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1、大花序桉生长和材性遗传变异及 SSR关联分析大花序桉( Eucalyptus cloeziana )是优良的实木用材树种 , 其生长和材性 的遗传变异和关联基因组位点的研究对理解重要性状的遗传规律和挖掘分子育 种的基因组资源均有重要作用。本研究利用大花序桉种源 / 家系试验林为材料 , 建立了基于近红外( near infrared,NIR )光谱的材性预测模型 , 开展了生长和材 性的遗传参数分析与种源 /家系选择 ,挖掘了与生长和材性关联的简单重复序列 ( simple sequence repeats,SSR )标记, 主要结论如下。(1)建立的大花序桉木材物理力学性质的 NIR 预测模
2、型具有较高的可靠性。 利用75109株样木的标准测定值和NIR光谱数据,建立了木材根本密 度(basic density,BD )、生材密度(green density,GD )、抗弯弹性模量(modulus of elasticity in static ben di ng,MOE)、抗弯强度(modulus of rupture,MOR) 和顺纹抗压强度(compressive strength parallel to grain,c c、的 NIR预测模型。其中，利用85% (6493株)的样木，建立的各性状NIR交互验证 模型的参数分别为 :BD 的交互验证均方根误差( root-me
3、an-squares error of cross-validation,RMSECV )为 0.03 、决定系数( coefficient of determination,R2 )为 0.78、预测残差( residual predictive deviation,RPD、为 2.16,GD 的 RMSEC为 0.02、R2为 0.77、RPD为 2.06,MOE的 RMSEC为 1.09、R2为 0.81、RPD为 2.26,MOR的 RMSECV 为 6.39、R2为 0.78、RPC为 2.13, c c的 RMSECCV 2.30、R2 为 0.80、RPD为 2.26。利用另外
4、15% (1116 株)的样木进行了 NIR交互验证模型的验证，BD、GD MOEMO!和c c的预测相关因子(coefficientof determination of prediction,Rp2 分别为 0.74 、0.69 、0.81 、0.63 和 0.65, 预测值均方根误差( root mean squares error of prediction,RMSEP )分别为 0.060 、0.041、1.100、12.500和4.790,说明 NIR 模型具有较高的预测可靠性。(2)估算了大花序桉生长和材性遗传参数 , 了解了生长性状遗传参数随林龄 变化趋势 , 分析了生长和材性
5、的性状相关。生长性状包括胸径(diameter atbreast height,D )、树高( height,H )和单株材积( individual volume,V),材性性状包括 BD GD MOE MOFKc c。以大花序桉种源/家系试验林为材料,利用SAS软件相关模型,估算生长和材 性的种源方差分量、种源内家系方差分量、狭义遗传力、种源重复力 , 分析生长 性状早晚相关和生长与材性的性状相关。结果说明 , 胸径、单株材积和材性在种 源间和种源内家系间差异显著( P<0.05 )。林龄 0.59.5 年生生长的狭义遗传力范围为 0.040.35,9.5 年生材性的狭义遗传力范围为
6、 0.060.24, 说明生长和材性受到低至中等强度的遗传控制。 生长性状间的表型相关和遗传相 关均显著正相关 , 材性间的表型相关和遗传相关也显著正相关 , 生长和材性间的 表型相关和遗传相关呈显著或不显著的负相关 , 这对生长和材性的同时改进是一 个挑战。此外 , 早晚期生长的表型相关和遗传相关均显著正相关(除 H2.5) , 随着林 龄的增加相关关系越强 , 说明存在早期选择的可能性。 (3)利用多性状综合指数 法选择了一批生长和材性优良的种源和家系。利用多性状综合指数法对 9.5 年生大花序桉 H9.5、D9.5、V9.5、BD GD c c、MO傣口 MOR 8个性状进行综合选择 ,
7、 根据指数选择遗传力、综合育种值遗传进展值和指数选择 效率判断 ,认为指数方程 I3 和 I7 作为多性状综合指数选择方程较理想。根据指 数值大小进行种源和家系选择 , 种源前三名为南部近沿海种源 20725、20724 和 20722,家系前三名为家系 65、56和 51。(4)开发了与大花序桉生长和材性关联的 SSR位点共26个。利用839个分 布于巨桉(E.grandis )全基因组的SSF标记,基于D9.5、BD MOE MOR和c c五个性状高值和低值基因池(至少8株/池/性状,共32株)筛选的 47个标记,对348株大花序桉样品(来自 115个自由授粉的半同胞家系)进行了 5 个性状的关联分析。利用一般线性模型( general linear model,GLM )和混合线性模型( mixed linear model,MLM ,发现与 D9.5、BD MOE MORS c c 显著关联的SSR标记分别为8、7、6、4和9个(P<0.05 ),标记对表型变异 解释率为 5.744.1%, 有6个标记与 2个性状同时关联 ; 鉴定了各标记 的显著性等位片段 ,最大的平均增效和减效效应分别达 6.3%和 3.5%