文冠果實(shí)生植株果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀遺傳性分析

孫琳琳 趙登超 韓傳明 欒森年 侯立群

摘要：對(duì)40株文冠果實(shí)生植株果實(shí)的主要經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行了測(cè)定分析，并對(duì)其進(jìn)行了主成分分析和綜合指數(shù)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：文冠果果實(shí)以小球果型最多，占總樣本的40％，97.5％樣本種仁含油率在60％以上，種子出仁率平均為51.22％，果實(shí)出籽率平均為47.13％。果實(shí)性狀發(fā)生不同程度的變異，其中變異系數(shù)最大的是結(jié)果數(shù)量，為32.25％，變異系數(shù)最小的是種仁脂肪含量，為3.99％。由各單株的綜合主成分值選出的綜合經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)良的單株與其實(shí)際表現(xiàn)近似。

關(guān)鍵詞：文冠果；經(jīng)濟(jì)性狀；主成分分析；優(yōu)株選擇

中圖分類號(hào)：S565.903.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942(2012)01-0025-04

文冠果(Xanthoceras sorbifolia Bunge)屬無患子科文冠果屬，是我國(guó)特有的木本油料作物。文冠果具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、藥用價(jià)值、生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，其種仁的脂肪含量高達(dá)65％以上，仁油不飽合脂肪酸含量較高，最高值達(dá)94.4％。其種仁中還含有多種人體必需的氨基酸(特別是賴氨酸和色氨酸)、微量元素和維生素。文冠果全身是寶，枝、葉、種仁、果殼等均可入藥。

文冠果多以實(shí)生苗繁殖，有性繁殖法在一定程度上能夠保持母樹的部分性狀，但在不同地區(qū)、不同立地條件下實(shí)生植株的主要經(jīng)濟(jì)性狀變化較大，文冠果的選優(yōu)繁優(yōu)工作顯得更為緊迫。研究表明，主成分分析法現(xiàn)已用于經(jīng)濟(jì)林樹種優(yōu)良品種選育及果實(shí)品質(zhì)性狀遺傳多樣性研究，如核桃、杏等，主成分分析法比傳統(tǒng)打分評(píng)優(yōu)法更科學(xué)、簡(jiǎn)便。為此，本試驗(yàn)利用主成分分析法對(duì)文冠果果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行分析，旨在探討主成分值用于文冠果選育的可行性，為選擇優(yōu)良單株和品種選育提供理論依據(jù)。

1.材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地設(shè)在山東省萊蕪市萊城區(qū)和莊鄉(xiāng)大英章村文冠果試驗(yàn)基地，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，全年平均氣溫13.6℃，最高氣溫37.8℃，年最低氣溫-14.5℃，全年降水總量為591.5mm。土壤為砂壤土。

試材為7年生文冠果實(shí)生植株人工林，株行距為2.0m ×2.0m。于2010年8月上旬果實(shí)成熟期采集果實(shí)樣品，于陰涼處晾干。選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的40株文冠果單株，編號(hào)為：L1～L40。

1.2試驗(yàn)方法

可溶性糖采用蒽酮乙酸乙酯法，蛋白質(zhì)含量采用凱氏微量定氮法(凱氏定氮儀)，脂肪含量采用索氏抽提法(索氏抽提器)。

1.2.1果實(shí)性狀及品質(zhì)的測(cè)定每株選取10個(gè)有代表性的果實(shí)混合取樣，觀察果實(shí)形狀、結(jié)果數(shù)量(X₁)、每果種子數(shù)(X₂)，測(cè)定果實(shí)果徑(縱徑X₃和橫徑)、出籽率(X₄)、千粒重(X₅)、出仁率(X₆)等。把每株種仁混勻粉碎，65℃烘干至恒重，測(cè)定脂肪含量(X₇)、蛋白質(zhì)含量(X₈)、可溶性糖含量(X₉)。每株為1個(gè)試驗(yàn)單位，重復(fù)3次。

1.2.2數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)結(jié)果分析使用Ex-cel2010，主成分分析采用SPSS18.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

