牛樟種質(zhì)資源表型性狀的鑒別

鄭惠成

(福建省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，福建 福州 350003)

牛樟(CinnamomumkanehiraeHayata)屬于樟科(Lauraceae)樟屬樹(shù)種，為常綠闊葉大喬木，是我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)特有的經(jīng)濟(jì)樹(shù)種。樹(shù)干通直、高聳，初生葉顏色多變，與紅豆杉、櫸木、檜木、紅檜木、肖楠木并稱(chēng)六大名木。與毛柿、臺(tái)灣櫸、烏心石、黃連木合稱(chēng)臺(tái)灣五大高級(jí)闊葉木[1]。牛樟樹(shù)皮褐色具有縱裂紋，小枝褐色，光滑無(wú)毛，芽卵體形，鱗片黃色，外被軟毛，幼葉淡綠至褐色。葉互生，光亮革質(zhì)，全緣而邊緣常波浪狀，寬卵形至橢圓形，長(zhǎng)10～15 cm，寬4～7.5 cm，兩面綠而無(wú)毛，少數(shù)具羽狀脈，頂端短尖尾，基部圓鈍至圓形，葉柄長(zhǎng)1.4～3 cm，上部形成凹陷溝槽[2]。

牛樟也是臺(tái)灣特有藥食兩用真菌牛樟芝(Antrodiacamphorata)唯一的天然宿主。牛樟芝價(jià)格昂貴，味道極苦，具有抗發(fā)炎、防癌、活血化瘀、降血糖、抗病毒和保護(hù)肝臟等多種功能，具有很高的藥用價(jià)值[3]。由于牛樟的重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值，直接導(dǎo)致牛樟資源過(guò)度開(kāi)發(fā)、盜伐嚴(yán)重，并且牛樟自然更新困難，使得牛樟資源瀕臨滅絕，已被列入國(guó)家三級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物。在我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)，牛樟和冇樟(CinnamomummicranthumHay.)普遍混生，且外形相近，極易混淆。近年來(lái)，在我國(guó)大陸沿海地區(qū)的官方和民間掀起了牛樟的引種、培育和利用的熱潮，由于牛樟種質(zhì)資源鑒定技術(shù)的不足，導(dǎo)致大量非牛樟植物引進(jìn)，給企業(yè)和林農(nóng)帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失。為此，本文對(duì)福建省8個(gè)縣市種植的10個(gè)不同來(lái)源的牛樟種質(zhì)進(jìn)行表型性狀分析，探討鑒別純正牛樟品種的方法，以期為牛樟品種的引進(jìn)種植提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗(yàn)選擇10個(gè)不同來(lái)源的牛樟種質(zhì)，分別種植在福建農(nóng)林大學(xué)，泉州南安市、永春縣、德化縣，漳州南靖縣、漳浦縣，福建省龍海林下國(guó)有林場(chǎng)，三明永安市，對(duì)這8個(gè)地方引種的牛樟進(jìn)行調(diào)查并采取10個(gè)樣本進(jìn)行鑒別與分類(lèi)。為了后期處理方便，統(tǒng)一將10個(gè)樣品進(jìn)行編號(hào)和簡(jiǎn)單用種植地地名標(biāo)記牛樟種質(zhì)名稱(chēng)，具體名稱(chēng)與編號(hào)見(jiàn)表1。由于永春縣和永安市這2個(gè)地方各有2種不同來(lái)源的牛樟種質(zhì)，所以在這2個(gè)地方分別取不同來(lái)源地的牛樟種質(zhì)各1個(gè)樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，共計(jì)10個(gè)樣本的牛樟種質(zhì)。樣地的基本調(diào)查情況見(jiàn)表2。

表1 10個(gè)不同來(lái)源的牛樟種質(zhì)

表2 樣地調(diào)查的基本情況

1.2 方法

2019年2—3月，在采集地拍照并記錄牛樟葉片的顏色、形狀等，并從每種不同來(lái)源的牛樟樹(shù)上摘取枝條作為標(biāo)本帶回實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)觀察；在不同來(lái)源健壯且生長(zhǎng)良好無(wú)病蟲(chóng)害的牛樟枝條上不同部位隨機(jī)選取30片葉片帶回實(shí)驗(yàn)室，用型號(hào)為Yaxin-1241的葉面積儀(北京雅欣理儀科技有限公司)來(lái)測(cè)量其葉面積、葉長(zhǎng)、葉寬、長(zhǎng)寬比等，并用游標(biāo)卡尺測(cè)量葉柄長(zhǎng)和人工觀察葉脈數(shù)等。用Excel軟件和SPSS 20.0軟件對(duì)表型性狀的數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析和聚類(lèi)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 表型性狀數(shù)據(jù)的觀察與測(cè)量

