Lepoittevin2011 海岸松 材性

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

引言树木育种正在越来越多地关注木材性能，以更好地适应锯，板，纸浆和造纸工业的要求。特别地，据报道，木质素和纤维素含量显示中等至高的遗传力，使其成为木材化学遗传改良的主要候选者。此外，这些性状已被证明在表型和遗传水平上均呈负相关。然而，它们通常根据狭义的遗传背景进行评估，并且很少知道它们与强制性选择标准如生长和直线性的相关性。
材料与方法在本研究中，我们首先研究了近红外（NIR）光谱的结合非破坏性采样方法来评估海洋松木中化学性质。我们后来估计了在后代试验和克隆复制后代的大型遗传背景下的生长，茎形态和木材化学性状的遗传参数。

结果我们的研究结果表明，在NIR光谱采集之前，提取物的去除被强烈推荐用于实现NIRS-PLSR预测海洋松木木材化学性状的高精度。
我们进一步观察到研究性状的中度遗传（0.15？.55）。木材化学性状在遗传上相互关联（例如木质素和纤维素之间的负相关），而与生长的相关性不显着，表明生长和化学性质可以独立改善。
关键词Pinus pinaster。木材化学性质。成长。遗传力遗传相关性。添加剂。优势。上位性木材采样

1介绍

木质素和纤维素是木材的主要成分，也是地球上最丰富的生物聚合物。在木质部细胞的二次细胞壁中木质素积累，在树汁传导，机械支持和生物和非生物胁迫抗性方面发挥关键作用（Plomion等，2001）。虽然木质素被用作生物发电的燃料，但是在将木材转化成纸浆中是不希望的，因为它会导致变色并在热或光照射时降低纸张亮度（Chiang等人，1988）。其去除是“化学纸浆”的造纸过程中的主要步骤，其消耗大量的能量和化学物质。此外，木质素作为纤维之间的水泥，并且还由于分离纤维所需的能量而导致热机械纸浆生产中的高能量消耗。相反，纤维素含量与纸浆产量有关（Wallis等人1996; Kube和Raymond 2002）。因此，育种者寻求增加纤维素与木质素的比例。以前在各种森林树种中的研究表明，木质素和纤维素含量具有中等的遗传性，并且在表型和遗传水平上均呈强烈的负相关（Baill等人，2002; Pot et al.2002; Sykes et al。2006; Da Silva Perez等人2007），强调通过经典育种方法获得纤维素对木质素含量比的显着遗传增益的可能性。然而，木材化学性状通常被评估为针对狭窄的遗传背景，例如涉及低数量基因型的拨号和因子交配设计。此外，很少知道它们与强制性选择标准（如生长和直线度）或其他最终用途性质（如木材密度，弹性模量或纤维相关性状）的相关性（Pot et al.2002; Da Silva Perez et al 2007）。最近涉及转基因杨树和辐射松树的研究表明，木质素还原能力有限：木质素含量降低不到10％不会明显改变树木的生长特征（Pilate et al.2002; Wagner et al。2009; Voelker et al。 2010），而木质素含量减少约20％可以显着影响生产率（Leple等人2007; Wagner et al。2009; Voelker等，2010）。考虑到针叶树种中木质素含量的自然变异性较低（Costa e Silva等人1998; Pot et al。2002; Hannrup et al。2004）为3％，可以假设低木素含量的育种不会影响增长表现。然而，鉴于木浆行业每年木材的加工量（Peter et al。2007），木质素含量略有下降的育种似乎是值得的。
在过去的十年中，通过开发诸如pilodyn透度计和用于测量木材密度的重新定位的间接工具（Wang等人1999; Bouffier等人2008）或用于预测的近红外光谱（NIRS），木表型已被增强通过快速光学测量，大量样品的木材化学和物理性质（由Tsuchikawa 2007评论）。近红外光谱已被广泛应用于食品，农业，制药或化学工业等领域。然而，其在木材和纸张科学中的应用是最近的（大多数结果已经在20世纪90年代出版），并且作为湿法化学方法的成本效益和时间效率的替代品。另一方面，由于NIR光谱的复杂性，所有测量都是校准依赖的，这使得广泛应用复杂化（Da Silva Perez等，2008）。
在这项研究中，我们首先研究NIRS的性能，结合非破坏性采样方法来评估在西南欧大型重新造林中使用的主要针叶树种类的松树（Pinus pinaster Ait。）的木材化学性质。然后，我们使用来自对照杂交的克隆复制个体后代的后代试验来估计生长，茎形态和木材化学性状的遗传参数，目的是评估材料中这些性状的添加剂，优势和上位效应的相对重要性代表广泛的遗传背景。最后，我们估计这些性状之间的表型和遗传相关性，并讨论木材化学性状的育种机会。