Способ отбора маточных деревьев обыкновенной сосны с высокой потенциальной продуктивностью

 

Использование: сельское и лесное хозяйство . Сггособ включает измерение осевых годичных приростов за последние 5-10 лет отдельных семей полусибсов, затем определяют величину приростов дерева за два первых года и величину оптимальных приростов за эти же годы, после чего определяют величину обобщенных приростов 1-ого дерева за изучаемый период (Z i) и величину оптимальных приростов за этот же период (P z), а о потенциальной продуктивности дерева судят по разности между величиной обобщенного прироста Z i и величиной оптимального прироста за эти годы P z. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 А 01 Н 1/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4925111/13 (22) 03,04.91 (46) 23.02.93. Бюл. М 7 (71) Уральский лесотехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.Е.Косарев, А,С.Фомин и С.А.Шавнин (73) В.Е.Косарев, А.С.Фомин и С,А.Шевнин (56) Методические рекомендации по экспрессному разграничению генотипической и паратипической изменчивости приростов хвойных, Ялта, 19985, с, 16. (54) СПОСОБ ОТБОРА МАТОЧНЫХ ДЕРЕВЬЕВ ОБЫКНОВЕННОЙ СОСНЫ C ВЫСОКОЙ ПОТЕM ЦИАЛЬНОЙ

ПРОДУКТИВНОСТЬ Ю

Изобретение относится к лесному хозяйству и может найти применение при установлении высокопродуктивных форм для закладки семенных плантаций и питомников, Известен способ отбора сеянцев хвойных растений, позволяющий проводить раннюю идентификацию устойчивых и потенциально продуктивных растений. Способ заключается в проведении анализа хвои на качественное содержание белков.

Для этого исследуют полученные электрофоретически 3 локуса неспецифических эстераз хвои, размерные (морфометрические) характеристики и выживаемость всех сеянцев. Наиболее жизнеспособные и потенциально высокопродуктивные растения имеют максимальную или близкую к ней гетерогенность по всем трем локусам. Основным недостатком данного способа является трудоемкость электрофоретического ана- лиза и невозможность его проведения в полевых условиях, Кроме того, лишь 37,9

„„Я „„1797454 А3 (57) Использование: сельское и лесное хо. зяйство. Способ включает измерение осевых годичных приростов за последние 5 — 10 лет отдельных семей полусибсов, затем определяют величину приростов дерева за два первых года и величину оптимальных приростов за эти же годы, после чего определяют величину обобщенных приростов I-ого дерева за изучаемый период (Z i) и величину оптимальных приростов за этот же период (Р z) а о потенциальной продуктивности дерева судят по разности между величиной обобщенного прироста 2 i и величиной оптимального прироста за эти годы Р z. 2 табл. быстрорастущих сеянцев имело гетерогенность по всем трем локусам и 61,6 j — no двум локусам, тогда как количество слаборастущих сеянцев составило 4,2;ь и 21,3% по трем и двум локусам соответственно, Таким образом, данный способ является лишь вспомогательным к отбору по морфометрическим параметрам (высота сеянцев), которые особенно ненадежны в первые годы жизни ввиду значительного влияния условий внешней среды, Известен также метод экспрессного разграничения генотипической и паратипической изменчивости приростов хвойных растений, позволяющий без смены поколений определить долю генотипической изменчивости осевых годичных приростов в общей фенотипической для исследуемой группы деревьев и установить целесообразность отбора фенотипов при плюсовой селекции. Сущность метода заключается в том, что измеряют шесть годичных осевых приростов на каждом дереве. Из них три

1797454 больших прироста и три меньших. Доли рассчитывают для каждого дерева приращения метамерных дисперсий и средних приро стон и определяют относительное приращение дисперсии на единицу приращения среднего прироста для всей выборки. Далее оценивают генотипическую дисперсию и коэффициент наследуемости в широком смыс.ле слова. Уровень коэффициента наследуемости позволяет делать заключение о целесообразности отбора по морфометрическим параметрам. Однако, конкретные критерии отбора не рассматриваются, то есть остаются неясными принципы выбора быстрорастущих деревьев особенно в молодом возрасте (5-10 лет), когда в течение нескольких лет распределение деревьев по отдельным морфометрическим параметрам может изменяться радикально. Кроме того, использование 20 данного метода не позволяет выявлять непосредственно более быстро растущие деревья, а лишь оценигчть генотипическую изменчивость и наследуемость всей выборки.

