Variation Analysis of Growth Traits of Offspring and Superior Materials Selection of Pinus koraiensis

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2025.05.015

Abstract

Abstract:

In order to select the excellent germplasm resources of Pinus koraiensis andprovide materials for national reserve forests construction and afforestation promotion of P. koraiensis，the offspring of superior individuals in the primary P. koraiensis seed garden of Jilin Forest Industry Dew River Technology Group Co.， Ltd. were used as materials. Analysis of variance， estimation of genetic parameters， analysis of general combining ability， correlation analysis and comprehensive evaluation were performed on tree height（H）， diameter at breast height（D_BH） and volume （V） of 218 half-sib families with 19-year-old P. koraiensis， respectively. The superior families were screened and the superior individuals were selected from the superior families. The results showed that there were extremely significant differences in H， D_BH and V among different families， blocks and families×blocks（P<0.01）. The average H of all P. koraiensis families was 3.22 m， the average D_BH was 4.79 cm， and the average V was 0.005 08 m³. The phenotypic variation coefficient of the traits ranged from 25.42% to 82.48%， the family heritability ranged from 0.86 to 0.89， and the individual heritability ranged from 0.23 to 0.38. The average values of H， D_BH and V of family PK20 were the largest， and the general combining ability values of H， D_BH and V of PK20 parent were also the largest. Besides PK20， the general combining ability values of PK33， PK6 and PK46 parents were also larger. H， D_BH and V were significantly positively correlated with each other. Therefore， 10 excellent families were screened out by multi-trait comprehensive evaluation method（5% selection rate）. The average H， D_BH and V of the selected families were 3.85 m， 6.50 cm and 0.007 50 m³， respectively. The genetic gain was 17.30%， 31.02% and 65.08%， respectively， with 11.60%， 23.81% and 62.91% higher than the local control mean value， respectively. By the same method， 10 excellent individuals were selected from excellent families（2% selection rate）. The average H， D_BH and V of the 10 selected individuals was 5.06 m， 10.72 cm and 0.023 99 m³， respectively， and the genetic gain was 11.86%， 17.31% and 38.68%， respectively， with 46.67%， 104.19% and 420.83% higher than the local control mean value， respectively. Taking growth traits as the selection target， the initially selected excellent families and individuals could be used for the application of improved varieties， providing a theoretical basis for genetic improvement of P. koraiensis and providing improved varieties for the double increase of forestry area and volume. The high-quality parents obtained by combining ability analysis could be used in hybrid breeding to produce offspring with better heredity.

Key words: Pinus koraiensis, half-sib families, growth variation, superior material selection

CLC Number:

S722.3

Fang WANG, Yelei YANG, Changhua YUAN, Jun WANG, Wei WEI, Lin WU, Kuiyou LI, Kuiquan LI, Zhimin LU, Yuanxing WANG, Yuchun YANG. Variation Analysis of Growth Traits of Offspring and Superior Materials Selection of Pinus koraiensis[J]. Bulletin of Botanical Research, 2025, 45(5): 816-826.

Figures/Tables 7

Table 1

Table 2

Genetic variance parameters of growth traits of the half-sib families of Pinus koraiensis

参数 Parameter	树高 Tree height/m	胸径 Diameter at breast height/cm	材积 Volume/m³
平均值Mean	3.22	4.79	0.005 08
变幅Range	2.33~4.38	2.51~7.62	0.001 32~0.012 31
标准差Standard deviation	0.82	2.14	0.004 19
表型变异系数Phenotypic coefficient of variation/%	25.42	44.59	82.48
家系遗传力 $h F 2$	0.89	0.87	0.86
单株遗传力h²	0.38	0.27	0.23

Table 2

Table 3

Table 4

Table 5

Table 6

Table 7

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性状 Traits	变异来源 Variance source	自由度 d_f	均方 Mean square	F	P
树高 Tree height	家系 Families	217	3.791	9.154	<0.01
	区组 Blocks	5	15.082	36.416	<0.01
	家系×区组 Families×Blocks	1 061	2.072	5.004	<0.01
胸径 Diameter at breast height	家系 Families	217	23.680	7.902	<0.01
	区组 Blocks	5	210.864	70.363	<0.01
	家系×区组 Families×Blocks	1 061	12.585	4.199	<0.01
材积 Volume	家系 Families	217	0	7.187	<0.01
	区组 Blocks	5	0.001	45.755	<0.01
	家系×区组 Families×Blocks	1 061	5.17×10^-5	3.664	<0.01