2.結(jié)果與分析

2.1文冠果果實(shí)特征與營(yíng)養(yǎng)成分分析

2.1.1果實(shí)特征由表1可以看出，文冠果實(shí)生群體的單株個(gè)體間果形變化較大，大致分為小球果形、三棱果形、桃形果形、倒卵果形、長(zhǎng)尖果形和平頂球果形6大類。小球果形的植株數(shù)量最多，約占總樣本的40％；平頂球果形的植株數(shù)量最少，僅占總樣本的5％；倒卵果形、三棱果形和桃形果形的數(shù)量比例相當(dāng)，各占17％左右。單株的結(jié)果數(shù)量在12～40個(gè)之間，平均22.23個(gè)。單果種子數(shù)量在12～25粒之間，平均17.25粒。出籽率在38.80％～53.10％之間，平均為47.13％，種子出仁率在44.10％～56.00％之間，平均為51.22％。

2.1.2果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分分析由表2可見，每100g種仁中，脂肪含量57.44～71.31g，平均值為64.44g，明顯高于文冠果優(yōu)樹選擇標(biāo)準(zhǔn)中含油率在60.00％以上的標(biāo)準(zhǔn)，且種仁脂肪含量的變異系數(shù)最小，為3.99％；蛋白質(zhì)含量范圍為14.60～22.75g，均值為19.50g。

由測(cè)定結(jié)果可知，果實(shí)的經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)存在不同程度的變異，其中變異系數(shù)最大的為結(jié)果數(shù)量(32.25％)，其次為種仁可溶性糖含量(15.76％)和單果種子數(shù)(14.19％)，最小的為種仁脂肪含量(3.99％)，表明其遺傳性狀相對(duì)穩(wěn)定。

2.2文冠果果實(shí)性狀主成分分析

在主成分分析中，方差表示性狀在主成分方向上的離散程度，即方差越大，主成分在樣本分析中所起的作用越大，方差選擇主成分的最主要依據(jù)是主成分的特征值和貢獻(xiàn)率。由表3可以看出，前5個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為85.109％，表明前5個(gè)主成分已經(jīng)代表了主要性狀綜合信息85.109％，因此，可以選擇前5個(gè)主成分作為文冠果經(jīng)濟(jì)性狀選擇的重要指標(biāo)。

由表4可以看出，在主成分1中，結(jié)果數(shù)量和果實(shí)縱徑有較大的正系數(shù)值，表明主成分1反映了果實(shí)產(chǎn)量和果實(shí)大小特征的綜合信息，因此主成分l可作為果實(shí)產(chǎn)量的指標(biāo)。主成分2中，蛋白質(zhì)含量有較大的正系數(shù)值，表明主成分2反映了果實(shí)蛋白質(zhì)含量的特征，因此主成分2可作為果實(shí)蛋白質(zhì)含量的指標(biāo)。同樣，主成分3、4千粒重和出籽率可作為種仁產(chǎn)量的指標(biāo)，主成分5作為含油率和種仁產(chǎn)量的指標(biāo)。

主成分(Y₁～Y₅)與經(jīng)濟(jì)性狀(X₁～X₉)的相關(guān)矩陣的特征向量進(jìn)一步表明文冠果經(jīng)濟(jì)性狀間的主要差異為植株果實(shí)產(chǎn)量和果實(shí)大小，其次依次是種仁產(chǎn)量、種仁脂肪含量、種仁蛋白質(zhì)含量。據(jù)樣本相關(guān)矩陣的特征向量(表4)，可以得出5個(gè)主成分的函數(shù)方程分別為：

