马尾松产脂力和松脂化学组分的遗传控制及有效鉴别

马尾松为我国南方主要的脂用经济树种，松脂产量约为全国的 90%。目前对其产脂力和松脂化学组分含量变异规律及所受遗传控制式样了解不清，未建立起高产脂基因型的有效鉴别体系，影响其脂用新品种选育成效。申请项目利用已达采脂年龄的马尾松不同产地无性系试验、全双列遗传交配设计等各类测定林，以系统研究揭示产脂力和松脂主要化学组分在产地间和产地内无性系间不同层次的变异规律和相对变异大小及年动态变化规律，估算产脂力和松脂主要化学组分的GCA/SCA、加性/显性/上位基因效应、父本/母本效应、杂种优势等重要遗传参数，探明其基因作用式样、遗传控制大小及主要性状间的遗传相关，阐明径生长、树皮和针叶形态（包括树脂道数量和大小）等在不同变异层次对产脂力的影响，以及松脂化学组分与产脂力的关系，确定高产脂基因型的生长形态特征，构建高产脂基因型的有效化学鉴别体系，为脂用目标的马尾松高世代遗传改良提供理论基础。

本研究利用马尾松不同产地无性系试验林、巢式和半双列遗传交配设计遗传测定林以及自由授粉家系测定林等试验材料，采用野外调查、气质联用、光合特性测定、石蜡切片和高通量测序等方法，揭示了：（1）马尾松产脂力和松脂化学组分在产地、家系和无性系等层次皆存在丰富的遗传变异，其差异更多的来源于产地内无性系间，因此应加强高产脂力优树的选择和无性繁育利用；（2）α-蒎烯、长叶烯、海松酸、长叶松酸、枞酸和新枞酸等27种组分是马尾松松脂主要组分；（3）马尾松产脂力受加性基因效应控制为主；a-蒎烯、长叶烯和枞酸含量受母本效应约为父本效应的1.53～3.22倍，β-月桂烯和脱氢枞酸含量所受母本和父本效应相似，a-蒎烯、β-月桂烯、长叶蒎烯、长叶烯、脱氢枞酸和枞酸皆受加性基因效应控制为主；（4）产脂力与胸径、树脂道个数和面积呈正相关，且高产脂基因型净光合速率和水分利用率较高；（5）产脂力与三环烯、崁烯、月桂烯、柠檬烯、长叶蒎烯、长叶烯、异海松酸、海松酸、枞酸和新枞酸显著相关；（6）在基因水平，产脂量和编码GGPs、(-)-α/β蒎烯合酶、三环烯合酶、病程相关蛋白和代谢产物转运蛋白相关；（7）选出产脂力高、速生优质的马尾松新品系15个。本研究为高产脂马尾松鉴别以及高世代遗传改良提供理论基础。