Отбор деревьев кедра сибирского высокой репродуктивной способности на географической лесосеменной плантации

УДК

DOI:

Аннотация

Важнейшее направление селекции кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour) – отбор популяций и генотипов на обильные урожаи и качество семян. На географической лесосеменной плантации, созданной посадкой 16-летних саженцев, проанализировано образование шишек и микростробилов у кедра сибирского за 32-летний период (1983–2014 гг.). Анализ проводился с учетом географического происхождения материнских популяций и индивидуальных особенностей генотипов отдельных деревьев. Материнские насаждения отличались географическим происхождением (от 50°12´ до 61°00´ с.ш., от 85°33´ до 90°36´ в.д.), высотными поясами (от 100 до 1700 м над уровнем моря), классами возраста (V–VII), типами леса и составом. Сравнивалось формирование шишек у потомства контрастных географических происхождений: бирюсинского (местного), алтайского, ярцевского,  лениногорского. У потомств бирюсинского и алтайского происхождений отмечена большая встречаемость деревьев с ранним образованием шишек. Замедленное вступление деревьев в семеношение установлено у деревьев высокогорного лениногорского происхождения. К возрасту 49 лет 4,9…26,7 % деревьев всех происхождений еще не вступили в репродуктивную стадию развития. Первоначально на деревьях формируются по 1…3 шишки. В последующем их число увеличивается, составляя
в 50-летнем возрасте в лениногорском, ярцевском, алтайском и бирюсинском вариантах соответственно в среднем 13,5; 16,4; 17,9 и 18,0 шт. Наименьшее количество шишек отмечено у потомства лениногорского (высокогорный район Казахстана) происхождения.
В потомстве каждого происхождения проявляется значительная индивидуальная изменчивость, что позволило отобрать отдельные деревья, отличающиеся ранним и обильным образованием шишек и побегов с микростробилами. Деревья одинакового возраста, произрастающие на плантации при хорошем освещении,  дифференцируются на быстрорастущие и раннего репродуктивного развития, причем эти показатели не коррелируют между собой. Количество урожайных деревьев (200 шишек и более) зависит от географического происхождения и колеблется от 11,6  до 37,0 % в разных вариантах. Выделены многошишечные формы с расположением на побеге по 4-5 шишек «в пучке». Отобранные деревья предназначены для вегетативного размножения и создания лесосеменных плантаций, отличающихся повышенной семенной продуктивностью. 

Сведения об авторах

Р.Н. Матвеева¹, д-р с.-х. наук, проф.

Л.И. Милютин², д-р биол. наук, проф.

О.Ф. Буторова¹, д-р с.-х. наук, проф.

Н.П. Братилова¹, д-р с.-х. наук, проф. 

¹Сибирский государственный технологический университет, пр. Мира, д. 82,

г. Красноярск, Россия, 660049; е-mail: selekcia@sibgtu.kts.ru

²Институт леса им. В.Н. Сукачёва СО РАН, Академгородок, 50/28,

г. Красноярск, Россия, 660036; е-mail: milyutin@ksc.krasn.ru  

Ключевые слова

Для цитирования

Для цитирования: Матвеева Р.Н., Милютин Л.И., Буторова О.Ф., Братилова Н.П. Отбор деревьев кедра сибирского высокой репродуктивной способности на географической лесосеменной плантации // Лесн. журн. 2017. № 2. С. 9–20. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.2.9

Литература

1. Братилова Н.П., Матвеева Р.Н., Орешенко С.А., Пастухова А.М. Изменчивость и отбор 42–45-летних деревьев сосны кедровой сибирской разного географического происхождения (зеленая зона г. Красноярска). Красноярск: СибГТУ. 2013. 133 с.

2. Брынцев В.А., Царев А.П., Погиба С.П., Лаура Н.В. Селекция сосны кедровой сибирской // Cелекция  лесных и декоративных  древесных растений. М.: МГУЛ, 2014. С. 221–227.

3. Велисевич С.Н., Петрова Е.А. Рост и вступление в плодоношение деревьев орехоплодной плантации и производство культур кедра сибирского // Лесн. хоз-во. 2006. № 3. С. 39–40.

4. Водин А.В., Ступин А.Ю. Влияние густоты посадки на количество формируемой пыльцы у кедра сибирского // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений. Красноярск: СибГТУ, 2006. С. 53–56.

5. Воробьев В.Н., Воробьева Н.А., Горошкевич С.Н. Рост и пол кедра сибирского. Новосибирск: Наука, 1989. 167 с.

