越南油茶40年生實(shí)生林優(yōu)株篩選與遺傳多樣性分析

陳靜 郭鈺柬 王佩璇 王紅 楊成坤 周開兵

摘 ?要??為了篩選越南油茶實(shí)生老林優(yōu)株和探討實(shí)生變異的遺傳多樣性，在海南省保梅嶺生態(tài)保護(hù)區(qū)以40年生油茶老林32個豐產(chǎn)單株為試驗(yàn)材料，開展了主要農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和品質(zhì)性狀的田間調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室檢測。結(jié)果表明：從32個豐產(chǎn)單株中篩選出果實(shí)豐產(chǎn)性良好或果實(shí)、種子含油率較高的優(yōu)株共20株，其中金波5號和23號果實(shí)豐產(chǎn)、果實(shí)和種子含油率較高;32個單株茶籽油理化性質(zhì)和脂肪酸含量基本上都達(dá)到了《油茶籽油》（GB/T11765-2018）的要求;依據(jù)農(nóng)藝和經(jīng)濟(jì)性狀、茶籽油理化性質(zhì)和茶籽油脂肪酸組成等差異分別作聚類分析，可以分別歸屬成6類（r²=0.932）、10類（r²=0.864）和7類（r²=0.937），3項(xiàng)聚類分析結(jié)果都能區(qū)分出豐度較高和較低的基因型種類，20個優(yōu)株分別歸屬到全部6類、10類中的7類和全部6類中，說明越南油茶實(shí)生變異存在豐富的遺傳多樣性、不同種類基因型存在豐度差異，不同優(yōu)株分屬不同基因型種類?？梢?，越南油茶的育種目標(biāo)應(yīng)以豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性為主，金波5號和23號是有希望上升為品種的優(yōu)株;越南油茶具備豐富的遺傳多樣性，且不乏有特色的稀有種質(zhì)。

關(guān)鍵詞 ?越南油茶;實(shí)生老林;優(yōu)株;遺傳多樣性;聚類分析中圖分類號??S794.4?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼??A

The Selection of Superior?Trees and Analysis?of?the GeneticDiversity of?Forty Years Old?Seedling Forest?of?Camelliavietnamensis

CHEN Jing， GUO Yujian， WANG Peixuan， WANG Hong， YANG Chengkun， ZHOU Kaibing^*

Engineering Research Center of Selecting and Breeding New Tropical Crops Varieties，?Hainan University， Ministry of Education， Haikou，?Hainan 570228， China

Abstract ?In order to select superior trees?and discuss the genetic diversity?among?the forest of the adultCamellia?vietnamensisseedling trees， surveys and experimental studies about agronomic characters， economic characters and quality characters were carried out?in 32 high-yielding seedling trees from 40-year-old?forest at Baomeiling Nature Reserve in Hainan. Results indicated that 20 trees proved to be high yield and rich in oil content; meanwhile， the physical-chemical properties and the fatty acid content of the seed oil?are essentially in accordance with the quality standards ofOil-tea camellia seed oil（GB/T 11765-2018）.?The analysis of cluster based on the difference of agronomic characters， economic characters， physical-chemical properties and the fatty acid component demonstrated that the 32 high-yielding seedling trees could be clustered specially into 6 clusters （r²=0.932）， 10 clusters （r²=0.864） and 7 clusters （r²=0.937）. Each of the three cluster-analysis can distinguish the abundance between different genotypes， and the 20 superior trees can be clustered respectively into all in 6 clusters， 7 in 10 clusters and all in 6 clusters， thus all of the results above illustrated?that abundant genomic diversity existed?in seedling trees， especially in the aspect of the abundance and genotypes. In conclusion， the breeding efforts should aim to high and stable yields. There are ones which can be expected to be cultivated into superior strains such as Jinbo 5 and 23. The genetic diversity ofC.vietnamensisis very high， and some rare germplasm resources can be discovered for breeding.

Keywords ?Camellia vietnamensis; old seedling forest; superior trees; genetic diversity; cluster analysis

DOI10.3969/j.issn.1000-2561.2019.12.006

越南油茶（Camellia vietnamensisT. C. Huang ex Hu）分布于廣西壯族自治區(qū)陸川縣和廣東省高州市一線以南的華南油茶產(chǎn)區(qū)，又稱華南油茶、陸川油茶、高州油茶和大果油茶，是我國繼普通油茶和小果油茶之后的第3種常見油茶造林用種^[1]，但是，迄今為止，越南油茶尚無審定的造林品種，幸存油茶老林均是實(shí)生樹，新墾越南油茶林仍是以實(shí)生苗造林為主^[2-4]。近年來海南省林業(yè)廳在海南產(chǎn)區(qū)認(rèn)定了一些越南油茶良種^[5-6]，目前正在進(jìn)行芽砧苗培育，并陸續(xù)推廣營建示范林。由于普通油茶品種不適合在中國熱帶南亞熱帶作物區(qū)（以下簡稱“熱作區(qū)”）造林，越南油茶茶籽油在熱作區(qū)深受民眾歡迎和偏愛，所以選育越南油茶優(yōu)良品種成為熱作區(qū)興起油茶產(chǎn)業(yè)唯一出路。油茶種質(zhì)資源的多樣性是油茶新品種選育的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，要解決越南油茶新品種選育問題，先必須調(diào)查越南油茶遺傳多樣性，并對不同類型的種質(zhì)資源進(jìn)行評價，最終用于新品種選育?；诖?，本課題組在海南省保梅嶺生態(tài)保護(hù)區(qū)尋找到了規(guī)模千畝的40年生越南油茶老林，對其中的豐產(chǎn)樹從表現(xiàn)型上開展了遺傳多樣性分析。