Следует также указать на сложность сплошного анализа всех деревьев семьи, так как в основе метода лежит выбор трех больших и трех малых годичных приростов деревьев, измеренных у разных деревьев за З0 одни и те же годы, Ввиду варьирования ве: личин приростов по годам у разных деревьев в один год могут быть большими либо малыми. В методе рекомендуется "выпадающие" деревья не учитывать, что, на практи- 35 ке приводит к отбраковке около 30 — 40 деревьев в семье и затруднят подбор объ-. ектов исследования.

Цель изобретения — упрощение и повышение точности, 40

Поставленная цель достигается тем, что в способе отбора маточных деревьев сосны обыкновенной, включающем измерение годичных осевых приростов и их статистическую обработку, согласно изобретению измерение ежегодных осевых приростов производят за последние 5-10 лет отдельных семей полусибсов, затем определяют величины обобщенных приростов 1-ого дерева за два первых года исследуемого пери- 50 ода Z1,2 и величины оптимальных приростов

i-ого дерева за эти годы Pz1.2 по формулам:

Z1,2 = (х!1 +х!2 гх1 х2) +х1,2 (1 гх1х2) г

Pz1,2 = P1 + Р2 гх1 х2 гх1х2 (2) где:

x!1 — величина осевого прироста i-oro дерева эа первый год исследуемого периода х!2 — величина осевого прироста I-ого дерева эа 2-ой год исследуемого периода;

Гх1Х2 — КОЭффИЦИЕНт КОРРЕЛЯЦИИ ПРИРОстов деревьев за первый и второй год периода;

Р1 — среднеарифметическая величина приростов всех исследуемых деревьев за первый год периода;

Р2 —. среднеарифметическая величина приростов за второй год периода; затем вычисляют величину обобщенных приростов i-ого дерева за (+1) лет Z и величины оптимальных приростов за (j+1) лет Р z

rio формулам:

Zl = (Zl +xli гх!х!) +х!! (1 — rzixi)

Р2 (Pz+PJ+1 rzlxi +Р +1 1 rzlxi (4) где.

Z! — величина обобщенного прироста за предыдущие j лет, х!! — величина прироста i-ого дерева за год, rzlxi — коэффициент корреляции массива Z за предыдущие j лет и приростов эа (j+1) год, Pz — величина оптимального прироста за предыдущие j лет, Pj+1 — среднеарифметическая величина приростов за 0+1) год, после чего определяют разницу между Z и Р z и по ней судят о потенциальной биологической активности каждого дерева, Статистическая обработка осевых приростов за последние 5-10 лет для определения потенциальной биологической продуктивности е источниках информации заявителем не обнаружена, На основании этого можно сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия".

Способ осуществляется следующим образом.

У каждого из обследуемых деревьев отдельно измеряются ежегодные осевые приросты эа последние 5-10 лет. Для облегчения статистической обработки данные измерений сводятся в таблицу. Затем задают (если оно заранее известно} оптимальное значение по приросту или рассчиты ва ют соответствующее ему

1797454

Yi=Z 1-P z среднеарифметическое значение приростов всех исследуемых деревьев за год Р1, После этого вычисляют коэффициент корреляции между первыми двумя приростами гх1,2 исследуемого периода и создают 5 массив Z и оптимальное для него значение по формулам (1) и (2).

После определения указанных величин вычислЯют коэффиЦиент коРРелЯЦии rZxI между массивами Z и х и рассчитывают ве- 10 личину обобщенного прироста I-ого дерева за и лет 2 1 и величину оптимального прироста за и лет P z по формулам (3) и (4), Определив разницу между полученными значениями по формуле; 15 создают массив у. Значение yl для каждого дерева укажет на его потенциальную 20 биологическую продуктивность, Пример конкретного выполнения, На опытном участке сравнительных культур сосны обыкновенной в возрасте 10 лет, созданных иэ семян плюсовых деревь- 25 ев выбрали 2 семьи полусибсов, полученные от деревьев с номерами регистрации по государственному реестру М 31 и М 18. Измерили их ежегодйые осевые приросты и произвели необходимые расчеты по приве- 30 денным формулам.