10個(gè)不同來(lái)源牛樟種質(zhì)的照片見(jiàn)圖1。由圖1可以看出，1號(hào)農(nóng)大牛樟和7號(hào)漳浦牛樟的葉片呈深綠色，而其它來(lái)源的牛樟葉片呈淺綠色；10個(gè)牛樟樣品葉片的質(zhì)地均為革質(zhì)，表面光滑；1號(hào)農(nóng)大牛樟和7號(hào)漳浦牛樟的葉片呈卵形，而其它來(lái)源的牛樟葉片呈長(zhǎng)橢圓形；10個(gè)牛樟樣品的葉尖均呈聚凸型；葉緣均呈波狀；10個(gè)牛樟樣品的葉脈均呈羽狀脈。由人工目測(cè)可知，10個(gè)牛樟葉片之間的差異性并沒(méi)有很大，還需后續(xù)其它性狀的觀察與測(cè)量。用葉面積儀和游標(biāo)卡尺測(cè)量葉面積、葉周長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、葉寬、長(zhǎng)寬比、葉柄長(zhǎng)和人工觀察葉脈數(shù)，觀察與測(cè)量的數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。由表3可知，1號(hào)、7號(hào)的葉面積最大，可達(dá)1862.6、2524.9 mm2；6號(hào)、7號(hào)的葉周長(zhǎng)最長(zhǎng)，可達(dá)194、200.5 mm；6號(hào)、7號(hào)的葉長(zhǎng)最長(zhǎng)，可達(dá)86、81 mm；1號(hào)、7號(hào)的葉寬最寬，可達(dá)38、45.9 mm；1號(hào)、2號(hào)、7號(hào)的葉長(zhǎng)寬比最小，均在2以下，4號(hào)葉長(zhǎng)寬比最大為3；1號(hào)、2號(hào)、7號(hào)的葉脈數(shù)最多，可達(dá)13、13、16；6號(hào)、7號(hào)的葉柄長(zhǎng)度最長(zhǎng)，均達(dá)20 mm以上。

圖1 10個(gè)不同來(lái)源牛樟的照片

表3 10個(gè)不同來(lái)源牛樟種質(zhì)表型性狀

2.2 主成分分析

用SPSS 20.0軟件進(jìn)行主成分分析時(shí)，一般各變量的特征值越大，則表明各個(gè)變量綜合原始變量的能力就越強(qiáng)[4]。主成分的特征值和貢獻(xiàn)率是選擇主成分的依據(jù)，一般認(rèn)為主成分的特征值大于1或方差累積貢獻(xiàn)率大于70%，則保留該主成分，否則就去掉該主成分[5]。對(duì)10個(gè)不同來(lái)源牛樟種質(zhì)用葉面積儀和游標(biāo)卡尺測(cè)得葉片的7個(gè)性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析得出的解釋的總方差見(jiàn)表4，根據(jù)表4可知，對(duì)7個(gè)性狀進(jìn)行主成分分析總共提取了2個(gè)主成分，前2個(gè)性狀的特征值為4.957和1.539，均大于1，累計(jì)貢獻(xiàn)率為92.810%(≥70%)，說(shuō)明葉面積和葉周長(zhǎng)這2個(gè)性狀對(duì)牛樟的分類(lèi)比較重要；其余性狀的貢獻(xiàn)率不高，從第3個(gè)性狀開(kāi)始后面的各個(gè)性狀特征值均小于1，說(shuō)明所包含的信息相對(duì)凌亂，可不予考慮[6]。

*：編號(hào)“①～⑦”分別為葉面積、葉周長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、葉寬、葉長(zhǎng)寬比、葉脈數(shù)、葉柄長(zhǎng)7個(gè)表型性狀。

2.3 聚類(lèi)分析

使用平均聯(lián)接(組間)的樹(shù)狀圖重新調(diào)整距離聚類(lèi)合并?？v軸的“1～10”為10個(gè)不同來(lái)源牛樟種質(zhì)的編號(hào) 圖2 Q型聚類(lèi)分析樹(shù)狀圖

用SPSS 20.0軟件對(duì)10個(gè)不同來(lái)源牛樟種質(zhì)測(cè)量的7個(gè)性狀進(jìn)行Q型聚類(lèi)分析，得到的Q型聚類(lèi)分析樹(shù)狀圖見(jiàn)圖2。由圖2可看出，當(dāng)標(biāo)尺值為15時(shí)，表型性狀的結(jié)果可以將10個(gè)不同來(lái)源的牛樟種質(zhì)分為Ⅰ類(lèi)和Ⅱ類(lèi)2大類(lèi)。Ⅰ類(lèi)為南安、永安1、龍海、德化、永安2、永春1和永春2，Ⅱ類(lèi)為福建農(nóng)林大學(xué)、南靖和漳浦。其中Ⅰ類(lèi)可分成A類(lèi)和B類(lèi)，A類(lèi)為南安、永安1、龍海、德化和永安2，B類(lèi)為永春1和永春2；其中A類(lèi)又可分為a類(lèi)和b類(lèi)，a類(lèi)為南安、永安1和龍海，b類(lèi)為德化、永安2。Ⅱ類(lèi)則可分成C類(lèi)和D類(lèi)，C類(lèi)為福建農(nóng)林大學(xué)和南靖，D類(lèi)為漳浦。

