大興安嶺地區(qū)野生藍(lán)莓果實(shí)的形態(tài)變異

郭有燕，余宏遠(yuǎn)，呂 彪，王恩久，劉志科，李彥華

(1.河西學(xué)院，甘肅 張掖 734000；2.大興安嶺職業(yè)學(xué)院，黑龍江 加格達(dá)奇 165000；3.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東青島 266109)

藍(lán)莓Vaccinium corymbosumL又名篤斯越桔，為杜鵑花科Ericaceae越橘屬Vaccinium植物，其果實(shí)富含有大量花青素、天然視紫質(zhì)、尼克酸及黃酮等多種酚類(lèi)生理活性成分[1]，具有增強(qiáng)免疫力和抗癌的功效。因?yàn)樗{(lán)莓果實(shí)具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和獨(dú)特的保健功效，被譽(yù)為世界“水果之王”[2]。藍(lán)莓果實(shí)抗氧化能力強(qiáng)，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織將其列為“五大健康食品之一”。我國(guó)野生藍(lán)莓資源大面積分布于大興安嶺地區(qū)，其中以圖強(qiáng)、阿木爾、新林、塔河和漠河分布較為集中[3]。目前，關(guān)于藍(lán)莓的研究主要集中在花青素提取[4]、化學(xué)成分分析[5]和藍(lán)莓繁殖等方面[6-7]，而關(guān)于藍(lán)莓果實(shí)形態(tài)方面的研究未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。藍(lán)莓果實(shí)形態(tài)變異較大，果實(shí)是遺傳變異的重要特征之一[8-9]，本文中通過(guò)研究大興安嶺地區(qū)野生藍(lán)莓不同集中分布區(qū)域及同一區(qū)域不同果實(shí)間果實(shí)形態(tài)的變異，以期為藍(lán)莓育種工作提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料采集

2008年7月分別在大興安嶺地區(qū)野生藍(lán)莓集中分布區(qū)域圖強(qiáng)、漠河、新林、阿木爾、塔河進(jìn)行藍(lán)莓果實(shí)采集。經(jīng)充分踏查，在藍(lán)莓集中分布區(qū)分別設(shè)置面積為10m×10m的樣地3個(gè)，每個(gè)樣地內(nèi)隨機(jī)選取20個(gè)樣株，每個(gè)樣株采摘20個(gè)果，不足20個(gè)果的全部摘取。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 分布區(qū)環(huán)境因子的測(cè)定

環(huán)境因子測(cè)定于2008年7月15～25日完成。經(jīng)度、緯度用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(global positioning system，GPS)測(cè)定。各樣地沿對(duì)角線取3個(gè)0～20cm的土壤樣品，應(yīng)用烘干(105℃)法測(cè)定土壤水分含量。土壤全氮含量用半微量凱氏定氮法測(cè)定，有機(jī)質(zhì)含量用重鉻酸鉀容量法測(cè)定，pH值用酸度計(jì)測(cè)定。

1.2.2 果實(shí)表型測(cè)定

表征藍(lán)莓果實(shí)大小的指標(biāo)包括長(zhǎng)度、寬度和單果質(zhì)量；表征藍(lán)莓果實(shí)形狀的指標(biāo)為長(zhǎng)寬比。將采集到的藍(lán)莓新鮮果實(shí)即時(shí)進(jìn)行測(cè)定，用游標(biāo)卡尺測(cè)量果實(shí)的長(zhǎng)度和寬度，精確到0.01cm。單果質(zhì)量用1/100的天平稱量。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS16.0線性模型嵌套設(shè)計(jì)方差分析，研究產(chǎn)地間和產(chǎn)地內(nèi)單株間2個(gè)水平上的差異。果實(shí)觀測(cè)值的線性模型為：Yijk＝μ＋Pi＋Tj(i)＋eijk。其中，Yijk為第i個(gè)群體第j個(gè)單株的第k個(gè)觀測(cè)值，μ為總均值；Pi為第i個(gè)群體的效應(yīng)值；Tj(i)表示第i個(gè)群體內(nèi)的第j個(gè)單株的效應(yīng)值；eijk為試驗(yàn)誤差。用變異系數(shù)來(lái)衡量產(chǎn)地間和產(chǎn)地內(nèi)果實(shí)性狀的變異水平(變異系數(shù)＝標(biāo)準(zhǔn)差/平均值)。對(duì)各性狀之間以及與地理因子之間的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)性分析，采用Q型聚類(lèi)對(duì)不同群體進(jìn)行聚類(lèi)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 藍(lán)莓果實(shí)性狀的差異分析