Результаты измерений приведены в табл, 1, а результаты расчетов — в табл. 2.

Результаты расчетов обобщенных показателей (табл. 2) каждой семьи в отдельно- 35 сти за 10 лет позволяют выделить как наиболее потенциально продуктивные деревья в семье ЬЬ 31 — 7, 6. в семье N 18 — 12, . 18, 14 (обобщенный показатель(у1) составляет не менее 1,0). Расчет обобщенного пока- 40 эателя совместно в двух семьях за 10 лет показывает; что деревьев семьи

М 31 имеют, как правило, наиболее

Формула изобретения

Способ отбора маточных деревьев обыкновенной сосны с высокой потенциальной продуктивностью, включающий измерение годичных осевых приростов, о т л и ч аю шийся тем, что производят измерение годичных осевых приростов за последние

5 — 10 лет отдельных семей полусибсов, затем определяют величину приростов дерева эа два первых года под формуле;

Z1,2 = (xl1+xl2 rx1 х2) +х,2 (1 — rx1x2) высокие положительные значения yi то есть потенциально более продуктивны, чем деревья семьи М 18. Наилучшие характеристики имеют деревья 7, 6, 8 и 3 (у =2,100, у6=1.923, уз=1,800, уз=1,701), обладающие также наибольшими высотами (табл. 2). Все деревья семьи М 18 имеют обобщенный показатель не выше 0,819, а семь из них— отрицательные значения этого параметра.

Этот факт связан с исходными генетическими отличиями данных двух семей полусибсов и позволяет предположить, что наиболее близкие по величине деревья внутри семьи более близки генетически.

Таким образом, отбор растений по величине обобщенного показателя частично совпадает с селекцией по высоте деревьев и позволяет выявлять наиболее близкие по продуктивности генетические формы.

Анализ таблицы 2 свидетельствует также о том, что наиболее адекватную оценку биологической продуктивности дает расчет на основе приростов за последние 10 лет, Хороший результат наблюдается и при учете приростов за последние 5 лет, Ошибка возрастает, когда расчет ведется по приростам за последние 3 года и первые 5 лет. Это обьясняется в первом случае небольшим промежутком наблюдений, недостаточным для обьективной оценки, а во втором случае — неточностью измерений, обусловленную размытостью границ между мутовками в этот период. Увеличение же количества наблюдений не приведет к существенному noBblLU8HMIo точности, зато значительно повысить трудоемкость расчета, и измерение осевых приростов (с годами, как известно, границы мутовок в нижней части ствола размываются), Поэтому на основании экспериментальных данных можно сделать вывод о целесообразности наблюдения приростов в первом классе возраста за последние 5 — 10 лет. где Z1,2 — величина обобщенных приростов

I-ro дерева; х11 — величина осевого прироста I-го дерева за первый год исследуемого периода; х12 — величина осевого прироста I-го дерева за второй год; г 1хг — коэффициент корреляции приростов деревьев за первый и второй год и определяют величину оптимальных приростов за эти годы по формуле

Pz1,2 (Р1 + Р2 х1 х2) + Р2 (1 x1x2) „

2 2 2

1797454

Таблице 1

Приросты деревьев по го ам. см, Номер дерева 0) Номер . семьи

Хт.

Хсо

ЭО

37

37

7Î

%.

50 зо

41

39 зз

4Э

53

52

49

13

2О

27

26

27

18

19

16

26

22

22

ЭО

1

2 з

5

7

31 зо

12

23

13

12

17

13

16

16

8

10

52

49

47

29

23

28

5

7

\6

11

12

13

14

16

17

18 где Pz12 — величина оптимального приро. ста за первые два года наблюдений;

P1 — среднеарифметическая величина приростов всех исследуемых деревьев за первый год;

Pz — среднеарифметическая величина приростов за второй год; гх1>д — коэффициент корреляции приростов деревьев за первый и второй год, после чего определяют величину обобщенных приростов 1-го дерева за 0+1) лет 2 I и величину оптимальных приростов за Ц+1) лет Р> по формулам

ZJ = (ZI +xlJ гх1х1) + х11 (1 — rtJxJ)

Pz = (Pz + PJ +1 ftixJ +P +1 (1 — tjxJ y где 2i — величина обобщенного прироста за предыдущие j лет наблюдений; х11 — величина прироста J-го дерева за год;. гав) — коэффициент корреляции массива

2 за предыдущие j лет и приростов за (j+1) год;

Pz — величина оптимального прироста за предыдущие j лет;

PJ+i — среднеарифметическая величина приростов за (j+1) год, при этом о потенциальной продуктивности дерева судят по разности между величиной обобщенного прироста за предыдущие годы наблюдений и величиной оптимального прироста за эти же годы.

