杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook.)是我国重要的速生用材树种,其种子园是生产遗传改良种苗的关键平台。然而,在世代改良过程中,如何维持遗传多样性、避免近交衰退,并优化种子园的遗传结构,是实现杉木长期遗传增益和适应性的核心课题。
中国林科院林业所人工林定向培育创新团队系统分析了湖南、福建、浙江三省共9个杉木无性系种子园(包含3个世代)的遗传多样性、种群结构及其亲缘关系,系统开展了跨地区、跨世代杉木种子园遗传资源比较研究。结果表明,杉木种子园总体遗传多样性较高,但随世代推进呈现明显地理差异。种子园群体遗传分化程度较低,杉木种子园群体间存在频繁的基因交流。频繁的基因渗透使浙江省种子园的群体结构有遗传同质化的趋势。种子园种质间具有中等的遗传同源性,同一地区的种子园世代之间的遗传关系随着世代的增加而更加密切。
该研究强调,在高世代种子园中维持遗传多样性需采取区域性策略:拓展亲本来源、避免过度依赖优良家系、并结合遗传检测排除近亲繁殖。研究结果为优化杉木育种计划、提升种子园管理效率、保障林木种群长期遗传增益与气候适应性提供了科学依据。
图1 杉木种子园亲本无性系来源信息分布
图2 杉木种子园亲本无性系群体谱系构建
相关研究成果以“Effects of generation improvement ofCunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook on genetic diversity and genetic structure in seed orchards”为题,发表于Industrial Crops & Products(IF=6.2,农林科学一区TOP)。林业所毕业博士研究生(现中南林业林业科技大学)伍汉斌为论文第一作者,张建国研究员与段爱国研究员为共同通讯作者。该研究得到“十四五”国家重点研发计划项目(2022YFD2200201)的资助。(伍汉斌)