湖南不同產(chǎn)地果用型無患子經(jīng)濟(jì)性狀評價

吳際友，程 勇，魏志恒，陳家法，張 珉，司紅英，盛克寨

（1.湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長沙 410004；2.湖南綠村生態(tài)科技有限公司，湖南 長沙 410004；3.湖南無患子農(nóng)林發(fā)展有限公司，湖南 石門 415300）

無患子Sapindus mukorossi為無患子科無患子屬落葉大喬木，別名木患子、洗手果，原產(chǎn)中國長江流域以南各地以及中南半島各地、印度和日本，現(xiàn)今零散分布于我國東部及南部低山丘陵地區(qū)，對土壤要求不嚴(yán)，喜光，耐寒能力較強(qiáng)，并且對二氧化硫抗性很強(qiáng)，是工業(yè)城市生態(tài)綠化的首選樹種[1]。

無患子是多功能樹種，以其為原材料的加工產(chǎn)品種類繁多，涉及美容化妝、日化、生物洗滌劑、生物能源、藥材、茶品、工藝品等眾多領(lǐng)域。無患子可作為景觀林和行道綠化樹種，觀賞效果好，同時也是石漠化治理的好樹種，因此無患子具有廣闊的市場應(yīng)用前景[2-4]。

國內(nèi)外對無患子的研究大多集中在其生理特性、皂苷提取以及工業(yè)化加工方面[5-7]，而未見有果用型無患子良種選育的相關(guān)文獻(xiàn)報道。同時，目標(biāo)主導(dǎo)產(chǎn)品不明確,無患子良種選育針對性不強(qiáng)。另一方面無患子栽培熱潮由臺灣率先發(fā)起，已經(jīng)被作為園林綠化樹種予以大量栽培，而無患子遺傳變異及定向改良研究尚處于起步階段[8-9]。

本研究通過開展湖南地區(qū)不同產(chǎn)地果用型無患子的種實(shí)質(zhì)量性狀、形態(tài)性狀及皂苷含量變異研究，來探討湖南地區(qū)果用型無患子種質(zhì)資源分布情況及分布規(guī)律，為優(yōu)良果用型無患子單株選擇和遺傳改良提供前期研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 無患子果實(shí)的采集與處理

2018年9—12月在湖南省6 個不同無患子產(chǎn)地采集成熟的無患子果實(shí)，6 個產(chǎn)地分別為瀏陽、長沙、鼎城、武陵、臨澧、石門，各產(chǎn)地具體的氣候及立地因子如表1所示。依據(jù)當(dāng)?shù)責(zé)o患子林分具體情況，每個產(chǎn)地選擇10 株左右結(jié)實(shí)正常、生長良好的無患子植株作為果實(shí)采集樣株，樣株間距保持50 m 以上。每個樣株隨機(jī)采集無患子果實(shí)2 kg 左右作為果實(shí)樣本，從果實(shí)樣本中隨機(jī)選擇30 粒果實(shí)，測量果鮮質(zhì)量、果橫徑、果縱徑等果實(shí)形態(tài)指標(biāo)，剝?nèi)スず罄^續(xù)測量果皮質(zhì)量、種子質(zhì)量、種子橫徑、種子縱徑、種子側(cè)徑等種子形態(tài)指標(biāo)；為了更好地反映果實(shí)和種子的形態(tài)特征，分別計算了果實(shí)大小指數(shù)，果橫徑×果橫徑×果縱徑；果肉果核比，果皮質(zhì)量/種子質(zhì)量；果實(shí)形態(tài)指數(shù)，果橫徑/果縱徑；種子大小指數(shù)，種子橫徑×種子縱徑×種子測徑；種子形態(tài)指數(shù)，種子橫徑/種子縱徑。

表1 果用型無患子各產(chǎn)地氣候因子及地理位置Table 1 Climatic factors and geographical location of different habitats of Sapindus mukorossi

1.2 果用型無患子皂苷含量的測定

測定種實(shí)性狀之后，選擇優(yōu)良樣株30 株進(jìn)行果實(shí)皂苷含量的測定，皂苷含量的測定由中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所試驗(yàn)中心完 成[10-12]。利用Excel 2003，SPSS18.0 完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同產(chǎn)地間及產(chǎn)地內(nèi)株間的果用型無患子種實(shí)性狀差異

如表2～3 所示，鼎城、石門產(chǎn)地內(nèi)果用型無患子株間種實(shí)性狀均表現(xiàn)出顯著差異（P＜0.05），臨澧、瀏陽和武陵3 個產(chǎn)地內(nèi)果用型無患子株間絕大部分種實(shí)性狀具有顯著差異（P＜0.05），而長沙產(chǎn)地內(nèi)的果用型無患子株間差異不顯著（P＞0.05）。

