Lepoittevin C, Rousseau J-PP, Guillemin A, et al (2011) Genetic parameters of growth, straightness and wood chemistry traits in Pinus pinaster. Ann For Sci 68:873–884. doi: 10.1007/s13595-011-0084-0
摘要
引言樹木育種正在越來越多地關注木材性能，以更好地適應鋸，板，紙漿和造紙工業(yè)的要求。特別地，據(jù)報道，木質素和纖維素含量顯示中等至高的遺傳力，使其成為木材化學遺傳改良的主要候選者。此外，這些性狀已被證明在表型和遺傳水平上均呈負相關。然而，它們通常根據(jù)狹義的遺傳背景進行評估，并且很少知道它們與強制性選擇標準如生長和直線性的相關性。
材料與方法在本研究中，我們首先研究了近紅外（NIR）光譜的結合非破壞性采樣方法來評估海洋松木中化學性質。我們后來估計了在后代試驗和克隆復制后代的大型遺傳背景下的生長，莖形態(tài)和木材化學性狀的遺傳參數(shù)。
結果我們的研究結果表明，在NIR光譜采集之前，提取物的去除被強烈推薦用于實現(xiàn)NIRS-PLSR預測海洋松木木材化學性狀的高精度。
我們進一步觀察到研究性狀的中度遺傳（0.15？.55）。木材化學性狀在遺傳上相互關聯(lián)（例如木質素和纖維素之間的負相關），而與生長的相關性不顯著，表明生長和化學性質可以獨立改善。
關鍵詞Pinus pinaster。木材化學性質。成長。遺傳力遺傳相關性。添加劑。優(yōu)勢。上位性木材采樣
1介紹
木質素和纖維素是木材的主要成分，也是地球上最豐富的生物聚合物。在木質部細胞的二次細胞壁中木質素積累，在樹汁傳導，機械支持和生物和非生物脅迫抗性方面發(fā)揮關鍵作用（Plomion等，2001）。雖然木質素被用作生物發(fā)電的燃料，但是在將木材轉化成紙漿中是不希望的，因為它會導致變色并在熱或光照射時降低紙張亮度（Chiang等人，1988）。其去除是“化學紙漿”的造紙過程中的主要步驟，其消耗大量的能量和化學物質。此外，木質素作為纖維之間的水泥，并且還由于分離纖維所需的能量而導致熱機械紙漿生產(chǎn)中的高能量消耗。相反，纖維素含量與紙漿產(chǎn)量有關（Wallis等人1996; Kube和Raymond 2002）。因此，育種者尋求增加纖維素與木質素的比例。以前在各種森林樹種中的研究表明，木質素和纖維素含量具有中等的遺傳性，并且在表型和遺傳水平上均呈強烈的負相關（Baill等人，2002; Pot et al.2002; Sykes et al。2006; Da Silva Perez等人2007），強調(diào)通過經(jīng)典育種方法獲得纖維素對木質素含量比的顯著遺傳增益的可能性。然而，木材化學性狀通常被評估為針對狹窄的遺傳背景，例如涉及低數(shù)量基因型的撥號和因子交配設計。此外，很少知道它們與強制性選擇標準（如生長和直線度）或其他最終用途性質（如木材密度，彈性模量或纖維相關性狀）的相關性（Pot et al.2002; Da Silva Perez et al 2007）。最近涉及轉基因楊樹和輻射松樹的研究表明，木質素還原能力有限：木質素含量降低不到10％不會明顯改變樹木的生長特征（Pilate et al.2002; Wagner et al。2009; Voelker et al。 2010），而木質素含量減少約20％可以顯著影響生產(chǎn)率（Leple等人2007; Wagner et al。2009; Voelker等，2010）。考慮到針葉樹種中木質素含量的自然變異性較低（Costa e Silva等人1998; Pot et al。2002; Hannrup et al。2004）為3％，可以假設低木素含量的育種不會影響增長表現(xiàn)。然而，鑒于木漿行業(yè)每年木材的加工量（Peter et al。2007），木質素含量略有下降的育種似乎是值得的。
在過去的十年中，通過開發(fā)諸如pilodyn透度計和用于測量木材密度的重新定位的間接工具（Wang等人1999; Bouffier等人2008）或用于預測的近紅外光譜（NIRS），木表型已被增強通過快速光學測量，大量樣品的木材化學和物理性質（由Tsuchikawa 2007評論）。近紅外光譜已被廣泛應用于食品，農(nóng)業(yè)，制藥或化學工業(yè)等領域。然而，其在木材和紙張科學中的應用是最近的（大多數(shù)結果已經(jīng)在20世紀90年代出版），并且作為濕法化學方法的成本效益和時間效率的替代品。另一方面，由于NIR光譜的復雜性，所有測量都是校準依賴的，這使得廣泛應用復雜化（Da Silva Perez等，2008）。
在這項研究中，我們首先研究NIRS的性能，結合非破壞性采樣方法來評估在西南歐大型重新造林中使用的主要針葉樹種類的松樹（Pinus pinaster Ait。）的木材化學性質。然后，我們使用來自對照雜交的克隆復制個體后代的后代試驗來估計生長，莖形態(tài)和木材化學性狀的遺傳參數(shù)，目的是評估材料中這些性狀的添加劑，優(yōu)勢和上位效應的相對重要性代表廣泛的遺傳背景。最后，我們估計這些性狀之間的表型和遺傳相關性，并討論木材化學性狀的育種機會。
