木材和松脂原料在建筑、纸浆、食品、医药以及绿色能源等工业领域起着重要作用，通过研究相关性状的遗传变异规律对于提高遗传改良效率具有重要意义。湿地松是20世纪30年代从美国引种的国外松之一，生长快，耐贫瘠，产脂丰富。近年来，尽管湿地松重要性状的遗传规律不断被揭示，但目前尚未有研究全面分析湿地松生长、材性和松脂产量及组分变异之间的联系。本研利用无损评估和多性状联合分析方法全面评估了湿地松重要经济性状的遗传变异和育种潜力。
2024年6月，Forestry Research 在线发表了中国林科院亚林所栾启福研究员团队题为Genetic selection for growth, wood quality and resin traits of potential Slash pine for multiple industrial uses 的研究论文。
研究人员基于湿地松33个半同胞家系的240个单株的生长、材性和松脂表型数据，系统开展了方差分析、遗传分析、相关性分析和多性状联合选择分析。研究结果全面揭示了湿地松重要工业性状的遗传变异规律，筛选了综合表现优良的个体。
研究首先利用无损评估方法获得材性性状的表型数据。使用Resistograph-IML-RESIPD500 （IML-RESI GmbH, Taufkirchen, Germany）和Pilodyn木材阻力仪获得单株的阻力值，分析提取年平均年轮宽度ARW和年平均木材阻力AMP数据。利用Hitman ST300 (Fibre-gen, Christchurch, New Zealand)仪器测量树干的应力波速v ，结合木材密度计算木材的弹性模量MOE 。运用一般线性混合模型进行了湿地松生长、材性和松脂性状的遗传分析，发现生长性状和松脂性状的遗传力较低，受环境因素影响较显著；材性性状的遗传力较高，其变异主要来源于家系效应。
性状间相关性可作为多性状联合选择的依据，研究发现三个材性性状单独聚在一起，与生长和松脂性状相关性较弱，甚至呈负相关关系。生长性状与松脂性状具有显著的正相关关系，其中胸径和ARW与β-蒎烯的相关性最强，遗传相关系数分别达到了0.79和0.71。树高和β-蒎烯分别与产脂量OY的相关性最强，遗传相关系数分别达到0.77和0.62。材性性状MOE与α-蒎烯、β-蒎烯、枞酸和左旋海松酸均呈弱的遗传负相关。以上结果为精细制定湿地松育种策略提供了重要参考。
图1 湿地松生长、材性和松脂性状的表型和遗传相关性分析
中国林业科学研究院亚热带林业研究所丁显印博士和已毕业硕士研究生张旖旎、孙嘉铭为本论文的共同第一作者，栾启福研究员为论文的通讯作者。该研究工作得到了科技部科技创新2030计划（2023ZD0405805）和科技部国家重点研发计划（2022YFD2200023-2）的资助。
团队介绍：
中国林业科学研究院亚热带林业研究所专家栾启福研究团队长期从事国外松遗传育种理论和良种选育应用研究，通过联合基因组学和高通量表型组学挖掘性状关键基因，应用于基因组选择和基因编辑育种来提高树木的品质与抗性，在PLoS Genetics、Industrial Crops and Products、Plant Phenomics 和林业科学等国内外期刊上发表论文40多篇，培育国家级和省级林木良种7个，获得浙江省科技进步奖二等奖等奖励6项。近5年来主持国家科技创新2030重大项目、国家重点研发计划和省级新品种培育科技重大专项等多项。
原文链接：
https://doi.org/10.48130/forres-0024-0020
相关推荐：
Forestry Res | 青岛农业大学木本植物营养与代谢团队发现人的锌指蛋白TTP在杨树中发挥关键调控功能
Forestry Res | 山西农业大学林木分子遗传育种课题组发现PagMYB73A转录因子调控杨树耐盐性的新功能
Forestry Res | 福建农林大学联合六家单位综述木本植物磷素吸收、转运和信号转导的研究进展与展望
关于
Forestry Research
赶紧加入
ForRes交流群