從表2～3 可知，除果實(shí)形態(tài)指數(shù)及種子形態(tài)指數(shù)外，其他性狀指標(biāo)在產(chǎn)地間均存在顯著差異（P＜0.05）；其中石門產(chǎn)地的無患子果實(shí)性狀表現(xiàn)最為突出，其果橫徑、果縱徑、果鮮質(zhì)量、果肉質(zhì)量、果實(shí)大小指數(shù)分別為25.11 mm、21.12 mm、5.40 g、3.62 g 和13 644，與其他產(chǎn)地差異極顯著（P＜0.01），同時要顯著高于上述性狀的總平均值22.67 mm、19.75 mm、4.55 g、2.90 g 和10 412。另一方面就種子質(zhì)量性狀而言，鼎城產(chǎn)地果用型無患子表現(xiàn)較為突出，其果核質(zhì)量、種子橫徑、種子縱徑、種子側(cè)徑、種子大小指數(shù)分別為1.80 g、14.71 mm、14.91 mm、13.19 mm 和2 929，顯著高于上述性狀平均值1.63 g、14.29 mm、14.33 mm、12.69 mm 和2 649；各產(chǎn)地間種子質(zhì)量性狀存在顯著差異，但與果實(shí)質(zhì)量性狀差異并不完全一致。

表2 果用型無患子產(chǎn)地內(nèi)、產(chǎn)地間性狀變異方差分析?Table 2 Variance analysis of intra-and inter-origin characters of Sapindus mukorossi

表3 不同產(chǎn)地果用型無患子種實(shí)性狀差異?Table 3 Variation of seed and fruit characters of Sapindus mukorossi from different habitats

2.2 果用型無患子性狀變異系數(shù)分析

分別計算各性狀在不同產(chǎn)地內(nèi)的變異系數(shù)（表4），同時計算產(chǎn)地間各性狀的總變異系數(shù)（表5）。由表4可知，長沙產(chǎn)地的果用型無患子林分種實(shí)各性狀變異系數(shù)均要小于其他產(chǎn)地，表明長沙產(chǎn)地的果用型無患子種實(shí)變異較小，相對穩(wěn)定；石門產(chǎn)地果用型無患子的果實(shí)質(zhì)量、果核質(zhì)量、果實(shí)大小指數(shù)、種子大小指數(shù)均為最大，表明石門產(chǎn)地存在豐富的種質(zhì)性狀變異。

從總體來看，不論是產(chǎn)地間或者產(chǎn)地內(nèi)株間種實(shí)形態(tài)相關(guān)指標(biāo)變異系數(shù)均較小，比如果徑，種徑以及與其相關(guān)的果實(shí)形態(tài)指數(shù)和種子形態(tài)指數(shù)其變異系數(shù)均處于較低的水平，這表明種實(shí)的形態(tài)性狀主要受控于其遺傳基因，環(huán)境因子造成的性狀差異小。

表4 產(chǎn)地內(nèi)果用型無患子種實(shí)性狀變異系數(shù)Table 4 Coefficient of variation of seed and fruit characters of Sapindus mukorossi in habitats

表5 不同產(chǎn)地間果用型無患子種實(shí)性狀變異系數(shù)Table 5 Coefficient of variation of seed and fruit characters of Sapindus mukorossi from different habitats

2.3 果用型無患子優(yōu)株皂苷含量的測定及相關(guān)性分析

在測試分析完6 個產(chǎn)地的果用型無患子種實(shí)性狀之后，根據(jù)果實(shí)質(zhì)量、果實(shí)大小指數(shù)、果核比，從所有的果用型無患子樣株中綜合選擇優(yōu)株30 株（長沙產(chǎn)地的無患子樣株果實(shí)均沒有達(dá)到入選要求），分別測定無患子果實(shí)的皂苷含量（表6）。

表6 不同產(chǎn)地果用型無患子的皂苷含量Table 6 Saponin content of Sapindus mukorossi from different habitats

結(jié)果表明，石門產(chǎn)地的果用型無患子皂苷含量相對較高，平均值達(dá)到了10.42%，同時變異系數(shù)相對較小，說明產(chǎn)地內(nèi)的果用型無患子種實(shí)皂苷含量變異較小，表現(xiàn)相對穩(wěn)定；另外鼎城產(chǎn)地的果用型無患子皂苷含量差異較大，其變異系數(shù)達(dá)到了41.20%，說明產(chǎn)地內(nèi)果用型無患子皂苷含量波動較大，存在豐富的變異，這使得在產(chǎn)地內(nèi)進(jìn)行單株選擇成為可能。

通過相關(guān)性分析，表明無患子果實(shí)皂苷含量與果實(shí)質(zhì)量性狀并無明顯的相關(guān)性（表7），存在無患子植株果實(shí)質(zhì)量大，果實(shí)品質(zhì)優(yōu)但其皂苷含量較低的情況，同時也存在果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良且皂苷含量高的無患子植株，所以在對果用型無患子進(jìn)行單株選擇時，若果實(shí)的皂苷含量是選擇指標(biāo)，需要綜合考慮果實(shí)質(zhì)量及果實(shí)皂苷含量的指標(biāo)情況。

表7 果用型無患子種實(shí)性狀間相關(guān)關(guān)系Table 7 Correlation between seed traits of Sapindus mukorossi

