Возраст оценки генетических свойств деревьев ели европейской в испытательных культурах

УДК

630*165.6:630*232.19

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2018.5.65

Аннотация

Окончательная оценка генетических качеств плюсовых деревьев в испытательных культурах установлена в 1/2 возраста спелости данного вида лесных растений в конкретной лесорастительной зоне. Это отодвигает реализацию основных селекционных программ в лесном хозяйстве на длительный срок. Цель исследования – на основании сравнения скорости роста семей плюсовых деревьев в испытательных культурах ели европейской установить возраст, после которого ранговое положение семей не изменяется, что может служить обоснованием возраста их окончательной генетической оценки. Исследования выполнены на 6 участках испытательных культур Ленинградской и Псковской областей. Превышение показателей отдельных семей над контролем по высоте составляет для различных участков до 15 %, по диаметру – до 40 %, по объему ствола – до 120 %. Доля семей – кандидатов в элиту при отборе по принципу достоверности отличий от контроля по диаметру и высоте на различных участках испытательных культур изменяется от 9 до 39 % (в среднем 20 %), семей, превосходящих контроль по диаметру на 5 % и более, – от 14 до 56 %. Различия между семьями по значениям основных биометрических показателей достоверны на уровне значимости 0,05. В течение первых 10 лет жизни происходит интенсивная смена рангового положения семей плюсовых деревьев. В дальнейшем ранговое положение семей стабилизируется, что с высокой долей вероятности позволяет сделать вывод о генетической ценности плюсового дерева. Высота по сравнению с диаметром ствола дерева является более стабильным показателем и в большей степени пригодна для выполнения сравнительной оценки продуктивности семей. Коэффициент наследуемости в узком смысле основных биометрических показателей составляет от 0,02 до 0,16. Более высокие значения его получены для самого старшего участка испытательных культур с наиболее высоким качеством проведения уходов и отбора плюсовых деревьев. Достаточно точный прогноз относительной скорости роста семей плюсовых деревьев по высоте возможно выполнять, начиная уже с 20-летнего возраста растений, по диаметру ствола – с возраста 30 лет.

Сведения об авторах

А.В. Жигунов¹, д-р с.-х. наук, проф.
А.С. Бондаренко², канд. с.-х. наук
¹Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург, Россия, 194021;
e-mail: a.zhigunov@bk.ru
²Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт лесного хозяйства, Институтский просп., д. 21, Санкт-Петербург, Россия, 194021;
e-mail: asbond@mail.ru

Ключевые слова

испытательные культуры, скорость роста, ранговое положение, семьи плюсовых деревьев, возраст оценки

Для цитирования

Жигунов А.В., Бондаренко А.С. Возраст оценки генетических свойств деревьев ели европейской в испытательных культурах // Лесн. журн. 2018. № 5. С. 65–81. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.5.65

