麻瘋樹雜種F1種子主要特性分析

辛雅萱　張嚴方　李偉

摘 要：麻瘋樹廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)，其種子可提煉生物柴油，具有極大的開發(fā)利用價值。從多份麻瘋樹雜種F1種子中選出較好的20份材料，研究了其主要種子特性，結(jié)果表明：選出的A-51、A-10、D-4、A-26和A-31 5個優(yōu)異單株的4個種子性狀均達到相對較高水平。研究結(jié)果為該植物的遺傳改良工作提供理論及實踐依據(jù)。

關(guān)鍵詞：麻瘋樹；F1代；種子特性；分析

中圖分類號 S79 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）16-0097-04

麻瘋樹（Jatropha curcas L.）又名小桐子、臭油桐及膏桐等，為大戟科（Euphorbiaceae）麻瘋樹屬（Jatropha）落葉灌木或小喬木。研究表明，麻瘋樹種子含油量可達40%以上，可榨取能源油進行利用。其榨油后生成的油渣、餅粕經(jīng)加工處理后可作為生物農(nóng)藥、肥料或飼料等[1-2]。人們認識到化石類能源越來越少，麻瘋樹種子油經(jīng)進一步加工提煉后可用于燃油的事實受到了世界各國的極大重視，被認為是最有可能代替未來石油且有巨大開發(fā)潛力的能源樹種。因此，麻瘋樹種子的產(chǎn)量及含油率等種子特性，是其研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容，且國內(nèi)外已有相關(guān)研究報道[3-6]。然而，多年的生產(chǎn)實踐證明，麻瘋樹確實存在種子產(chǎn)量低，且易受環(huán)境因素的影響出現(xiàn)低產(chǎn)甚至不結(jié)實的現(xiàn)象，已成為制約麻瘋樹開發(fā)利用的障礙。因此，利用各種遺傳育種的手段對其種子特性進行改良已迫在眉睫[7]。雜交育種作為一種常規(guī)的育種手段，長久以來已在多種植物中發(fā)揮出了其不可替代的作用，是國內(nèi)外育種中應(yīng)用最廣泛、成效最顯著的育種方法之一。諸多生產(chǎn)上大面積推廣的農(nóng)林新品種，均是通過雜交育種選育而成[8]。所以，利用雜交育種的手段產(chǎn)生麻瘋樹有性種子，種植后獲得麻瘋樹F1代植株，并待其性成熟產(chǎn)生種子后，對種子特性進行測定，并作為早期選擇的依據(jù)之一，可快速而有效的改良該樹種種子產(chǎn)量低和種子含油率低的不良性狀。試驗在前期研究中獲得了麻瘋樹F1代植株種子多份，測定種子的百粒重、種子含油率，種仁含油率以及單株初果期產(chǎn)量等性狀，試驗結(jié)束后選取百粒重、產(chǎn)量、種子含油率、種仁含油率分別較高的20份，對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以期篩選出高種子產(chǎn)量及高種子含油率的優(yōu)良單株，為麻良種選育提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 試驗材料為西南林業(yè)大學(xué)前期進行的麻瘋樹雜種F1植株上結(jié)實第一年收獲的種子，以不同的雜交組合分為不同的系列（以英文大寫字母表示）。待果實成熟后，在落果前人工及時采收果實，風(fēng)干后人工剝離種子備用。

1.2 方法

1.2.1 單株產(chǎn)量 統(tǒng)計每個單株總的種子重量。

1.2.2 種子百粒重 隨機選取100粒風(fēng)干狀態(tài)下的種子，于電子天平（精度為0.001g）上稱重。每次抽樣5份，重復(fù)3次。

1.2.3 種子及種仁含油率 種子及種仁含油率均參考姚虹[9]改進的索氏提取法測定脂肪含量方法的測定。每次測定含油率抽樣5份，重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理 在試驗結(jié)束后從所有數(shù)據(jù)處理中選取產(chǎn)量、百粒重、種子含油率、種仁含油率分別較高的前20個單株的數(shù)據(jù)，在EXCEL和SPSS13.0軟件上進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子產(chǎn)量 對麻瘋樹F1代種子產(chǎn)量進行統(tǒng)計分析，所入選的前20個單株種子產(chǎn)量列于表1中。

由表1可知，A-51這一植株的產(chǎn)量高達237.9g，明顯高于其他植株。其后的A-31、D-4和A-10植株的產(chǎn)量分別為186.97g、174.58g和170.58g，其產(chǎn)量也較為可觀。另外A-26號植株的產(chǎn)量為167.66g。而L-5、A-50、A-44、A-52和A-32 5個單株的產(chǎn)量也都在120g以上。因此，將A-51、A-31、D-4、A-10、A-26、L-5、A-50、A-44、A-52以及A-32號單株確定為高產(chǎn)量單株。

