DB45T-黑格遗传改良技术规程编制说明.docx

广西地方标准黑格遗传改良技术规程（征求意见稿）编制说明一、任务来源广西地方标准黑格遗传改良技术规程编制项目由广西壮族自治区市场监督管理局关于下达2023年广西地方标准制修订项目计划的通知（桂质监函（2023）2257号）批准立项。本规范由广西壮族自治区林业科学研究院负责起草。项目序号：2023-1018,起止年限:2023.08-2024.11o主要起草人及分工如下表。姓名单位职务/职称分工杨章旗广西壮族自治区林业科学研究院教授级高工主持总体方案制定胡拉广西壮族自治区林业科学研究院高级工程师试验设置和测定吴东山广西壮族自治区林业科学研究院高级工程师试验设置和测定谭健晖广西壮族自治区林业科学研究院教授级高工标准申报和撰写唐生森广西壮族自治区林业科学研究院工程师试验设置和测定颜培栋广西壮族自治区林业科学研究院正高级工程师试验设置和测定零天旺横州市镇龙林场高级工程师试验设置和测定陈虎广西壮族自治区林业科学研究院正高级工程师试验设置和测定陈振华广西壮族自治区国有派阳山林场高级工程师试验设置和测定二、制定标准的必要性和意义黑格（Albiziaodoratissia（LinrLf）Benth）为含羞草科合欢属常绿大乔木，在我国福建、广东、广西、贵州、云南、四川、海南等省区以及印度、越南、马来西亚均有分布。其生长迅速，材质优良，天然更新能力强。一般呈散生或数量不多的群状聚生。在土层较深厚、湿润的缓坡地生长良好，萌芽力强。黑格木材重硬（密度0.68-0.82gcm3）,心材颜色深呈栗褐色或巧克力色，在木材构造上接近格木，木材外观也与格木有些相似，硬度比格木略低，尺寸稳定性比格木好，被称为“土格木工黑格材性优良，耐腐抗虫，不开裂不变形，可加工实木地板、家具和门等木制品，经济价值极高，是具有良好发展潜力的高价值造林树种。但近年来黑格产地人为破坏严重，分布范围日渐缩小，濒危状况日益严重，急需加大对黑格的挖掘保护和创新利用，扩大人工造林规模。广西是我国林业大省，2022年全区林业总产值8800多亿元，居全国第二位，人造板产量超过5000万立方米，木材加工和造纸产业产值达3600亿元。广西是国家木材战略储备林的核心基地，广西独特的气候和区位优势造就了广西林业在全国的地位和作用。黑格与松、杉、枝等主要造林树种相比，虽存在研发基础薄弱，资源利用不足等问题，但黑格作为优良乡土阔叶树种，生长迅速、用途广泛，利用价值高，符合国家林草“十三五”树种结构调整规划。广西松树研究团队顺应新形势，以马尾松可持续发展为目标，积极探索松树提质增效育林措施，团队将黑格作为候选树种开展了遗传改良和培育技术研究，研究初步发现黑格与松树具较强互补性，在适合立地可形成稳定良好的同龄混交和异龄混交林，实现单位面积产量和质量提升的同时形成稳定互补的生态群落。基于上述研究基础，黑格研发利用分为胶合板材（短期）、家具材（长期）和混交3个研究方向，作为优良的板材和家具材，板材短周期集约化经营获取短期效应、家具材长周期低成本管理获取长期效应，在现阶段劳动力严重匮乏背景下，林农可自主确定经营周期和育林成本，优势尤为突显。小径级板材经营期58年，IOn?/亩，以800元?计算，收入8000元，大径级家具材经营期20-35年,40-70m3,以6000元/n?计算，收入24-42万元,以短养长自主定制经营模式可帮助林农实现小康生活建设农村现代化。在现有松、杉、枝等主要用材林中营造针阔或阔阔复层林，则可实现“一代造林多代收益”，以较少经费投入和劳动力成本为山区林农提供木材和生态产品，是将一号中央文件实践于林业产业发展具体体现。上述研究基础为黑格遗传改良提供强有力技术支撑，对黑格多目标高世代改良具重要意义。三、主要起草过程广西松树研究团队为对黑格资源进行充分挖掘保护和创新利用，“十三五”期间全面开展了广西和海南两省区黑格天然群体种质资源收集保护、种源区划、种源试验、种源和单株选择，以此为基础，系统开展优树子代测定、种质资源库、无性系种子园营建、良种选育、群体遗传多样性和遗传结构评价等遗传改良工作Q同步开展立地选择、密度控制、抚育施肥、人工修枝、针阔混交和主伐年龄等培育技术研究。