生物農(nóng)藥用銀杏優(yōu)良無性系的選育

曹福亮，郁萬文，張遠蘭

（南京林業(yè)大學 森林資源與環(huán)境學院，江蘇 南京 210037）

生物農(nóng)藥用銀杏優(yōu)良無性系的選育

曹福亮，郁萬文，張遠蘭

（南京林業(yè)大學 森林資源與環(huán)境學院，江蘇 南京 210037）

以40個20年生銀杏無性系為研究對象，研究了外種皮酚酸含量、單株種實產(chǎn)量、出皮率和單株經(jīng)濟產(chǎn)量的變異規(guī)律。結(jié)果表明：不同無性系間的單株產(chǎn)量、酚酸含量、單株經(jīng)濟產(chǎn)量差異顯著，出皮率達到顯著性水平。結(jié)合銀杏無性系的種實產(chǎn)量、出皮率、外種皮酚酸含量和單株經(jīng)濟產(chǎn)量，采用歐氏距離和最長距離法進行聚類，把40個無性系分成4大類。其中第四類（16號（南林外1）、38號（南林外2））無性系的外種皮酚酸含量高，單株種實產(chǎn)量高，外種皮出皮率中等偏高，單株經(jīng)濟產(chǎn)量最高，可以為新型生物農(nóng)藥銀杏定向栽培提供材料，具有較高的引種試驗和推廣潛力。

銀杏無性系，外種皮，酚酸，生物農(nóng)藥

我國銀杏種核產(chǎn)量占世界的90%以上，并保持8.0%～10.0%的年遞增率。據(jù)統(tǒng)計，我國每年約有3萬噸外種皮作為廢物被丟棄。銀杏外種皮中含量較高的成分酚酸類化合物[1-2]，是制備生物農(nóng)藥的天然原料。多年來對銀杏資源的開發(fā)一直以銀杏葉和白果為主，而銀杏外種皮因尚無成熟可靠的工業(yè)化加工利用方法，往往被廢棄，散發(fā)出惡臭，而且所含的酚酸類有毒成分還會被水浸取而對周圍水域造成污染，毒死魚蝦，威脅到人畜飲用水的安全?，F(xiàn)今，隨著銀杏果、葉深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，銀杏良種化集約經(jīng)營、大規(guī)模農(nóng)田林網(wǎng)建設(shè)等生產(chǎn)模式必在國內(nèi)進一步迅速擴大，這樣勢必會生產(chǎn)更多的外種皮，因而盡快找到一條經(jīng)濟有效的外種皮利用途徑顯得十分必要和迫切。

隨著國家對環(huán)境保護的日益重視，開發(fā)植物源殺蟲劑、殺菌劑已經(jīng)成為迫切的需要。利用銀杏外種皮開發(fā)生產(chǎn)銀杏外種皮的醫(yī)藥和農(nóng)藥及其他產(chǎn)品，可充分利用了外種皮資源，減少對環(huán)境的污染，提高我國農(nóng)產(chǎn)品無公害的生產(chǎn)水平，延長銀杏的產(chǎn)業(yè)鏈，顯著提高銀杏的經(jīng)濟總量，增加農(nóng)民收入，具有十分重大的實際意義。據(jù)邢世巖2004年統(tǒng)計，目前中國有核用品種或優(yōu)株209個，葉用24個，觀賞25個，雄株42個，材用4個[3]。銀杏變種及品種的多樣性為開展該物種遺傳多樣性和定向選育研究奠定了良好的種質(zhì)基礎(chǔ)。針對銀杏不同優(yōu)株、品種、無性系間存在較大的遺傳變異，本研究對40個優(yōu)良無性系的單株產(chǎn)量、種實出皮率、外種皮酚酸含量及單株經(jīng)濟產(chǎn)量的差異性進行研究，并結(jié)合聚類方法，初步篩選單株產(chǎn)量、種實出皮率、外種皮酚酸含量及單株經(jīng)濟產(chǎn)量均較高的無性系，為新型生物農(nóng)藥用銀杏定向栽培提供種質(zhì)資源。本研究將進一步豐富銀杏優(yōu)良無性系選育的內(nèi)容。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

材料來源于江蘇省邳州市陳樓鎮(zhèn)銀杏種質(zhì)資源圃，為嫁接20年生的40個核用銀杏無性系。參試的40個無性系(見表1)，每個無性系有3～6個嫁接單株，每個單株上嫁接3～4個接穗。定植株行距為7 m×6 m，樹冠輪廓多為半圓形。

2008年4月19日至4月20日，采用溶液噴霧法進行人工授粉，授粉一次性完成。胚珠吐水時間較遲的，隔2、3天再授粉。每個無性系重復3次。選取花期相遇的單一雄株花粉等量混合。2008年9月29日采用人工擊落法對種實進行采收，堆漚20天后，用搓揉等外力使種子和外種皮分離。銀杏外種皮曬干后，放入60℃恒溫鼓風干燥箱內(nèi)烘干至發(fā)脆，用植物粉碎機粉碎，過40目篩，保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 銀杏無性系編號及原產(chǎn)地Table 1 Number and origin place of ginkgo clones

