鶴崗和鐵力紅松種子園種子形態(tài)特征的比較研究

楊柏林，張　振，張　磊，張含國，姜　瑩

(1. 黑龍江省鐵力林業(yè)局，黑龍江 伊春　152500；2. 東北林業(yè)大學(xué)林木遺傳育種國家重點(diǎn)實驗室，黑龍江 哈爾濱　150040)

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鶴崗和鐵力紅松種子園種子形態(tài)特征的比較研究

楊柏林1，張振2，張磊2，張含國2，姜瑩2

(1. 黑龍江省鐵力林業(yè)局，黑龍江 伊春152500；2. 東北林業(yè)大學(xué)林木遺傳育種國家重點(diǎn)實驗室，黑龍江 哈爾濱150040)

摘要：對鶴崗和鐵力兩個紅松種子園的15個無性系的種子性狀進(jìn)行觀測與分析，結(jié)果表明： 千粒重、種仁重、種皮重指標(biāo)差異極顯著，出仁率、種仁重/種皮重、種長、種寬、長寬比指標(biāo)差異不顯著。千粒重指標(biāo)與種仁重、種皮重、種長、種寬，種仁重/種皮重與種長、種寬，種皮重與種長、種寬，種長與種寬均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，出仁率指標(biāo)與所觀測性狀均無顯著相關(guān)性。與種子質(zhì)量相關(guān)的指標(biāo)變異系數(shù)在兩個種子園中差異較大，而種子形態(tài)指標(biāo)的變異系數(shù)差異較小，說明種子質(zhì)量受環(huán)境因子影響較大，而種子形態(tài)受影響較小。不同無性系的種子有關(guān)性狀除受環(huán)境影子影響外，還與基因型×環(huán)境的交互作用有關(guān)。

關(guān)鍵詞：紅松；種子園；種子；形態(tài)特征

紅松(Pinuskoraiensis)為松科松屬喬木，是我國東北地區(qū)重要的用材樹種，也是一種經(jīng)濟(jì)價值很高的樹種[1,2]，在我國主要分布于長白山及其北部的張廣才嶺、老爺嶺、完達(dá)山和小興安嶺[3~5]。黑龍江省作為中國紅松的主產(chǎn)區(qū)，從上世紀(jì)80年代就開始針對紅松資源的生產(chǎn)和利用進(jìn)行了深入研究，建立了大批種子園良種生產(chǎn)基地。但由于生長周期長、生長較慢，嚴(yán)重阻礙了紅松良種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著紅松籽產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對選擇育種的目標(biāo)和策略進(jìn)行調(diào)整，選育堅果型優(yōu)良無性系極其重要。目前，對紅松種子園無性系開花結(jié)實及種子形態(tài)已有初步了解，但缺乏系統(tǒng)研究，更缺少不同無性系種子形態(tài)的評價。筆者通過對親本優(yōu)樹來源一致的種子園無性系種子形態(tài)的變異分析，篩選出堅果型無性系，旨在為堅果園和高世代種子園營建提供基礎(chǔ)材料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2011年秋于黑龍江省鐵力市和鶴崗市的紅松種子園內(nèi)分別采集15個無性系的種子。鐵力和鶴崗種子園均于1979年營建，親本優(yōu)樹均來源于黑龍江省五營優(yōu)樹。鐵力紅松種子園位于小興安嶺南部，地理位置：47°16′55.26″N，128°26′19.07″E。年降雨量641 mm，年蒸發(fā)量1193.3 mm；年日照時數(shù)2 420 h；年均溫1.4℃，7月均溫21.4℃。鶴崗紅松種子園地理位置：47°28′26.3″N，130°35′07.55″E。年降雨量646.0 mm，年蒸發(fā)量1 190.0 mm；年日照時數(shù)2 566.8 h；年均溫2.6℃，7月均溫21.0℃。

1.2 測定方法

千粒重：采用四分法，取平均值；出仁率：隨機(jī)選取100 g松籽，出仁率=脫皮后的松仁質(zhì)量/松籽質(zhì)量×100%；種長、種寬：隨機(jī)選取50粒種子為1次重復(fù)，每個試驗均設(shè)置3次重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)的處理和分析