2.2 種子百粒重 對麻瘋樹F1代種子百粒重進行方差分析，其結(jié)果列于表2。

表3顯示：A-4、D-4、和A-10植株的種子含油率達到最大值，分別是33.166%、33.120%和33.113%，且與其余單株的種子含油率表現(xiàn)顯著差異，其次是A-51和A-31單株的種子含油率是31.579%和30.628%也較為可觀。接下來的C-5、A-26和A-45單株之間也沒有顯著差異（分別為：30.116、29.999和29.809%），緊隨其后的E-4和L-2植株也分別達到29.809%和29.455%。而最少的A-21號單株的種子含油率僅有26.094%?？梢哉J為A-4、D-4、A-10、A-51、A-31、C-5、A-26、A-45、E-4以及L-2的種子含油率達到了相對較高水平。

2.4 種仁含油率 對麻瘋樹F1代種子種仁含油率較高的前20個單株進行統(tǒng)計分析，結(jié)果列于表4中。

結(jié)果表明，A-10號單株的種子種仁含油率與其它植株表現(xiàn)顯著差異，其種仁含油率達到了60.533%；其次是L-2和A-26兩株的種子的種子種仁含油率之間不存在顯著差異（分別為：55.955和55.833%），接下來的A-51和D-4 2株的種仁含油率也分別達到了54.834%和54.034%。隨后的A-4、H-1、E-4、C-8以及A-55五株的種仁含油率也都在52.128%以上。而A-41號單株的種子種仁含油率最小，僅為50.159%；可以認為，A-10、L-2、A-26、A-51、D-4、A-4、H-1、E-4、C-8以及A-31這10個單株的種仁含油率達到了相對較高水平（表4）。

2.5 優(yōu)良麻瘋樹F1單株的初步篩選 從上述的分析中，選出百粒重、產(chǎn)量、種子含油率和種仁含油率均相對較高的D-4、A-10、A-26、A-51和A-31這5個單株，做為初選的優(yōu)良材料（表5）。

3 討論

一般情況下，產(chǎn)量是由多基因控制的，它的形成較為復(fù)雜，常常表現(xiàn)為變異系數(shù)較大。萬泉等[5]在收集了云南、四川、廣西和海南等地的20個不同種源的種子后，對種子性狀進行了測定，結(jié)果表明種子百粒重變幅為48.6～67.7g，平均為61.4g。而在試驗中發(fā)現(xiàn)，20份雜種一代的麻瘋樹百粒重有顯著差異，變幅為：49.7～64.0g，同樣存在較高有變異程度。由于產(chǎn)量形成的復(fù)雜性，導(dǎo)致它的遺傳率較低。但如果找到與產(chǎn)量性狀密切連鎖的某些遺傳率較高的、表現(xiàn)明顯的簡單性狀，則可利用其對產(chǎn)量進行早期間接選擇，從而提高產(chǎn)量性狀選擇的可靠性[10]。因此，在麻瘋樹雜交育種后代選擇過程中，應(yīng)探討諸如種子成熟期、種子采收時期、株高、結(jié)實期的長短等性狀與產(chǎn)量是否有連鎖關(guān)系，以加強間接選擇，有望選育出種子產(chǎn)量和百粒重均較高的麻瘋樹新種質(zhì)。

Kaushik[11]曾以24株麻瘋樹優(yōu)樹為材料，測得其種子含油率為28.00%～38.80%，平均為33.13%。吳軍[12]從四川和云南干熱河谷地區(qū)的半野生狀態(tài)的麻瘋樹中初步篩選出了10個高含油品系，其種仁含油率在52%～63%，平均達到56.1%。試驗中測定的20個麻瘋樹雜種F1代含油率均有明顯差異，種仁含油率變幅為：50.159%～60.533%，種子含油率變幅為26.094%～33.166%?？梢?，麻瘋樹種子及種仁含油率均分別具有較高的變異程度。而油分含量的變異主要受環(huán)境互作效應(yīng)的控制，環(huán)境變化能在較大的程度上左右基因的表達[10]。所以，提高麻瘋樹種子油分含量還應(yīng)注意提供適合其生長發(fā)育的環(huán)境條件進行種植或者選擇適宜于生態(tài)條件的優(yōu)良種源進行種植。同時，變異程度較高，有利于在雜種后代中的選擇，但應(yīng)保證所進行的選擇試驗是在條件相對一致的環(huán)境條件下進行的。

試驗所選出的A-51、A-10、D-4、A-26和A-31五個優(yōu)異單株，其上述4個主要種子性狀均達到相對較高水平。但由于產(chǎn)量和含油率性狀的遺傳率均較低，因此，在今后的選育過程中，需要在對所有F1單株進行進一步全面分析的基礎(chǔ)上，加強這5個單株產(chǎn)量及質(zhì)量相關(guān)性狀的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計及分析，以進一步從雜種后代群體中篩選優(yōu)良麻瘋樹種質(zhì)，同時也為上述5個單株的優(yōu)良性狀穩(wěn)定性作更深入的遺傳分析。另外，不難看出，A系列的雜交種在4個主要種子性狀上均表現(xiàn)出較高值。這說明，A系列雜種的親本有較高的一般配合力，故在今后的雜交中應(yīng)以A系列的父母本作為優(yōu)勢雜交親本，與其他親本雜交，有望出現(xiàn)更多的優(yōu)良雜交組合。

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（責(zé)編：張長青）