龙江省林业科学院江山娇实验林场24年生长白落叶松优树子代测定林为研究对象,采用胸径木芯与伐倒木2种取样方法,对14个处理的生长性状、木芯材质性状(4个性状)、解析木材质性状(21个性状)和制浆造纸特性(16个性状)以及木材物理力学性状(20个性状)进行了遗传变异分析、方差分析、相关分析、综合指数选择研究。摸索出家系间生长性状、木材材性性状的遗传变异规律,研究了性状间的相关关系,建立了木芯基本密度、管胞性状与解析木相应性状的回归模型,利用综合指数法选出了2个纸浆材和建筑材兼用的优良家系。为初级无性系种子园疏伐与升级改建提供理论依据,为杂交育种亲本选择以及高世代种子园优树选择打下了良好基础。主要研究结果如下：1.性状的遗传变异：生长性状、木芯基本密度和管胞性状、解析木材质性状和制浆造纸性状以及木材物理力学强度均存在较大的变异,家系内个体间也存在着丰富的变异。家系间生长性状差异极显著,树高、胸径和材积的家系遗传力分别为0.73、0.72和0.80。家系间木芯基本密度、木芯管胞性状差异显著,家系遗传力在0.56-0.80之间。解析木早材微纤丝角、管胞长度、早材壁腔比、木质素、阿拉伯糖含量、抗张强度、撕裂度等家系间差异极显著,家系遗传力在0.63-0.86之间,基本密度、晚材率、管胞长宽比、综纤维素含量等家系间差异显著,家系遗传力在0.51-0.61；家系间弦面抗劈力、端面硬度和弦面硬度差异极显著,家系遗传力分别为0.77、0.62和0.72；家系间气干密度、晚材率、气干体积干缩率、径面抗劈力、抗弯弹性模量和径面顺纹抗剪强度差异显著,家系遗传力在0.52-0.60之间,这些性状受中等及以上强度的遗传控制,家系水平的材性改良潜力较大2.性状相关分析：牛长性状与管胞长度呈极显著正相关,且相关关系主要受遗传机制控制,与木材密度、管胞长宽比相关不显著,与大多数木材力学强度指标相关不显著,可以进行独立选择；木材密度与晚材率、径向干缩率、弦面抗劈力、抗弯弹性模量、抗弯强度、径面顺纹抗剪强度、顺纹抗压强度、硬度(端面、径面)呈极显著或显著正相关,与纸浆材其它性状相关不显著,说明木材密度的改良有利于木材物理力学性状的综合改良,与纸浆材性状可以独立选择；管胞长宽比与早材弦向直径、纸的抗张强度、抗张指数、撕裂度和撕裂指数呈极显著或显著正相关,与管胞比量呈极显著负相关。综纤维素含量与粗浆得率、细浆得率呈极显著正相关,与苯醇抽出物含量、冷水抽提物含量、阿拉伯糖含量和浆的硬度呈极显著或显著负相关。早材纤丝角与早材双壁厚呈极显著正相关,与管胞长度和管胞长宽比、撕裂度和撕裂指数、木材抗弯弹性模量呈显著负相关；晚材率与抗劈力、抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度呈极显著正相关,与早材壁腔比、浆料纤维长宽比、木材端而硬度呈显著正相关,与早材径向直径、树脂道比量、浆料纤维宽度、浆料壁腔比、抗张强度、抗张指数、耐破度和耐破指数呈极显著或显著负相关。3.木芯基本密度、管胞长度、管胞宽度以及管胞长宽比与解析木相应性状呈极显著正相关关系,且回归模型较为理想,可以利用胸径木芯各性状值预测其单株值,间接选择和评价长白落叶松纸浆材优良家系。木芯基本密度与解析木基本密度、气干密度、径面抗劈力、抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度和径面硬度呈极显著正相关,且回归分析模型比较理想,可以利用胸径木芯基本密度值预测物理力学指标值,间接选择和评价长白落叶松建筑材优良家系。4.通过生长性状、木芯基本密度和木芯管胞长宽比综合分析选出166、169为优良家系,优良家系材积、木芯基本密度和木芯管胞长宽比的遗传增益(超过对照)分别为48.34%(38.46%)、14.01%(3.68%)和19.89%(6.41%)。5.以纸浆材为选育目标,对生长和材性、制浆造纸特性进行综合评价。选出的优良家系与木芯选择的结果一致。优良家系综纤维素含量、抗张指数和撕裂指数分别比对照高3.05%、3.74%和1.10%,早材壁腔比比对照小21.44%。6.以建筑材为选育目标,对生长和木材物理力学性状进行综合评价。选出的优良家系,与木芯和纸浆材选择的结果一致；优良家系径面抗劈力、抗弯弹性模量和弦面硬度分别比对照高2.50%、6.90%和45.24%,早材微纤丝角、晚材率和气干体积干缩率分别比对照小2.51%、15.08%和13.30%。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-13
1 绪论  13-19
  1.1 研究背景  13
  1.2 纸浆材遗传改良研究现状及发展趋势  13-16
    1.2.1 木材密度遗传改良研究  14
    1.2.2 木材管胞形态的遗传改良研究  14-15
    1.2.3 微纤丝角  15
    1.2.4 木材化学组分的遗传改良研究  15
    1.2.5 浆纸性状的研究  15-16
    1.2.6 生长与纸浆材材性性状间的相关和遗传改良研究  16
  1.3 建筑材遗传改良研究现状及发展趋势  16-17
    1.3.1 木材物理力学性状遗传改良研究  17
    1.3.2 木材密度与力学指标的相关研究  17
  1.4 木芯性状与材性性状相关研究  17-18
  1.5 研究的目的与意义  18-19
2 材料与方法  19-29
  2.1 试验地概况  19
  2.2 试验材料  19
