藍(lán)靛果忍冬天然群體家系果實(shí)性狀變異分析

蘭士波，寧曉光

(黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，森林植物學(xué)科，哈爾濱150081)

藍(lán)靛果忍冬天然群體家系果實(shí)性狀變異分析

蘭士波，寧曉光

(黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，森林植物學(xué)科，哈爾濱150081)

藍(lán)靛果忍冬(LoniceraedulisTurcz.)為喜冷涼濕潤(rùn)性氣候的多年生野生漿果類灌木，營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值較高。探討了高寒地區(qū)的光、熱、水、土資源對(duì)藍(lán)靛果忍冬的生態(tài)效應(yīng)，綜合分析與評(píng)價(jià)了果實(shí)性狀的變異程度，旨在為我國(guó)高寒地區(qū)良種選育和引種栽培提供理論依據(jù)。結(jié)果表明:藍(lán)靛果忍冬對(duì)環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，家系間果實(shí)縱徑和橫徑存在一定的變異，平均變異系數(shù)分別為2.17%和1.89%。以果實(shí)性狀為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，兼顧生長(zhǎng)勢(shì)，遺傳表現(xiàn)和種粒數(shù)量，確定LQS 05和LQS 03為優(yōu)良家系，果粒較大，變異較小，應(yīng)用前景廣闊。

藍(lán)靛果忍冬;生態(tài)適應(yīng)性;果實(shí)性狀;遺傳變異

藍(lán)靛果忍冬(LoniceraedulisTurcz.)是原始種類經(jīng)‘脫冰遷移’，并受土壤、氣候及其他條件的影響，而形成的相對(duì)隔離的種群，原產(chǎn)歐、亞和美三大洲，廣泛分布于中國(guó)東北和華北[1-2]。在植物系統(tǒng)分類學(xué)上，藍(lán)靛果忍冬歸入忍冬科(Caprifoliaceae)、忍冬屬(LoniceraLinn.)，又稱:藍(lán)靛果(東北)、羊奶子(大興安嶺)、黑瞎子果(黑龍江)和山茄子(勃利縣)，為植物界較新的物種之一，在忍冬科植物中占據(jù)中心地位[3-4]，具有生態(tài)適應(yīng)范圍廣、抗逆性強(qiáng)、營(yíng)養(yǎng)豐富、生長(zhǎng)旺盛、落葉較早之顯著特性。果實(shí)中富含多種維生素、礦質(zhì)元素、氨基酸、碳水化合物、多元醇、有機(jī)醇和有機(jī)酸，對(duì)心腦血管疾病的療效顯著，可防止血管破裂，降低血壓，改善肝臟的解毒作用[5]，營(yíng)養(yǎng)、藥用、保健和商用價(jià)值較高，市場(chǎng)前景廣闊。20世紀(jì)80年代初期，我國(guó)先后完成了野生資源的清查[6]，初步探討了人工栽培技術(shù)[7]。近幾年來(lái)，隨著綜合開(kāi)發(fā)利用的不斷深入，國(guó)內(nèi)外學(xué)者相繼對(duì)其生態(tài)學(xué)特性[2]、營(yíng)養(yǎng)器官解剖[8]、營(yíng)養(yǎng)成分分析[9]和遺傳效應(yīng)評(píng)價(jià)[10]進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，然而，有關(guān)天然群體家系果實(shí)性狀的變異分析與評(píng)價(jià)尚未見(jiàn)報(bào)道。鑒于此，筆者以天然群體家系的果實(shí)性狀為主要測(cè)定指標(biāo)，系統(tǒng)分析其對(duì)環(huán)境條件的生態(tài)效應(yīng)和果實(shí)性狀的變異程度，篩選出了優(yōu)良的個(gè)體，這對(duì)藍(lán)靛果忍冬的良種選育，改善果實(shí)的品質(zhì)，意義重大而深遠(yuǎn)。