使用SPSS18.0軟件進(jìn)行數(shù)量性狀及遺傳參數(shù)的統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅松種子的形態(tài)性狀

對鶴崗種子園及鐵力種子園內(nèi)紅松無性系種子形態(tài)性狀進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表1。

表1　鶴崗和鐵力紅松無性系種子形態(tài)性狀表現(xiàn)及方差分析結(jié)果

注：**為1%水平差異顯著；*為5%水平差異顯著； ±后為標(biāo)準(zhǔn)差。

從表1中可以看出，所有性狀在無性系間均存在極顯著或顯著差異，其中：鶴崗種子園無性系間出仁率、千粒重、種仁重、種皮重、種仁重/種皮重、種長、種寬的差異極為顯著，長寬比指標(biāo)在5%水平上達(dá)到顯著差異；鐵力種子園無性系間所有性狀在1%水平上達(dá)到極顯著差異。

鶴崗種子園中，出仁率、千粒重、種仁重、種皮重、種仁重/種皮重、種長、種寬、長寬比的變異系數(shù)分別為：5.78%、10.13%、10.61%、11.05%、9.01%、8.30%、12.19%、12.91%；鐵力種子園中，出仁率、千粒重、種仁重、種皮重、種仁重/種皮重、種長、種寬、長寬比的變異系數(shù)分別為：12.96%、17.43%、21.90%、18.48%、18.14%、8.43%、12.66%、12.62%。鐵力種子園中除長寬比指標(biāo)的變異系數(shù)稍低于鶴崗種子園外，其余各性狀指標(biāo)的變異系數(shù)均高于鶴崗種子園。與紅松種子質(zhì)量相關(guān)的指標(biāo)(出仁率、千粒重、種仁重、種皮重、種仁重/種皮重)的變異系數(shù)在兩個種子園中差異較大，而種子形態(tài)指標(biāo)(種長、種寬、長寬比)的變異系數(shù)差異較小。說明種子質(zhì)量受環(huán)境因子影響較大，而種子形態(tài)受影響較小。這與種子形態(tài)是植物對自然環(huán)境長期適應(yīng)、相對穩(wěn)定的結(jié)果一致。

2.2 種子園內(nèi)無性系間的比較分析

鶴崗種子園中，出仁率、千粒重、種仁重、種皮重、種長、種寬的平均值分別為34.64%、556.03g、0.192 4g/粒、0.363 7g/粒、14.25mm、8.84mm。對其進(jìn)行多重比較，結(jié)果見表2；每個性狀排名前5位的無性系見表3。

表2　鶴崗種子園無性系間各性狀的均值與多重比較

表3　鶴崗種子園主要性狀前5位的無性系

從表3可以看出：無性系HG23的出仁率最高，高出無性系平均值的9.68%；HG14的千粒重最高，高出平均值的17.84%；HG14的種仁重最高，高出平均值的19.64%；HG39的種長最長，高出平均值的4.46%；HG23的種寬最寬，高出平均值的8.80%。

鐵力種子園中，出仁率、千粒重、種仁重、種皮重、種長、種寬的平均值分別為34.33%、478.09g、0.164 2g/粒、0.313 9g/粒、14.12mm、8.69mm。對其進(jìn)行多重比較，結(jié)果見表4；每個性狀排名前5位的無性系見表5。

表4　鐵力種子園無性系間各性狀的均值與多重比較

表5　鐵力種子園主要性狀前5位的無性系

從表5中可以看出：無性系TL1357的出仁率最高，高出無性系平均值的11.91%；TL1194的千粒重最高，高出平均值的24.33%；TL1131的種仁重最高，高出平均值的27.01%；TL1194的種長最長，高出平均值的11.71%；TL1383的種寬最寬，高出平均值的10.35%。

2.3兩個種子園紅松種子形態(tài)性狀的比較分析

由表1可看出，鶴崗種子園紅松種子的出仁率、千粒重、種仁重、種皮重、種仁重/種皮重、種長、種寬指標(biāo)均高于鐵力種子園。兩個種子園中的無性系親本均來自五營優(yōu)樹。為比較兩個種子園在32a間種子形態(tài)的主要性狀是否達(dá)到數(shù)理統(tǒng)計中的顯著性水平，對兩個種子園各性狀進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗，結(jié)果見表6。