1??材料與方法

1.1材料

1.1.1 ?取樣地點(diǎn)??材料取自海南省保梅嶺生態(tài)保護(hù)區(qū)，位于海南省昌江黎族自治縣境內(nèi)，與白沙黎族自治縣接壤，是海南省西部丘陵地區(qū)幸存的熱帶雨林區(qū)，也是石碌水庫重要的水源涵養(yǎng)林。具體取樣地點(diǎn)為該生態(tài)區(qū)內(nèi)海拔高度755 m的馬嶺林區(qū)，豐產(chǎn)單株篩選區(qū)域?yàn)椋簴|經(jīng)109°7?9??～?109°7?33.84??，北緯19°16?21??～19°16?37.95??，面積約3?hm²，這片殘存的油茶林系保梅嶺林場在20世紀(jì)70年代采用實(shí)生苗營造的越南油茶經(jīng)濟(jì)林，苗木自廣東省高州市引入，株行距3.5 m×4.5?m。該林區(qū)屬于熱帶海洋季風(fēng)氣候，為半干旱地區(qū)，干濕季分明，5—10月為雨季，11月至次年4月為旱季;年平均氣溫在24.9 ℃，年平均降雨量為1777.4 mm，年平均蒸發(fā)量為2070 mm，年平均相對濕度77%，臺風(fēng)、暴雨、干旱、低溫陰雨等為主要災(zāi)害性天氣。土壤類型主要為磚紅壤，成土母巖為黑云母花崗巖風(fēng)化物，土層深厚，厚度在80 cm以上，土壤呈酸性至微酸性。

1.1.2 ?試驗(yàn)材料??在馬嶺林區(qū)，越南油茶12月至次年1月為主花期，2—3月為生理落果期和春梢抽生期，4—8月為果實(shí)膨大期（其中8月為迅速膨大期），5—6月為花芽分化期，9月為油脂快速積累期，10月中旬為成熟期（采收期），此后至11月為秋梢抽生期。2017年10月15日，單株鮮果產(chǎn)量效率1.1?kg/m²樹盤以上視作豐產(chǎn)單株（約產(chǎn)毛油35?kg/667?m²），選出樹齡40年生豐產(chǎn)單株32株，依次命名為‘金波1號至‘金波32號。

1.2方法

32個豐產(chǎn)單株零散分布于上述油茶殘存林區(qū)，無法設(shè)計區(qū)組，類似于小區(qū)完全隨機(jī)排列試驗(yàn)設(shè)計。調(diào)查各單株樹高、地徑圍（殘存林內(nèi)不同單株樹形變異大，不乏主干分支部位極低者，因此，不適合觀測胸徑）、冠幅（東西徑和南北徑，其平均值為樹盤直徑）、單位樹盤面積果實(shí)產(chǎn)量效率[單株果實(shí)產(chǎn)量/（3.14×樹盤半徑²）];在樹冠中部外圍四方末級梢采集梢中部葉片30片，測定葉片長度和寬度，求得葉形指數(shù)。在樹冠中部外圍四方隨機(jī)采集果實(shí)30個，測定單果重、縱徑和橫徑、果皮厚度，求得果形指數(shù)并統(tǒng)計種子數(shù);測定種子百粒重、干種籽出仁率;采用索氏提取法提取種籽油，檢測分析果實(shí)和種子含油率;采用《動植物油脂?碘值的測定》（GB/T 5532-2008）快速測定油脂碘值^[7]，采用《動植物油脂?皂化值的測定》（GB/T?5534-1995）測定油脂皂化值^[8]，采用《動植物油脂?過氧化值的測定》（GB/T 5538-2005）測定油脂過氧化值^[9]，采用《動植物油脂?酸值和酸度測定》（GB/T?5530-2005）測定油脂酸價^[10]。采用文獻(xiàn)[11]介紹的GC法測定脂肪酸含量，混合標(biāo)樣包含C12～C24脂肪酸，GC色譜儀采用規(guī)格為30 m×0.25 mm×0.25 μm的HP-2NNOWax毛細(xì)管柱。依據(jù)《油茶籽油》（GB/T 11765-2018）鑒定茶籽油品質(zhì)是否達(dá)標(biāo)^[12]。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用SAS軟件作數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析;采用MEANS過程對各指標(biāo)作描述性統(tǒng)計，求出平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù);采用CLUSTER過程和最小距離法依據(jù)農(nóng)藝性狀、理化性質(zhì)和脂肪酸含量等分別作聚類分析。多角度分析越南油茶種質(zhì)資源遺傳多樣性。

