氣候因素對種子變異的影響

摘 要：通過探究區(qū)域尺度上梔子種子形態(tài)變異特點(diǎn)與環(huán)境因子的關(guān)系，為梔子種質(zhì)資源整理與良種選育提供科學(xué)依據(jù)。方法：采集我國9個(gè)省區(qū)22個(gè)產(chǎn)地梔子種子，測定種子形態(tài)特征及發(fā)芽率，并開展種子性狀與地理-氣候因子的相關(guān)性分析。結(jié)果：我國不同產(chǎn)地梔子種子性狀差異顯著；梔子種子長和種子寬、種子厚與百粒重、無霜期與發(fā)芽率、年降雨量與百粒重和年均溫與種子重呈顯著正相關(guān)；經(jīng)度、緯度和年降雨量與發(fā)芽率呈顯著負(fù)相關(guān)；種子性狀系統(tǒng)聚類的5個(gè)類群并沒有依地理距離而聚類。結(jié)論：除受地理-氣候因子影響外，梔子種子性狀還受母本遺傳、引種種植方式等多因素影響；且長期大規(guī)模引種是主要因素。

關(guān)鍵詞： 梔子；種子性狀；地理；氣候因子

梔子是茜草科梔子屬一種常綠灌木，又名黃梔子、山梔子、紅梔子等，主產(chǎn)于江西、湖南、福建、四川、重慶等省市。梔子的果實(shí)（也稱梔子）是我國傳統(tǒng)中藥，屬衛(wèi)生部頒布的第一批藥食兩用資源。梔子中含有環(huán)烯醚萜類、黃酮類、色素類等化學(xué)成分，具有護(hù)肝利膽、清熱利尿、涼血解毒、消腫止血等作用，在中醫(yī)臨床治療中有廣泛應(yīng)用。梔子分布區(qū)域較廣，我國中部以及南方大部等均有分布，且各地引種栽培較混亂。由于栽種時(shí)種子來源廣且較復(fù)雜，各地梔子產(chǎn)量和質(zhì)量差異顯著。同時(shí)，介于豐富的藥用成分和較高的藥用價(jià)值，梔子成為近年來藥物研發(fā)的熱點(diǎn)。目前的研究普遍側(cè)重于梔子化學(xué)成分和藥理作用等方面的研究，對原植物梔子遺傳資源方面的研究則相對滯后。

一、材料與方法

1.試驗(yàn)材料

所用種子來自我國梔子主要分布區(qū)廣西、湖南、江西、浙江、福建、湖北、河南、四川、重慶等9個(gè)省區(qū)，種質(zhì)資源分布區(qū)的地理氣候情況見表1。果實(shí)采收于2015年10月～11月，每個(gè)產(chǎn)地選擇15 ～20株5年以上植株，等量采集，經(jīng)筆者李隆云研究員鑒定為茜草科梔子屬植物梔子的果實(shí)，采收后搓去果肉，淘洗干凈后晾干，于4℃種子儲藏柜中保存待用。

2.種子性狀的測定

種子測量4個(gè)形態(tài)指標(biāo)和發(fā)芽率，形態(tài)指標(biāo)包括種子長度（種子縱 軸的長度L）、種 子 寬 度 （垂 直 于 縱 軸 的 最 大 橫 斷 面 的 直 徑（D）、種子厚（T）和種子重（W ）；按照《林木種子檢驗(yàn)規(guī)程》（GB2772-1999）的方法測定種 子 發(fā) 芽 率。每個(gè)群體隨機(jī)取樣測定50粒種子，3 次重復(fù)。形態(tài)指標(biāo)的測定采用Guang Lu11N-101型游標(biāo)卡尺，重量指標(biāo)采用BT-125型電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）。

種型系數(shù)=種子長度/種子寬度

變異系數(shù)=性狀標(biāo)準(zhǔn)差/性狀平均值×100%

3.種子萌發(fā)性狀的測定

所有梔子種子都先在25 ℃恒溫箱中用純水浸種24h，30 ℃光照恒溫濾紙床培養(yǎng)，每重復(fù)50 粒種子，3 次重復(fù)，第20天計(jì)算發(fā)芽率，以芽長為種子長度的 1/2 為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。所有種子繼續(xù)培養(yǎng)10d后，用游標(biāo)卡尺測量發(fā)芽種子的上胚軸長、根長和根數(shù)。