初步建立了黑格遗传改良体系，收集了大量原始数据。并访问了大量林农，座谈了国有林场、个企等经营生产单位。2023年8月标准项目下达后，广西壮族自治区林业科学研究院成立了标准编制小组，开始实施标准项目的组织协调和标准编制工作。标准编制小组依据中华人民共和国标准化法、标准化工作导则汇编、标准制定有关文件资料和广西壮族自治区地方标准管理规定要求，详细学习了GB/T1.12020、GB/T1.22020等基础标准，研究确定了标准编写的原则和技术路线，根据项目计划进度要求，确定了标准编写的原则和技术路线，并有序地组织开展标准的编制工作。（一）工作组讨论稿（第一阶段）标准各项技术指标确定的依据，主要来自多年来起草单位执行的“主要用材林优树选择”、“黑格遗传多样性研究''等科研成果以及有关黑格遗传改良和高效培育等方面发表的论文专利等，并参照了国内已经发布的有关标准。2023年8月至2023年9月，编制组在黑格遗传改良多年来的实践经验和研究资料进行汇合、分析和总结基础上，对黑格遗传资源的关键技术进行了完善、补充和进一步整理，确定了广西地方标准的基本内容和思路。并经过编制小组成员反复研讨，形成了标准的编制原则及纲要。以试验数据、调查材料为依据，对收集的资料进行分析研究和处理，经反复讨论和修改，不断完善，形成了工作组讨论稿。（二）征求意见稿（第二阶段）1、征求意见稿第一稿2023年10月9日，召开编制小组第一次会议，通过标准编制工作方案，明确编制小组成员，确定任务分工以及进度安排。会议对工作组讨论稿的框架、条款、技术参数等进行了讨论，修改形成征求意见稿第一稿。2、征求意见稿第二稿2023年10月15日，以项目组长期黑格优树选择、遗传测定和种子园建设、高效培育研究为主要依据，参考文献资料对黑格遗传改良的研究成果及技术参数，向林木育种技术专家咨询意见，并组内讨论提出完善修改意见，形成了征求意见稿第二稿。四、制定标准的原则和依据，与现行法律、法规的关系，与有关国家标准、行业标准的协调情况（一）标准制定的原则和依据标准制订以推进黑格遗传改良的规范化、科学化、高效化为目标,遵循科学性、先进性、合理性和适用性的原则，力求做到科学规范、指标准确、可操作性强，既与国家相关标准接轨，又符合广西区情。标准按中华人民共和国国家标准GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则等文件的要求进行编写。黑格遗传改良技术规程标准遵循以下原则：1 .科学性原则以长期黑格遗传改良技术研究为依据，在反复试验测试和广泛征求意见的基础上，参考黑格遗传改良技术文献资料的研究成果及技术参数，向林木育种技术专家咨询意见，再根据审查意见对标准进行修订，制定标准。2 .可操作性原则从黑格遗传改良的实际出发，充分考虑遗传育种的设施条件和技术要求，确保标准的技术条件和经济条件可行性。(二)与现行法律、法规的关系，与有关国家标准、行业标准的协调情况标准在制定的过程中，充分考虑全区黑格遗传改良差异，制定的高效评价和选择技术措施与当前松树高价值林培育发展要求保持一致，与现行相关国家法律法规、国家标准、行业标准保持协调一致。本项目规定了黑格遗传改良的优树选择、种子园营建、子代测定林营建与管理、良种审定、档案管理等内容和要求，规范了黑格遗传改良方法。本标准引用和参考了5个标准，其中，(1)育苗技术规程(GB/T6001),育苗技术规程主要规定了苗木培育的内容、方法和技术，适用于主要林木的育苗作业和管理；(2)林木种子贮藏(GB/T10016),林木种子贮藏主要规定了林业种子贮藏保存的方法、条件和措施，适用于林木种子贮藏保存；(3)林木良种审定规范(GB/T14071),林木良种审定规范主要规定了林木良种审定的范围、指标和办法，适用于主要用材和经济树种的良种审定和良种认定；(4)造林技术规程(GB/T15776),造林技术规程主要规定了主要林木的造林技术定义和方法，适用于主要林木营造林和经营管理；(5)林木采种技术(GB/T16619),林木采种技术主要规定了林木采种的方法和指标，适用于林木种子采集和处理。