1 試驗(yàn)地點(diǎn)自然概況

研究地點(diǎn)選設(shè)在黑龍江省林口縣林業(yè)局青山林場(chǎng)，地處中國(guó)東北的東部山區(qū)，屬長(zhǎng)白山系張廣才嶺東坡的丘陵區(qū)，地理位置:130°20′～130°40′E、45°17′～45°30′N。該區(qū)域的地勢(shì)東北高、西南低，平均坡度10°～15°，最大坡度40°，海拔300～500m；氣候?qū)俸疁貛Т箨懠撅L(fēng)氣候，冬季寒冷干燥而漫長(zhǎng)，夏季溫暖濕潤(rùn)而短促，水熱同季，光照充足，無(wú)霜期120～130d，平均降水量400～600mm，且多集中在6～8月份，此期降水量約占全年降水量的50%，≥10℃年有效積溫2100～2600℃；地帶性土壤類型為暗棕壤，土層深厚、土壤濕潤(rùn)肥沃，通透性強(qiáng)，適宜林木生長(zhǎng)和發(fā)育。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料來(lái)源于藍(lán)靛果忍冬的自然分布區(qū)。依據(jù)其生長(zhǎng)特性和分布狀況，在自然分布區(qū)內(nèi)，按S形曲線設(shè)置面積為500m2(20m×25m)的固定標(biāo)準(zhǔn)地5塊，分別標(biāo)記為L(zhǎng)QS 01、LQS 02、…、LQS 05，采取固定標(biāo)準(zhǔn)地連續(xù)定位觀測(cè)和臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查點(diǎn)面結(jié)合的方法，分析生態(tài)因子對(duì)數(shù)量性狀的效應(yīng)。在每塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)，隨機(jī)選取樹(shù)齡相近的標(biāo)準(zhǔn)株10株，采集成熟度較高的果實(shí)，測(cè)定果實(shí)性狀指標(biāo)，并隨機(jī)選擇3個(gè)家系30個(gè)標(biāo)準(zhǔn)株，測(cè)定單果內(nèi)種粒的數(shù)量，取各性狀的加權(quán)平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述、方差分析和變異分析。

2.2 測(cè)定指標(biāo)和測(cè)定方法

2.2.1 測(cè)定指標(biāo):果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑和果內(nèi)種粒的數(shù)量等性狀指標(biāo)。

2.2.2 測(cè)定方法:利用游標(biāo)卡尺測(cè)定果實(shí)縱徑和果實(shí)橫徑(精確度:0.5mm)。

2.3 統(tǒng)計(jì)分析

運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理[11]，方差分析采用數(shù)學(xué)模式:Yijk=μ+Bi+Fj+BFij+εijk進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，式中，Yijk為第i個(gè)區(qū)組第j個(gè)家系的第k個(gè)觀測(cè)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)果估算性狀的變異系數(shù)[12]，變異系數(shù)(CV)=100×σp/X，式中,CV-變異系數(shù)，σp-性狀標(biāo)準(zhǔn)差，X-群體性狀均值。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)適應(yīng)性分析

在植物與環(huán)境的相互關(guān)系中，生態(tài)因子對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)起綜合作用，植物又以自身的變異來(lái)適應(yīng)外界環(huán)境的變化。藍(lán)靛果忍冬是植物界較新的物種之一，變異類型較多，對(duì)環(huán)境的變化具有一定的適應(yīng)能力。

3.1.1 光照效應(yīng):光照直接影響同化作用，光照強(qiáng)度弱，同化量少，植株矮小，花芽分化少，結(jié)實(shí)量低；光照充足，植株生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)健，花芽分化良好，結(jié)實(shí)量高，且充足的光照條件，可有效地提高果實(shí)中花青素和糖分的含量，使果實(shí)著色好，果汁顏色深，果實(shí)品質(zhì)好。

3.1.2 溫度效應(yīng):生長(zhǎng)季內(nèi)平均溫度高，植株高大，萌芽快且開(kāi)花早，結(jié)實(shí)量高；平均溫度低，植株低矮，萌芽慢且萌芽率低，開(kāi)花較晚，結(jié)實(shí)量較低。

3.1.3 水分效應(yīng):植物所需水分主要源自降水量，降雨量過(guò)大影響傳粉受精，落花落果現(xiàn)象嚴(yán)重，果實(shí)產(chǎn)量降低；降雨量多，濕度大，植株生長(zhǎng)不良，產(chǎn)量低；降雨量過(guò)多，土壤含水量大，抑制根系的生長(zhǎng)和發(fā)育，降低果實(shí)產(chǎn)量。