大興安嶺地區(qū)野生藍(lán)莓產(chǎn)地間果實(shí)形態(tài)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 大興安嶺地區(qū)不同產(chǎn)地野生藍(lán)莓果實(shí)形態(tài)指標(biāo)Table 1 The morphology indexes of wild V.corymbosum fruits from different producing areas of Daxinganling

對(duì)表1中果實(shí)形態(tài)指標(biāo)值進(jìn)行方差分析結(jié)果如表2所示。從表2中可以看出，大興安嶺地區(qū)不同產(chǎn)地間、產(chǎn)地內(nèi)單株間，野生藍(lán)莓果實(shí)除長(zhǎng)寬比無(wú)顯著差異外，其它各性狀均有極顯著差異。通過(guò)產(chǎn)地間F值比較，大興安嶺地區(qū)野生藍(lán)莓4個(gè)形態(tài)指標(biāo)中果寬的F值最大(212.14)，其次為果長(zhǎng)(97.577)，長(zhǎng)寬比最小(0.588)。產(chǎn)地內(nèi)單果質(zhì)量的F值最大(105.209)，其次為果寬(212.14)，長(zhǎng)寬比最小(1.886)。

大興安嶺地區(qū)不同產(chǎn)地間，野生藍(lán)莓果寬的變異系數(shù)最大(28.83％)，果長(zhǎng)的變異系數(shù)次之(26.14％)，產(chǎn)地內(nèi)各單株間長(zhǎng)寬比變異系數(shù)最大(25.08％)，果長(zhǎng)的變異系數(shù)次之(16.71％)。單果質(zhì)量在產(chǎn)地間和產(chǎn)地內(nèi)的變異系數(shù)較低，表明單果質(zhì)量具有較高的穩(wěn)定性[10-11]。

2.2 藍(lán)莓果實(shí)性狀的相關(guān)性分析

2.2.1 果實(shí)性狀間的回歸分析

不同產(chǎn)地藍(lán)莓果長(zhǎng)與果寬的回歸分析結(jié)果如表3所示。從表3中可以看出，大興安嶺地區(qū)不同產(chǎn)地藍(lán)莓果長(zhǎng)與果寬呈緊密的線性正相關(guān)。隨著果長(zhǎng)的增加，果寬也隨之增大。5個(gè)產(chǎn)地藍(lán)莓果長(zhǎng)與果寬均達(dá)到了極顯著線性相關(guān)(P＜0.01)。線性回歸方程中，當(dāng)b值越接近于0，表明果長(zhǎng)與果寬在遺傳上的關(guān)聯(lián)度越小，反之則越大[12-14]。相關(guān)指數(shù)R2也能反映果長(zhǎng)與果寬在遺傳上相關(guān)度。R2越大，表明果長(zhǎng)和果寬的遺傳關(guān)聯(lián)度越大。大興安嶺地區(qū)不同產(chǎn)地野生藍(lán)莓果長(zhǎng)和果寬的相關(guān)指數(shù)R2的差異，表明各產(chǎn)地藍(lán)莓果長(zhǎng)與果寬在遺傳關(guān)聯(lián)度上也是不同的。

表2 大興安嶺地區(qū)野生藍(lán)莓產(chǎn)地間果實(shí)形態(tài)的方差分析?Table 2 Variance analysis of morphology indexes of wild V.corymbosum fruit from Daxinganling

表3 不同產(chǎn)地藍(lán)莓果長(zhǎng)與果寬的回歸分析Table 3 Regression analysis of fruit length with fruit width of wild V.corymbosum from different producing areas

