油料树种光皮树优良无性系选育研究
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第30卷第7期中南林业科技大学学报Vo.l30No.72010年7月JournalofCentralSouthUniversityofForestry&TechnologyJu.l2010
收稿日期:2010-04-12基金项目:国家科技支撑计划课题/能源型专用植物新品种选育技术研究0(2007BAD41B01)和/光皮树生物质资源高效培育技术研究0(2006ABD07A04);国际科技合作项目高产能源植物选育及其资源高效利用(2006DFA63230)作者简介:李昌珠(1963-),男,湖南道县人,研究员,博士,湖南省林业科学院院长,从事生物质能、林木遗传育种与森林培育研究
油料树种光皮树优良无性系选育研究李昌珠1,2,张良波1,2,李培旺1,2(1.湖南省林业科学院,湖南长沙 410004;2.湖南省生物柴油工程技术研究中心,湖南长沙 410004)
摘 要:根据光皮树生物学特性、农艺性状特征和制定选优标准,对湖南、江西和湖北3个主要产区自然分布的野生光皮树群落进行调查,初选出112株优株。制定复选标准,复选得到35株优株材料。将复选优株12个农艺性状指标进行主成分分析和优株选择综合评判决选出16个光皮树优株,其中15株实现无性化并培育出无性系嫁接苗。以15个优株的无性嫁接苗进行无性系测定试验、选育出经济性状优良可以在生产中推广应用的6个优良无性系。优良无性系2007年通过国家林业局林木良种审(认)定委员会认定,获得良种证书编号。关键词:光皮树;油料树种;无性系育种;生物柴油中图分类号:S722.3+3文献标志码:A文章编号:1673)923X(2010)07)0001)08
SelectionbreedingofoiltreeclonesofSwidawilsoniana
LIChang-zhu1,2,ZHANGLiang-bo1,2,LIPe-iwang1,2(1.HunanAcademyofForestry,Changsha410004,Hunan,China;2.HunanEngineeringResearchCenterofBiodiese,lChangsha410004,Hunan,China)
Abstract:BasedonbiologicalandagronomiccharacteristicsofSwidawilsoniana,andtheplustreeselectionstandard,112plustreeswereselectedfromnaturaldistributionofwildtreeinthreemainproducingarea(Jiangx,iHunanandHubeiprov-ince)bypre-selection,multiplestepsofprimaryelection.And35sub-plustreeswereselectedafterthefirstandsecondas-sessmentonthecheckstandard.16superiortreeswerefinallyselectedafterprincipalcomponentsanalysiswith12agronomictargetsandcomprehensiveevaluationofplustreeselectionfinished.The15superiortreesamongthemwerecultivatedtoob-tainclonesgraftedseedlings.Amongthe15trees,6superiorcloneswithwideapplicationandhigheconomic-yieldwerese-lected.ThosesuperiorclonesofS.wilsonianawereidentifiedandobtainedseedcertificatesbyStateForestryAdministrationin2007.Keywords:Swidawilsoniana;oiltree;clonalbreeding;bio-diesel
光皮树Swidawilsoniana属于山茱萸科梾木属Swida(曾用Cornus),自然分布于长江流域至西南各地的石灰岩区,集中分布于湖南、湖北、江西、重庆和广西北部,黄河及以南流域多数省份均有少量引种栽培。自然分布的光皮树资源遗传多样性丰富,不同类型(种源或单株)主要遗传性状差异较大,树高5~18m,冠幅6~300m2,光皮树全果(干果)含油22%~36%,成年大树单株年产鲜果0~150kg[1]。长期以来光皮树以实生繁殖苗造林,人工林分化大,无法实现早实、丰产栽培。以现代数量遗传 中南林业科技大学学报第30卷理论为指导,从自然分布的光皮树实生林中进行选择育种,选育出优良无性系是实现人工林早实、丰产栽培的前提和基础。湖南省林业科学院从20世纪80年代末开始进行光皮树优良无性系选育研究,2007年选育出6个优良无性系并通过国家林业局林木良种审(认)定委员会认定,获得良种证书编号。目前,我国已经确定光皮树为/林油一体化0生物柴油原料林四大造林树种之一[2-8]。