6. Гиряев Д.М., Петров М.Ф. Разведение кедра сибирского в Нечерноземной зоне  РСФСР //  Лесн.  хоз-во. 1983. № 3. С. 63–65.

7. Горошкевич С.Н. Селекция кедра сибирского как орехоплодной породы //  Лесн. хоз-во. 2000. № 4. С. 25–27.

8. Земляной А.И., Ильичев Ю.Н., Тараканов В.В. Межклоновая изменчивость кедра сибирского по элементам семенной продуктивности: перспективы отбора // Хвойные бореальной зоны. 2010. № 1-2. С. 77–82.

9. Ирошников А.И. Кедровые сосны // Селекция лесных пород. М: Лесн. пром-сть, 1982. С. 121–126.

10. Кузнецова Г.В. Изменчивость формирования микростробилов у клонов кедра сибирского разного происхождения // Актуальные проблемы генетики. 2003. Т. 1. С. 116–117.

11. Кузнецова Г.В. Рост, состояние и развитие кедровых сосен в географических культурах на юге Красноярского края // Хвойные бореальной зоны. 2010.
Вып. 27, № 1-2. С. 102–108.

12. Матвеева Р.Н., Буторова О.Ф., Щерба Ю.Е. Влияние географического происхождения на репродуктивное развитие кедра сибирского на лесосеменной плантации за 24-летний период // Лесн. журн. 2011. № 4. С. 7–10. (Изв. высш. учеб. заведений).

13. Некрасова Т.П. Биологические основы семеношения кедра сибирского.  Новосибирск: Наука, 1972. 274 с.

14. Политов Д.В. Генетика популяций и эволюционные взаимоотношения видов сосновых (сем. Pinaceae) Северной Евразии: дис. … д-ра биол. наук. М., 2007. 432 с.

15. Правдин Л.Ф. Селекция и семеноводство кедра сибирского в Восточной Сибири // Плодоношение кедра сибирского в Восточной Сибири. М.:  АН СССР, 1963. С. 5–21.

16. Титов Е.В. Орехопродуктивная плантация кедра сибирского повышенной генетической ценности в Республике Алтай // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений. Красноярск: СибГТУ, 2009. С. 120–123.

17. Goncharenko G.G., Padutov V.E., Silin A.E. Allozyme Variation in Natural Populations of Eurasian Pines. II. Genetic Variation, Diversity, Differentiation and Gene Flow in Pinus Sibirica Du Tour in Some Lowland and Mountain Populations // Silvae Genetica. 1993. Vol. 42. No. 4-5. Pp. 246–253.

18. Matziris D.I. Genetic Variation and Realized Genetic Gain from Aleppo Pine Tree Improvement // Silvae Genetica. 2000. Vol. 49. No. 1. Pp. 5–10.

19. Sebbenn A.M., Boas O.V., Freitas M.L.M. Genetic Variation in an International Provenance-Progeny Test of Pinus caribaea Mor. var. bahamensis Bar. et Gol., in Sao Paulo, Brazil // Silvae Genetica. 2008. Vol. 57. No. 4-5. Pp. 181–187.

20. Silva J.C., Graudal L. Evaluation of an International Series of Pinus kesiya Provenance Trials for Growth and Wood Quality Traits // Forest Ecology and Management. 2008. Vol. 255. No. 8-9. Pp. 3477–3488.

Поступила 20.04.16

Ссылка на английскую версию:

UDC 630*181.52

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.2.9

Selection of High Reproductive Siberian Cedar Trees in the Geographic Seed Plantation

R.N. Matveeva¹, Doctor of Agricultural Sciences, Professor

L.I. Milyutin², Doctor of Biological Sciences, Professor

O.F. Butorova¹, Doctor of Agricultural Sciences, Professor

N.P. Bratilova¹, Doctor of Agricultural Sciences, Professor

¹Siberian State Technological University, pr. Mira, 82, Krasnoyarsk, 660049,
Russian Federation; e-mail: selekcia@sibgtu.kts.ru
²V.N. Sukachev Institute of Forest of the Siberian Branch of the Russian Academy
of Sciences, Akademgorodok, 50/28, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation;
е-mail: milyutin@ksc.krasn.ru

