福建柏種質(zhì)資源庫秋花期觀測分析*

蘇順德 ，鄭仁華，肖暉，周宗哲，吳清金

（1.福建省林業(yè)科學(xué)研究院、國家林業(yè)局南方山地用材林培育重點實驗室、福建省森林培育與林產(chǎn)品加工利用重點實驗室，福建 福州350012；2.福建省安溪白瀨國有林場，福建 安溪362411；3.福建省仙游溪口國有林場，福建 仙游351265）

福建柏（Fokienia hodginsii）是柏科福建柏屬單種，主要分布在中亞熱帶濕潤氣候區(qū)[1-3]，是亞熱帶常綠闊葉林和針闊混交林天然林的重要組成樹種[4]，也是我國特有的二級重點保護植物。其木材是建筑、裝飾裝璜的優(yōu)良用材，在分布區(qū)一直作為優(yōu)良針葉用材樹種廣泛栽培。特別是其作為杉木人工林的混交樹種，能有效促進杉木生長[5-7]，形成合理的空間分布格局[8]，并對地力維持具有積極影響[9]。自1996年福建柏育種研究列入國家“九五”林業(yè)科技攻關(guān)項目后，福建柏種源試驗[10]、優(yōu)樹選擇、子代測定[11-13]等試驗得以全面展開，篩選出了一批優(yōu)良種源、家系以及個體，建成了一批種子園。由于福建柏一年中春、秋兩季開花，僅秋花期為有效花期[14]，加之不同來源育種材料生殖物候的差異，增加了福建柏種子園花期管理難度，致使福建柏種子園產(chǎn)量不高且不穩(wěn)定。課題組對福建省安溪白瀨國有林場嫁接營建的福建柏種質(zhì)資源庫的秋花期進行觀測分析，并以雌雄盛花期一致性將種質(zhì)資源進行分類，以期為福建柏種子園建園材料的選配以及種質(zhì)創(chuàng)制親本選擇提供參考。

1 種質(zhì)資源庫概況

福建柏種質(zhì)資源庫位于福建省安溪白瀨國有林場下鎮(zhèn)工區(qū)4 林班18 大班8 小班，E118°，N25°18′。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫和，年平均氣溫19.5℃，極端高溫37℃，極端低溫0℃，年平均相對濕度79%，年平均降水量1800mm，無霜期330d。海拔350 ～400m，坡度21°，坡向西南，山地紅壤，立地等級Ⅲ類。種質(zhì)資源庫面積3.13hm2，2011年3月嫁接保存福建柏優(yōu)良種質(zhì)資源201 份。其中來自福建省全分布區(qū)及栽培區(qū)、湖南省道縣天然林和人工林的優(yōu)樹種質(zhì)91 份[11]，來自福建省、湖南省、江西省、貴州省、廣東省和浙江省的11 個種源試驗林中的優(yōu)良單株41 份[10]，來自優(yōu)樹自由授粉子代測定林[12]中的優(yōu)良單株69 份，每份種質(zhì)嫁接保存10 ～15 株無性系分株。根據(jù)嫁接穗條來源，將種質(zhì)劃分為優(yōu)樹種質(zhì)、種源子代種質(zhì)和優(yōu)樹子代種質(zhì)3 種類型，種質(zhì)資源庫于2014年（嫁接后4a）開始開花，2016年（嫁接后6a）全部種質(zhì)材料進入開花期。

