Nghiên cứu biến dị và khả năng di truyền tính trạng sinh trưởng Keo lá liềm Acacia crassicarpa A. Cunn ex Benth

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM LÊ XUÂN TOÀN NGHIÊN CỨU BIẾN DỊ VÀ KHẢ NĂNG DI TRUYỀN TÍNH TRẠNG SINH TRƢỞNG VÀ TÍNH CHẤT GỖ CỦA KEO LÁ LIỀM (Acacia crassicarpa A.) TRONG MỘT SỐ KHẢO NGHIỆM HẬU THẾ LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Hà Nội - 2022 luan an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM LÊ XUÂN TOÀN NGHIÊN CỨU BIẾN DỊ VÀ KHẢ NĂNG DI TRUYỀN TÍNH TRẠNG SINH TRƢỞNG VÀ TÍNH CHẤT GỖ CỦA KEO LÁ LIỀM (Acacia crassicarpa A.) TRONG MỘT SỐ KHẢO NGHIỆM HẬU THẾ Ngành đào tạo: Di truyền và chọn giống cây lâm nghiệp Mã ngành: 9620207 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. Phí Hồng Hải PGS. Nguyễn Hoàng Nghĩa Hà Nội - 2022 luan an i LỜI CAM ĐOAN Luận án đã đƣợc thực hiện trong khuôn khổ của chƣơng trình đào tạo tiến sĩ khóa 26 tại Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam. Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu khoa học này do tôi thực hiện, các số liệu trong luận án hoàn toàn trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ tài liệu hay công trình nghiên cứu nào khác ngoại trừ các bài báo của nghiên cứu sinh với tƣ cách là tác giả chính hoặc đồng tác giả đã đăng trên các tạp chí khoa học, nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Số liệu và kết quả trình bày trong luận án là do tôi trực tiếp thu thập, đồng thời đƣợc sự đồng ý cho phép kế thừa hiện trƣờng cũng nhƣ phƣơng pháp nghiên cứu và các kết quả nghiên cứu của dự án “Phát triển giống cây lấy gỗ phục vụ trồng rừng kinh tế giai đoạn 2006 - 2010”, đề tài “Nghiên cứu cải thiện giống nhằm tăng năng suất, chất lƣợng cho một số loài cây trồng rừng chủ lực” giai đoạn 2006 - 2010 và giai đoạn 2011 - 2015 do TS. Hà Huy Thịnh (Viện nghiên cứu Giống và Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp) làm chủ nhiệm đề tài, dự án; đề tài “Nghiên cứu khả năng tăng thu di truyền thực tế của Keo lá liềm (Acacia crassicarpa A.) ở Việt Nam” giai đoạn 2016 - 2019 do tôi làm chủ nhiệm đề tài và đề tài “Nghiên cứu chọn giống và trồng rừng thâm canh Keo lá liềm (Acacia crassicarpa) trên đất cát vùng duyên hải miền Trung để sản xuất gỗ lớn” giai đoạn 2020 - 2024 do PGS.TS Phí Hồng Hải làm chủ nhiệm đề tài. Hà Nội, ngày 24 tháng 01 năm 2021 Nghiên cứu sinh Lê Xuân Toàn luan an ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện luận án tôi đã nhận đƣợc nhiều sự giúp đỡ, động viên của các cơ quan, thầy cô và bạn bè đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn: Ban lãnh đạo Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Ban Khoa học, Đào tạo và Hợp tác Quốc tế; Ban lãnh đạo Trung tâm Khoa học Lâm nghiệp Bắc Trung Bộ đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện luận án; đặc biệt là Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ sinh học Lâm nghiệp và Bộ môn Khoa học gỗ - Viện nghiên cứu công nghiệp rừng là những đơn vị đã trực tiếp hỗ trợ nhân lực, hiện trƣờng và các trang thiết bị phục vụ nghiên cứu cho luận án; Tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến PGS.