The major breeding direction of Siberian pine (Pinus sibirica Du Tour) is the selection of populations and genotypes for the abundant yield and seed quality. We analyzed the formation of cones and microstrobiles of Siberian cedar (Pinus sibirica Du Tour) for a 32-year period (1983–2014) in a geographic seed plantation, established by 16-year-old seedlings planting. The analysis is conducted on the basis of geographical origin of parent populations and individual characteristics of genotypes of individual trees. Shelter woods differ by geographical origin (from 50°12´ up to 61°00´ N, from 85°33´ up to 90°36´ E), high-altitude zones (from 100 to 1700 m above sea level), age classes (V–VII), forest types and composition. The cones formation in offspring of contrasting geographical origins (Biryusinsk (local), Altai, Yartsev, Leninogorsk) is compared. Biryusinsk and Altai offspring are marked by the occurrence of trees with early formation of cones. Slow reproductive development is observed in trees of mountain Leninogorsky origin. 4.9...26.7 % of trees of all origins have not entered into the reproductive stage of development by the age of 49 years. Initially, 1…3 cones are formed in the trees. Subsequently, their number increases on an average up to 13.5, 16.4, 17.9 and 18.0 pcs. in Leninogorsk, Yartsev, Altai and Biryusinsk variants, respectively, by the age of 50. The lowest number of cones is observed in offspring of Leninogorsk origin (mountainous region of Kazakhstan). The offspring of each origin manifests a considerable individual variability, which allows us to select the individual trees, differing by the early, abundant formation of cones and shoots with miсrostrobiles. The trees of the same age, growing on the plantation in a good light, are differentiated into the fast growing trees and the trees with the early reproductive development; and these parameters do not correlate with each other. The number of productive trees (200 cones and more) depends on geographic origin and ranges from 11.6…37.0 % in different variants. We mark multi-cone bunch forms with
4-5 cones on a shoot. The selected trees can be used for vegetative reproduction and seed plantations creation, characterized by an increased seed production.

Keywords: Siberian cedar, plantation, geographical origin, selection, yield, cones, miсrostrobile.

REFERENCES 

1. Bratilova N.P., Matveeva R.N., Oreshenko S.A., Pastukhova A.M. Izmenchivost' i otbor 42–45-letnikh derev'ev sosny kedrovoy sibirskoy raznogo geograficheskogo proiskhozhdeniya (zelenaya zona g. Krasnoyarska) [Variability and Selection of 42–45-Year-Old Siberian Stone Pine Trees of Different Geographical Origin (Green Area of Krasnoyarsk)]. Krasnoyarsk, 2013. 133 p.

2. Bryntsev V.A., Tsarev A.P., Pogiba S.P., Laura N.V. Selektsiya sosny kedrovoy sibirskoy [Selection of Siberian Stone Pine]. Selektsiya lesnykh i dekorativnykh drevesnykh rasteniy [Selection of Forest and Ornamental Woody Plants]. Moscow, 2014, pp. 221–227.

3. Velisevich S.N., Petrova E.A. Rost i vstuplenie v plodonoshenie derev'ev orekhoplodnoy plantatsii i proizvodstvo kul'tur kedra sibirskogo [Growth and Reproductive Development of Trees of the Nut-Bearing Plantation and Production of Siberian Cedar]. Lesnoe khozyaystvo, 2006, no. 3, pp. 39–40.

4. Vodin A.V., Stupin A.Yu. Vliyanie gustoty posadki na kolichestvo formiruemoy pyl'tsy u kedra sibirskogo [The Effect of Planting Density on the Amount of Pollen Formed by Siberian Cedar]. Plodovodstvo, semenovodstvo, introduktsiya drevesnykh rasteniy
[Fruit Growing, Seed Production, Introduction of Woody Plants]. Krasnoyarsk, 2006,
pp. 53–56.

5. Vorob'ev V.N., Vorob'eva N.A., Goroshkevich S.N. Rost i pol kedra sibirskogo [Growth and Gender of Siberian Cedar]. Novosibirsk, 1989. 167 p.

6. Giryaev D.M., Petrov M.F. Razvedenie kedra sibirskogo v Nechernozemnoy zone RSFSR [Breeding of Siberian Cedar in the Nonchernozem Belt of the RSFSR].  Lesnoe
khozyaystvo, 1983, no. 3, pp. 63–65.

7. Goroshkevich S.N. Selektsiya kedra sibirskogo kak orekhoplodnoy porody [Selection of Siberian Cedar as a Nut-Bearing Species]. Lesnoe khozyaystvo, 2000, no. 4, pp. 25–27.

8. Zemlyanoy A.I., Il'ichev Yu.N., Tarakanov V.V. Mezhklonovaya izmenchivost' kedra sibirskogo po elementam semennoy produktivnosti: perspektivy otbora [Interclonal Variability of Siberian Stone Pine by the Seed Production Elements: Prospects of Selection]. Khvoynye boreal'noy zony [Conifers of the Boreal Area], 2010, no. 1-2, pp. 77–82.