表6　兩個種子園紅松種子形態(tài)性狀的比較

注：**為1%水平差異顯著;*為5%水平差異顯著。

從表6可以看出，千粒重、種仁重、種皮重指標(biāo)達(dá)到統(tǒng)計分析中的極顯著差異，出仁率、種仁重/種皮重、種長、種寬、長寬比指標(biāo)差異不顯著。揭示了在32a間親本優(yōu)樹來源地一致的兩個種子園的松籽質(zhì)量指標(biāo)(千粒重、種仁重、種皮重)差異顯著，而松籽的形態(tài)指標(biāo)和種仁所占種子整體的比例受環(huán)境因素影響較小，表現(xiàn)出的差異不大。

2.4 種子性狀間的相關(guān)性分析

對紅松種子形態(tài)性狀進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表7。

表7　紅松種子性狀的相關(guān)性分析

注：*為0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)；**為0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

從表7中可以看出，紅松千粒重指標(biāo)與種仁重、種皮重、種長、種寬，種仁重與種皮重、種長、種寬，種皮重與種長、種寬，種長與種寬均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，因此，可以選擇出千粒重、種仁重、種長、種寬兼優(yōu)的無性系；出仁率指標(biāo)與所測性狀均無顯著相關(guān)性，出仁率可做獨(dú)立選擇。

3 結(jié)論與討論

本研究采用的紅松種子園無性系親本均來自五營優(yōu)樹，對種子有關(guān)性狀的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行T檢驗，結(jié)果顯示，千粒重、種仁重、種皮重指標(biāo)達(dá)到統(tǒng)計分析中的極顯著差異，出仁率、種仁重/種皮重、種長、種寬、長寬比指標(biāo)差異不顯著。

紅松種子形態(tài)性狀的相關(guān)性表明，千粒重指標(biāo)與種仁重、種皮重、種長、種寬，種仁重/種皮重與種長、種寬，種皮重與種長、種寬，種長與種寬均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，出仁率指標(biāo)與所觀測性狀均無顯著相關(guān)性。

研究結(jié)果還證實，與紅松種子質(zhì)量相關(guān)的指標(biāo)(出仁率、千粒重、種仁重、

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Comparative study of seed morphological

and characteristics in seed orchard ofPinuskoraiensis

YANG Bai-li1, ZHANG Zhen2, ZHANG Lei2, ZHANG Han-guo2, JIANG Ying2

(1. Tieli Forestry Bureau of Heilongjiang Province, Tieli 152500, China; 2. State Laboratory of Forest Genetics and Breeding, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China)

Abstract:Morphological characteristics ofPinuskoraiensisseed in fifteen clones in seed orchards from Hegang and Teili were analyzed, the results suggested that there were extremely significant differences in thousand kernel weight, seed kernel weight and seed coat weight index, however, the differences among kernel percent, seed kernel/coat weight, length, width and length-width ratio index were not significant. Thousand kernel weight were significantly and positively correlated to seed kernel weight, coat weight, weight and length; seed kernel weight/ coat weight were significantly and positively correlated to weight and length; seed coat weight were significantly and positively correlated to weight and length, so did width and length. Moreover, kernel percent were no significant correlation with other characteristics. Index variation coefficient correlating with seed quality appeared a large difference among the two seed orchards, and the variation coefficient of seed form index showed less differences, explaining that seed qualities were greatly influenced by environmental factors, seed form were less affected. Seed characteristics were not only affected by the environment factors, but also related to the interaction of genotype and environment.

Key words:Pinuskoraiensis; seed orchard; seed; morphological characteristic

通訊作者簡介：張含國(1962-)，男，黑龍江南岔人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事林木育種方面的教學(xué)與研究.

作者簡介：楊柏林(1972-)，男，遼寧法庫人，工程師，主要從事林木引種與栽培工作.

基金項目：林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(201204320)

收稿日期：2013-12-05

文章編號：1005-7129(2014)01-0001-05

中圖分類號：S791.247.04

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A