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白杨杂种三倍体新品种材性性状遗传变异研究

作　者: 吴峰
导　师: 康向阳
学　校: 北京林业大学
专　业: 林木遗传育种
关键词: 白杨三倍体材性基因型×环境纵向变异栽植密度
分类号: S792.11
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

白杨杂种三倍体综合杂合优势和倍性优势,具有生长迅速、纤维长度长、木质素含量低等特性,是我国北方地区优良的纸浆材新品种。为深化对白杨三倍体材性性状遗传变异的认识,促进新品种的推广及利用,本研究在鲁、豫、晋3省5地的白杨三倍体新品种区域化试验林及河北威县的栽植密度试验林的基础上,开展白杨三倍体材性性状遗传变异规律,木材材性株内纵向变异以及不同造林密度对材性变异的影响等方面的研究,取得了一定的进展。(1)明确了基因型、环境以及基因型×环境对白杨三倍体新品种材性性状的影响。白杨三倍体新品种木材基本密度、纤维性状和木质素含量都受基因型、环境以及基因型×环境的极显著影响。其中,木材基本密度和纤维性状的表型总变异主要来源于基因型效应,其次是环境效应。基因型、环境及基因型×环境效应对木质素含量表型总变异的贡献率相似。苯醇抽出物含量的表型变异中,环境效应的贡献率远高于基因型及基因型×环境效应效应。(2)对白杨三倍体新品种材性性状的遗传参数进行了估算。研究表明,白杨三倍体新品种木材材性大多数受中等到强度的遗传控制。木材基本密度和纤维性状的重复力介于0.62～0.95之间。木质素含量在除高唐地点外,品种间的差异都达到显著水平,重复力介于0.78-0.89之间。综纤维素和苯醇抽出物含量仅在高唐和郑州两地表现出品种间的显著差异,重复力介于0.71-0.93之间。进行新品种选择时,化学组分性状中应主要考虑木质素含量。此外,白杨三倍体新品种材性性状间存在不同程度的遗传相关。木材基本密度与纤维性状以及纤维性状之间存在显著的中等到强度的遗传正相关,木材主要化学组分与基本密度及纤维性状之间的遗传相关性,存在地点间的差异,在各地点间并未呈现出系统的变异规律。(3)在白杨三倍体新品种区域化试验林材性性状遗传参数估计的基础上,进行了材性性状综合选择的研究,为每个栽培地筛选出2个优良纸浆材品种。研究表明,高唐地点内的B305和B331、兖州地点内的B304和B331、襄汾地点内的B304和B306、太原地点内的B305和B333以及郑州地点内的B304和B306,是木材基本密度大,纤维性状表现良好,综纤维素含量高,木质素含量和苯醇抽出物含量较低的白杨三倍体优良纸浆材品种。(4)对白杨三倍体新品种材性性状地点组合间的B型遗传相关系数进行估算,研究表明,白杨三倍体新品种木材基本密度和纤维性状与主要化学组分相比,在各栽培地点之间的稳定性更高。木材基本密度和纤维性状在地点组合间呈显著的正的B型遗传相关,而木质素和苯醇抽出物含量在太原和其他地点之间的差异,主要来源于基因型×环境效应。(5)明确了树干高度对白杨三倍体新品种木材基本密度和纤维性状的影响。树干高度仅对纤维长度和粗度的影响达到显著水平,在纤维长度和粗度表型总变异中的贡献率分别为36.63%和3.77%。研究表明,在取样高度一致的情况下估算白杨三倍体材性性状的遗传效应,不会产生显著的系统误差。在白杨三倍体的生长过程中,木材基本密度和纤维性状受到地点间环境条件的显著影响(6)明确了栽植密度对白杨三倍体新品种木材材性的影响。随着栽植密度的降低,白杨三倍体木材基本密度呈先增加后降低的趋势,纤维长度呈逐渐增长的趋势,纤维宽度和粗度则表现出上下波动的趋势；而木材基本密度和纤维性状之间,以及各纤维性状之间的相关性呈不规则变化。栽植密度以及栽植密度×基因型对木材基本密度、纤维长度、宽度及粗度的影响均未达到显著水平,表明在2m×2m(2490株·hm-2)、2m×3m(1660株·hm-2)、2m×3.5m(1420株·hm-2)、2m×4m(1240株·hm-2)、3m×3m(1110株·hm-2)、2m×5m(990株·hm-2)及3m×4m(820株·hm-2)7个栽植密度条件下,可主要考虑白杨三倍体的生长性状,以提高单位面积的材积生长量。