以上标准对编制黑格遗传改良技术规程具有一定的指导和借鉴作用，但没有专门针对黑格遗传改良技术的规程。本标准规范了优树选择、种子园营建、子代测定林营建与管理、良种审定、档案管理等内容和要求。制定了内容全面、系统、可操作性强的黑格遗传改良技术规程，利于规范和指导我区黑格遗传改良。五、主要条款说明、主要技术指标、参数、试验验证的论述黑格遗传改良技术规程主要内容包括六个方面：1术语和定义；2优树选择；3种子园营建；4子代测定林营建与管理；5良种审定;6档案管理等。第1章说明了标准的主要技术内容和适用范围；第2章标注了引用的相关标准3项；第3章规范了遗传改良的相关定义；第4章规定了优树选择；第5章规范了种子园营建；第6章规范了子代测定林营建与管理；第7章规范了良种审定；第8章规范了档案管理。（一）遗传多样性水平遗传多样性丰富程度高低直接影响着林木进化潜力和对环境变化的适应能力，遗传多样性越丰富则树种进化潜力和适应环境的能力越强。研究团队在完成广西和海南天然群体优树选择、收集和评价的基础上，用16对引物对广西和海南2个群体的10个亚群体共280份黑格天然群体（图1）材料进行扩增，共检测出52个等位基因，平均每对引物扩增出3.25条等位基因，Ne、He、I、H分别为2.36、0.54、0.9k0.54,高于近缘种银合欢，具较强自然更新能力。物种水平上,黑格群体具有较高遗传多样性；群体水平上，广西群体遗传多样性高于海南群体。广西群体基因流高于海南，而基因差异分化系数低于海南群体，说明海岛地理模式会对亚群体间基因交流产生阻碍。主要变异来源于亚群内个体间变异；同一群体的大部分个体聚在一起，按照地理距离分组Q基于上述研究基础和远缘杂交理论，研发团队从两个群体192份优树无性系中择优选出100个（广西群体70个，海南群体30个）营建了无性系初级种子园，同步地，开展了组培快繁技术研究，以期为不同定向培育目标及不同层次改良提供育种材料和生产性良种，最终为黑格遗传改良提供理论指导。图1黑格亚群分布图（左:广西6亚群202份样本,右:海南4亚群78份样本）（二）遗传多样性评价1 .参试样本在查阅相关文献以及实地考察的基础上，确定了采样方案。将广西百色市右江区澄碧湖、西林县、田林县、田东县、隆林县和乐业县6个天然亚群体以及海南的鹦哥岭、霸王岭、尖峰岭和三亚市4个亚群体，各亚群体内按照株间距30m标准选择30左右生长正常、无明显缺陷和病虫害的个体，共计280份材料（表1）。采取部位为当年生顶端嫩叶或嫩芽，对于破坏严重的亚群体则尽可能多采集单株个体，以保存其遗传资源。为便于远程保存和固定DNA,采用硅胶干燥。因海南群体分布分散且个体高大，环境较为恶劣采样准备不全，无法获得充足的样本量。因篇幅限制详细实验方法和分析方法略。表1黑格天然群体基本情况群体亚群体编号北纬/N东经E海拔m样本数目份广西澄碧湖CBH23o57,22"106o41,23"17033031田林县TL24°36'42.96"106o17,54.46m35045030西林县XL24°47'28.97"104o56,76.63m75(MlOo30田东县TD23°73'46.25"107o18,87.68m330-52031隆林县LL24°84'46.42"105o47,25.07m520-58030乐业县LY24°85'85.25"106o29,55.43w670-71050海南尖峰岭JFL18o439.50m108°46'58.92"9653417鹦哥岭YGL19o06,10.2r109o33,48.43m27153616霸王岭BWL19o06,39.56w109o05,24.73w126-60025三亚SY18o2771.77w109o67,21.23m4526020合计2802 .研究结论2.1 遗传多样性评价用16对引物对广西和海南2个群体的10个亚群共280份黑格天然群体材料进行扩增，共检测出52个等位基因，平均每对引物扩增出3.25条等位基因，多态性位点比率为100%。