国家林业局与中国石油天然气股份有限公司合作,确定以湖南省林业科学院为科技支撑单位,从2007年起,在湖南省开展光皮树生物柴油原料林建设,首期8666.7hm2基地已经实施[9]。1 光皮树主要生物学特性和经济性状光皮树属乔木,树高可达18m。光皮树自然分布在石灰岩山地上,常散生于亚热带阔叶林中,也能自然更新,形成天然纯林,覆盖率可达80%。光皮树叶对生,狭椭圆形,长3~9cm,宽1.5~6cm。花白色,小,直径约9mm,萼齿宽三角形;圆锥状聚伞花序顶生,着生于一年生枝条的顶端。雄蕊4,略长于花瓣;柱头棒状,顶端稍膨大,稍短于花瓣,有短柔毛。核果球形,果熟果实呈紫黑色。光皮树寿命可达200年以上。光皮树分布范围广,适应性强,水平分布于我国黄河流域以南至西南各地,垂直分布于海拔50~1200m的河谷、丘陵、平原、山地,既可耐42e的高温,又可耐-25e的严寒。光皮树的物候特征随其地理分布略有不同,一般2月份萌芽,3月份现花蕾与展叶,5月开花,10~11月果实成熟,12月至次年1月份落叶落果。光皮树萌芽率高,成枝力强,耐修剪,从2月到11月均可萌抽新枝。光皮树喜光,在光照充足的条件下,产果量高,农艺经济性状好,盛果期单株大树可产油15kg,经济寿命在50年以上,而在荫闭的密林中,其结果少,甚至不结果。光皮树全果含油(果肉和核仁均含油脂),果肉含油率达55%~59%,全果含油率可达36%,可以实现全果100%利用。全果精炼油含不饱和脂肪酸77168%,其中油酸38.3%,亚油酸38.85%。2 光皮树优良单株选择2.1 光皮树选优标准光皮树是木本油料植物,果实含油率和果实产量是优株选择的主要依据。结合光皮树生物学特性、经济性状调查分析结果,参照油茶优良单株选择标准[10],笔者制定了光皮树优株选择标准。(1)优株产量和主要农艺性状指标:分为选择阶段与无性系测定阶段指标。选择阶段:被选择的单株或类型2~3年的平均产量比当地相同或相似林分对照单株单位面积产量高30%,每平方米树冠投影面积产鲜果量\0.75kg,产油量\0.15kg连续3年产量平均年变幅\25%。测试阶段:被选择的单株或类型通过无性系测定,造林后进入盛果期,连续4年平均产油量要比测试区内的对照类型高15%以上。每平方米树冠投影面积产鲜果量\018kg,每平方米树冠投影面积产油量\0.2kg。(2)果实品质指标:平均千粒质量\80g,果肉质量\38%,风干外果皮含油率\52.9%,全果含油率\28%,种子含油率\9%。2.2 光皮树优株选择和评价(1)光皮树优株选择:根据光皮树选优标准,利用比木法、综合评分法选择光皮树优株的选育体系。对江西、湖南和湖北3个主要产区自然分布的野生光皮树群落进行调查,初选出112株优株。确定淘汰指标为:果实含油率低于28%,种子含油率低于9%,鲜果产量小于0.8kg/m2,连续3年变异幅度大于25%,树体结构特性(分枝高、冠形)和抗病虫害特性差,复选出35株优良单株,入选优株占初选优株总数的33.6%。(2)优株农艺性状的因子分析:对影响油产量的胸径、果实千粒质量、种子千粒质量、单位面积鲜果质量、结果枝、叶片长宽比、枝下高、果实横纵径比、株产果量、树高、冠幅、果皮厚度等12个与生长相关的指标用SPSS13.0软件中/Analyze0的/DataReduction0项进行主成分分析,结果见表1。由主成分分析可知,冠幅、株产果量、单位产量、果实千粒质量、种子千粒质量及结果枝比指标由因子Ñ所控制;树高、枝下高、果实横纵比、果皮厚度指标由因子Ò
2第7期 李昌珠,等:油料树种光皮树优良无性系选育研究 所决定;胸径和叶片长宽比由因子Ó所控制;因子Ô同时也控制冠幅指标;因子Õ则作为一个综合评定因子,对胸径和结果枝比等多个指标均有影响。第Ñ因子主要决定了果实结实量的多少,可称为产量因子;第Ò、Ó、Ô因子主要决定树高、叶片形状、果实形状、胸径、冠幅等植物形态,可称作形质因子;而第Õ个因子与多个性状均存在一定联系,可称为综合因子。由表1可知,对光皮树复选优株产油量影响最大的是因子Ñ(产量因子),贡献率达34.09%,说明通过株产果量、结果枝和树体冠幅的选择可以提高光皮树的产油率。
表1 优株生长指标的因子分析结果Table1 Thefactoranalysisofgrowthindexofplustrees
项目主成分因子因子Ñ因子Ò因子Ó因子Ô因子Õ
入选特征值特征值4.092.791.310.880.84贡献率/%34.0923.2510.897.337.04累积贡献率/%34.0957.3468.2375.5782.60
入选特征向量树高-0.0270.812-0.0730.463-0.010胸径0.349-0.338-0.5730.1440.559枝下高0.3390.7340.061-0.0260.088冠幅0.5820.377-0.225-0.5490.202叶长宽比0.525-0.0120.707-0.1720.252果千粒重0.895-0.213-0.0980.250-0.016果横纵比-0.500-0.6090.2660.122-0.058种千粒重0.844-0.165-0.0640.363-0.051果皮厚度0.2040.5800.4810.2160.228株果产量0.836-0.3150.096-0.188-0.113单位产量0.748-0.4720.1800.097-0.228结果枝比0.4180.483-0.246-0.113-0.545