北五味子果實性狀遺傳效應(yīng)分析與評價1）

張同峰，尚秀萍，蘭士波，李紅艷，溫愛亭

（1.黑龍江省林科院江山嬌實驗林場，黑龍江 寧安 157432；2.黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所 森林植物學(xué)科，哈爾濱 150081）

北 五 味 子 ［Schisandrachinensis（Turcz.）Baill.］是一種多功能、多用途的落葉木質(zhì)藤本食用型經(jīng)濟(jì)植物，天然分布于中國、朝鮮、越南、日本和俄羅斯遠(yuǎn)東，主要生長在腐殖質(zhì)層深厚的林緣、溪旁或針闊混交林內(nèi)。在植物系統(tǒng)分類學(xué)上，北五味子隸屬于五味子科（Schisandraceae）、五味子屬（SchisandraMichx.），又稱：山花椒，具有稍耐蔭、抗寒、喜濕潤及適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)良的生物和生態(tài)學(xué)特性［1-2］。北五味子的果實富含各種維生素、人體所必需的氨基酸、生物堿類和多種礦質(zhì)元素，營養(yǎng)價值較高，醫(yī)療和保健功效顯著，開發(fā)利用前景廣闊［3］。在中國，北五味子野生資源分布廣泛，但其果實產(chǎn)量低下，且易遭受病蟲危害和惡劣氣候條件的影響，難以滿足日益增長的市場需求。為了豐富我國高寒地區(qū)經(jīng)濟(jì)型種質(zhì)資源的遺傳多樣性，提高優(yōu)良品種的科技附加值，拓展優(yōu)異種質(zhì)的應(yīng)用領(lǐng)域，筆者以“五?！碧烊蝗后w的家系子代為對象，在優(yōu)良群體選擇和良種選育，以及生長動態(tài)、生態(tài)適應(yīng)性和抗逆性分析的基礎(chǔ)上［4］，綜合評價了果實性狀的遺傳變異、遺傳力和遺傳增益等遺傳參量的遺傳效應(yīng)，篩選出適應(yīng)能力較強(qiáng)的優(yōu)良個體，這對改善食用型經(jīng)濟(jì)植物的組成成分，整合區(qū)域性經(jīng)濟(jì)植物的資源結(jié)構(gòu)，意義重大而深遠(yuǎn)。

1 材料及方法

1.1 試驗材料

種源試驗結(jié)果證實，“五常”天然群體較為優(yōu)異。鑒于此，在山河屯林業(yè)局北五味子的自然分布內(nèi)，依據(jù)生長性狀和果實性狀指標(biāo)，選擇生長勢強(qiáng)、果粒較大、結(jié)實量高，且無病蟲危害的優(yōu)良個體，采集成熟度高的果穗，分別測定果穗質(zhì)量、果粒數(shù)量、單果質(zhì)量和果徑等數(shù)量性狀指標(biāo)，并對其進(jìn)行統(tǒng)計描述、方差分析和多重比較。

1.2 測定指標(biāo)與測定方法

1.2.1 測定指標(biāo)：主要測定指標(biāo)包括：果穗質(zhì)量、果粒數(shù)量、單果質(zhì)量和果徑等數(shù)量性狀指標(biāo)。

1.2.2 測定方法：采用電子天平測定法，分別測定果穗質(zhì)量和單果質(zhì)量（精確度：0.05mg）；利用游標(biāo)卡尺測定果實橫徑和縱徑（精確度：0.5mm），二者均值即為果徑。

1.3 統(tǒng)計分析方法

運用統(tǒng)計分析SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理［5］，方差分析采用數(shù)學(xué)模式：Yijk＝μ＋Bi＋Fj＋BFij＋εijk進(jìn)行分析，式中，Yijk為第i個區(qū)組第j個家系的第k個觀測值，μ為總體平均值，Bi為區(qū)組，F(xiàn)j為家系，BFij為家系與區(qū)組間的交互作用，εijk為隨機(jī)誤差。根據(jù)方差分析結(jié)果估算果實性狀的遺傳參數(shù)和變 異 系 數(shù)［6-8］，其 中：⑴ 家 系 遺 傳 力（h2）＝（MSf-MSe）／MSf；⑵遺傳增益（ΔG）＝Sh2／X；⑶選擇強(qiáng)度（i）＝S／σp；⑷變異系數(shù)（CV）＝100×σp／X。式中，h2-家系遺傳力，ΔG-遺傳增益，CV-變異系數(shù)，MSf-性狀表現(xiàn)型方差，MSe-環(huán)境方差，i-選擇強(qiáng)度，S-選擇差，σp-標(biāo)準(zhǔn)差，X-群體性狀均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 性狀遺傳表現(xiàn)