另外果皮（果肉）和果核（種子）的質(zhì)量性狀之間也無顯著的相關(guān)性，表明果實(shí)越大并不意味著種子也一定大，其果皮與果核比存在一定的差異性，進(jìn)行選擇時也可充分考慮選擇目標(biāo)，選擇出果（果肉）率高或出仁（種子）率高的果用型無患子優(yōu)株。

3 結(jié) 論

3.1 不同產(chǎn)地的無患子果實(shí)性狀差異顯著

通過統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，湖南地區(qū)內(nèi)6 個產(chǎn)地間的無患子果實(shí)及種子性狀差異顯著，主要表現(xiàn)在果實(shí)質(zhì)量、果實(shí)大小、果肉果核比及果實(shí)皂苷含量方面；其中石門產(chǎn)地的無患子相對其他5 個產(chǎn)地果實(shí)更加優(yōu)質(zhì)，該產(chǎn)地內(nèi)平均單果鮮質(zhì)量為5.40 g，超出總平均的18.7%，果實(shí)大小指數(shù)為13 644，超出總平均的31.0%，而平均皂苷含量為10.42%超出總平均的15.9%，其中部分優(yōu)株平均單果鮮質(zhì)量超過7 g，果實(shí)大小指數(shù)達(dá)到了18 467，而皂苷含量達(dá)到了12.70%。

3.2 無患子產(chǎn)地內(nèi)存在豐富變異

湖南地區(qū)果用型無患子在6 個不同的產(chǎn)地均存在不同程度的變異，并且種實(shí)各個性狀的變異程度各不相同，其中各個產(chǎn)地中果實(shí)質(zhì)量、種子質(zhì)量、果核比、果實(shí)大小指數(shù)等性狀變異系數(shù)普遍較大，同時石門和武陵產(chǎn)地?zé)o患子各性狀的變異系數(shù)均處于較高水平，說明這兩個產(chǎn)地內(nèi)無患子種實(shí)多數(shù)性狀均存在豐富的變異，有利于開展單株選擇工作。

3.3 產(chǎn)地環(huán)境因子對無患子果肉產(chǎn)出率、果實(shí)大小影響較大

不同產(chǎn)地間果用型無患子變異系數(shù)較大的是果肉質(zhì)量34.91%，其次為果實(shí)大小指數(shù)29.09%及果肉果核比29.02%，說明無患子果實(shí)果肉產(chǎn)出率、果實(shí)大小受產(chǎn)地因子影響較大；而無患子的形態(tài)指標(biāo)如果實(shí)形態(tài)指數(shù)、種子形態(tài)指數(shù)的變異系數(shù)最小，僅為6.42%和5.58%，說明無患子形態(tài)指標(biāo)受產(chǎn)地因子影響較小，相對穩(wěn)定。

3.4 果實(shí)皂苷含量與果實(shí)質(zhì)量性狀無明顯的相關(guān)性

通過分析測定各產(chǎn)地的果用型無患子皂苷含量發(fā)現(xiàn)，石門產(chǎn)地的果用型無患子皂苷含量相對較高，平均值達(dá)到了10.42%，最高可達(dá)12.70%；果實(shí)皂苷含量與果實(shí)質(zhì)量性狀無明顯的相關(guān)性，在對果用型無患子進(jìn)行單株選擇時，應(yīng)該綜合考慮果實(shí)質(zhì)量及果實(shí)皂苷含量。

4 討 論

物種為了適應(yīng)不同的自然環(huán)境會產(chǎn)生與之相適應(yīng)的遺傳變異，同一物種在不同產(chǎn)地產(chǎn)生的形態(tài)差異是遺傳型和環(huán)境因子共同作用的結(jié)果，而無患子果實(shí)作為該樹種最為重要的經(jīng)濟(jì)部位，研究其果實(shí)產(chǎn)生的性狀變異具有重要意義。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)湖南地區(qū)6 個不同產(chǎn)地的無患子果實(shí)性狀具有顯著的差異，其產(chǎn)地間果實(shí)質(zhì)量、果實(shí)大小及皂苷含量的變異系數(shù)均處于較高水平，說明無患子果實(shí)性狀存在豐富的變異，并且無患子種群對環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，有著廣闊的遺傳改良前景。

本研究主要集中在湖南地區(qū)的無患子，地域跨度較小，未進(jìn)行詳細(xì)的產(chǎn)地環(huán)境調(diào)查分析，存在一定的局限性。更多的研究表明無患子的果實(shí)形態(tài)、果實(shí)大小以及皂苷含量與緯度相關(guān)性較大，緯度越高無患子果實(shí)越大，但果實(shí)皂苷含量越低[12-13]。另外無患子果實(shí)性狀也與其樹齡相關(guān)，可能存在像山茱萸果實(shí)的化學(xué)成分含量一樣，具有相似起伏周期[14-15]。所以選擇合適無患子果實(shí)生產(chǎn)地，篩選理想的良種，以及何時何地對果實(shí)進(jìn)行采摘，對于無患子栽培及無患子產(chǎn)業(yè)都有重大的影響。