平均有效等位基因数为2.36,平均Shannon信息指数为0.91,平均Nei1S遗传多样性指数为054,表明黑格天然群体存在较高的遗传多样性。2.2 群体水平遗传多样性评价研究黑格广西群体和海南群体的遗传多样性和遗传结构（表2）,无论是等位基因丰富度、杂合度或是Shannon信息指数、NeTS基因多样性，广西群体均高于海南群体，从基因差异分化系数看，海南黑格群体高于广西。即在大陆上分布的黑格群体其遗传多样性水平高于分布在岛屿上的黑格群体，而遗传分化程度低于岛屿黑格群体。表2天然群体遗传多样性样本量NaNeIHoHeHFISFlTFSTGSTNm总群体5323.252.360.910.260.540.540.410.530.200.191.00广西群体3873.252.240.870.280.510.510.380.440.110.052.07海南群体1452.691.960.730.210.450.450.470.530.120.161.752.3 亚群体水平遗传多样性评价2.3.1 遗传多样性在亚群水平上，10个黑格天然亚群体Ne在1.702.12之间，Ho在0.170.37之间，He在0.380.49之间，说明不同亚群间的遗传多样性水平有所差异。其中，西林县亚群(1=0.79,He=0.49)的遗传多样性最高，三亚亚群(I=Q61,He=0.38)的遗传多样性最低。广西群体中西林县亚群的遗传多样性为广西6个亚群中最高(1=0.79,He=0.49),其次为乐业县亚群，隆林县亚群(1=0.73,He=0.44)的遗传多样性最低。广西黑格群体的基因差异分化系数为0.11,表明亚群间存在中等程度的遗传分化(表3)。表3广西亚群遗传多样性群体NaNe/HoHeHFSTNm广西群体3.252.240.870.280.510.510.112.07隆林县亚群2.751.980.730.270.440.440.730.09澄碧湖亚群2.881.960.750.250.450.440.750.08田林县亚群2.942.010.740.280.450.440.690.11田东县亚群3.002.060.780.260.460.450.730.09西林县亚群2.942.040.790.370.490.480.650.13乐业县亚群2.882.120.790.260.470.470.740.09海南群体中尖峰岭亚群遗传多样性最高，三亚亚群的遗传多样性最低。群体与亚群2个水平的观测杂合度均小于期望杂合度，表明海南黑格群体存在一定程度的近交。4个天然亚群基因差异分化系数为0.12,表明亚群间存在中等程度的遗传分化(表4)。表4海南亚群遗传多样性群体NaNe1HoHeHFSTNm海南群体2.691.960.730.210.450.450.121.75尖峰岭亚群2.561.820.650.220.420.40鹦哥岭亚群2.38；1.840.640.210.410.40霸王岭亚群2.381.850.650.210.410.40三亚亚群2.441.700.610.190.380.372.3.2 群体遗传分化与基因流分析广西6个黑格亚群各位点的固定指数（FST）数值在0.010.28之间，平均值为0.11,基因差异分化系数QGST）为0.10,表明有10%的遗传变异发生在亚群之间，而90%的遗传变异发生于亚群内。澄碧湖、隆林县、田林县、田东县、西林县、乐业县6个亚群间基因流的数值0.66-18.30,平均基因流2.07,表明亚群体间存在较大基因交流。海南黑格群体近交系数（FlS）平均为0.47o说明群体存在一定程度的近交。基因差异分化系数（GST）为0.10,表明海南黑格天然群体存在中等程度的遗传分化，即有10%的遗传分化来源于亚群之间，有90%的遗传变异来源于亚群内部。平均基因流为1.75,表明海南黑格群体间存在较高水平的基因交流。233遗传距离分析Neifs法计算遗传距离（GD）和遗传相似度（GI）,用来定量分析亚群间相似程度，结果见表5。