2 試驗方法

2017年10月15日開始花期觀測。每天記錄每份種質(zhì)資源開花情況，每份種質(zhì)中最早開雌花的無性系分株作為雌花期觀測株，最早開雄花的無性系分株作為雄花期觀測株。始花期為第一個雌球花（雄球花）開放的時間，盛花期為大部分雌球花（雄球花）均保持開放（散粉）狀態(tài)的時間，末花期為大部分雌球花（雄球花）閉合（散完粉）而少量雌球花（雄球花）保持開放（散粉）狀態(tài)的時間。花期觀測至11月20日止?；ㄆ谟^測總天數(shù)為37d，賦值2017年10月15日為1，2017年10月16日為2，依此類推，2017年11月20日為37。每份種質(zhì)始花期、盛花期和末花期賦值為其對應(yīng)日期的賦值，再將全部種質(zhì)花期賦值標準化：x＇=（xi- x）/s。式中，x＇為標準化后的觀測值，xi為原觀測值為原觀測值均值，S 為原觀測值的標準差，花期賦值標準化值越小盛花期越早。利用IBMSPSS Statistics19.0 方差分析[15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 種質(zhì)資源庫花期分析

表1 為福建柏種質(zhì)資源庫2017年秋花期分析結(jié)果。雌球花期為10月28日—11月18日，歷時22d。其中始花期為10月28日—11月3日，歷時7d；盛花期為11月5—9日，歷時7d；末花期為11月11—18日，歷時8d。雄球花花期為10月26日—11月19日，歷時25d。其中始花期為10月26日—10月31日，歷時6d；盛花期為11月2—6日，歷時5d；末花期為11月8—19日，歷時12d。對比種質(zhì)資源庫雌、雄花期可發(fā)現(xiàn)雄花期的始花期、盛花期和末花期均較雌花期提早3d，這與侯伯鑫[14]的報道相符。進一步分析發(fā)現(xiàn)當90%的種質(zhì)進入雄球花期盛花期時，僅有20%的種質(zhì)進入雌球花盛花期（11月6日），隨后50%的種質(zhì)集中在11月7日和8日進入雌球花盛花期，此時10%的種質(zhì)同時也進入雄球花末花期。當11月9日全部種質(zhì)進入雌球花盛花期時，20%的種質(zhì)已進入雄球花末花期。到11月11日時，已有50%的種質(zhì)進入雄球花末花期，10%的種質(zhì)進入雌球花末花期。因此，從種質(zhì)資源庫花期來看，最佳的自由授粉期為11月7—9日，僅3d，這為福建柏初級種子園人工輔助授粉提供了重要參考。如果在種質(zhì)資源庫中開展雜交制種，需在11月6日前采集完花粉，11月13日前完成授粉，這為種質(zhì)創(chuàng)新提供了重要參考。

表1 種質(zhì)資源庫2017年秋花期分析

2.2 不同類型種質(zhì)資源花期分析

為了研究福建柏種質(zhì)資源庫中優(yōu)樹種質(zhì)、種源子代種質(zhì)和優(yōu)樹子代種質(zhì)在秋花期上的差異性，對雌雄球花的始花期、盛花期和末花期值的標準化值方差分析，并進行LSD 多重比較。方差分析結(jié)果（表2）表明不同類型種質(zhì)間雌、雄球花的始花期、盛花期和末花期差異均不顯著。進一步的LSD 多重比較結(jié)果（表3）表明，每兩兩類型種質(zhì)間雌、雄球花的始花期、盛花期和末花期也無顯著差異。說明人為嫁接措施并未對福建柏種質(zhì)資源的花期產(chǎn)生明顯的影響，有利于種質(zhì)資源的收集保存及利用。