Y₁=0.775X₁+0.495X₂+0.818X₃+0.195X₄+0.130X₅+0.158X₆+0.194X₇-0.227X₈-0.731X₉；

Y₂=0.482X₁+0.265X₂-0.035X₃+0.217X₄-0.486X₅+0.554X₆-0.664X₇+0.764X₈+0.334X₉；

Y₃=-0.148X₁-0.658X₂+0.249X₃+

0.125X₄+0.629X₅+0.393X₆-0.224X₇+0.335X₈-0.258X₉；

Y₄=0.017X₁+0.301X₂-0.341X₃+0.735X₄+0.430X₅-0.351X₆-0.216X₇+0.017X₈-0.026X₉；

Y₅=-0.210X₁+0.009X₂+0.146X₃+0.530X₄+0.097X₅+0.479X₆+0.544X₇-0.121X₈+0.357X₉

2.3文冠果優(yōu)株綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)公式計(jì)算可得每株各主成分值和綜合主成分值，結(jié)果如表5所示。綜合主成分值前15株為：L28、L32、L16、L6、L3、L27、L39、L33、L17、L13、L24、L1、L31、L15、L22，這15株主要經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)為：種子出仁率50％以上，果實(shí)出籽率在45％以上，單果種子數(shù)20粒以上；種仁含油率60％以上，與文冠果優(yōu)樹標(biāo)準(zhǔn)相近。經(jīng)分析，由綜合主成分值篩選出的優(yōu)良單株與各單株的實(shí)際表現(xiàn)相似。

3討論

由于文冠果長(zhǎng)期實(shí)生繁殖，其果實(shí)的主要經(jīng)濟(jì)性狀發(fā)生不同程度的變異，其中結(jié)果數(shù)量變異系數(shù)最大。本試驗(yàn)結(jié)果可看出，文冠果主要經(jīng)濟(jì)系數(shù)變異系數(shù)大小為：結(jié)果數(shù)量>單果重>可溶性糖含量>單果平均種子數(shù)>千粒重>蛋白質(zhì)含量>果實(shí)橫徑>果實(shí)縱徑>出籽率>出仁率>脂肪含量。在營(yíng)養(yǎng)成分中，可溶性糖的變異系數(shù)最大，脂肪含量的變異系數(shù)最小。實(shí)生條件下的遺傳多樣性與變異特性，對(duì)于文冠果的遺傳育種有利。

本試驗(yàn)采用主成分分析法和綜合指數(shù)法，對(duì)文冠果實(shí)生植株果實(shí)的多個(gè)主要經(jīng)濟(jì)性狀分析，經(jīng)測(cè)算得出優(yōu)良單株的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際表現(xiàn)近似，可見主成分分析法在文冠果優(yōu)株選擇上有應(yīng)用價(jià)值。但其優(yōu)良性狀是否穩(wěn)定遺傳，還需在實(shí)踐中進(jìn)一步觀測(cè)和檢驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]佟常耀，張學(xué)增.文冠果歷史概況[J].吉林林業(yè)科技，1979，1：23-25.

[2]王斗紅，偉業(yè)成，郭煜，等.文冠果種仁及油的化學(xué)成分[J].植物學(xué)報(bào)，198l，23(4)：331-333.

[3]中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生研究所.文冠果氨基酸的分析資料[C].全國(guó)文冠果科研協(xié)作會(huì)議論文，1965.

[4]劉才，楊玉貴.文冠果引種栽培試驗(yàn)初報(bào)[J].中國(guó)林副特產(chǎn)，1994，3(4)：17-18.

[5]牟洪香.木本能源植物文冠果(Xanthoceras sorbifoliaBunge)的調(diào)查與研究[D].北京：中國(guó)林業(yè)科學(xué)院，2006.

[6]楊俊霞，郭寶林，張魏紅，等.核桃主要經(jīng)濟(jì)性狀的主成分分析及優(yōu)良品種選擇的研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，24(4)：39-42.

[7]郭寶林，楊俊霞，李永慈，等.主成分分析法在仁用杏品種主要經(jīng)濟(jì)性狀選種上的應(yīng)用研究[J].林業(yè)科學(xué)，2000，36(6)：53-56.

[8]孔祥生，易現(xiàn)峰.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2008，132-134.

[9]魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，2000，430-441.

[10]張力.SPSS13.0在生物統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用[M].廈門：廈門大學(xué)出版社，2006，159-164.

[11]張文霖.主成分分析在SPSS中的操作應(yīng)用[J].市場(chǎng)研究，2005，12：31-34.

[12]內(nèi)蒙古林學(xué)院林學(xué)系.文冠果優(yōu)良單株-內(nèi)林53號(hào)[J].林業(yè)實(shí)用技術(shù)，1980，9：9-10.