家系 Families	树高 Tree height/m	家系 Families	胸径 Diameter at breast height/cm	家系 Families	材积 Volume/m³
PK20	4.38±0.55^a	PK20	7.62±2.11^a	PK20	0.012 31±0.007 18^a
PK98	4.20±0.67^ab	PK6	6.85±2.19^ab	PK6	0.009 79±0.005 75^ab
PK6	3.99±0.79^ab	PK46	6.73±1.25^ab	PK26	0.009 32±0.008 83^ab
PK46	3.97±0.41^ab	PK26	6.64±2.51^ab	PK64	0.009 13±0.007 19^ab
PK64	3.87±0.90^ab	PK86	6.53±1.84^ab	PK46	0.008 56±0.003 32^ab
PK71	3.80±0.97^ab	PK3	6.43±1.95^ab	PK71	0.008 42±0.007 09^ab
PK31	3.77±0.91^ab	PK64	6.38±2.61^ab	PK72	0.008 38±0.006 65^ab
PK69	3.77±0.73^ab	PK29	6.30±0.96^ab	PK3	0.008 09±0.004 69^ab
PK53	3.76±1.01^ab	PK98	6.11±1.29^ab	PK86	0.007 75±0.004 68^ab
PK17	3.66±0.97^ab	PK97	6.08±2.32^ab	PK97	0.007 57±0.007 83^ab
PK65	3.66±0.91^b	PK66	6.08±1.75^ab	PK17	0.007 57±0.007 46^ab
PK26	3.63±0.77^b	PK31	6.01±2.04^ab	PK53	0.007 55±0.006 59^ab
PK72	3.62±1.26^b	PK71	5.95±2.93^ab	PK31	0.007 48±0.005 14^ab
PK3	3.60±0.79^b	PK5	5.78±2.38^b	PK98	0.007 47±0.004 00^ab
PK57	3.59±1.06^b	PK72	5.76±3.24^b	PK5	0.007 19±0.005 67^ab
PK5	3.58±1.01^b	PK17	5.72±2.64^b	PK66	0.006 94±0.004 05^ab
PK66	3.57±0.42^b	PK53	5.64±2.76^b	PK15	0.006 92±0.006 36^b
PK10	3.56±1.05^b	PK21	5.64±1.49^b	PK57	0.006 80±0.007 06^b
PK91	3.55±0.86^b	PK48	5.64±1.35^b	PK60	0.006 65±0.005 08^b
PK48	3.54±0.44^b	PK28	5.63±2.27^b	PK28	0.006 58±0.006 06

家系 Families	树高 Tree height	家系 Families	胸径 Diameter at breast height	家系 Families	材积 Volume
PK20	1.16	PK20	2.82	PK20	0.007 23
PK98	0.97	PK33	-2.28	PK6	0.004 71
PK43	-0.89	PK6	2.06	PK26	0.004 24
PK33	-0.88	PK46	1.94	PK64	0.004 05
PK6	0.77	PK13	-1.90	PK33	-0.003 76
PK46	0.74	PK26	1.85	PK46	0.003 48
PK13	-0.69	PK86	1.74	PK71	0.003 34
PK64	0.65	PK43	-1.72	PK16	-0.003 32
PK23	-0.64	PK3	1.64	PK72	0.003 30
PK16	-0.64	PK16	-1.62	PK30	-0.003 27
PK83	-0.64	PK64	1.59	PK23	-0.003 22
PK84	-0.61	PK23	-1.53	PK13	-0.003 11
PK71	0.58	PK29	1.51	PK3	0.003 01
PK30	-0.56	PK88	-1.46	PK94	-0.002 76
PK39	-0.55	PK30	-1.46	PK86	0.002 67
PK69	0.55	PK94	-1.40	PK45	-0.002 60
PK31	0.54	PK84	-1.36	PK56	-0.002 54
PK53	0.53	PK45	-1.36	PK17	0.002 49
PK88	-0.50	PK2	-1.34	PK84	-0.002 49
PK65	0.44	PK98	1.32	PK97	0.002 49

家系 Families	综合评价值 Q_i	家系 Families	综合评价值 Q_i	单株 Individuals	综合评价值 Q_i	单株 Individuals	综合评价值 Q_i
PK20	1.732 1	PK31	1.502 5	PK26-2-1	1.709 9	PK20-4-7	1.543 9
PK6	1.614 3	PK53	1.487 6	PK26-1-7	1.709 8	PK20-5-3	1.542 1
PK46	1.576 2	PK17	1.483 7	PK20-2-3	1.650 2	PK64-5-10	1.507 6
PK64	1.570 1	PK97	1.481 2	PK26-2-6	1.606 7	PK64-3-6	1.507 3
PK26	1.567 3	PK66	1.475 6	PK26-1-10	1.606 5	PK64-3-8	1.506 5
PK98	1.538 4	PK5	1.470 2	PK20-2-5	1.572 2	PK71-3-2	1.538 8
PK71	1.527 3	PK29	1.450 3	PK64-5-1	1.552 7	PK6-3-1	1.532 8
PK3	1.524 5	PK69	1.438 4	PK64-1-6	1.551 0	PK20-1-3	1.531 9
PK86	1.508 3	PK65	1.436 3	PK64-3-10	1.549 0	PK20-2-6	1.508 8
PK72	1.504 4	PK37	1.483 6	PK20-1-2	1.545 0	PK72-5-6	1.492 8