多花山竹子地理種源初步評(píng)價(jià)與早期選擇

李肇鋒，黃華明，周俊新，余榮卓，陳 杰

(1.福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 南平 353000； 2.福建南平葫蘆山國(guó)有林場(chǎng)，福建 南平 353000)

多花山竹子(GarciniamultilloraKhamp.) 別名山桔子、山枇杷等，為藤黃科(Guttifere)藤黃屬(Garcinia)常綠小喬木，樹高可達(dá)3～12 m，適應(yīng)性較強(qiáng)，廣泛分布于中國(guó)西南、東南等省區(qū)中亞熱帶山區(qū)的深谷溝溪旁，及南亞熱帶的密林邊緣；其枝葉濃密樹型優(yōu)美，可用于園林綠化；其果實(shí)和樹皮具收斂生肌消炎止痛之功效，臨床上常用于治療瘡瘍潰爛及燒燙傷等；其種子含油率高達(dá)51.22%，可作肥皂和機(jī)械潤(rùn)滑油[1]。

多花山竹子作為兼具觀賞、藥用、油脂等價(jià)值于一體的優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種，具有較大的開發(fā)利用價(jià)值。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前市場(chǎng)上對(duì)觀果類觀賞園林植物的需求日益增加，而多花山竹子尚未被開發(fā)利用，其市場(chǎng)開發(fā)利用前景看好。但因其自然分布的生長(zhǎng)環(huán)境各異，在進(jìn)化適應(yīng)過程中，會(huì)產(chǎn)生一定的遺傳變異。遺傳改良作為植物選育的基礎(chǔ)性工作，地理種源試驗(yàn)和早期表現(xiàn)評(píng)價(jià)選擇是植物遺傳改良的有效手段，可為人工培育多花山竹子提供優(yōu)良品種，而目前有關(guān)多花山竹子的地理種源試驗(yàn)和評(píng)價(jià)選擇的研究尚未見報(bào)道。為此，本研究收集福建省18個(gè)多花山竹子地理種源，在福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)林果場(chǎng)開展種源試驗(yàn)，調(diào)查3年生多花山竹子的生長(zhǎng)性狀，了解其早期表現(xiàn)的遺傳變異規(guī)律，并采用多目標(biāo)決策方法進(jìn)行其早期表現(xiàn)初步評(píng)價(jià)選擇[2]，旨在為多花山竹子的優(yōu)良品種選育提供參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)林果場(chǎng)苗圃地，地處東經(jīng)117°54′、北緯26°44′，海拔170 m，地形平緩開闊，沙壤土質(zhì)，pH值5.3，肥力適中。氣候濕潤(rùn)，年均降水量1663.9 mm，年均氣溫19.5 ℃，年無霜期268 d。

2 材料與方法

2.1 材料來源

2016年冬在福建省境內(nèi)18個(gè)多花山竹子地理種源自然分布地區(qū)選擇天然起源、生長(zhǎng)正常的植株采種，每個(gè)種源至少采集5株的種子進(jìn)行混合。各種源點(diǎn)的海拔及地理坐標(biāo)情況見表1。對(duì)所采集的種子實(shí)施相同的砂藏處理。2017年3月播種，苗圃地實(shí)施相同的管理技術(shù)措施。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，18個(gè)處理(地理種源)，3次重復(fù)。試驗(yàn)小區(qū)(面積15 m2)均采用各地理種源種子培育[2-3]的1年生、頂芽與根系完整的健壯苗，于2018年3月移栽定植，每個(gè)小區(qū)定植40株，試驗(yàn)期間各小區(qū)的管理技術(shù)相同。

2.3 評(píng)價(jià)與選擇方法

采用多目標(biāo)決策中的一維比較法進(jìn)行各地理種源生長(zhǎng)性狀早期表現(xiàn)評(píng)價(jià)和選擇[2，4]。

1)把不同表型特征性狀評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)量單位轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的效用單位。將不同量綱的項(xiàng)目換算成同一效用單位，先求出每個(gè)目標(biāo)的最大值Vmax和最小值Vmin，效用單位的最大值為Umax，效用單位的最小值為Umin。當(dāng)目標(biāo)值為Vmax時(shí)，Umax=1.0；當(dāng)目標(biāo)值為Vmin時(shí)，Umin=0.1。因?yàn)橹仓旮叨?、基徑、生物量鮮質(zhì)量等3個(gè)表型特征性狀評(píng)價(jià)指標(biāo)都是愈高愈好，呈遞增關(guān)系，它們的效用值U采用下式轉(zhuǎn)換公式：U=1-0.9(Vmax-V)/(Vmax-Vmin)[2，5]。