Литература

1. Бондаренко А.С., Жигунов А.В. Генетическая обусловленность скорости роста ели европейской в культуре // Лесоведение. 2007. № 1. С. 42–48.
2. Видякин А.И. Генетическая оценка плюсовых деревьев ели по семенному потомству // Аграр. вестн. Урала. 2009. № 5. С. 82–84.
3. Ворончихин Л.И., Видякин А.И., Овечкин С.М. Пути повышения эффективности работ по селекции сосны и ели в Кировской области // Селекция ценных форм древесных пород и их использование для создания целевых насаждений: сб. науч. тр. Воронеж: ЦНИИЛГиС, 1989. С. 79–83.
4. Долголиков В.И. О ранней диагностике быстрого роста в высоту у сосны и ели по прямому признаку // Состояние и перспективы развития лесной генетики, селекции, семеноводства и интродукции. Методы селекции древесных пород: тез. докл. совещ. Рига, 1974. С. 45–48.
5. Драгавцев В.А. Современные системы селекции растений // Разработка основ систем селекции древесных пород: тез. докл. совещ., Рига, 22–25 сент. 1981 г. / под ред.: В.М. Роне, Е.А. Пугач (отв. ред.). Рига, 1981. Ч. 1. С. 70–73.
6. Егоров М.Н. Испытание потомств как одна из ключевых проблем в генетике и селекции древесных пород (на примере Pinus sylvestris L.) // Лесн. вестн. 2002. № 5. С. 37–45.
7. Жигунов А.В., Бондаренко А.С., Николаева М.А. Первые результаты отбора элитных деревьев ели европейской в Ленинградской области // Лесн. журн. 2012. № 3. С. 43–50. (Изв. высш. учеб. заведений).
8. Картель Н.А., Манцевич Е.Д. Генетика в лесоводстве. Минск: Наука и техника, 1970. 165 с.
9. Котов М.М., Лебедева Э.П. Применение биометрических методов в лесной селекции: учеб. пособие. Горький: ГГУ, 1977. 120 с.
10. Маслаков Е.Л. Формирование сосновых молодняков. М.: Лесн. пром-сть, 1984. 168 с.
11. Маслаков Е.Л. Генезис и динамика социальных структур сосны в фазе индивидуального роста // Таежные леса на пороге ХХI в.: тр. СПбНИИЛХ. СПб., 1999. С. 42–51.
12. Мордась А.А., Раевский Б.В., Акимова Е.В. Рост и развитие полусибсовых потомств сосны обыкновенной на ранних этапах онтогенеза // Научные основы селекции древесных растений Севера. Петрозаводск: Карел. НЦ РАН, 1998. С. 43–50.
13. Ненюхин В.Н. Внутривидовая гибридизация и генетико-селекционная оценка плюсовых деревьев в клонах на лесосеменных плантациях первого порядка как принципы повышения продуктивности насаждений сосны обыкновенной (Pinus silvestris): автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. М., 1997. 38 с.
14. Основные положения методики закладки испытательных культур плюсовых деревьев основных лесообразующих пород. Воронеж: ЦНИИЛГиС, 1982. 18 с.
15. Разин Г.С. О законах и закономерностях роста и развития, жизни и отмирания древостоев // Лесн. журн. 2012. № 1. С. 18–23. (Изв. высш. учеб. заведений).
16. Роне В.М. Генетический анализ лесных популяций. М.: Наука, 1980. 160 с.
17. Сахаров В.И. Возможности метода фоновых признаков при изучении феногенетической структуры популяций // Состояние и перспективы развития лесной генетики, селекции, семеноводства и интродукции: тез. докл. совещ. Рига, 1974. С. 103–106.
18. Сеннов С.Н. Итоги 60-летних наблюдений за естественной динамикой леса //Тр. СПбНИИЛХ. СПб., 1999. 98 с.
19. Указания по лесному семеноводству в Российской Федерации. М.: ВНИИЦлесресурс, 2000. 198 с.
20. Царев А.П. Программы лесной селекции: зарубежный и отечественный опыт: обзор // Учен. зап. Петрозав. гос.ун-та. 2014. № 2. С. 70–76.
21. Царев А.П., Погиба С.П., Тренин В.В. Селекция и репродукция лесных древесных пород. М.: Логос, 2003. 520 с.
22. Этверк И.Э. Результаты испытания потомств елей одного насаждения // Разработка основ систем селекции древесных пород: тез. докл. совещ., Рига, 22–25 сент. 1981 г. Рига, 1981. Ч. 1. С. 122–125.
23. Haapanen M., Velling P., Annala M.-L. Progeny Trial Estimates of Genetic Parameters for Growth and Quality Traits in Scots Pine // Silva Fennica. 1997. Vol. 31, no. 1. Pp. 3–12.
24. Jiang I.B.J. Early Testing in Forest Tree Breeding: a Review // Forest Tree Improvement. 1987. No. 20. Pp. 45–78.
25. Sato T. Time Trends for Genetic Parameters in Progeny Tests of Abies Sachalinensis // Silvae Genetica. 1994. Vol. 43, no. 5–6. Pp. 304–307.
26. Ruotsalainen S. Increased Forest Production through Forest Tree Breeding // Scandinavian Journal of Forest Research. 2014. Vol. 29, no. 4. Pp. 333–344.