為探討果實性狀的遺傳表現(xiàn)，對家系子代的果穗質(zhì)量、果徑、果粒數(shù)量和單果質(zhì)量等4個數(shù)量性狀進(jìn)行了統(tǒng)計描述和方差分析，結(jié)果分別見表1和表2。由表1可知，在相同的立地條件下，家系間4個果實性狀存在較大的變異，其中：果穗質(zhì)量變異最大，變異幅度在7.96～10.30g，平均變異系數(shù)34.06%；其次為果粒數(shù)量，變異幅度在16.77～20.83個／穗的范圍內(nèi)，平均變異系數(shù)27.25%；果徑性狀的變異最小，變異幅度在9.93～10.81mm，平均變異系數(shù)10.48%。方差分析結(jié)果（表2）表明：4個果實性狀基本呈正態(tài)分布，顯著性概率均明顯小于0.01，差異極顯著，具備了優(yōu)良個體選擇的遺傳基礎(chǔ)。

表1 家系子代果實性狀統(tǒng)計描述結(jié)果

表2 家系間果實性狀方差分析結(jié)果

2.2 遺傳效應(yīng)剖析

遺傳力是評價遺傳改良和遺傳增益的遺傳參數(shù)，其大小和相對穩(wěn)定性受基因和環(huán)境的共同影響。為探討家系子代果實性狀的遺傳力和遺傳增益，對果穗質(zhì)量、果粒數(shù)量、果徑、單果質(zhì)量4個數(shù)量性狀進(jìn)行方差分析，并根據(jù)方差分析結(jié)果估算性狀的遺傳力和遺傳增益等遺傳參數(shù)，結(jié)果見表3。從表3可以看出，4個數(shù)量性狀受遺傳基因控制程度較強(qiáng)，遺傳力較強(qiáng)，遺傳分化較小，遺傳增益較高；4個數(shù)量性狀的遺傳力分別為0.844、0.829、0.989和0.915，家系子代的遺傳增益分別為25.50%、19.45%、21.45%和16.15%。

表3 家系子代果實性狀方差分量及遺傳參數(shù)估算

2.3 優(yōu)良個體選擇與評價

群體內(nèi)家系間4個果實性狀在5%水平上差異極顯著，具備了進(jìn)一步進(jìn)行多重比較的必要性，結(jié)果見表4。由表4可知，立地條件相同，Schis04、Schis03、Schis10和Schis02家系子代的果徑較大，分別為17.463、10.480、10.110、9.859mm，且單果質(zhì)量較重，分別為0.630、0.522、0.571、0.600g，其中，Schis04和Schis10家系子代每串果穗的果粒數(shù)量較多，分別為23.50、18.80個／穗；果穗質(zhì)量較重，分別可達(dá)11.426、9.565g。因此，以果徑、單果質(zhì)量為主要指標(biāo)，兼顧遺傳表現(xiàn)、果穗質(zhì)量和果粒數(shù)量，從而確定Schis04和Schis10為優(yōu)良個體，且以Schis04的家系子代表現(xiàn)最佳，極具推廣應(yīng)用價值。

表4 北五味子家系間果實性狀多重比較結(jié)果

3 結(jié)論與討論

3.1 群體內(nèi)家系間果實性狀存在一定程度的變異，在5%水平上差異極顯著。與果穗質(zhì)量、果粒數(shù)量和單果質(zhì)量3個性狀相比較，果徑性狀的變異最小，平均變異系數(shù)僅為10.48%。

3.2 果實性狀受遺傳基因控制程度較大，遺傳力較強(qiáng)，遺傳分化小，遺傳增益高，果穗質(zhì)量、果粒數(shù)量、果徑、單果質(zhì)量4個數(shù)量性狀的家系遺傳力分別為0.844、0.829、0.989、0.915，遺 傳 增 益 分 別 為25.50%、19.45%、21.45%、16.15%，增長潛力巨大。

3.3 以果徑、單果質(zhì)量為主要指標(biāo)，兼顧生長勢、遺傳表現(xiàn)、果穗質(zhì)量和果粒數(shù)量等項指標(biāo)，從而確定Schis04和Schis10為優(yōu)良個體，且以Schis04的家系子代表現(xiàn)最佳，極具推廣應(yīng)用價值，建議通過無性擴(kuò)繁以擴(kuò)大栽培規(guī)模。

［1］ 中國樹木志編輯委員會.中國樹木志［M］.北京：中國林業(yè)出版社，1985.

［2］ 周以良，董世林，聶紹荃.黑龍江樹木志［M］.哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1989.

［3］ 王振宇.食用植物資源學(xué)［M］.哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，2003.

［4］ 蘭士波.北五味子優(yōu)良種源選擇及高效栽培技術(shù)［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009，140（33）：108-110.

［5］ 余建英，何旭宏.數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與應(yīng)用（SPSS）［M］.北京：人民郵電出版社，2003：148-154.

［6］ 胡延吉.植物育種學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2003：122-125.

［7］ 沈熙環(huán).林木育種學(xué)［M］.北京：中國林業(yè)出版社，1990：54-65.

［8］ 蘭士波.雜種沙棘果實性狀遺傳效應(yīng)分析［J］，林業(yè)科技開發(fā)，2011，25（5）：13-16.