不同產(chǎn)地野生藍(lán)莓果長(zhǎng)、果寬與果實(shí)質(zhì)量的回歸分析結(jié)果如表4所示。從表4中可以看出，不同產(chǎn)地藍(lán)莓果長(zhǎng)、果寬與單果質(zhì)量呈極顯著的線性相關(guān)(P＜0.01)，因此可以根據(jù)線性方程對(duì)單果質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，但因R2不同，單果質(zhì)量預(yù)測(cè)的精度也不同。圖強(qiáng)產(chǎn)區(qū)藍(lán)莓果長(zhǎng)與單果質(zhì)量相關(guān)系數(shù)R2最大，通過(guò)Y＝-0.727＋1.469X進(jìn)行單果質(zhì)量的預(yù)測(cè)。其它4個(gè)產(chǎn)區(qū)果寬與單果質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)R2較大，通過(guò)果寬進(jìn)行單果質(zhì)量的預(yù)測(cè)，精度會(huì)更大一些。

表4 不同產(chǎn)地野生藍(lán)莓果長(zhǎng)、果寬與果實(shí)質(zhì)量的回歸分析Table 4 Regression analysis of fruit length and width with fruit mass of wild V.corymbosum from different producing areas

2.2.2 果實(shí)與生態(tài)因子的相關(guān)性分析

大興安嶺地區(qū)野生藍(lán)莓分布區(qū)環(huán)境因子如表5所示。

對(duì)野生藍(lán)莓果實(shí)性狀與環(huán)境因子的相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果如表6所示。由表6可以看出，僅緯度與單果質(zhì)量的相關(guān)性達(dá)到顯著水平。

表5 大興安嶺地區(qū)野生藍(lán)莓分布區(qū)環(huán)境因子Table 5 Some environment factors of wild V.corymbosum distribution areas at Daxinganling

表6 野生藍(lán)莓果實(shí)形態(tài)指標(biāo)與環(huán)境因子的相關(guān)性?Table 6 Correlation of morphological indexes of wild V.corymbosum fruits and environment factors

2.3 藍(lán)莓果實(shí)性狀的聚類(lèi)分析

采用果實(shí)的4個(gè)形態(tài)指標(biāo)對(duì)5個(gè)產(chǎn)地的藍(lán)莓進(jìn)行聚類(lèi)分析，在歐式距離為5時(shí)，可將5個(gè)產(chǎn)地的藍(lán)莓聚為2類(lèi)(見(jiàn)圖1)，阿木爾、塔河和漠河的藍(lán)莓聚為一類(lèi)，其主要特點(diǎn)是果實(shí)較大，可表述為“大果型”。圖強(qiáng)、新林的藍(lán)莓聚為一類(lèi)，其主要特點(diǎn)是果實(shí)較小，可表述為“小果型”。

圖1 大興安嶺地區(qū)不同產(chǎn)地野生藍(lán)莓聚類(lèi)Fig.1 Clustering of wild V.corymbosum from different producing areas of Daxinganling

3 結(jié)論與討論

大興安嶺地區(qū)不同產(chǎn)區(qū)及產(chǎn)地內(nèi)果實(shí)形態(tài)特征存在顯著差異，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)產(chǎn)地間的差異顯著高于產(chǎn)地內(nèi)的差異，這與野生黃花苜蓿[15]、野生大豆[16]的研究結(jié)論相同，因此，在生物多樣性保護(hù)及利用中，應(yīng)盡量采集較多的野生群體。

大興安嶺地區(qū)不同產(chǎn)區(qū)野生藍(lán)莓果實(shí)各性狀之間均存在顯著的相關(guān)性。不同產(chǎn)地藍(lán)莓果長(zhǎng)和果寬呈顯著線性正相關(guān)(P＜0.01)，果寬隨果長(zhǎng)的增加而增加。不同產(chǎn)地藍(lán)莓果長(zhǎng)、果寬與單果質(zhì)量也呈顯著的線性正相關(guān)。這與常君等[9]對(duì)美國(guó)山核桃的研究、劉子雷等[12]對(duì)浙江紅花油茶的研究結(jié)果一致。