9. Iroshnikov A.I. Kedrovye sosny [Cedar Pines]. Selektsiya lesnykh porod [Selection of Forest Species]. Moscow, 1982, pp. 121–126.

10. Kuznetsova G.V. Izmenchivost' formirovaniya mikrostrobilov u klonov kedra sibirskogo raznogo proiskhozhdeniya [Variability of Microstrobile Formation of Clones of Siberian Cedar of Different Origin]. Aktual'nye problemy genetiki [Actual Problems of Genetics], 2003, vol. 1, pp. 116–117.

11. Kuznetsova G.V. Rost, sostoyanie i razvitie kedrovykh sosen v geograficheskikh kul'turakh na yuge Krasnoyarskogo kraya [The Growth, State and Development of Cedar Pines in the Provenance Trial Plantations in the South of the Krasnoyarsk Territory]. Khvoynye boreal'noy zony [Conifers of the Boreal Area], 2010, vol. 27, no. 1-2, pp. 102–108.

12. Matveeva R.N., Butorova O.F., Shcherba Yu.E. Vliyanie geograficheskogo
proiskhozhdeniya na reproduktivnoe razvitie kedra sibirskogo na lesosemennoy plantatsii za 24-letniy period [Geographical Provenance Effect on Reproductive Development of
Siberian Cedar on Seed Orchard over 24-Year Period]. Lesnoy zhurnal [Forestry journal], 2011, no. 4, pp. 7–10.

13. Nekrasova T.P. Biologicheskie osnovy semenosheniya kedra sibirskogo [Biological Seed Production Basis of Siberian Cedar].  Novosibirsk, 1972. 274 p.

14. Politov D.V. Genetika populyatsiy i evolyutsionnye vzaimootnosheniya vidov sosnovykh (sem. Pinaceae) Severnoy Evrazii: dis. … d-ra biol. nauk [Genetics of Populations and Evolutionary Relationships of Pine Species (Pinaceae) in Northern Eurasia:
Dr. Biol. Sci. Diss.]. Moscow, 2007. 432 p.

15. Pravdin L.F. Selektsiya i semenovodstvo kedra sibirskogo [Breeding and Seed Production of Siberian Stone Pine]. Plodonoshenie kedra sibirskogo v Vostochnoy Sibiri [Fruiting of Siberian Stone Pine in Eastern Siberia]. Moscow, 1963, pp. 5–21.

16. Titov E.V. Orekhoproduktivnaya plantatsiya kedra sibirskogo povyshennoy geneticheskoy tsennosti v Respublike Altay [Nut-Producing Plantation of Siberian Cedar with the Higher Genetic Value in the Republic of Altai]. Plodovodstvo, semenovodstvo, introduktsiya drevesnykh rasteniy [Fruit Growing, Seed Production, Introduction of Woody Plants]. Krasnoyarsk, 2009, pp. 120–123.

17. Goncharenko G.G., Padutov V.E., Silin A.E. Allozyme Variation in Natural Populations of Eurasian Pines. II. Genetic Variation, Diversity, Differentiation and Gene Flow in Pinus Sibirica Du Tour in Some Lowland and Mountain Populations. Silvae Genetica, 1993, vol. 42, no. 4-5, pp. 246–253.

18. Matziris D.I. Genetic Variation and Realized Genetic Gain from Aleppo Pine Tree Improvement. Silvae Genetica, 2000, vol. 49, no. 1, pp. 5–10.

19. Sebbenn A.M., Boas O.V., Freitas M.L.M. Genetic Variation in an International Provenance-Progeny Test of Pinus caribaea Mor. var. bahamensis Bar. et Gol., in Sao Paulo, Brazil. Silvae Genetica, 2008, vol. 57, no. 4-5, pp. 181–187.

20. Silva J.C., Graudal L. Evaluation of an International Series of Pinus kesiya Provenance Trials for Growth and Wood Quality Traits. Forest Ecology and Management, 2008, vol. 255, no. 8-9, pp. 3477–3488.

Received on April 20, 2016

For citation: Matveeva R.N., Milyutin L.I., Butorova O.F., Bratilova N.P. Selection of High Reproductive Siberian Cedar Trees in the Geographic Seed Plantation. Lesnoy zhurnal
 [Forestry journal], 2017, no. 2, pp. 9–20. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.2.9