3.2 果實(shí)性狀變異解析

為剖析藍(lán)靛果忍冬果實(shí)性狀的變異程度，在固定標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)，選取樹(shù)齡相近的植株50株，收集成熟度良好的果實(shí)，分別測(cè)定果實(shí)縱徑和橫徑，并隨機(jī)選擇3個(gè)家系30個(gè)單株，分別測(cè)定果實(shí)內(nèi)的種粒數(shù)量，對(duì)測(cè)定結(jié)果的加權(quán)平均值進(jìn)行性狀統(tǒng)計(jì)描述和方差分析，結(jié)果分別見(jiàn)表1和表2。從表1可以明顯看出，果實(shí)縱徑和橫徑2個(gè)數(shù)量性狀在家系間均存在一定的變異，變異程度較小，變異幅度分別在0.70%～6.74%范圍內(nèi)，平均變異系數(shù)分別為2.17%和1.89%。方差分析結(jié)果(表2)表明，參試的3個(gè)果實(shí)性狀基本呈正態(tài)分布，群體內(nèi)家系間果實(shí)縱徑和橫徑2個(gè)性狀的顯著性概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.01，在5%水平上差異極顯著；單果內(nèi)種粒數(shù)量的顯著性概率小于0.05，在5%水平上差異顯著，具備優(yōu)良家系選擇的遺傳基礎(chǔ)。

表1 天然群體家系子代果實(shí)性狀統(tǒng)計(jì)描述結(jié)果

表2 群體內(nèi)家系間果實(shí)性狀的方差分析結(jié)果

注：*表示5%水平極顯著；**表示5%水平極顯著。

3.3 優(yōu)良個(gè)體選擇與評(píng)價(jià)

方差分析結(jié)果顯示，在5%水平上，群體內(nèi)家系間果實(shí)縱徑和橫徑 2個(gè)數(shù)量性狀達(dá)到差異極顯著水平，具備了進(jìn)一步進(jìn)行多重比較的必要性，結(jié)果見(jiàn)表3。從表3可以看出，相似立地條件和相同氣候條件下，10個(gè)家系的果實(shí)縱徑和橫徑2個(gè)性狀的降冪序列:⑴果實(shí)縱徑:LQS 05(19.03mm)→LQS 03(17.18mm) →LQS 10(16.27mm)→LQS 07(15.56mm)→LQS 04(15.06mm)→LQS 08(14.68mm)→LQS 09(14.09mm)→LQS 02(13.36mm) →LQS 06(12.61mm) →LQS 01(11.62mm)；⑵果實(shí)橫徑:LQS 05(9.38mm) →LQS 03(8.58mm)→LQS 10(8.06mm) →LQS 07(7.75mm) →LQS 04(7.49mm) →LQS 08(7.15mm) →LQS 09(6.92mm) →LQS 02(6.67mm) →LQS 06(6.46mm) →LQS 01(6.03mm)，以LQS 05和LQS 03家系的果實(shí)較大，果實(shí)縱徑和橫徑分別為19.03mm、17.18mm及9.38mm、8.58mm。因此，以果實(shí)性狀為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，兼顧生長(zhǎng)勢(shì)、遺傳表現(xiàn)和單果內(nèi)種粒的數(shù)量等多種因素，確定LQS 05和LQS 03為優(yōu)良家系，該家系的果粒較大，變異較小。建議對(duì)優(yōu)良家系進(jìn)行無(wú)性擴(kuò)繁，綜合分析與評(píng)價(jià)果實(shí)性狀的遺傳效應(yīng)，從而推薦優(yōu)異種質(zhì)，為高寒地區(qū)經(jīng)濟(jì)林基地建設(shè)提供優(yōu)良品種或品系。

