赤桉抗風(fēng)特性及其重要性狀的關(guān)聯(lián)分析

1、赤桉抗風(fēng)特性及其重要性狀的關(guān)聯(lián)分析我國南方沿海夏季臺風(fēng)頻繁 , 風(fēng)害嚴(yán)重影響沿海地區(qū)的生態(tài)安全以及相關(guān)產(chǎn) 業(yè)的發(fā)展 ,尤其對林木生長構(gòu)成極大威脅 , 成為制約桉樹人工林可持續(xù)發(fā)展的重 要因素之一。選育優(yōu)良抗風(fēng)品系是保證我國沿海地區(qū)桉樹商品林可持續(xù)發(fā)展的重 要措施。赤桉（Eucalyptus camaldulensis）為優(yōu)質(zhì)的硬木材,耐旱、耐瘠、抗風(fēng)、抗病能力強 , 為我國桉樹樹種改良的重要遺傳材料。 本論文以 114個赤桉家系 （半同 胞）為材料對其生長、材性、物理力學(xué)、化學(xué)成分等 26 個性狀進行跟蹤調(diào)查 , 對 各個性狀進行遺傳變異分析并通過相關(guān)性分析尋找影響桉樹抗風(fēng)的主要影響因 素。通

2、過風(fēng)害模擬 （拉樹實驗 ）分析風(fēng)與重載荷下的變形以及抗風(fēng)主要影響因子,并對赤桉家系抗風(fēng)特性進行評估 , 最終獲得影響赤桉抗風(fēng)的主要影響因子及選育 出優(yōu)良抗風(fēng)家系。桉樹抗風(fēng)性是由眾多復(fù)雜因素引起的 , 本研究在獲得影響桉樹 抗風(fēng)的主要影響因素的基礎(chǔ)上利用 SSR分子標(biāo)記技術(shù)進行關(guān)聯(lián)分析,對桉樹抗風(fēng) 相關(guān)性狀進行關(guān)聯(lián)分析,系統(tǒng)剖析赤桉抗風(fēng)的遺傳基礎(chǔ),發(fā)掘優(yōu)良SSR位點。本研究將有助于建立桉樹抗風(fēng)育種分子標(biāo)記輔助選擇體系 , 為發(fā)掘和利用重 要的桉樹抗風(fēng)基因資源奠定基礎(chǔ) , 為后續(xù)相關(guān)研究提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)論 如下:1 、赤桉家系各生長性狀間存在著豐富的遺傳變異, 家系間性狀各性狀中家系遺傳力

3、均高于單株遺傳力 , 說明家系的選擇潛力更大一些。早期赤桉 （1 年生） 各家系性狀間存在著豐富的遺傳變異 , 具有很強的家系和 家系內(nèi)單株選擇潛力。 風(fēng)害指數(shù)與家系生長性狀的遺傳相關(guān)系數(shù)以冠幅與體積最 大, 抗風(fēng)性與林木大小相關(guān)性不強 , 回歸方程也表明抗風(fēng)性與其生長性狀關(guān)聯(lián)程 度不大,相反林木植株越速生 （即材積越大 ）, 更易遭受風(fēng)害。23生赤桉抗風(fēng)性研究表明 , 平均風(fēng)害指數(shù)為 2級以下,林木的風(fēng)害指數(shù)與其 林木大小 （樹高、單株材積 ）呈強負相關(guān) ,不同家系間抗風(fēng)性存在著差異且具有遺 傳性, 而且某些性狀遺傳控制水平相對較高。 34年生赤桉家系風(fēng)害等級與樹高、 冠幅、材積、樹皮厚度的

4、 Pearson 相關(guān)性呈極顯著負相關(guān)關(guān)系。說明樹木越高、材積越大越抗風(fēng)。 34 年生赤桉家系抗風(fēng)性研究表明赤桉抗 風(fēng)能力與樹高、胸徑、材積有關(guān)。2、木材密度在赤桉家系間、不同家系部位間以及其家系和部位交互間差異 性均不顯著 ,40 月生的赤桉木材密度屬于小級 , 即屬輕木材。根據(jù)木材物理力學(xué) 分級標(biāo)準(zhǔn)劃分赤桉干縮率屬于 III 級, 容易開裂 , 樹干底部差異干縮值較中部、 梢 部差異干縮值大 , 所以底部更容易開裂和變形。赤桉不同家系間力學(xué)性狀 （ 抗彎強度、抗彎彈性模量、順紋抗剪強度、順紋 抗壓強度 ）差異性極顯著 , 不同部位間抗彎彈性模量差異極顯著 ,其余指標(biāo)差異性 不顯著。研究發(fā)現(xiàn)