Поступила 17.06.18

Ссылка на английскую версию:

Age of Assessment for the Norway Spruce Genetic Properties in Progeny Tests

UDC 630*165.6:630*232.19
DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.5.65

Age of Assessment for the Norway Spruce Genetic Properties
in Progeny Tests

A.V. Zhigunov¹, Doctor of Agricultural Sciences, Professor
A.S. Bondarenko², Candidate of Agricultural Sciences
¹Saint Petersburg State Forest Technical University named after S.M. Kirov, Institutskiy
per., 5, Saint Petersburg, 194021, Russian Federation;
e-mail: a.zhigunov@bk.ru
²Saint Petersburg State Forestry Research Institute, Institutsky pr., 21, Saint Petersburg, 194021, Russian Federation;
e-mail: asbond@mail.ru

The final assessment of the genetic properties of the plus trees in the progeny tests was performed at the 1/2 age of Norway spruce ripeness in the specific forest zone. This postpones the implementation of the main breeding programs in forestry for an extended period of time. The purpose of the study is to determine the age at which the ranking of plus tree families no longer changes. This is possible due to the comparative assessment of the growth rate of Norway spruce plus tree families in progeny tests. The results obtained can serve as a support in determining the age of their final genetic assessment. The research was carried out on 6 plots of progeny tests in Leningrad and Pskov regions. Some families showed higher values of parameters in different plots in comparison with the control ones: they were up to 15 % for height, up to 40 % for diameter, and about 120 % for the trunk volume. The quantity of eligible families provided that the selection is based on the principle of reliability of differences in diameter and height parameters from the control plots, is from 9 to 39 % (on average 20 %) in different plots of progeny tests. From 14 to 56% of the families exceeded the diameter in the control plots by more than 5 %. The significance level of the differences between the families in terms of the values of the basic biometric parameters is 0.05. During the first 10 years of life, the rank order of the plus tree families changes time and again. Subsequently, the rank order of the families stabilizes, which makes it possible with a high degree of probability to make a conclusion about the genetic value of a plus tree. Height is a more stable parameter in comparison with diameter that is why this parameter is more suitable for a comparative assessment of the family productivity. The heritability coefficient, in the narrow sense of the basic biometric parameters, is from 0.02 to 0.16. The highest values were obtained for the oldest progeny tests with the highest quality of tending and selection of plus trees. It is possible to predict rather accurately the relative growth rate of plus tree families in terms of height starting from the age of 20, and in terms of diameter, from the age of 30.

Keywords: progeny tests, growth rate, rank order, plus tree families, age of assessment.

