桉树组培瓶苗繁殖及生长性状的无性系变异

录入时间:2009-6-18 9:42:09 来源：海博

〔摘要〕利用31 个优良无性系，研究桉树组培瓶苗主要繁殖及生长性状的遗传变异。这些性状在无性系间表现出极其显著的差别（P＜0.0001 ) ；遗传组分或遗传力均属较高水平（h²>0.54 ) , 25d 丛生芽数目的遗传力最高达0.93 ；丰富的无性系或遗传变异也展示在这些性状的表现值范围上。丛生芽的繁殖数目与高生长呈现极其密切的正相关（P＜0.0001 ) ；根苗开始萌根时间与主根长度的关系为极显著（P=0.005 ) ，萌根时间越早，主根越长；丛生芽数目与主根长度的关系为一般性显著（P = 0.039 ）。
〔关健词〕桉树,组培苗,丛生芽,遗传力,生长性状,无性系变异

用于人工林经营的一些主要桉树树种组培繁殖技术已相当成熟阶，其组培苗的工厂化生产不断发展，从早期供作扦插苗生产母株之用，到近几年直接用于商业造林。然而，一些关键的技术性问题仍然存在，例如，个别重要造林树种（如邓恩按）组培苗生根比较困难、规模繁殖生产技术仍欠稳定，无法满足商业种植的需求。即使是同一树种的不同品种或无性系之间，组培繁殖的难易及成本也可能差别极大。这一问题除了影响优良品种组培苗木工厂化生产效率外，更不利优良品种，特别是各项重要性状表现突出，但无性繁殖困难的品种推广应用。
品种或无性系之间的差别通常来自于遗传变异，例如桉树生长、木材材质、纤维特性、制浆、抗逆等重要人工林林木性状。这种变异可以推演到组培苗的繁殖及生产中；虽然对人工林经营不具有直接的作用，但对工厂化繁殖生产的效益却可能有莫大的影响。在日常的生产中，桉树组培苗繁殖与生长的无性系间差异是比较容易观察到的，然而，到目前为止，似乎没有系统的试验研究报道相关性状的遗传变异。本研究调查桉树组培瓶苗工厂化生产过程中重要、不同而又密切关联的两个工艺环节，即丛生芽增殖和根苗培育过程中主要性状的无性系或遗传变异。探讨通过品种选择或培养基调整，提高组培瓶苗工厂化生产效益、促进优良品种推广应用的可能性。
1 材料与方法
1.1 参试无性系
包括尾叶按、韦塔按、赤按、柳按、尾巨按、尾细按、巨尾按、巨细按、巨多按等树种或杂交种。丛生芽诱导与根苗繁殖各采用31 个桉树无性系。其中，30 个无性系相同，这些无性系均为目前南方广泛推广种植的优良品种，或从实生苗商品林或试验林中选择出的优良个体。试验开始前，所有无性系均以丛生瓶芽保存于培养室内。
1.2 培养基
所有无性系丛生芽增殖均采用B1 培养基，根苗繁殖采用B2 培养基。广西钦州林科所曾承担嘉汉林业科技中心的研究课题，并提供专用于巨尾按无性系丛生芽增殖的B1 培养基及根苗培育的B2 培养基圈。在后来的组培苗生产中，我们一直采用这两种培养基，陈碧华等( 2002 、2003 ）也曾以B1 及B2 为基础，研究尾叶按及赤按的组织培养技术。试验前，按生产常规程序制备好培养基及准备各项接种与培养工作［。两阶段组织培养采用同一规格的果浆瓶（高9.8 cm 、口径5.5 Cm ）作培养容器，培养基pH 值控制在5.8~6.0 范围内，在温度121 ℃ 、1.1 Pa 高温高压条件下灭菌20 min 。
1.3 接种与培养考虑到试验需要，丛生芽增殖的接种与一般的桉树组培苗生产程序不同，先选择长势、叶色与芽长比较均匀的不定芽，按照不同无性系的长势，截取顶部约1.5~3.0 mm 部分，然后，在每培养瓶中等距接种20 个种芽（均匀分布），每无性系重复5 次（瓶）。在同一天内，由同一人完成接种。接种后将培养瓶置放在光线和温度条件一致的培养室内培养，室内光照结合一定的自然光与日光灯，光照强度约为2000~3000lx ，日间室温为22~26℃。根苗繁殖的接种与一般的桉树组培生产程序基本一致，即选择长势与芽长比较均匀的丛生芽，按照不同无性系的长势，截取顶部约3~8mm部分，然后，在每培养瓶外围培养基中，等距接种25 个芽苗，每个无性系重复5~10 次（瓶）不等。在2d 内完成接种，接种后将培养瓶先置放在不透光的纸盒内暗培养5 ~7d ，然后转移到光线和温度条件一致的培养室内培养，光照强度3000 ~5000lx ，日间室温为23~26℃ 。
1.4 观察与测定
接种后，从第5d 开始，每隔5 d ，调查1 次，直至35d ，然后在45d 和65d 再各调查1 次。调查每培养瓶内：( 1 ）每丛生芽接种瓶的丛生芽数量（即原接种种芽的倍数）; ( 2 ）每丛生芽接种瓶丛生芽的平均高（长）度；( 3 ）每根苗接种瓶开始萌根的时间（天数）; ( 4 ）每根苗接种瓶的主根数量；( 5 ）每根苗接种瓶芽高；( 6 ) 每根苗接种瓶主根的平均长度。获得以上每种丛生芽或根苗接种瓶的基础数据后，计算每个培养瓶的平均值，并以培养瓶为单位，进行下述的统计分析。
1.5 统计分析
采用SAS 软件的GLM 模块进行方差分析，并计算各调查性状的最小均方平均值（Least Squares Means ) ( SAS Institute Inc , 1992 ）。