2??結(jié)果與分析

2.1實(shí)生優(yōu)株篩選

依據(jù)不同單株茶籽油脂肪酸組成差異所作聚類分析的結(jié)果如圖3所示，可以聚成7類（r²=0.937），具有較為理想的聚類效果。第Ⅰ類包括金波1、14和24號3個單株;第Ⅱ、Ⅵ類分別包括金波31、28號各1個單株;第Ⅲ類包括金波2、5、15、29、30和32號6個單株;第Ⅳ類包括金波3、4、7、9、10、11、17、18、20、21、22、23和27號13個單株，包含40.63%的優(yōu)株，為最普遍的一類基因型;第Ⅴ類包括金波6、12、13、16、19和26號6個單株;第Ⅶ類包括金波8和25號2個單株?？梢姡笆龉麑?shí)豐產(chǎn)性良好或果實(shí)和種子含油率較高的20個優(yōu)株分布在全部7類當(dāng)中，且不同基因型豐度也表現(xiàn)出明顯差異，這既進(jìn)一步說明保梅嶺越南油茶茶籽油無品質(zhì)問題（即育種目標(biāo)主要是豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性），同時又說明這20個單株具備不同的基因型，彰顯越南油茶實(shí)生老林不同單株間的遺傳多樣性。必須指出的是，金波5號和金波23號分別歸屬于第Ⅲ類和第Ⅵ類，說明此二者在脂肪酸組成上屬于兩類不同的基因型。

3??討論

本研究結(jié)果表明，金波5號和23號果實(shí)產(chǎn)量效率高、果實(shí)和種子含油率高，在產(chǎn)量目標(biāo)性狀上符合選種要求，是適宜進(jìn)一步復(fù)選的優(yōu)株。按照現(xiàn)行茶籽油國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)^[12]，供試豐產(chǎn)單株茶籽油的理化性質(zhì)均達(dá)到一級商品油標(biāo)準(zhǔn)，除金波25號亞油酸含量略超出上限外，其余單株脂肪酸含量均達(dá)標(biāo)，因而海南省保梅嶺生態(tài)保護(hù)區(qū)的茶籽油基本上沒有品質(zhì)問題，育種目標(biāo)應(yīng)該以解決豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性問題為主。

筆者課題組曾報道8年生“瓊海優(yōu)”品系茶籽油出現(xiàn)理化性質(zhì)不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象^[5]，這可能是樹齡太低的緣故，因?yàn)榘凑樟謽I(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（LY/T 1730.1-2008）規(guī)定，實(shí)生選種的樹齡應(yīng)在15年生以上^[13]。這2個研究從正、反面證實(shí)了對15年生以上成齡樹開展選種的合理性。

目前關(guān)于油茶遺傳多樣性的研究，呈現(xiàn)采用SRAP和ISSR等分子標(biāo)記技術(shù)開展研究的趨勢^[14-15]，對不同生境、不同樹齡、不同品種等的油茶采樣研究時，也只能從DNA分子標(biāo)記水平開展研究才能取得相對可靠的結(jié)果，但是，對生境和樹齡一致的同種油茶從表型上開展其實(shí)生變異遺傳多樣性研究還是可取的^[16]，依據(jù)表型對相同油茶種不同居群開展遺傳多樣性研究也能取得可靠的結(jié)果^[17-18]，因而本研究立足于表型差異的研究結(jié)果也應(yīng)該可以采信。筆者課題組曾從脂肪酸組成表現(xiàn)型上對海南省澄邁縣福山鎮(zhèn)越南油茶15年生實(shí)生成年林豐產(chǎn)單株開展遺傳多樣性研究，也表明越南油茶實(shí)生變異具有較為豐富的遺傳多樣性，并且不同種類的基因型存在豐度差異^[19]，本研究除脂肪酸組成遺傳多樣性再一次取得類似的試驗(yàn)結(jié)果外，又進(jìn)一步從單株農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀、茶籽油理化性質(zhì)等表型上開展聚類分析研究，也取得了較為理想的聚類分析結(jié)果，多角度表明越南油茶實(shí)生變異存在豐富的遺傳多樣性，并且不同種類基因型存在豐度差異，可以預(yù)見存在稀有種質(zhì)，篩選出的20個豐產(chǎn)優(yōu)株根據(jù)農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀、茶籽油脂肪酸組成和理化性質(zhì)等性狀作聚類分析時能歸屬入全部基因型種類或絕大部分基因型種類。可見，能夠從海南現(xiàn)存越南油茶實(shí)生老林中選育出豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和具有特色的優(yōu)良品種。

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