表1 多花山竹子地理種源海拔高度與地理坐標(biāo)情況

2)權(quán)重系數(shù)確定。根據(jù)選育目標(biāo)，通過專家咨詢，確定株高度、基徑、生物量鮮質(zhì)量3個(gè)表型特征性狀評(píng)價(jià)的權(quán)重系數(shù)[2]。

3)綜合評(píng)價(jià)值計(jì)算。按照性狀評(píng)價(jià)值=性狀效用值×性狀權(quán)重系數(shù)，分別計(jì)算地理種源的各個(gè)性狀評(píng)價(jià)值(Vi)，綜合累加為地理種源的綜合評(píng)價(jià)值(V)[2]。

4)地理種源評(píng)價(jià)與選擇。根據(jù)地理種源的綜合評(píng)價(jià)值的大小，確定其優(yōu)劣排序，按15%的中選比例確定優(yōu)選地理種源[2]。

2.4 數(shù)據(jù)采集與處理

2019年12月，對(duì)試驗(yàn)小區(qū)的多花山竹子樹高、基徑分別用鋼卷尺、游標(biāo)卡尺進(jìn)行逐株測(cè)量、記錄；每試驗(yàn)小區(qū)分別抽取接近平均值的10株標(biāo)準(zhǔn)植株進(jìn)行生物量(鮮質(zhì)量，下同)測(cè)量，生物量(鮮質(zhì)量)采用電子天平全株稱量法計(jì)量。取試驗(yàn)小區(qū)各性狀指標(biāo)的算術(shù)平均值作為小區(qū)代表值[2-3]。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同地理種源多花山竹子生長(zhǎng)性狀早期差異

多花山竹子作為園林觀果觀賞和藥用、油料植物，進(jìn)行品種選育和人工栽培，速生豐產(chǎn)是其遺傳改良的重要方向之一。多花山竹子的樹高、基徑、生物量是直接關(guān)系其品質(zhì)優(yōu)劣、生長(zhǎng)快慢、培育難易的關(guān)鍵性狀，是衡量多花山竹子速生豐產(chǎn)的重要因素。為此，選擇樹高、基徑、生物量[2]作為衡量多花山竹子地理種源早期生長(zhǎng)性狀表型特征的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。

3年生多花山竹子的樹高、生物量、基徑等生長(zhǎng)性狀見表2。由表2可知，參試的18個(gè)地理種源的樹高、生物量、基徑的平均值分別為0.436 m、85.32 g、0.323 cm，其中表現(xiàn)最好的是泉州德化種源，分別為51.68 cm、112.72 g、0.40 cm，表現(xiàn)最差的是莆田仙游種源，分別為32.84 cm、72.78 g、0.24 cm，2個(gè)種源間的差異分別高達(dá)1.57倍、1.55倍、1.67倍。方差分析結(jié)果表明，F(xiàn)樹高=16.045**、F生物量=10.757**、F基徑=19.795**，均大于F0.01=1.75。說明多花山竹子的樹高、生物量、基徑等生長(zhǎng)性狀表型特征早期表現(xiàn)在種源間均存在顯著差異[7]。

表2 不同地理種源多花山竹子生長(zhǎng)性狀早期表現(xiàn)

3.2 生長(zhǎng)性狀遺傳參數(shù)

遺傳力是植物性狀的主要遺傳參數(shù)。對(duì)某一樹種進(jìn)行遺傳改良，首先要了解該樹種的遺傳特性，以便制定相應(yīng)的育種策略和改良程序[6-13]。3年生多花山竹子的樹高、生物量、基徑等生長(zhǎng)性狀的遺傳參數(shù)見表3。由表3可知，多花山竹子種源的樹高、生物量、基徑的廣義遺傳力分別為0.8219、0.7009、0.8674，表明多花山竹子不同種源的3個(gè)生長(zhǎng)性狀表型特征早期表現(xiàn)差異主要與其遺傳力及遺傳變異有關(guān)。3個(gè)生長(zhǎng)性狀的變異系數(shù)介于11.18%～26.58%之間，變異系數(shù)排序?yàn)樯锪?樹高>基徑，屬中等程度變異，這為優(yōu)選地理種源選擇[9]提供了可能和理論依據(jù)。

表3 多花山竹子生長(zhǎng)性狀表型特征早期表現(xiàn)的遺傳參數(shù)

3.3 優(yōu)選地理種源選擇與評(píng)價(jià)

利用多目標(biāo)決策方法進(jìn)行地理種源優(yōu)選[15]，在觀賞型南方紅豆杉、風(fēng)藤地理種源選擇[2]等研究中得到廣泛應(yīng)用，并取得良好成效。為此，本研究采用多目標(biāo)決策方法[15]進(jìn)行多花山竹子地理種源多性狀表型特征早期表現(xiàn)的綜合評(píng)價(jià)與選擇。