5、林木大小 （樹高、胸徑、材積） 是影響桉樹抗風(fēng)性能的主要因子 , 其次是材性因子。單株立木風(fēng)害程度與立木大小密切相關(guān) , 也與立木的材性如纖維寬度、 Pilodyn 值、應(yīng)力波值有著較強的相關(guān)性。從木材基本密度和干縮率、物理力學(xué) （ 抗彎強度、抗彎彈性模量、 順紋抗剪強度、 順紋抗壓強度等 ） 等力學(xué)性狀與赤桉 抗風(fēng)性之間相關(guān)性可以看出二者之間相關(guān)性不顯著 , 風(fēng)害指數(shù)與木質(zhì)素、綜纖維 素、a -纖維素、半纖維素之間相關(guān)性均不顯著（P>0.05）,從相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn) 赤桉抗風(fēng)性能與木材物理力學(xué)及化學(xué)成分關(guān)系不大。3、進一步通過風(fēng)害模擬 （拉樹實驗）獲得的拉力三因素 （立木所受拉力、

6、 樹干 變形程度及傾斜角度 )與生長、材性、物理力學(xué)、化學(xué)成分等 26 個性狀進行回歸 分析及典型相關(guān)分析發(fā)現(xiàn) : 影響赤桉樹干拉樹三因素的主要影響因子為樹高、材 積、胸徑、樹皮厚度、纖維長度、氣干干縮率、抗拉強度、抗拉彈性模量、綜纖 維素含量。其中對赤桉抗風(fēng)影響最大的赤桉的生長性狀即樹高、材積、胸徑 , 其 次是纖維長度、抗拉強度。4、遺傳多樣性分析參試材料為 8 個赤桉群體的 109株樣品, 參試標(biāo)記為覆蓋全基因組的107個SSF位點。55個中性的基因組SSRs揭示了赤桉群體多樣性水 平較高,共檢測到1116個等位片段,平均每位點20.3個等位片段，PIC為 0.35080.9489,平均

7、0.771,位點均為多態(tài)性較高的位點，HE平均值為0.718,說 明赤桉發(fā)生高度雜合 ,Fst 平均值為 0.066, 群體間的遺傳分化不顯著 , 分子方差 分析中群體間方差分量僅占 1%,說明遺傳變異主要存在于群體內(nèi)。從赤桉 Nei(1972) 遺傳距離分析發(fā)現(xiàn)澳大利亞亞群遺傳背景差異較大。 赤桉 群體具有豐富的遺傳多樣性 , 可進行抗風(fēng)品系選育和遺傳改良的基因庫。5、利用800多對覆蓋全基因組的SSR標(biāo)記通過PCF優(yōu)化以及對8株強抗風(fēng) 和8株弱抗風(fēng)赤桉基因池的篩選 ,得到在兩類基因池中等位頻率差異較大的 107 個SSR標(biāo)記用于赤桉抗風(fēng)相關(guān)性狀的SSR關(guān)聯(lián)分析。赤桉家系樹高、胸徑、材積、 風(fēng)害指數(shù)等4個性狀與26個SSR位點存在顯著連鎖(P<0.05),可解釋生長及 抗風(fēng)性狀表型變異的 9.26%71.14%。其中樹高相關(guān)位點最多 ,為13個,其他性狀 58個。 26個關(guān)聯(lián)位點中EUCeSSR23位點對風(fēng)害指數(shù)的解釋率最高為 71.14%,EUCeSSR57位點對樹高解 釋率最低為 9.26%,平均解釋率為 36.27%。位點EUCeSSR33與樹高、胸徑、材積、風(fēng)害指數(shù)等4個性狀均顯著相關(guān)聯(lián)該位點對 4