全文目录

摘要  4-7
ABSTRACT  7-11
引言  11-12
1 林木木材材性变异研究进展  12-21
  1.1 木材材性的种源、家系、无性系变异  12-13
  1.2 木材材性株内变异  13-14
  1.3 材性性状的遗传相关  14-16
  1.4 材性性状的基因型与环境互作  16-17
  1.5 栽培措施对木材材性的影响  17-18
  1.6 木材材性快速检测方法的应用  18-19
  1.7 白杨三倍体木材材性研究现状及问题  19-21
2 材料与方法  21-29
  2.1 材料来源  21-23
    2.1.1 白杨三倍体新品种  21
    2.1.2 白杨三倍体新品种区域化试验林  21-22
    2.1.3 白杨三倍体新品种栽植密度试验林  22
    2.1.4 试验材料采集  22-23
  2.2 材性测定方法  23
    2.2.1 木材基本密度的测定  23
    2.2.2 纤维形态测定  23
    2.2.3 主要化学组分的测定  23
  2.3 数据分析方法  23-29
    2.3.1 方差分析方法  23-27
    2.3.2 遗传参数估计  27
    2.3.3 材性性状间遗传相关  27-28
    2.3.4 材性性状的B型遗传相关  28
    2.3.5 多性状综合选择  28
    2.3.6 材性性状选择的遗传增益  28-29
3 白杨三倍体新品种区域化试验林材性性状遗传变异  29-64
  3.1 白杨三倍体新品种木材材性基本特征  29-32
    3.1.1 白杨三倍体新品种与二倍体木材基本密度对比  29-30
    3.1.2 白杨三倍体新品种与二倍体木材纤维性状对比  30-31
    3.1.3 白杨三倍体新品种与二倍体木材主要化学组分对比  31-32
  3.2 白杨三倍体材性性状的基因型、环境及基因型×环境效应  32-44
    3.2.1 白杨三倍体材性性状地点间遗传变异  32-36
    3.2.2 白杨三倍体材性性状基因型间的变异  36-43
    3.2.3 白杨三倍体材性性状的基因型×地点交互作用  43-44
  3.3 白杨三倍体材性性状间的遗传相关  44-47
  3.4 白杨三倍体材性性状综合选择  47-50
  3.5 白杨三倍体材性性状选择的遗传增益  50-53
  3.6 讨论  53-62
    3.6.1 白杨三倍体木材材性与二倍体的对比  53-54
    3.6.2 环境对白杨三倍体材性性状的影响  54-55
    3.6.3 白杨三倍体材性性状的基因型效应  55-56
    3.6.4 白杨三倍体材性性状的基因型与环境交互作用  56-59
    3.6.5 白杨三倍体材性性状间的遗传相关  59-60
    3.6.6 白杨三倍体材性性状综合选择及遗传增益估算  60-62
  3.7 小结  62-64
4 白杨三倍体材性性状株内变异分析  64-75
  4.1 结果与分析  64-70
    4.1.1 白杨三倍体木材基本密度和纤维性状的株内纵向变异  64-68
    4.1.2 综合树干高度的方差分析  68-70
  4.2 讨论  70-74
    4.2.1 白杨三倍体木材基本密度和纤维性状的株内纵向变异  70-73
    4.2.2 基于树干不同高度材料的白杨三倍体材性变异分析  73-74
  4.3 小结  74-75
5 不同栽植密度条件下白杨三倍体材性性状遗传变异分析  75-85
  5.1 结果与分析  75-81
    5.1.1 不同栽植密度条件下白杨三倍体材性性状的基本特征  75-78
    5.1.2 栽植密度对白杨三倍体材性性状的影响  78
    5.1.3 不同栽植密度条件下白杨三倍体材性性状品种间的变异  78-80
    5.1.4 不同栽植密度条件下白杨三倍体材性性状的相关性  80-81
  5.2 讨论  81-83
  5.3 小结  83-85
6 结论  85-89
参考文献  89-99
个人简介  99-101
导师简介  101-103
获得成果目录  103-105
致谢  105

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