表3 藍(lán)靛果忍冬家系子代果實(shí)性狀多重比較結(jié)果

4 結(jié)論與討論

藍(lán)靛果忍冬是重要的經(jīng)濟(jì)型樹(shù)種，抗逆性和抗寒能力較強(qiáng)。近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者僅探討了藍(lán)靛果忍冬的分類地位、營(yíng)養(yǎng)成分、利用價(jià)值和遺傳效應(yīng)，有關(guān)生態(tài)效應(yīng)和遺傳變異方面的報(bào)道極少。為此，筆者探討了天然群體家系對(duì)環(huán)境條件的生態(tài)效應(yīng)和果實(shí)性狀的變異程度，認(rèn)為，⑴生態(tài)因子對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)起綜合作用，藍(lán)靛果忍冬又以自身的變異來(lái)適應(yīng)外界環(huán)境的變化，生態(tài)適應(yīng)能力較強(qiáng)；⑵群體內(nèi)家系間果實(shí)縱徑和橫徑存在一定的變異，平均變異系數(shù)分別為2.17%和1.89%，且2個(gè)性狀的差異極顯著，具備優(yōu)良家系選擇的遺傳基礎(chǔ)。⑶以果實(shí)性狀為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，兼顧生長(zhǎng)勢(shì)、遺傳表現(xiàn)和種粒數(shù)量，確定LQS 05和LQS 03為優(yōu)良家系。該家系的果粒較大，變異較小，經(jīng)濟(jì)效益明顯，建議進(jìn)行無(wú)性擴(kuò)繁，綜合分析與評(píng)價(jià)果實(shí)性狀的遺傳效應(yīng)，為高寒地區(qū)經(jīng)濟(jì)林基地建設(shè)提供優(yōu)良品種或品系。

[1]蘭士波,羅旭,李谞.藍(lán)靛果忍冬研究進(jìn)展及開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景[J].中國(guó)林副特產(chǎn),2008(1):87-90.

[2]林淑玲.生態(tài)因子對(duì)藍(lán)靛果忍冬生長(zhǎng)發(fā)育及果實(shí)品質(zhì)影響的研究[D].長(zhǎng)春:吉林農(nóng)業(yè)大學(xué),2003：1-5.

[3]周以良,董世林,聶少荃.黑龍江樹(shù)木志[M].哈爾濱:黑龍江省科學(xué)技術(shù)出版社,1986：525-527.

[4]鄭萬(wàn)鈞.中國(guó)樹(shù)木志(第一卷)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1985：1866-1857.

[5]侯江雁,李彥冰,崔立杰.藍(lán)靛果忍冬保健顆粒的制備和毒理實(shí)驗(yàn)[J].中醫(yī)藥學(xué)報(bào),2001,29(3):58-61.

[6]黃普華,紹忠文,卓麗環(huán).我國(guó)東北地區(qū)藍(lán)靛果忍冬初步研究[J].自然資源研究,1982(1):57-62.

[7]許雙慶,王培清.藍(lán)靛果忍冬栽培技術(shù)[J].北方園藝,1989(7)：19-20.

[8]汪矛,谷安根.藍(lán)靛國(guó)忍冬的果實(shí)解剖及分類意義[J].植物研究,1988,8(4):203-205.

[9]李淑芹.藍(lán)靛果忍冬營(yíng)養(yǎng)成分研究[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1994,25(4):401-404.

[10]蘭士波,藍(lán)靛果忍冬生態(tài)耦合性分析與遺傳效應(yīng)評(píng)價(jià)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(33):12843-12845.

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

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

Analysis on Genetic Variation of Berry Characters in the Offspring from Natural Populations ofLoniceraedulis

Lan Shibo，Ning Xiaoguang

(Division of Forests Botany, Forestry Research Institute of Heilongjiang Province, Harbin 150081)

Loniceraedulisprefer the cold and wetter climate, and it is a perennial shrub belonging to wild berry category, which it has a high nutritional and medicinal value. In order to provide theoretical basis for the breeding, introduction and cultivation in the cold area.We analyzed and evaluated the degree of genetic variation from berry characters base on discussing the ecological effect on light, heat, water and soil resource ofLoniceraedulisin extremely cold areas.The results showed that, the ecological effect ofLoniceraeduliswas stronger, but there were certain difference on the berry characters between its families, and the coefficients of variance of the berry vertical (2.17%) were larger, but its transect diameter (1.89%) were smaller. According to the main evaluation indicators of the berry characters, and considering its growth vigor, genetic performance and the average number of seeds, LQS05 and LQS03 were to be regarded as excellent individual, its berry were larger, and its variation were smaller.

Loniceraedulis; Ecology adaptability; Berry character; Genetic Variation

2015-03-12

國(guó)家林木種質(zhì)資源平臺(tái)運(yùn)行服務(wù)項(xiàng)目(2011DKA21003-07)；黑龍江省重大科技支撐項(xiàng)目(GB06B306)

蘭士波(1966-)，男，研究員，從事林木遺傳育種、種質(zhì)資源、森林培育及森林植物等學(xué)科的科學(xué)研究與成果研發(fā)，E-mail：Lanshibo1966@163.com。

S663.9

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.05.001