表2 不同種質(zhì)類型秋花期標準化值方差分析

2.3 種質(zhì)資源盛花期聚類分析

種子園建園親本花期不遇是林木種子園產(chǎn)量不高和不穩(wěn)定的重要原因。建園材料花期觀測是建園親本選配的重要依據(jù)之一，其目的主要在于選擇花期一致的親本營建種子園，以提高其授粉率，從而提高種子園的產(chǎn)量及其穩(wěn)定性。而花期中，盛花期又是對授粉率、結(jié)果量影響最為重要性狀。因此，以福建柏種質(zhì)資源雌、雄球花的盛花期值為依據(jù)，對201 份收集保存的種質(zhì)進行系統(tǒng)聚類[15]，將其劃分為早花型、中花型和晚花型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)每份種質(zhì)的雌、雄球花盛花期保持高度的一致，即雌球花盛花期為早花型的種質(zhì)，其雄球花盛花期也為早花型，并可依此類推。這主要是由于福建柏雌、雄球花開放期時差始終保持在3d 左右這一生物學(xué)特性所致。表4 列出了3 種劃分類型盛花期的特征。早花型種質(zhì)資源53 份，占收集保存總數(shù)的26.4%，其雌球花盛花期集中在11月5—6日，雄球花盛花期集中在11月2—3日。中花型種質(zhì)資源53 份，同樣占收集保存總數(shù)的26.4%，其雌球花盛花期集中在11月7日，雄球花盛花期集中在11月4日。晚花型種質(zhì)資源95 份，占收集保存總數(shù)的47.2%，其雌球花盛花期集中在11月8—9日，雄球花盛花期集中在11月5—6日。經(jīng)過聚類劃分后，與種質(zhì)資源庫盛花期歷時4d（雌球花盛花期11月5—9日，雄球花盛花期11月2—6日）相比，各類型種質(zhì)資源盛花期歷時集中為1 ～2d，有利用篩選花期一致的種子園建園材料和雜交制種親本。

表3 不同類型種質(zhì)秋花期LSD 多重比較

表4 種質(zhì)盛花期聚類及其特征

3 小結(jié)與討論

花期觀測是林木種質(zhì)資源評價的重要內(nèi)容，特別是以有性繁殖為主的樹種，花期觀測及分析是種質(zhì)資源發(fā)掘及持續(xù)利用的必要環(huán)節(jié)，是提高育種效率的關(guān)鍵技術(shù)。本文對嫁接后7a 的福建柏種質(zhì)資源庫花期進行了觀測，發(fā)現(xiàn)福建柏一年開兩次花，春花期在4—5月，雌球花較雄球花多，雌球花無育性，授粉后發(fā)育不良，球果宿存至11月脫落。秋花期在10—11月，雄球花較雌球花多，雌球花具有育性，授粉后發(fā)育正常，球果于翌年11月成熟自然裂開散種。

重點對秋花期進行了觀測和分析，發(fā)現(xiàn)福建柏種質(zhì)資源庫雌球花期為10月28日—11月18日，歷時22d。雄球花花期為10月26日—11月19日，歷時25d。雄球花的始花期、盛花期和末花期均較雌球花提早3d。種質(zhì)資源庫最佳的自由授粉期為11月7—9日，僅3d，這為福建柏初級種子園人工輔助授粉提供了重要參考。雖然種質(zhì)資源來源于福建柏天然林（人工林）優(yōu)樹、種源子代測定林中優(yōu)良單株、天然林（人工林）優(yōu)樹子代測定林優(yōu)良單株，且通過嫁接保存與種質(zhì)資源庫中，但這種來源的差異性，以及人為嫁接措施并未對福建柏種質(zhì)資源的有效花期產(chǎn)生明顯的影響。

依據(jù)盛花期將201 份種質(zhì)劃分為早花型、中花型和晚花型，各類型種質(zhì)資源盛花期歷時集中為1 ～2d。早花型種質(zhì)雌球花盛花期集中在11月5—6日，雄球花盛花期集中在11月2—3日。中花型種質(zhì)雌球花盛花期集中在11月7日，雄球花盛花期集中在11月4日。晚花型種質(zhì)雌球花盛花期集中在11月8—9日，雄球花盛花期集中在11月5—6日。值得注意的是，在生長性狀、木材基本性狀等目的性狀遺傳測定的基礎(chǔ)上，種子園建園材料應(yīng)該從同一花期類型的種質(zhì)資源中篩選，使種子園親本雌、雄球花的盛花期集中，有利于種子園授粉，特別是人工輔助授粉。由于福建柏雌、雄球花較小，可授期較短，花粉量少，雜交授粉較為困難，所以雜交制種父本可從早花型種質(zhì)中篩選，母本可從中花型和晚花型種質(zhì)中篩選，充分準備好花粉后集中雜交授粉。