  2.3 取样方法及测试指标  19-27
    2.3.1 取样方法  19-20
    2.3.2 木芯材料测试指标  20
    2.3.3 纸浆材性状测试指标  20-24
    2.3.4 木材物理力学性状测试指标  24-27
  2.4 统计分析方法  27-29
3 性状的遗传变异及遗传参数估算  29-52
  3.1 生长性状的遗传变异与遗传参数估算  29-31
  3.2 木芯性状的遗传变异与遗传参数估算  31-34
    3.2.1 木芯基本密度的遗传变异  31-32
    3.2.2 木芯管胞长度的遗传变异  32
    3.2.3 木芯管胞宽度的遗传变异  32-33
    3.2.4 木芯管胞长宽比的遗传变异  33-34
    3.2.5 木芯基本密度、管胞性状的遗传参数估算  34
  3.3 解析木纸浆材性状的遗传变异与遗传参数估算  34-44
    3.3.1 解析木木材物理性状的遗传变异与遗传参数估算  34-35
    3.3.2 解析木管胞形态的遗传变异与遗传参数估算  35-38
    3.3.3 组织比量的遗传变异与遗传参数估算  38-39
    3.3.4 化学组分的遗传变异与遗传参数估算  39-40
    3.3.5 制浆性状的遗传变异与遗传参数估算  40-43
    3.3.6 纸张物理性状的遗传变异与遗传参数估算  43-44
  3.4 解析木木材物理力学性状的遗传变异及遗传参数估算  44-49
    3.4.1 解析木木材密度的遗传变异及遗传参数估算  44-45
    3.4.2 干缩率的遗传变异及遗传参数估算  45-46
    3.4.3 木材力学强度的遗传变异及参数估算  46-49
  3.5 结论与讨论  49-51
    3.5.1 性状的遗传变异  49-50
    3.5.2 性状的遗传控制  50-51
  3.6 本章小结  51-52
4 性状相关分析  52-65
  4.1 生长与材性性状的相关分析  52-55
    4.1.1 生长性状与木芯基本密度、管胞形态性状相关分析  52
    4.1.2 生长与解析木材质性状、化学成分、制浆、纸性状相关分析  52-54
    4.1.3 生长与解析木木材物理力学性状相关分析  54-55
  4.2 纸浆材性状的相关分析  55-62
    4.2.1 木芯基本密度、管胞形态与解析木相应性状的相关分析  55
    4.2.2 木芯性状与解析木管胞形态、组织比量、化学成分、制浆、纸性状相关分析  55-57
    4.2.3 解析木基本密度、管胞长度、管胞宽度、管胞长宽比与纸浆材性状的相关分析  57-58
    4.2.4 解析木纸浆材其它性状的相关分析  58-62
  4.3 木材物理力学性状的相关分析  62
    4.3.1 木芯基本密度与解析木木材物理力学性状相关分析  62
    4.3.2 解析木木材物理力学性状相关分析  62
  4.4 结论与讨论  62-64
    4.4.1 生长与材性性状的相关分析  62-63
    4.4.2 木芯基本密度、管胞形态与解析木相应性状的相关分析  63
    4.4.3 纸浆材性性状的相关分析  63-64
    4.4.4 木材物理力学性状的相关分析  64
  4.5 本章小结  64-65
5 木材取样方法分析  65-74
  5.1 木芯基本密度、管胞形态与解析木相应性状的回归模型  65-67
    5.1.1 木芯基本密度与解析木基本密度的回归模型  65
    5.1.2 木芯管胞长度与解析木管胞长度的回归模型  65-66
    5.1.3 木芯管胞宽度与解析木管胞宽度的回归模型  66-67
    5.1.4 木芯管胞长宽比与解析木管胞长宽比的回归模型  67
  5.2 木材密度与物理力学性状的回归模型  67-73
    5.2.1 木芯基本密度与解析木木材密度的回归模型  67-68
    5.2.2 木芯基本密度与抗劈力的回归模型  68-70
    5.2.3 木芯基本密度与抗弯弹性模量的回归模型  70
    5.2.4 木芯基本密度与抗弯强度的回归模型  70-71
    5.2.5 木芯基本密度与径面顺纹抗剪强度的回归模型  71
    5.2.6 木芯基本密度与顺纹抗压强度的回归模型  71-72
    5.2.7 木芯基本密度与木材硬度的回归模型  72-73
  5.3 结论与讨论  73
    5.3.1 木芯基本密度、管胞形态与解析木相应性状的回归分析  73
    5.3.2 木芯基本密度与解析木物理力学性状的回归分析  73
  5.4 本章小结  73-74
6 多性状联合选择研究  74-82
  6.1 生长与木芯管胞形态、基本密度的联合选择  74-76
  6.2 纸浆材多性状联合选择  76-78
  6.3 建筑材多性状联合选择  78-80
  6.4 结论与讨论  80-81
    6.4.1 综合指数选择  80
    6.4.2 优良家系选择  80-81
  6.5 本章小结  81-82
讨论  82-84
结论  84-86
参考文献  86-92
附录  92-93
攻读学位期间发表的学术论文  93-94
致谢  94-95

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