3 結(jié)論與討論

本文通過(guò)表型性狀分析，對(duì)10個(gè)不同來(lái)源的牛樟初步進(jìn)行鑒別與分類(lèi)。牛樟表型性狀的主成分分析總共提取了2個(gè)主成分，分別為葉面積和葉周長(zhǎng)，2個(gè)主成分的特征值為4.957和1.539，均大于1，累計(jì)貢獻(xiàn)率為92.810%(≥70%)，說(shuō)明可以利用葉面積和葉周長(zhǎng)這2個(gè)性狀對(duì)牛樟進(jìn)行初步鑒別與分類(lèi)。表型性狀Q型聚類(lèi)分析表明，10個(gè)不同來(lái)源的牛樟種質(zhì)分為Ⅰ類(lèi)和Ⅱ類(lèi)2大類(lèi)。Ⅰ類(lèi)為南安、永安1、龍海、德化、永安2、永春1和永春2，Ⅱ類(lèi)為福建農(nóng)林大學(xué)、南靖和漳浦。1號(hào)農(nóng)大牛樟和7號(hào)漳浦牛樟是種植人親自從臺(tái)灣引進(jìn)，種質(zhì)的來(lái)源比較明確，其它8個(gè)都是通過(guò)別人引進(jìn)所謂的臺(tái)灣牛樟，種質(zhì)來(lái)源不清，這樣導(dǎo)致牛樟的品種是否純正有待考察，表明福建省牛樟的引種存在比較混亂的現(xiàn)象。10個(gè)不同來(lái)源的牛樟種質(zhì)樹(shù)齡都較小，只有8號(hào)龍海的牛樟現(xiàn)已長(zhǎng)成參天大樹(shù)，雖然這些幼小的植株生長(zhǎng)總體良好，但是容易受環(huán)境影響存在受凍現(xiàn)象，表明牛樟的抗寒能力比較差。

表型性狀的觀察是植物分類(lèi)鑒別的基礎(chǔ)，表型性狀的調(diào)查有直觀易獲取的優(yōu)點(diǎn)，然而表型性狀容易受生長(zhǎng)環(huán)境影響，對(duì)植物進(jìn)行調(diào)查的過(guò)程中人為因素對(duì)調(diào)查結(jié)果所產(chǎn)生的誤差也不可避免[7]。本試驗(yàn)的拍照由于受光線、環(huán)境、角度和人為因素等影響，所以對(duì)10個(gè)不同來(lái)源牛樟葉片的照片不能完全準(zhǔn)確的識(shí)別葉片的具體顏色等；其它性狀如葉脈數(shù)量的統(tǒng)計(jì)也是采用人工讀取法，存在一定的誤差。為了減少這些誤差，后期在調(diào)查植物性狀時(shí)可以當(dāng)場(chǎng)記錄性狀數(shù)據(jù)，把植物標(biāo)本帶回，多測(cè)量一些性狀和指標(biāo)及每個(gè)性狀的數(shù)量，用平均值減少誤差等方法以減少人為因素所產(chǎn)生的試驗(yàn)誤差，而且在進(jìn)行同一性狀的調(diào)查時(shí)盡量由一人測(cè)量與統(tǒng)計(jì)。

對(duì)植物表型性狀的選取與植物分類(lèi)的結(jié)果有著至關(guān)重要的影響。在根據(jù)表型性狀對(duì)植物進(jìn)行分析研究時(shí)，性狀選取的類(lèi)型、調(diào)查的時(shí)間、測(cè)量的方法和數(shù)據(jù)的處理與分析等，不同的處理手段會(huì)產(chǎn)生不同的分類(lèi)結(jié)果。試驗(yàn)選取合適的和又具代表性的表型性狀對(duì)植物的分析尤為重要，表型性狀的選取一般要考慮其穩(wěn)定性和相關(guān)性。但由于本試驗(yàn)存在地理、時(shí)間和環(huán)境等條件的限制，只選取了葉片的7個(gè)不同性狀進(jìn)行處理和分析，性狀類(lèi)型較少，今后要增加對(duì)植株的樹(shù)高、胸徑、花序、果實(shí)等相關(guān)性狀進(jìn)行調(diào)查研究，提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如，吳祝華等[8]的研究結(jié)果顯示，花粉形態(tài)的聚類(lèi)分析也可以大致反映出不同品種之間的親緣關(guān)系。表型性狀可以初步對(duì)牛樟進(jìn)行鑒別與分類(lèi)，但是由于表型性狀受到植物生長(zhǎng)環(huán)境等多方面的影響容易產(chǎn)生變異，所以為了提高植物分類(lèi)的準(zhǔn)確性，后期可以結(jié)合其它鑒別方法來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。