1)把不同生長(zhǎng)性狀目標(biāo)的計(jì)量單位轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的效用單位[2]，結(jié)果見表4。

表4 效用值

2)綜合評(píng)價(jià)值計(jì)算與優(yōu)良地理種源選擇。根據(jù)綜合評(píng)價(jià)值=性狀指標(biāo)效用值×對(duì)應(yīng)性狀指標(biāo)權(quán)重系數(shù)[4]的累和，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)值計(jì)算，依據(jù)綜合評(píng)價(jià)值的大小[13]，進(jìn)行優(yōu)選地理種源排序和選擇。考慮到多花山竹子的特點(diǎn)以及3個(gè)性狀的重要性，經(jīng)專家咨詢，分別賦予相應(yīng)權(quán)重值。其生物量性狀的權(quán)重值為0.4，其它2個(gè)生長(zhǎng)性狀權(quán)重值均為0.3[2]。18個(gè)多花山竹子地理種源綜合評(píng)價(jià)值計(jì)算結(jié)果見表5。由表5可知，18個(gè)地理種源綜合評(píng)價(jià)值排名前三的分別是泉州德化、南平浦城、南平延平種源，其綜合評(píng)價(jià)值分別為1.4782、1.3454、1.2835。按照15%的優(yōu)選地理種源入選比例，泉州德化、南平浦城、南平延平種源可作為多花山竹子的優(yōu)選地理種源。

表5 綜合評(píng)價(jià)值

3)優(yōu)選地理種源的性狀表型特征早期表現(xiàn)及遺傳增益。為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)優(yōu)選地理種源生長(zhǎng)性狀表型特征早期表現(xiàn)以及遺傳增益[6]情況，將中選優(yōu)選地理種源的生長(zhǎng)性狀表型特征早期表現(xiàn)及遺傳增益情況單列，見表6。由表6可知，泉州德化優(yōu)選地理種源的樹高、生物量、基徑等3個(gè)生長(zhǎng)性狀表型特征早期表現(xiàn)的遺傳增益分別為29.24%、41.55%、32.68%，南平浦城優(yōu)選地理種源的樹高、生物量、基徑等3個(gè)生長(zhǎng)性狀表型特征早期表現(xiàn)的遺傳增益分別為30.38%、15.35%、3.06%，南平延平優(yōu)選地理種源的樹高、生物量、基徑等3個(gè)生長(zhǎng)性狀表型特征早期表現(xiàn)的遺傳增益分別為5.53%、24.58%、10.80%；3個(gè)中選優(yōu)選地理種源的樹高、生物量、基徑等3個(gè)生長(zhǎng)性狀表型特征早期表現(xiàn)的平均遺傳增益分別為21.72%、27.16%、15.51%。

表6 優(yōu)選地理種源生長(zhǎng)性狀表型特征早期表現(xiàn)及遺傳增益

4 結(jié)論

3年生多花山竹子地理種源試驗(yàn)結(jié)果表明，在參試的18個(gè)地理種源中，樹高、生物量、基徑等生長(zhǎng)性狀表型特征的早期表現(xiàn)均存在顯著性差異，其變異系數(shù)分別為17.45%、26.58%、11.18%，廣義遺傳力分別是0.8219、0.7009、0.8674。綜合考慮樹高、生物量、基徑等生長(zhǎng)性狀表型特征的早期表現(xiàn)，采用多目標(biāo)決策方法，按15%入選率，優(yōu)選出泉州德化、南平浦城、南平延平等3個(gè)地理種源。3個(gè)優(yōu)選地理種源的樹高、生物量、基徑等生長(zhǎng)性狀表型特征早期表現(xiàn)的平均遺傳增益[6]顯著，分別為21.72%、27.16%、15.51%，這與羅寧[6]開展的閩楠優(yōu)良地理種源選擇和李肇鋒[2]開展的風(fēng)藤優(yōu)良地理種源選擇的結(jié)果一致。說明采用生長(zhǎng)性狀表型特征的早期表現(xiàn)對(duì)多花山竹子種源評(píng)價(jià)與選擇具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本試驗(yàn)首次綜合了樹高、生物量、基徑等多個(gè)生長(zhǎng)性狀表型特征進(jìn)行地理種源早期表現(xiàn)評(píng)價(jià)與選擇，突破了采用單一性狀進(jìn)行種源選優(yōu)的不足，為今后其它植物種源早期評(píng)價(jià)與選擇提供了有益的參考。但由于本試驗(yàn)僅以3年生的多花山竹子生長(zhǎng)性狀表型特征早期表現(xiàn)為研究對(duì)象進(jìn)行地理種源的初步評(píng)價(jià)與選擇，隨著其齡級(jí)的增長(zhǎng)，后期各生長(zhǎng)性狀表型特征表現(xiàn)如何，有待于進(jìn)一步深入研究。