1.2 方法

（1）單株種實和外種皮產(chǎn)量的統(tǒng)計

種實成熟后，對參試無性系單株采用人工擊落法，分別實測每個無性系的株產(chǎn)，每個無性系3個重復。

（2）出皮率測定

隨機抽取90粒種實，分成3份，先測定種實的重量，再將種實剝下外種皮，并稱重，按照下列公式測定出皮率。

（3）銀杏外種皮酚酸含量的測定

采用超聲波法，按照“超聲波萃取時間45 min-乙醇質(zhì)量分數(shù)80%-乙醇與外種皮液固比15 ml/g”的工藝[4]提取外種皮酚酸。采用紫外分光光度法對銀杏無性系外種皮酚酸含量進行測定。

（4）銀杏無性系單株經(jīng)濟產(chǎn)量計算

按照下列公式計算銀杏無性系單株經(jīng)濟產(chǎn)量(生物農(nóng)藥用)。

單株經(jīng)濟產(chǎn)量(g)=單株種實產(chǎn)量(kg)×出皮率(%)×酚酸含量(mg/g)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)分析采用EXCELL結(jié)合SPSS for Windows V8.01軟件進行方差分析和Duncan多元范圍檢測(Duncan's Multiple Test)、相關(guān)分析及聚類分析等。

2 結(jié)果與分析

2.1 銀杏無性系種實產(chǎn)量的變異

由圖1看出，不同無性系間種實產(chǎn)量存在較大差異。方差分析表明，不同銀杏無性系種實產(chǎn)量間的差異達到極顯著水平（F=101.698，P＜0.01）。所有無性系種實產(chǎn)量均值是95.51 kg。種實產(chǎn)量最大的16號，為259.5 kg；種實產(chǎn)量最小的是63號，僅為11.0 kg。無性系間的變異系數(shù)達到62.32%。種實產(chǎn)量較大的無性系是16、38、29、36、48號，較小的是54、53、68、39、63號（見圖1）。

2.2 銀杏無性系出皮率的變異

方差分析表明，無性系間的出皮率差異顯著（F=4.72，P＜0.05）。各無性系出皮率的平均值是74.19%，無性系間的變異系數(shù)是5.48%，變動幅度63.64%～80.32%。出皮率較大的無性系是54、52、35、55、66號，較小的是48、27、10、28、46號（見圖2）。

2.3 銀杏無性系酚酸含量的變異

方差分析表明，無性系間的酚酸含量差異極顯著（F=26.18，P＜0.000 1）。各無性系外種皮酚酸含量的均值是6.46 mg/g，無性系間的變異系數(shù)是80.38%，變動幅度2.750～10.32 mg/g。酚酸含量較高的是52、38、16、20、45號，較低的無性系是50、27、63、13、19號（見圖3）。

圖1 銀杏優(yōu)良無性系單株種實產(chǎn)量Fig.1 Fruit yield per plant of ginkgo clones

圖2 銀杏優(yōu)良無性系的出皮率Fig.2 Meat output ratio of ginkgo clones

圖3 銀杏無性系的外種皮酚酸含量Fig.3 Phenolic acid content of ginkgo clones exopleura

2.4 銀杏無性系單株經(jīng)濟產(chǎn)量的變異

方差分析表明，無性系間的經(jīng)濟產(chǎn)量差異顯著（F=46.62,P＜0.01）。各無性系單株經(jīng)濟產(chǎn)量均值是348.50 g，無性系間的變異系數(shù)為5.48%，變動幅度20.43～1 500.48 g。單株經(jīng)濟產(chǎn)量較高的無性系是16、38、48、45、36號，較低的是63、68、60、47、39號（見圖4）。

圖4 銀杏優(yōu)良無性系的單株經(jīng)濟產(chǎn)量Fig.4 Economic yield per plant of ginkgo clones

2.5 生物農(nóng)藥用銀杏優(yōu)良無性系初選

結(jié)合銀杏無性系的種實產(chǎn)量、出皮率、外種皮酚酸含量和單株經(jīng)濟產(chǎn)量，對數(shù)據(jù)進行標準化轉(zhuǎn)換，采用歐氏距離（聚類距離）和最長距離法（聚類方法）對無性系進行聚類，以距離3.74為標準，可將40個無性系劃分為4大類，第一類為10、27、28、13、29、36、45、48號，第二類為11、14、25、32、30、62、24、46、47、34、19、50、60、68、63號，第三類為15、18、35、39、40、53、23、66、33、59、26、55、20、52、54 號，第四類為16、38（見圖5）。