Nguyễn Hoàng Nghĩa - ngƣời đã hƣớng dẫn khoa học từ năm 2014 đến năm 2017 và PGS. Phí Hồng Hải là ngƣời hƣớng dẫn khoa học từ năm 2018 đến năm 2021, quý thầy đã dành nhiều thời gian, công sức, tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án; Xin chân thành cảm ơn các bạn bè và đồng nghiệp đã hỗ trợ tôi trong suốt quá trình thực hiện cũng nhƣ có những góp ý quý báu cho luận án; Cuối cùng tôi xin cám ơn tất cả các thành viên trong gia đình tôi đã động viên, chia sẻ, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cả về vật chất và tinh thần để tôi hoàn thành luận án. Hà Nội, ngày 24 tháng 01 năm 2021 Tác giả Lê Xuân Toàn luan an iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ---------------------------------------------------------------------------- i LỜI CẢM ƠN -------------------------------------------------------------------------------- ii MỤC LỤC ----------------------------------------------------------------------------------- iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ---------------------------------------------------- vi DANH MỤC CÁC BẢNG ---------------------------------------------------------------viii DANH MỤC HÌNH ------------------------------------------------------------------------ xi MỞ ĐẦU ------------------------------------------------------------------------------------- 1 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU------------------------------------ 6 1.1 Thông tin chung về Keo lá liềm ----------------------------------------------------- 6 1.2 Ảnh hƣởng của một số tính chất gỗ tới chất lƣợng gỗ xẻ ------------------------ 7 1.3 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu trên thế giới ----------------------------------15 1.1 Tiềm năng gây trồng và sử dụng của Keo lá liềm --------------------------15 1.2 Nghiên cứu cải thiện năng suất, chất lƣợng thân và gỗ Keo lá liềm -----17 1.3 Nghiên cứu về nhân giống Keo lá liềm --------------------------------------22 1.4 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu trong nƣớc ------------------------------------23 1.1 Tiềm năng gây trồng và sử dụng Keo lá liềm ở Việt Nam ----------------23 1.2 Nghiên cứu cải thiện năng suất, chất lƣợng thân cây và gỗ Keo lá liềm 25 1. Nghiên cứu về nhân giống Keo lá liềm -------------------------------------32 1.5 Đánh giá chung -----------------------------------------------------------------------34 Chƣơng 2 NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU -------36 2.1 Nội dung nghiên cứu -----------------------------------------------------------------36 2.2 Vật liệu nghiên cứu -------------------------------------------------------------------36 2.3 Điều kiện khí hậu và đất đai nơi khảo nghiệm -----------------------------------38 2.

Phƣơng pháp nghiên cứu -----------------------------------------------------------40 2.1 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm ------------------------------------------------40 luan an iv 2.2 Phƣơng pháp thu thập số liệu sinh trƣởng và chất lƣợng thân cây -------42 2.3 Phƣơng pháp thu thập số liệu về tính chất gỗ của các gia đình Keo lá liềm --------------------------------------------------------------------------------------44 2.4 Phƣơng pháp chọn lọc gia đình tốt trong các khảo nghiệm hậu thế------52 2.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu -----------------------------------------------------52 Chƣơng 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ----------------------------55 3.1 Biến dị về sinh trƣởng, chất lƣợng thân cây và một số tính chất gỗ giữa các xuất xứ và gia đình trong các KNHT ---------------------------------------------------55 3.1 Biến dị giữa các xuất xứ -------------------------------------------------------55 3.2 Biến dị giữa các gia đình -------------------------------------------------------63 3.2 Khả năng di truyền các tính trạng sinh trƣởng, chất lƣợng thân cây và tính chất gỗ của các gia đình ------------------------------------------------------------------92 3.1 Khả năng di truyền của tính trạng sinh trƣởng và chất lƣợng thân cây --92 3.2 Khả năng di truyền của một số tính chất gỗ ---------------------------------97 3.3 Tƣơng quan giữa tính trạng sinh trƣởng với chất lƣợng thân cây, tính chất gỗ, và ảnh hƣởng tƣơng tác kiểu gen - hoàn cảnh-----------------------------------------99 3.1 Tƣơng quan giữa các tính trạng sinh trƣởng ở các tuổi khác nhau ----- 100 3.2 Tƣơng quan giữa tính trạng sinh trƣởng với chất lƣợng thân cây ------ 102 3.3 Tƣơng quan giữa tính trạng sinh trƣởng với một số tính chất gỗ ------- 103 3.4 Tƣơng tác kiểu gen - hoàn cảnh --------------------------------------------- 104 3.4 Tăng thu di truyền lý thuyết và thực tế của Keo lá liềm ---------------------- 107 3.1 Tăng thu di truyền lý thuyết về sinh trƣởng và chất lƣợng thân cây --- 107 3.2 Tăng thu di truyền lý thuyết về tính chất gỗ------------------------------- 109 3.3 Tăng thu di truyền thực tế về sinh trƣởng và chỉ tiêu chất lƣợng thân cây------ 110 3. Một số giải pháp cải thiện giống Keo lá liềm ---------------------------------- 119 3. Cải thiện sinh trƣởng, chất lƣợng thân cây và một số tính chất gỗ ---- 119 3. Các gia đình ƣu việt để phát triển trồng rừng ---------------------------- 122 luan an v KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ --------------------------------------- 127 1.