2 结果分析
方差分析结果显示，对于评估的所有繁殖及生长性状，无性系之间的差异均达到极显著的水平（P＜0.0001 ) ，说明在一定的培养环境中，不同无性系的瓶内丛生芽及根苗繁殖与生长差别极大。这是桉树无性系苗木工厂化组培繁殖中必须注意的主要问题之一。无性系之间繁殖与生长性状的差别主要由遗传因素引起，方差分析中进一步剖析的无性系或遗传变异可以用无性系方差组分、重复力或遗传力表示（见表1 ）。无论是丛生芽或根苗，组培繁殖与生长性状遗传力都属较高的水平，在丛生芽生产繁殖与根苗培养的主要时期内( 15 ~ 35d ) ，均比较稳定，特别是丛生芽增殖中的芽数，在25d 时遗传力可高达0.93 ，说明桉树组培繁殖与生长性状受遗传因素高度控制。这一结果与工厂化组培繁殖中不同品种或无性系可能需要调整培养基成分结构是相互依存的。

生芽及根苗培养性状的简单相关分析结果列于表3 。由表3 可见，丛生芽增殖数目与芽高生长呈现极其显著的正相关（P＜0.0001 ) ，分芽数越多，其芽生长也越高；丛生芽分芽数与根苗培养中主根生长呈现显著的正相关（P=0.039 ) ，分芽数越多，主根生长越长；根苗开始萌根时间与主根生长呈现极显著、合乎逻辑的负相关（P=0.005 ) ，即开始萌根的时间越早，主根越长。除此之外，其它性状之间均没有明显的相互关系（P＞0.05 ) ，说明丛生芽与根苗繁殖培养两个主要环节上关系薄弱，就是根苗本身的生长性状之间也没有呈现紧密的关系。
3 讨论与小结
无论是瓶内丛生芽的繁殖，还是瓶内根苗的培育，主要性状均表现出很大的无性系差别或遗传变异（见表1 、2 ) ，遗传力均在0.54 以上，第25 天丛生芽数目的遗传力高达0.93 。丛生芽数目是组培瓶苗生产中极其重要的指标，是说明特定无性系繁殖系数的关键因子。在组培瓶苗工厂化生产季节中，正常丛生芽苗诱导及根苗培育的生产周期一般都控制在20~30d 之间，因此，本研究中调查的组培瓶苗繁殖与生长性状（15d 、25d 和35d ）的无性系变异，基本上可以说明桉树组培苗工厂化生产培育中关键性状存在的遗传变异。
表3 中性状之间的简单相关以无性系性状的最小均方平均值为基础。因此，这些简单相关可视作等同于遗传相关，因为无性系的遗传值与表型值具有简单的直线关系。除了丛生芽数目与平均高生长关系极为密切、根苗开始萌根时间与根长关系极显著度、丛生芽数目与根苗根长的相关一般显著外，其它组培瓶苗繁殖与生长性状之间的相互关系都非常弱小（不显著，见表3 ) ，说明这些关系弱小的性状相对独立的发育过程，这对人为地改进这些组培瓶苗培育指标是相对有利的。
组培瓶苗繁殖及生长性状与成熟林木的主要经济指标关系如何？如林木生长、材质性状、纤维特性、化学特性、造纸性能等。已有试验研究发现，这些成熟林木性状或多或少存在遗传变异，是通过选择实现遗传改良的基础。目前的桉树无性系人工林周期较短( 4~6a ) ，但是，从组培瓶苗到苗圃移植成苗，到上山种植成林，无论外界环境条件，还是无性系分株个体本身特征，都变化巨大；可以推测，这种早晚期相关如存在，应该是十分微弱的。然而，实际的结论仍有待进一步的研究验证。如果这种早晚相关不存在，组培瓶苗繁殖及生长的遗传变异意义，将局限于改进苗木工厂化生产的效益；相反，还可以进一步推广到优良品系的选择育种中。

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