如表2所示，第一類（10、27、28、13、29、36、45、48號）無性系的外種皮酚酸含量較低，單株種實產(chǎn)量中等，外種皮出皮率低，單株經(jīng)濟產(chǎn)量中等；第二類（11、14、25、32、30、62、24、46、47、34、19、50、60、68、63號）無性系的外種皮酚酸含量低，單株種實產(chǎn)量低，外種皮出皮率中等偏低，單株經(jīng)濟產(chǎn)量低；第三類（15、18、35、39、40、53、23、66、33、59、26、55、20、52、54號）無性系的外種皮酚酸含量中等，單株種實產(chǎn)量低，外種皮出皮率高，單株經(jīng)濟產(chǎn)量低；第四類（16號（南林外1）、38號（南林外2））無性系的外種皮酚酸含量高，單株種實產(chǎn)量高，外種皮出皮率中等偏高，單株經(jīng)濟產(chǎn)量最高。綜上所述，第四類可以作為生物農(nóng)藥用銀杏無性系加以選擇，并進行推廣。

圖5 生物農(nóng)藥用銀杏無性系聚類分析Fig.5 Clustering analysis of ginkgo clones for biological pesticide use

表2 四大類無性系酚酸含量、單株種實產(chǎn)量、出皮率和單株經(jīng)濟產(chǎn)量Table 2 Phenolic acid content, fruit yield per plant, meat output ratio and economic yield per plant of four kinds of ginkgo clones

3 結(jié)論與討論

銀杏的優(yōu)良單株、品種或無性系由于遺傳特性及生境的差異，造成銀杏的優(yōu)良單株、品種或無性系的豐產(chǎn)性、不同構(gòu)件中有效成分（黃酮、萜內(nèi)酯、酚酸等）含量[5-7]的顯著差異。邢世巖等[8]的研究表明，20個品種的產(chǎn)量性狀的標準差及變異系數(shù)變異較大，3 a～6 a的6個性狀除結(jié)果株率外，變異系數(shù)均在50%以上。邢世巖等[9]對全國86個銀杏葉單株無性系的方差分析結(jié)果表明，3個主要產(chǎn)量指標小區(qū)葉產(chǎn)量、葉面積系數(shù)和葉數(shù)/株具有較高的F值及遺傳力，說明這些性狀的遺傳因素對表型值的影響較大。本研究表明，不同無性系間的單株產(chǎn)量、酚酸含量、單株經(jīng)濟產(chǎn)量均達到極顯著水平，出皮率也達到顯著性水平，說明不同無性系間存在較大差異，有利于從中篩選出4個指標均較高的無性系。結(jié)合銀杏無性系的種實產(chǎn)量、出皮率、外種皮酚酸含量和單株經(jīng)濟產(chǎn)量，對40個無性系進行聚類，將其劃分為4大類。第一類（10、27、28、13、29、36、45、48號）無性系的外種皮酚酸含量較低，單株種實產(chǎn)量中等，外種皮出皮率低，單株經(jīng)濟產(chǎn)量中等；第二類（11、14、25、32、30、62、24、46、47、34、19、50、60、68、63號）無性系的外種皮酚酸含量低，單株種實產(chǎn)量低，外種皮出皮率中等偏低，單株經(jīng)濟產(chǎn)量低；第三類（15、18、35、39、40、53、23、66、33、59、26、55、20、52、54號）無性系的外種皮酚酸含量中等，單株種實產(chǎn)量低，外種皮出皮率高，單株經(jīng)濟產(chǎn)量低；第四類（16號（南林外1）、38號（南林外2））無性系的外種皮酚酸含量高，單株種實產(chǎn)量高，外種皮出皮率中等偏高，單株經(jīng)濟產(chǎn)量最高，可以作為生物農(nóng)藥用銀杏無性系進一步擴繁，為新型生物農(nóng)藥用銀杏的定向培育提供材料，具有較高的引種試驗和推廣潛力。

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Selection and brooding of Ginkgo clones used as bio-pesticide

CAO Fu-liang, YU Wan-wen, ZHANG Yuan-lan
(College of Forest Resources and Environment, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China)

Variations of phenolic acid content, fruit yield per plant, husk yield rate and economic yield per tree of 40 Ginkgo clones of 20-year-old were studied. The results were as follows: the differences of the four indexes of the clones were very signif i cant, that of husk yield rate were also very signif i cant; By taking into account the yields of seed & fruit, husk yield rate, content of phenolic acids from exopleura and economic yield per tree, and using Euclidean distance method and most long distance method, the 40 Ginkgo clones were clustered and then divided into 4 groups. Group 4 including 16# (Nanlin Wai-1)and 38#(Nanlin Wai-2) clone which had high phenolic acid contents, were medium high husk yield rate of exopleura fruit yield per tree, and had the highest economic yield per tree, hence,they can be used as the orientation and cultivation tree species to make new bio-pesticides, have higher values in introduction test and popularization.

Ginkgo clones; exopleura; phenolic acid; biological pesticide

S722.1+3

A

1673-923X(2012)12-0120-05

2012-06-13

林業(yè)公益性行業(yè)科研項目“銀杏葉和外種皮加工產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究”（編號：201004015）

曹福亮( 1957- ) , 男, 江蘇姜堰人。教授, 博士生導師, 主要從事經(jīng)濟林栽培的研究

[本文編校：羅 列]