Kiến nghị ------------------------------------------------------------------------------ 129 NHỮNG CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ CÔNG BỐ ------- 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO --------------------------------------------------------------- 132 PHỤ LỤC ---------------------------------------------------------------------------------- 147 luan an vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu / Giải nghĩa đầy đủ Từ viết tắt CFF Rừng trồng dòng vô tính theo gia đình (Clonal Family Forest) CVa Hệ số biến động di truyền tích lũy (Coefficient of additive variation) D1.3 Đƣờng kính ngang ngực ĐC Đối chứng Dent Khối lƣợng riêng gỗ tƣơi Denkk Khối lƣợng riêng gỗ khô không khí Dencb Khối lƣợng riêng cơ bản Dnc Độ nhỏ cành Dtt Độ thẳng thân Dttt Độ duy trì trục thân ĐT Lô hạt sản xuất đại trà tại địa phƣơng F.pro Xác xuất F GxE Tƣơng quan kiểu gen hoàn cảnh H Chiều cao vút ngọn H2 Hệ số di truyền theo nghĩa rộng h2 Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp HTN Hàm Thuận Nam Hdc Chiều cao dƣới cành Icl Chỉ số chất lƣợng thân cây tổng hợp KNHT Khảo nghiệm hậu thế Lsd Khoảng sai dị đảm bảo (Least significant difference) MFA Góc vi sợi gỗ (Microfibril angle) MoEd Mô đun đàn hồi (Dynamic Modulus of Elasticity) MoE Mô đun đàn hồi của gỗ (Modulus of elasticity) MoR độ bền uốn tĩnh (Modulus of rupture) MS Môi trƣờng MS (Murashige and Skoog) MS* Môi trƣờng MS cải tiến NCS Nghiên cứu sinh NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn NS Năng suất luan an vii Ký hiệu / Giải nghĩa đầy đủ Từ viết tắt NSan Lô hạt nguyên sản, xuất xứ Malta PNG Papua New Guinea QLD Queensland ra Tƣơng quan kiểu gen rp Tƣơng quan kiểu hình rg Tƣơng quan di truyền giữa 2 khảo nghiệm Rt Tăng thu di truyền thực tế Ry Tăng thu di truyền lý thuyết Sl Độ co rút theo chiều dọc Sr Độ co rút theo xuyên tâm St Độ co rút theo tiếp tuyến SPA Rừng giống SSO1 Vƣờn giống hữu tính thế hệ 1 TB Trung bình TBKN Trung bình khảo nghiệm TCVN Tiêu chuẩn Việt nam TLS Tỷ lệ sống T/R Tỷ số co rút tiếp tuyến/ xuyên tâm TTDT Tăng thu di truyền V Thể tích Vel Vận tốc truyền sóng âm thanh (Velocity) VN Việt Nam XHST Xếp hạng sinh trƣởng D1,3 Tăng trƣởng bình quân năm về đƣờng kính luan an viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. 1 Mối quan hệ giữa các tính trạng chọn lọc quan trọng với chỉ tiêu kinh tế, mức độ ảnh hƣởng của chúng tới các sản phẩm gỗ xẻ, và mức độ di truyền của các tính trạng chọn lọc. 1 Xuất xứ và số lƣợng gia đình trong từng xuất xứ ở các KNHT Keo lá liềm. 2 Các nguồn hạt giống tham gia các khảo nghiệm tăng thu di truyền.

3 Tính chất vật lý và hóa học của đất ở các địa điểm nghiên cứu. 4 Các thông tin chung và biện pháp kỹ thuật áp dụng trong các khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2. 1 Sinh trƣởng và năng suất của các xuất xứ Keo lá liềm tại tuổi 7 và 12 ở khảo nghiệm Nam Đàn – Nghệ An. 2 Chất lƣợng thân cây của các xuất xứ Keo lá liềm tại tuổi 7 và 12 ở khảo nghiệm Nam Đàn – Nghệ An.

3 Sinh trƣởng và chất lƣợng gỗ của các xuất xứ Keo lá liềm tại KNHT tại Nam Đàn (Nghệ An) tại 7 tuổi. 4 Sinh trƣởng và năng suất của các gia đình Keo lá liềm tại KNHT tại Nam Đàn (Nghệ An) ở tuổi 7 và 12 .