1797454

10!

II) с (.

Щ

Щ (» Ф л Q.

Ф

0

Й

Х с

Ф Ф

qu 0 О

C и

Ф

I0 о

CL.. S

Ф л

Х Е о э .g u

cI»

I- 1о (I» о с

О.

Б аэ (= z

I2

0 Ф э (:

1т

0 О

Ф (" . ъ

CL Z

S (()

ID

Y О

„О

0 T.

С5 (!»

Ф о э

u g

0 LA аэ

S.S

C

Ф

0, (» э 0 с о

CI» (О

I0

0, a. !0 С

СО

Е

0 о э т о

CL э»

Е о а

ХИ

Б

Ф (»

Ф

LC» о

X

Ф (»

Ф

Ю о о:(I» л с .(Ф Ф сс и о0 с

r л л с

Ф Ф сс и

»- о о (Б

Ф (»

Ф

IC» о

0.> у IK л J7 с э Ф сс и

Оо

LA O Q LA Q O ID LA O (О (.» ф W (0 О О» СО СО сч n n n с » (с с » п сч (Ч сЕ (О С» ф СЧ Е О» сч - e (o ID I» co < e

Q Ф о ("» ж со сч сч в

9о ооо о

t LA n ((» LA e л- е ф

О» n Q - соl

Л= т«»»IDСОLAСЧ

1» с» о (=, о о o o (.»

"! ф ц» сч ч. ("» - ((» л- (О О Ф :» (С» а О

° 1 uIDIDLA» СЧ«Ч (=,» о о о о о о о (=, © ((» (ч о (О л e o n

«О I ф О с с » (»» сч с » сч сч сч о оооооооо ((» С»» СО ф ((» c(» СО Л О

1(» - с» LA сО - e с» Г ("»i-ЛIDLA -COCC»O

oooooi=ooo

cC» Q e e e N O n c0

CO LA c(» cO t- IA LA ID «O ооc(»w о (> «1» о о о о о о о ct cA t n O O e c(» î t- t- сч о о t ct. СО Л СО О О» со Е с» о о сч о о сч О» сч ID e О» (О о ь(с»о е ec(»c(»

СЧ ЕСЧ ОО(ОЕ ооо оо

1 сч n w LA (О л co e

О) LALAСчnLA C» »LA

° сч е- t e e сч Ф Q (чсчn -сч - Nhln

О Е ((» Л С» Л Л СО (.» cl etIAtC(»&LAO с»» ф ф ct (!» - - л (ч (!. О c („:! м» () ф О ((» сч,с О» сч,» - I О» Р ч СО СЧ СО (»»

СЧ О» ф (с» ((» ((» О (О

Ct» Ct» сч о о (» «» (!» о (С» О О» СО (» О Л- („

Cl» Г е Л,» LA t СО e сч ("» о . o

С» (» 9 « » о » О Ct» о

0 (с»О»фсЛфло (О СЧ Л O n n со «ч ?ОС »СЧ (»(ЧОID (1» о о 1» о 1» о о о - С3 (»» ("» n (Ч CO t 0» л ф о 1 «ч (»» ф е

ID ID «» e !Л cl (1 СЧ(О О О CtI О О С > О О ((» (Ъ (О СО - !(! О С СЧ

ID c(» - 3 п СО ("» - ц

CV CV e Л- сО IA - 1-р О» С > о 1» о О (! о о

O t e t LA Ë LA e (» (» 1 СО 0» Î (О СО Я евфия-.фвоо

- о (ч о о

1 1 1 1 1

LA О» » СЧ п О» H (ъ О ф (» О Сч (О (О С»» З ("» .cv(О(» Л Оe

СР О (. С;» С;»

O n W LA c0 t% Ю Ф Ю %» % t» \ °