广西各亚群间遗传距离在0.07-0.24之间，其中澄碧湖亚群和田东县亚群之间遗传距离最小，乐业县亚群和田林县亚群之间的遗传距离最大（表5）o基于不同亚群的遗传距离进行UPGAM聚类分析，各亚群的聚类结果见图2。对来自广西和海南的10个黑格亚群进行聚类分析发现，来源于海南的4个黑格亚群与来自广西的6个黑格亚群各自聚为一类，2个群体间的遗传距离远大于各自群体内亚群间的遗传距离（图3）。表明广西和海南的黑格种群在DNA分子水平存在一定分化。其中，广西澄碧湖亚群和田东县亚群首先聚为一支，然后依次与田林县亚群、隆林县亚群、西林县亚群相聚，最后与乐业县亚群相聚。表5广西群体遗传相似度和遗传距离PopID隆林县亚群澄碧湖亚群田林县亚群田东县亚群西林县亚群乐业县亚群隆林县亚群1.000.910.910.890.850.87澄碧湖亚群0.091.000.930.930.870.82田林县亚群0.100.071.000.920.900.79田东县亚群0.120.070.091.000.900.87西林县亚群0.160.140.110.111.000.86乐业县亚群0.140.200.240.140.151.00注：上三角为遗传相似度（G/）；卜三角为遗传距离（GD）,表6同。海南4个亚群遗传一致度的范围在0.81-0.91之间，遗传距离在0.09-0.21之间。霸王岭亚群和尖峰岭亚群的遗传一致度最大，遗传距离最近。在遗传距离0.15处被分成两大类，尖峰岭和霸王岭聚为一类，鹦哥岭亚群和三亚亚群聚为另一类（表6）。表6海南岛群体相似度与遗传距离PopID尖峰岭亚群霸王岭亚群鹦哥岭亚群三亚亚群尖峰岭亚群1.000.910.810.89霸王岭亚群0.091.000.870.88鹦哥岭亚群0.210.141.000.89三亚亚群0.110.130.111.002.3.4总结通过比较广西和海南2个黑格群体的遗传多样性，发现广西黑格群体的遗传多样性高于海南黑格群体，且广西黑格各亚群遗传多样普遍高于海南黑格各亚群。各亚群中西林县亚群的遗传多样性最高，三亚亚群的遗传多样性最低，根据遗传距离对各亚群进行聚类分析发现，10个亚群分为两大类，4小类，其中一级分类将广西6个亚群和海南4个亚群分别聚为一类。海南群体遗传分化程度高于广西群体。（二）优树选择和种质资源收集研究团队从2017年开始开展广西全境黑格的资源调查，以速生、树干通直圆满、心材率高为选择指标，利用3年时间完成广西百色市右江区澄碧湖、西林县、田林县、田东县、隆林县和乐业县6个天然群体优树选择、收集和保存。在完成广西资源选择的基础上，2020-2021年，先后完成海南鹦哥岭、霸王岭、尖峰岭和三亚市4个海岛亚群选择（表7）o图4是部分表型优树及其生长情况。对上述优树进行采穗和采种，穗条采用嫁接方式建立种质资源库，种子开展3个地点优树子代测定，由于天然林树体高大、交通不便、环境恶劣,种子穗条产量不稳定，收集保存花费的时间、人力和财力巨大。截止目前，分别在百色和南宁建成种质资源主库和副库，保存优树无性系186个，营建优树子代测定林191个/次，图5是百色测定点情况，2a生保存率96.8%,平均胸径5.3cm、平均树高5.5mo六、重大意见分歧的处理依据和结果征求意见稿将向社会公开征求意见并同时征求同行意见，征求意见返回后，将对征求意见逐条审核，给出采纳、部分采纳或不采纳意见。若出现重大意见分歧，将重新设置相应试验以核验和处理重大意见分歧。七、实施标准的措施黑格作为广西优异的乡土阔叶树种，基因资源丰富、具有良好的经营基础。标准颁布后，建议相关部门组织有关专业技术人员、管理人员以及林农学习，掌握黑格遗传改良的要求，切实做好贯彻工作。同时建议各级林业主管部门加强宣贯和示范，通过示范让群众看到黑格科学营林带来的经济效益，从而自觉遵守规程。八、其他应当说明的事项标准编写过程中，引用了现行5项国家标准。(1) GB/T 6001(2) GB/T 10016(3) GB/T 14071(4) GB/T 15776(5) GB/T 16619育苗技术规程林木种子贮藏林木良种审定规范造林技术规程林木采种技术黑格遗传改良技术规程标准项目组2023年11月5日