REFERENCES

1. Bondarenko A.S., Zhigunov A.V. Geneticheskaya obuslovlennost’ skorosti rosta eli evropeyskoy v kul’ture [Genetically Determined Growth Rate of Norway Spruce in Culture]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2007, no. 1, pp. 42–48.
2. Vidyakin A.I. Geneticheskaya otsenka plyusovykh derev’yev eli po semennomu potomstvu [Genetic Evaluation of Spruce Plus Trees by Seed Offsprings]. Agrarnyj vestnik Urala [Agrarian Bulletin of the Urals], 2009, no. 5, pp. 82–84.
3. Voronchikhin L.I., Vidyakin A.I., Ovechkin S.M. Puti povysheniya effektivnosti rabot po selektsii sosny i eli v Kirovskoy oblasti [Methods for Increasing the Efficiency of Pine and Spruce Tree Breeding in Kirov Region]. Selektsiya tsennykh form drevesnykh porod i ikh ispol’zovaniye dlya sozdaniya tselevykh nasazhdeniy: sb. nauch. tr. [Tree Breeding of Valuable Tree Species and Their Use for the Establishment of Target Plantations. Collection of Academic Papers], Voronezh, TSNIILGiS Publ., 1989, pp. 79–83.
4. Dolgolikov V.I. O ranney diagnostike bystrogo rosta v vysotu u sosny i eli po pryamomu priznaku [About Early Direct Detection of Accelerated Height Growth for Pine and Spruce]. Sostoyaniye i perspektivy razvitiya lesnoy genetiki, selektsii, semenovodstva i introduktsii. Metody selektsii drevesnykh porod: sb. tez. dokl. [Status and Prospects of Forest Genetics, Breeding, Seed Production and Introduction: Tree Breeding Methods. Conf. Proc.], Riga, 1974, pp. 45–48.
5. Dragavtsev V.A. Sovremennyye sistemy selektsii rasteniy [The Modern Systems of Plant Breeding]. Razrabotka osnov sistem selektsii drevesnykh porod: tez. dokl. soveshch., Riga, 22–25 sent. 1981 g. [Development of the Basis for Tree Species Breeding Systems: Abstracts of the Meeting Reports, Riga, September 22–25, 1981]. Ed. by V.M. Rone, E.A. Pugach, Riga, 1981, part 1, pp. 70–73.
6. Egorov M.N. Ispytaniye potomstv kak odna iz klyuchevykh problem v genetike i selektsii drevesnykh porod (na primere Pinus sylvestris L.) [The Progeny Testing as One of the Key Problems in Tree Breeding (on the Example of Pinus Sylvestris L.)]. Lesnoy Vestnik [Forestry Bulletin], 2002, no. 5, pp. 37–45.
7. Zhigunov A.V., Bondarenko A.S., Nikolayeva M.A. Pervyye rezul’taty otbora elitnykh derev’yev eli evropeyskoy v Leningradskoy oblasti [Primary Results of Spruce Elite Trees Selection in Leningrad Region]. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2012, no. 3, pp. 43–50.
8. Kartel’ N.A., Mantsevich E.D. Genetika v lesovodstve [Genetics in Forestry]. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1970. 165 p. (In Russ.)
9. Kotov M.M., Lebedeva E.P. Primeneniye biometricheskikh metodov v lesnoy selektsii: ucheb. posobiye [The Use of Biometric Methods in Tree Breeding. Educational Textbook]. Gor’kiy, GGU Publ., 1977. 120 p. (In Russ.)
10. Maslakov E.L. Formirovaniye sosnovykh molodnyakov [Formation of Young Pine Stands]. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1984. 168 p. (In Russ.).
11. Maslakov E.L. Genezis i dinamika sotsial’nykh struktur sosny v faze individual’nogo rosta [Genesis and Dynamics of Social Structures of Pine in the Phase of Individual Growth]. Tayezhnyye lesa na poroge XXI v.: tr. SPbNIILKH [Taiga Forests on the Threshold of the 21st Century. Proc. of SPbNIILKH]. Saint Petersburg, 1999, pp. 42–51.
12. Mordas’ A.A., Rayevskiy B.V., Akimova E.V. Rost i razvitiye polusibsovykh potomstv sosny obyknovennoy na rannikh etapakh ontogeneza [Growth and Development of Half-Sibs Scots Pine Progenies in the Early Stages of Ontogenesis]. Nauchnyye osnovy selektsii drevesnykh rasteniy Severa [Scientific Basis of North Forest Plant Breeding]. Petrozavodsk, Karel. NTS RAN Publ., 1998, pp. 43–50.
