杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.)是中国特有的用材树种,在我国分布广泛,自古以来就有栽培的记载。杉木具有生长迅速、材质轻韧、木质优良的特点,是我国建筑、家具等多个行业的主要速生用材树种之一。杉木遗传育种研究是杉木研究中最活跃、研究成果和报导文献最多的领域。我国杉木良种选育的系统化研究开始于20世纪50年代,福建林学院的俞新妥教授于1956年开始收集各地杉木种子,1957年开始进行杉木种源试验,开创了我国杉木遗传育种的先河[1]。20世纪60年代初,陈岳武、叶培忠在福建洋口林场开展杉木选优工作,并建立了全国第一个杉木初级种子园。1974年由南京林业大学(原南京林产工业学院)主持按照国际产地试验法,在福建省洋口国有林场第一次组织了全国性的11个杉木产地试验,根据试验结果将杉木自然分布区划分为中心、一般和边缘3个育种区,并且提出“福建省用当地选择的优树建立种子园是适宜”的观点[2]在杉木遗传育种研究方面比较系统的主要是南京林业大学主持的全国杉木子代测定课题组,该课题组从20世纪60年代开始进行子代测定、杂交试验、种子园建设、多世代改良等杉木遗传改良工作[3, 4]。南京林业大学陈岳武教授、施季森教授先后主持下制定了杉木多代遗传改良程序,在第一代改良的基础上又进行第二代改良,取得了明显的成效[5]。中国林科院主持的全国杉木种源试验从20世纪70年代后期开始,收集了杉木全分布区的280多个种源在南方各省区40多个试验点进行测定,根据试验结果进行了种源区划、优良种源选择等[3]。进入20世纪80年代以后,国内众多学者对杉木育种开展了大量的研究,如生长性状与材性性状的遗传变异及选择[6]、种源试验[7]、杂交试验和多层次遗传变异、无性系选育、杉木第二代种子园自由授粉子代测定效果分析、杉木第二代种子园亲本性状遗传变异研究、杉木种子园子代性状相关性研究等[8]。
杉木的育种程序基本遵循种源、林分、家系、个体、无性系的顺序。福建杉木子代测定组经过种源、家系和个体三层次联合选择结果表明,种源效应大于种源内家系效应大于种源家系内个体效应,因此种源选择是个关键环节[9]。多点试验表明,种源效应大于种源区组的互作效应。在不同区组的不同立地条件下其优势名次变动较小。家系与区组互作效应大于家系效应,说明家系选择须在适宜的立地推广。
湖南省林科院的徐清乾和刘帅成对来自全国10个省区的优良家系区域试验林进行研究发现,湖南靖州、江西赣南、广西柳州、贵州东南、福建三明、广东曲江种子园提供的家系生长有明显的优势,增产效益都在27%以上[10]。广西林科院陈代喜等对广西融安县西山林场的杉木优良家系区域试验的研究结果表明,广西本地西山种子园混合种子的生长量包括树高、胸径、材积分别比洋口种子园对照CK1增产10.0%、10.1%、26.5%,材积比融水种源对照CK2增产15%,湖南靖州和贵州锦屏种子园提供的家系仅次于西山种子园[11]。樊琳等对浙江建德林场江南分场和开化县徐塘乡林场的全国优良家系区域试验林进行了研究认为,来自外省优良种源区种子园优良家系在浙江省的实际增产效果更明显,湖南排牙山种子园和福建莱州、桃源种子园以及贵州黎平东风种子园排名靠前[12]。胡德活等对粤湘赣三省杉木家系在广东的生长表现的研究表明,来自广东的优良家系在树高、胸径和材积生长上均优于来自江西和湖南的优良家系,来自广东的七星1和镇龙10的家系树高增益值分别为27.05%和23.81%,胸径增益值分别为25.25%和23.87%[13]。江西省杉木子代测定协作组通过对江西6个试验点362个家系的杉木单亲子代测定的研究表明,选出的39个优良家系与对照比较,平均树高增产13.08%,遗传增益6.71%;平均胸径增产20.12%,遗传增益6.80%。从优良家系内所选优良单株与对照比较,树高和胸径增产幅度分别为25.32%~65.59%、41.93%~113.60%[14]。尹吉祥等对湖南靖州县排牙山林场杉木第一代种子园子代测定林进行了调查,发现23年生15个家系,平均单株胸径比对照大10.7%,树高大9.4%,增产效果显著,第一代种子园遗传增益稳定,各家系生长量差异显著[15]。
福建省杉木遗传改良工作成效显著,1982年在陈岳武教授的主持和指导下,首次制定了杉木多世代遗传改良的程序。在种质资源的收集和保存上,积极收集各杉木产区的优良家系,扩大育种群体,对外省引种的优良家系进行了大量的子代测定工作。
陈敬德对福建漳平五一林场的全国杉木优良家系区域试验林进行了研究,结果表明全国不同区域121个杉木优良家系中,20个家系材积生长量超过福建省优良家系6421号,63个家系材积生长量超过洋口初级种子园后代,76个家系材积生长量超过五一林场初级种子园后代,材积增益比五一林场种子园后代大25.4%-65.6%[16]。福建省杉木子代测定协作组收集贵州锦屏、湖南会同、广东韶关、湖北咸宁、福建三明和建阳等6个不同地理种源的30个家系种子进行造林试验,结果显示7年生杉木试验林,生长最优的为贵州锦屏种源,其平均材积生长量为最差的湖北咸宁种源的1.31倍,生长最优家系的最优单株材积生长量为改家系平均材积的1.77倍。从杉木优良种源中选择优良家系,再选择优良个体的遗传增益最高,8年生时可达35.81%[9]。郑作孟对采集自全国南方杉木主产区的杉木半同胞家系测定林进行研究表明,12年生时,参试的105个杉木半同胞家系的平均树高、胸径生长情况略好与来舟、卫闽种子园混种,当地商品中表现最差[17]。郑仁华以福建邵武卫闽国有林场营造的杉木种子园自由授粉子代测定林为试验材料,对25年生的试验林进行测定,测定结果为,从参试的63个杉木种子园自由授粉子代家系中选出生长、材性、形质性状兼优的杉木优良家系7个,其中贵州锦屏种源3个,福建三明种源3个,顺昌种源1个,锦屏9家系综合表现最优[18]。欧阳磊对杉木第一代种子园自由授粉子代表型性状多样性进行分析,来自湖北咸宁、贵州锦屏、湖南排牙山等种源的63个家系,家系的表型性状表现存在显著差异,家系间的变异比较丰富[19]。
参考文献
[1] 俞新妥. 中国杉木研究[J]. 福建林学院学报, 1998, (8):203-220.
[2] 陈岳武, 阮益初, 陈世彬, 等. 杉木十一个产地的遗传变异[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 1980, (04):35-45.
[3] 全国杉木种源试验协作组. 杉木造林区种源选择[J]. 林业科学研究, 1988, (01):1-13.
[4] 陈岳武, 施季森. 杉木遗传改良中的若干基本问题[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 1983, (04):5-19.
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