由于不同自然條件的長(zhǎng)期作用和地理的阻隔，可使果實(shí)在產(chǎn)地間產(chǎn)生較大的差距[16]。相關(guān)性分析結(jié)果表明，單果質(zhì)量與緯度呈顯著負(fù)相關(guān)。聚類(lèi)分析發(fā)現(xiàn)，阿木爾、塔河和漠河果實(shí)較大，屬“大果型”，圖強(qiáng)、新林果實(shí)較小，屬“小果型”。

本研究中只對(duì)大興安嶺地區(qū)野生藍(lán)莓主要分布區(qū)果實(shí)特征進(jìn)行了調(diào)查研究，研究的范圍較小，僅從果實(shí)形態(tài)上很難完全揭示野生藍(lán)莓的遺傳和親緣關(guān)系，因此，今后的工作應(yīng)選用更多的形態(tài)指標(biāo)在更大的范圍進(jìn)行取樣。

[1] Sharmasd S D,Aktiyar S K.Dietary grape-seed proanthocyanidin inhibition of ultraviolet B-induced immune suppression is associated with induction of IL-12[J].Carcinogenesis,2006,27(1): 95-102.

[2] 商曉芳.藍(lán)莓的生物學(xué)特性及栽培技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2010,(2):135-137.

[3] 馬俊瑩,張 悅.大興安嶺野生藍(lán)莓與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 [J].黑龍江科學(xué),2010,1(2):43-45.

[4] 陳 健,孫愛(ài)東,高雪娟,等.藍(lán)莓花青素的提取及抗氧化性的研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,33(2):126-129.

[5] 陳介甫,李亞?wèn)|,徐 哲.藍(lán)莓的主要化學(xué)成分及生物活性[J].藥學(xué)學(xué)報(bào),2010,45(4): 422-429.

[6] 張道輝,王甲威,宗曉娟,等.藍(lán)莓新梢扦插育苗設(shè)施光溫濕半自動(dòng)聯(lián)控系統(tǒng)的研制[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2012,28(18):8-15.

[7] 聶 飛,廖優(yōu)江,何 健,等.美國(guó)兔眼藍(lán)莓繁殖技術(shù)研究 [J].亞熱帶植物科學(xué),2004,33(4):39-41.

[8] 蔡永立,王希華,宋永昌.中國(guó)東部亞熱帶青岡果實(shí)形態(tài)變異的研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào),1999,19(4): 581-586.

[9] 常 君,楊水平,姚小華,等.美國(guó)山核桃果實(shí)性狀變異規(guī)律研究[J].林業(yè)科學(xué)研究,2008,21(1):44-48.

[10] 丁曉綱,張應(yīng)中,陳清鳳,等.廣寧紅花油茶果實(shí)性狀的遺傳變異規(guī)律[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2012,30(2):23-27.

[11] 梁曉靜,韋曉娟,李開(kāi)祥,等.肉桂果實(shí)、種子形態(tài)特征的研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2012,32(9):65-68.

[12] 劉子雷,楊水平,姚小華,等.浙江紅花油茶果實(shí)形態(tài)變異研究[J].林業(yè)科學(xué)研究,2007,20(2):263-266.

[13] 張 罡,崔建國(guó),邸 爽,等.不同品種雜交榛果實(shí)形態(tài)特征的變異[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2010,28(2):13-17.

[14] 侯元?jiǎng)P,黃 琳,楊超偉,等.文冠果種子性狀與果實(shí)性狀的相關(guān)性研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2011,31(9):24-27.

[15] 于萬(wàn)里,張 博.新疆昭蘇野生黃花苜蓿果實(shí)形態(tài)變異研究[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2012,21(2):249-255.

[16] 王克晶,李向華,張志衛(wèi),等.野生大豆天然群體百粒重類(lèi)型組成與地理分布調(diào)查[J].大豆科學(xué),2005,24(4):243-248.