二、結(jié)果與分析

1.不同產(chǎn)地梔子種子性狀比較

對不同產(chǎn)地梔子種子長、種子寬、種子厚、百粒重、種型系數(shù)、發(fā)芽率等6個(gè)性狀指標(biāo)的測定結(jié)果表明，不同產(chǎn)地種子性狀差異顯著，說明梔子種子在不同產(chǎn)地間存在明顯分化。其中，浙江溫州的種子長最長，達(dá) 4.12cm；福 建 福 鼎 的 種 子 寬 最 大，達(dá) 3.13cm；湖北宜昌和四川宜賓的種子厚度最大，達(dá)0.69cm；廣西桂林的百粒重最大，達(dá)0.32g；河南南陽的種子發(fā)芽率最高，達(dá)86.67%。一般來說，種型系數(shù)反映的是種子的形狀，湖北宜昌的種型最長，而福建福鼎和四川遂寧的種子更接近于圓形。對梔子種子的6個(gè)性狀指標(biāo)進(jìn)行差異顯著性分析，達(dá)到顯著水平，說明不同產(chǎn)地梔子變異豐富。

2.不同產(chǎn)地梔子種子性狀變異研究

梔子種子不同產(chǎn)地間變異較大的性狀有百粒重、發(fā)芽率和種子厚，說明它們受地理和氣候因子的影響較大。百粒重的變異范圍為0.14 ～ 0.32g，變異系數(shù)為16.51%，其中廣西桂林的百粒重最大，達(dá)0.32g；產(chǎn)于浙江溫州的百粒重最小，只有0.14g。發(fā)芽率的 變 異 范 圍50.00% ～ 86.67%，變 異 系 數(shù) 為14.15%，其中河南南陽的發(fā)芽率最高，達(dá)86.67%；浙江湖州 的 最 低，只 有 50%。種 子 厚 的 變 異 范 圍0.43 ～ 0.69cm，其中湖北宜昌和四川宜賓的種子厚最大，達(dá)0.69cm，重慶巴南的種子厚最低，僅有0.43cm。種子長、種子寬和種型系數(shù)的變異系數(shù)較小，其中種型系數(shù)的變異系數(shù)最小，說明它們受地理和氣候因素的影響相對較小，這是植物對自然環(huán)境長期適應(yīng)、相對穩(wěn)定的結(jié)果。不同產(chǎn)地梔子種子性狀的差異顯著性說明產(chǎn)地間種子性狀存在豐富的變異，種源間的遺傳分化顯著，開展良種選育的潛力很大。

3.梔子種子性狀與地理-氣候因子間的相關(guān)性分析

一個(gè)樹種在其分布范圍內(nèi)，由于氣候條件的差異和林木所承受的選擇壓不同，在自然選擇的過程中就會有不同的遺傳信息。種子性狀變異主要表現(xiàn)為表型變異，是基因型與環(huán)境交互作用的 結(jié) 果。經(jīng)度與發(fā)芽率呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)-0.49，說明隨著經(jīng)度的增加，梔子種子發(fā)芽率相應(yīng)降低；緯 度 與 發(fā) 芽 率 呈 顯 著 負(fù) 相 關(guān)，相 關(guān) 系 數(shù) -0.486，說明隨著緯度的增加，百粒重降低；年降雨量與種子重呈顯著正相關(guān)，與發(fā)芽率呈顯著負(fù)相關(guān)，說明豐富的雨水有助于種子碳水化合物的累積，發(fā)芽率受雨量增大而降低，梔子分布區(qū)域主要在長江以南，雨量都十分充足，雨量過大影響梔子種子的發(fā)芽；無霜期與發(fā)芽率、年均溫與種子重都顯著正相關(guān)。

三、討論

不同產(chǎn)地梔子種子性狀變異豐富通過對9個(gè)省區(qū)梔子主要栽培群體種子性狀的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)梔子種子性狀特征在不同的群體間存在顯著差異，變異極其豐富。從變異系數(shù)來看，不同性狀的變異幅度不同，變幅從3.95%到16.51%，說明不同產(chǎn)地梔子種子間存在明顯的遺傳分化，這與花楸樹、浙江楠、木荷、短枝木麻黃、暴馬丁香、厚樸等研究結(jié)果相似。梔子種子不同產(chǎn)地間變異較大的性狀有百粒重、發(fā)芽率和種子厚，以廣西桂林百粒重最大，河南南陽發(fā)芽率最高，湖北宜昌和四川宜賓的種子厚最大。百粒重、種子長、種子寬和種型系數(shù)的變異系數(shù)較小，說明它們受地理和氣候因素的影響相對較小，這是植物對自然環(huán)境長期適應(yīng)、相對穩(wěn)定的結(jié)果。可見，梔子不同產(chǎn)地種子性狀變異豐富，這與產(chǎn)地環(huán)境差異有關(guān)，但是這些變異在受到環(huán)境條件影響后還表現(xiàn)出種質(zhì)的遺傳多樣性特點(diǎn)。

作者簡介 于勝曉（1997-2-） ，男，漢族，山東省青島人，福州市倉山區(qū)福建農(nóng)林大學(xué)，16嚴(yán)家顯農(nóng)林創(chuàng)新班，本科生。endprint