Weng YH, Tosh KJ, PARK YS, et al. Age-related Trends in Genetic Parameters for Jack Pine and Their Implications for Early Selection. Silvae Genetica, 2007, 56(1–6): 110–112. DOI: 10.1515/sg-2007-0035.

傑克鬆遺傳引數與年齡相關的趨勢及其對早期選擇的啟示

摘要

在新不倫瑞克省的三個系列試驗中，對傑克鬆（Pinus banksiana Lamb）高度生長的遺傳引數進行了研究。分析每個地點和每個系列中的地點之間的資料。雖然單地點分析的個體狹義遺傳力估計值因地點而異，並且未顯示出與年齡相關的一致模式，但跨地點分析的估計值顯示出20歲時的增加趨勢。類似於個體狹義遺傳力，係數從單個地點估計的加性遺傳方差顯示出比通過跨地點分析估計的更多的變異。年齡（a型）高度的遺傳相關性很高，可以通過LAR2模型很好地預測，其中LAR是評估時兩個年齡之間比率的自然對數。 B型遺傳相關性較高且在不同年齡段具有相似的幅度。不同年齡的身高和半輪伐年齡的體積之間的遺傳相關性通常很高。以半輪伐年齡的體積作為目標性狀，從5~7歲的早期選擇中選擇目標性狀可以比直接選擇更有效。
關鍵詞：早期選擇，遺傳力，加性遺傳方差係數，遺傳相關性，Pinus banksiana，選擇效率。

介紹

傑克鬆（Pinus banksiana Lamb）是加拿大分佈最廣的松樹種，是紙漿木材，木材和木材的重要來源。在該物種中發現的廣泛的遺傳變異（MAGNUSSEN和YEATMAN，1989b; PARKER和VAN NIEJENHUIS，1996; VAN NIEJENHUIS和PARKER，1996）表明，該樹種是遺傳改良的主要候選者，以提高其生產力和質量。作為新不倫瑞克樹木改良委員會（NBTIC）專案的一部分，傑克鬆的運營育種計劃於20世紀70年代末在新不倫瑞克開始，並且通常遵循一種策略，其中包括從開放授粉的後代測試中選擇優質家庭用於種子園的去劣和下一代育種的質量選擇（FOWLER，1986）。
加拿大海事地區由新不倫瑞克省，新斯科舍省和愛德華王子島三個省組成，根據森林分類，氣候和物候（FOWLER和MACGILLIVRAY 1967）分為生態地理種子區。用於控制該地區樹木種子和幼苗的運動。然而，來自種源，林分和家庭測試的最新資訊表明，新不倫瑞克省可以作為傑克鬆的單一繁殖區（FOWLER，1986）。
在輪伐年齡直接選擇性狀可以使增益最大化，但是會產生極長的生成時間。新不倫瑞克省的傑克鬆的輪作年齡下限約為40年。等待最終評估的旋轉年齡甚至一半在單位時間的遺傳增益方面是低效的，這表明在新不倫瑞克省的傑克鬆改良計劃中，在早期選擇是非常需要的。
遺傳引數的年齡相關趨勢對於發展樹木育種策略和早期選擇至關重要。許多研究已經記錄了蘇格蘭鬆（P. sylvestris L.）的這些引數的時間趨勢（HAAPANEN，2001; JANSSON等，2003），火炬松（P. taeda L.）（BALOCCHI等，1993; GWAZE） et al，1998; SVENSSON等，1999; GWAZE等，2000; LAMBETH和DILL，2001; GWAZE和BRIDGWATER，2002），海洋鬆（P. pinaster Ait。）（KUSNANDAR等，1998），溼地松（ P. elliottii）（HODGE和WHITE，1992），和lodgepole pine（P. contorta Dougl.var.controrta）（XIE和YING，1996）。然而，關於傑克鬆的遺傳引數的時間趨勢，已發表的資料非常少。 RIEMENSCHNEIDER（1988）發現高度的遺傳力在1歲時最高，2歲時最低，之後到7歲。他還發現LAMBETH（1980）模型通常很好地符合遺傳年齡相關性，但可能低估相應的遺傳相關性。因此，RIEMENSCHNEIDER（1988）得出結論，早在1歲時選擇將是改善傑克鬆生長的有效策略。在安大略省開放授粉的傑克鬆後代試驗中，MAGNUSSEN和YEATMAN（1989a）發現個體的身高遺傳力從6年增加到14年。 CARTER等（1990）報導了在傑克鬆的早期家庭選擇中使用溫室試驗的潛力。然而，他們的研究結果是基於較早年齡（不到7歲），單個地點或少數家庭的資料。需要大量資料來獲得可靠和穩定的遺傳引數估計及其時間趨勢。
該研究的目標是在三個系列的傑克鬆後代測試的基礎上，包括321個家庭，

• （1）估計遺傳引數，
• （2）檢查引數的時間趨勢，和
• （3）評估早期選擇 新不倫瑞克省傑克鬆的效率。

材料和方法

材料

NBTIC在1979年，1982年和1983年建立了三個系列的開放授粉家庭田間試驗，作為松樹育種計劃的一部分。總體而言，該研究使用了12個地點（表1~3）。所有地點在種植前都做好了準備。該系列中的家族起源於從新不倫瑞克省選擇的傑克鬆和樹木中採集的開放授粉種子。這些加樹是表型優越的個體，表現出理想的屬性，例如快速生長，良好的冠形和莖直。本研究共納入321個半同胞家系，分別為1979年，1982年和1983年系列的150,77和94個開放授粉家庭。【這是進行多點分析的基礎】每個系列的地點都種植了一套共同的家庭。來自少數天然林分的種子也作為檢查點包括在測試中，但是在分析中排除了來自這些來源的資料。所有地點和選定的加樹都位於同一繁殖區內。
在所有系列中種植了具有10塊4樹行圖的隨機完整區組設計。幼苗在溫室中在紙盆中生長5個月，並以2×2米的間距進行外植。在種植後的不同年齡測量高度（HT）（表1）。【年齡是不一致的】在1979年系列中，20歲時的樹木直徑（dbh）也被測量，1982年系列中的18歲，1983年系列中的19歲。根據HONER等人（1983）計算單個樹體積。在該研究中分析的性狀被稱為HTn和Voln，其中n代表種植後數年。

統計模型和分析

在去除具有顯著損害（<總樹木的1％）的矮樹或樹木之後，首先對系列內的每個地點進行HTn和Voln的方差分析。然後，為了消除尺度效應，通過將每個觀察值除以從該測試估計的隨機誤差方差的平方根來標準化單個樹觀察。使用標準化資料，使用該模型對每個系列進行彙總分析：

其中Yijkl是在第i個站點內第j個區塊中生長的第k個家族中第l個樹的觀察到的HTn或Voln觀察，？是總體平均值，Si是第i個站點的固定效應，Bj（i）是固定效應 在第i個站點內的第j個塊中，fk是第k個族的隨機效應，sfik是第i個站點和第k個族之間的隨機互動，bf（i）jk表示繪圖的隨機效應，eijkl是隨機的 由於第k個家族中的第l棵樹在第i個站點內的第j個塊中生長而導致的錯誤。 使用相同的模型進行單點分析，但是刪除了站點的術語及其與家族的相互作用。 使用SAS Proc Mixed程式的REML選項（LITTELL等，1996）估計方差分量。