13. Nenyukhin V.N. Vnutrividovaya gibridizatsiya i genetiko-selektsionnaya otsenka plyusovykh derev’yev v klonakh na lesosemennykh plantatsiyakh pervogo poryadka kak printsipy povysheniya produktivnosti nasazhdeniy sosny obyknovennoy (Pinus silvestris): avtoref. dis. … d-ra s.-kh. nauk [Intraspecific Hybridization and Genetic and Breeding Evaluation of Plus Trees in Clones on the First-Order Plantations as the Principles of Increasing Productivity of Scots Pine Forest Plantations (Pinus silvestris): Dr. Agric. Sci. Diss.]. Moscow, 1997. 38 p.
14. Osnovnyye polozheniya metodiki zakladki ispytatel’nykh kul’tur plyusovykh derev’yev osnovnykh lesoobrazuyushchikh porod [Fundamental Principles of the Methodology for Foundation of Progeny Tests for the Dominant Forest Tree Species]. Voronezh, TSNIILGiS Publ., 1982. 18 p.
15. Razin G.S. O zakonakh i zakonomernostyakh rosta i razvitiya, zhizni i otmiraniya drevostoyev [On the Laws and Mechanisms of Growth and Development, Life and Dieback of Stands]. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2012, no. 1, pp. 18–23.
16. Rone V.M. Geneticheskiy analiz lesnykh populyatsiy [Genetic Analysis of Forest Populations]. Moscow, Nauka Publ., 1980. 160 p. (In Russ.)
17. Sakharov V.I. Vozmozhnosti metoda fonovykh priznakov pri izuchenii fenogeneticheskoy struktury populyatsiy [The Potential of the Background Features in Studying of Phenogenetical Population Structure]. Sostoyaniye i perspektivy razvitiya lesnoy genetiki, selektsii, semenovodstva i introduktsii: tez. dokl. soveshch. [Status and Prospects of Forest Genetics, Tree Breeding, Seed Production and Introduction. Meeting Proc.]. Riga, 1974, pp. 103–106.
18. Sennov S.N. Itogi 60-letnikh nablyudeniy za estestvennoy dinamikoy lesa: tr. SPbNIILKH [Results of 60 Years Observations of Natural Forest Dynamics. SPbNIILKH Proc.]. Saint Petersburg, 1999. 98 p.
19. Ukazaniya po lesnomu semenovodstvu v Rossiyskoy Federatsii [Guidelines on Forest Seed Production in the Russian Federation]. Moscow, VNIITSlesresurs Publ., 2000. 198 p.
20. Tsarev A.P. Programmy lesnoy selektsii: zarubezhnyy i otechestvennyy opyt: obzor [Forest Tree Breeding Programs: Foreign and Domestic Experience. Review]. Uchenyye zapiski Petrozavodskogo gosudarstvennogo universiteta [Proceedings of Petrozavodsk State University], 2014, no. 2, pp. 70–76.
21. Tsarev A.P., Pogiba S.P., Trenin V.V. Selektsiya i reproduktsiya lesnykh drevesnykh porod [Breeding and Reproduction of Forest Tree Species]. Moscow, Logos Publ., 2003. 520 p. (In Russ.)
22. Etverk I.E. Rezul’taty ispytaniya potomstv eley odnogo nasazhdeniya [Progeny Test Results for a Spruce Stand]. Razrabotka osnov sistem selektsii drevesnykh porod: tez. dokl. soveshch., Riga, 22–25 sent. 1981 g. [Development of Basics of Tree Species Breeding Systems: Abstracts of the Meeting Reports, Riga, September 22–25, 1981]. Riga, 1981, pp. 122–125.
23. Haapanen M., Velling P., Annala M.-L. Progeny Trial Estimates of Genetic Parameters for Growth and Quality Traits in Scots Pine. Silva Fennica, 1997, vol. 31, no. 1, pp. 3–12.
24. Jiang I.B.J. Early Testing in Forest Tree Breeding: a Review. Forest Tree Improvement, 1987, no. 20, pp. 45–78.
25. Sato T. Time Trends for Genetic Parameters in Progeny Tests of Abies Sachalinensis. Silvae Genetica, 1994, vol. 43, no. 5–6, pp. 304–307.
26. Ruotsalainen S. Increased Forest Production through Forest Tree Breeding. Scandinavian Journal of Forest Research, 2014, vol. 29, no. 4, pp. 333–344.

Received on June 17, 2018

---

For citation: Zhigunov A.V., Bondarenko A.S. Age of Assessment for the Norway Spruce Genetic Properties in Progeny Tests. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2018, no. 5, pp. 65–81. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.5.65