Lenz, P., J. MacKay, A. Rainville, A. Cloutier, and J. Beaulieu. 2011. The influence of cambial age on breeding for wood properties in Picea glauca. Tree Genet. Genomes 7(3): 641–653Available at http://sci-hub.cc/http://link.springer.com/article/10.1007/s11295-011-0364-8 (verified 9 December 2016).
我們調(diào)查了攝影年齡對不同木材性狀與早期選擇可能性之間的相關(guān)性的影響,以幫助白云杉(云杉(Moench)Voss)青少年木材改良的決策。來自加拿大魁北克的一個30歲的來源 - 后代試驗的25個公開授粉家庭的375棵樹進行了增量核心的分析。發(fā)現(xiàn)不同機械和纖維解剖學相關(guān)的木材性狀之間的遺傳和表型相關(guān)性隨著年齡的增長而變化。大多數(shù)相關(guān)性在更接近樹皮的環(huán)中變得更強烈。一個例外是微纖絲角度(MFA)和彈性模量之間的相關(guān)性,其中相關(guān)性從髓質(zhì)到樹皮是強烈的陰性。發(fā)現(xiàn)不同木材性狀的年齡相關(guān)性很高,對于大多數(shù)性狀,早期選擇的可能增益估計在8號和8號較好。 MFA早在4號環(huán)境才具有最強的選擇潛力,但與木材密度的有害相關(guān)性可能代表了這種少年選擇方法的缺點。估計顯示,選擇集中在幾個容易測量的性狀,如木材密度和芯長度,有望獲得優(yōu)異的機械性能遺傳增益,但預期對紙漿質(zhì)量的纖維解剖特征的負面影響。這些研究結(jié)果表明,如果希望改善不同最終用途的幾個特征,需要更精心地規(guī)劃的育種和選擇策略。
介紹
白云杉(云杉云母(Moench)Voss)和黑云杉(云杉(Miller)BSP)在其分布中是橫貫大陸的,并且是北美北部森林產(chǎn)品行業(yè)的骨干。迄今為止,種植基因的遺傳改良主要集中在生長和適應性狀上,據(jù)報道,這些物種有廣泛差異(Khalil 1984; Liet al.1993; Nienstaedt 1985)。已經(jīng)研究了木材密度的變化和遺傳變異對木材轉(zhuǎn)化的影響,但是在樹種育種方案中并不常規(guī)地考慮木材密度的變化(Corriveau等,1987; Zhang和Morgenstern 1995; Zhang等,2004)。對云杉木材性質(zhì)的定量遺傳研究集中在木材密度(Rozenberg和Cahalan 1997)和密度組分的遺傳控制(Corriveau等人,1991; Hylen 1999; Ivkovich等人,2002a)。幾個作者已經(jīng)建立了白色和黑色云杉的密度和生長性狀之間的關(guān)系(Corriveau等人1987; Zhang和Morgenstern 1995)。此外,木材密度是非常重要的木材性狀,與不同的機械和解剖學木材性狀高度相關(guān)(Zobel和Van Buijtenen 1989),并且可能決定其最終用途。例如,白云杉的木材應用范圍廣泛,主要用作建筑用實木制品和紙漿造紙纖維。鑒于林產(chǎn)品經(jīng)濟發(fā)展對增值產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)變,其他木材性狀和纖維性質(zhì)也有可能發(fā)揮重要作用。因此,需要調(diào)查兩個應用領(lǐng)域的關(guān)鍵特征之間的關(guān)系,以優(yōu)化育種策略,特別是如果希望滿足多個用戶需求。因此,需要檢查遺傳選擇和改善相關(guān)機械和解剖木性狀的可能性。一些研究已經(jīng)證實了強大的遺傳控制,以及機械成功育種的潛力(Baltunis等人2007; Dungey等人2006)和解剖特征(Gwinyai Nyakuengama等,1997),特別是在輻射或蒙特利松松花松D.唐)。然而,不同的機械和解剖木性狀之間的遺傳相關(guān)性在一般的針葉樹和特別是松木以外的物種中很少被研究。 Baltunis等人(2007)發(fā)表了木材質(zhì)量性狀如彈性模量(MOE),微纖維角(MFA)和輻射松的密度之間的相關(guān)性估計。 Ivkovich等人(2002b)介紹了不列顛哥倫比亞省內(nèi)部采樣的不同木材解剖特征(包括MFA和密度)之間的關(guān)系,其中選擇的生長環(huán)采樣(其中廣泛雜交發(fā)生在P. glauca和云杉屬植物ParryexEngelm。即恩格爾曼云杉之間) 。然而,沒有研究調(diào)查了纖維解剖學和機械性狀之間的遺傳相關(guān)性,如云杉中的木材剛度。大多數(shù)木材屬性及其遺傳控制隨著年齡的增長而變化,并且在整個幼體和過渡木材中都有不同的趨勢,這意味著不同木材性狀之間的相關(guān)性也隨著發(fā)育而變化。已經(jīng)做出的很少的報告,主要是在輻射松(例如Baltunis等人2007; Kumar等2006)中,已經(jīng)研究了不同生長環(huán)中不同木材性狀之間的遺傳相關(guān)性。隨著年齡的增長而變化的關(guān)系在樹木改良計劃中同時進行選擇時,似乎至關(guān)重要。因此,對不同年齡遺傳相關(guān)性的詳細分析具有特殊價值,因為它可能有助于預測選擇時不同性狀之間的關(guān)系。選擇的最佳年齡最大化單位時間可以實現(xiàn)的增益。為了盡快降低成本并進行繁殖和選擇周期,盡早選擇并預測青少年屬性的成年特征具有相當大的價值。近年來,許多木材性質(zhì)的遺傳研究都研究了年齡相關(guān)性和木材性狀早期選擇的效率,主要是密度(Gwaze等,2002; Kumar和Lee 2002; Li and Wu 2005)。只有少數(shù)研究考察了木質(zhì)性狀,纖維解剖特征主要被忽略(Wu et al。2007)。除快速生長松樹以外的針葉樹的資料也普遍缺乏。大多數(shù)木材性狀的評估是耗時且昂貴的。這就是為什么大多數(shù)育種工作都集中在提高容易測量的特性,如木材密度,環(huán)寬度或年增量。還需要對基于這種性狀的選擇和育種對包括機械性能或纖維解剖學在內(nèi)的木材性狀的影響進行更明智的了解。在以前的研究中,我們研究了白云杉木性狀的表型變異,并提出了關(guān)于其遺傳控制趨勢作為攝影年齡的函數(shù)的結(jié)果(Lenz等人,2010)。本報告重點介紹不同木材性狀之間的遺傳關(guān)系及其對樹木改良的影響。為了解決與云杉木性狀相關(guān)的關(guān)鍵問題,我們的主要目標是:(1)估計不同解剖和機械木材性狀之間的遺傳和表型相關(guān)性,以評估其與成像年齡的函數(shù)關(guān)系; (2)評估早期選擇木材性質(zhì)的可能性,目的是縮短繁殖周期; (3)根據(jù)纖維解剖學和木材力學等基于容易測量的性狀(如木材密度和纖芯長度)估算出選擇的影響。