中國(guó)檉柳不同無(wú)性系的區(qū)域化試驗(yàn)

戴佳祺，李占坡，張國(guó)君*，杜晶晶，崔戰(zhàn)勝，楊俊明

(1 河北科技師范學(xué)院園藝科技學(xué)院，河北 秦皇島，066600；2 河北科技師范學(xué)院人事處；3 河南省孟州市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所)

檉柳屬(TamarixL.)植物具有耐鹽堿、耐干旱和水濕等特點(diǎn)[1,2]，因此，檉柳在鹽堿地利用和生態(tài)環(huán)境建設(shè)中的地位備受關(guān)注，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)繁榮和可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)檉柳在引種評(píng)價(jià)[3～5]、遺傳標(biāo)記開(kāi)發(fā)[6,7]、多樣性分析[8～11]、品種選育[12～15]、耐鹽抗逆[16～18]和不同品系的耐鹽性比較[19]以及開(kāi)發(fā)利用[20～22]等方面進(jìn)行了諸多研究，尤其在基因功能、鹽腺生理、離子平衡等耐鹽機(jī)制方面研究系統(tǒng)深入[23～26]。

由于檉柳繁殖能力和根系生命力強(qiáng)大，在美國(guó)、法國(guó)、阿根廷、澳大利亞和南非等地通過(guò)種子和天然雜交等方式造成了入侵，破壞了當(dāng)?shù)睾影逗蜐竦氐壬鷳B(tài)系統(tǒng)[27～31]。筆者從華北地區(qū)中國(guó)檉柳(Tamarixchinensis)天然林中篩選出了花朵敗育和不結(jié)實(shí)的‘濱海翠’檉柳新品種[32]，并對(duì)秦皇島等地區(qū)的檉柳群體通過(guò)分子標(biāo)記進(jìn)行篩選[33]，收集了中國(guó)檉柳28份優(yōu)良無(wú)性系。

為了獲得檉柳無(wú)性系的適應(yīng)性和穩(wěn)定性信息，需要對(duì)基因型與環(huán)境進(jìn)行互作效應(yīng)分析和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)[34～38]。因此，該研究對(duì)收集的中國(guó)檉柳28份無(wú)性系，在河北省昌黎縣、河北省樂(lè)亭縣和河北省唐山市的曹妃甸3地進(jìn)行多點(diǎn)生長(zhǎng)測(cè)定，利用AMMI模型[39]進(jìn)行生長(zhǎng)表現(xiàn)分析，以期篩選出適用于本試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)的檉柳優(yōu)良無(wú)性系。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于河北省唐山市曹妃甸區(qū)(S1，39°29′N(xiāo)，118°30′E)、河北省秦皇島市昌黎縣(S2，39°72′N(xiāo)，119°19′E)和河北省唐山市樂(lè)亭縣(S3，39°45′N(xiāo)，119°25′E)。3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的年平均溫度為11.0～11.2 ℃，年降水量為636 ～638 mm，無(wú)霜期為186～188 d，試驗(yàn)點(diǎn)S1和S2的土壤類(lèi)型為鹽堿土(鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0～6.4 g/kg和2.0～3.1 g/kg)，試驗(yàn)點(diǎn)S3土壤類(lèi)型為灘涂鹽堿土(鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.4～35.9 g/kg)。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)林為按照完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)于2017年春定植的28個(gè)中國(guó)檉柳優(yōu)株無(wú)性系和中國(guó)檉柳無(wú)性系(對(duì)照9號(hào))1年生裸根苗，株行距為2.0 m×2.0 m，每個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)3次重復(fù)，每小區(qū)10株。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

2018年9月底調(diào)查造林保存率、各無(wú)性系的株高和地徑。

1.4 數(shù)據(jù)分析

多點(diǎn)方差分析、AMMI模型[40]分析和無(wú)性系效應(yīng)值(i)的估算方法參見(jiàn)相關(guān)文章[34,35]。

2 結(jié)果與分析

2.1 方差分析

檉柳29個(gè)無(wú)性系間及3個(gè)地點(diǎn)間的造林保存率、株高和地徑差異顯著，株高和地徑在無(wú)性系與地點(diǎn)間的交互作用間存在顯著差異，而造林保存率在無(wú)性系與地點(diǎn)間的交互作用不顯著(表1)。造林保存率高于80%的有11個(gè)無(wú)性系，其中保存率最高的無(wú)性系為13，為94.44%，高于9號(hào)對(duì)照中國(guó)檉柳的83.56%(表2)。

表1 檉柳29個(gè)無(wú)性系的保存率、株高和地徑的方差分析

表2 檉柳29個(gè)無(wú)性系的株高、地徑、保存率差異顯著性多重比較

續(xù)表2

2.2 AMMI模型分析

檉柳的株高和地徑在不同無(wú)性系間和不同地點(diǎn)間均存在顯著差異(P<0.01)，而株高的交互作用主成分軸差異不顯著，地徑的交互作用主成分軸差異顯著(P<0.01)(表3)。

根據(jù)文獻(xiàn)[35]中的方法，在雙標(biāo)圖中以檉柳無(wú)性系29號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)(此無(wú)性系的值最接近29個(gè)檉柳無(wú)性系地徑平均值)作地徑AMMI分析排序圖(圖1)，無(wú)性系8，10，12，13和14號(hào)的地徑表現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)；無(wú)性系1，2，3，6和7號(hào)的地徑表現(xiàn)高產(chǎn)，但不穩(wěn)定。

表3 檉柳株高和地徑的AMMI分析

2.3 生長(zhǎng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)

根據(jù)株高區(qū)域化參數(shù)(表4)，與對(duì)照中國(guó)檉柳(9號(hào)，183.90 cm)相比，有7個(gè)無(wú)性系表現(xiàn)良好(無(wú)性系13，8，2，12，14，1，10號(hào)，株高為188.69～209.61 cm)，其中6個(gè)無(wú)性系適于3個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)生長(zhǎng)，無(wú)性系2號(hào)適于生長(zhǎng)于試驗(yàn)點(diǎn)S1和S2，而無(wú)性系11號(hào)雖然株高高于對(duì)照中國(guó)檉柳但是只適合生長(zhǎng)于試驗(yàn)點(diǎn)S1且綜合評(píng)價(jià)一般。根據(jù)地徑的適應(yīng)性分析來(lái)看(表5)，與對(duì)照中國(guó)檉柳(9號(hào)，30.75 mm)相比，有10個(gè)無(wú)性系表現(xiàn)良好(無(wú)性系1，2，3，7，8，13，12，14，10，6號(hào)，地徑為31.16～35.46 mm)，其中8個(gè)無(wú)性系適于3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)生長(zhǎng)，無(wú)性系2號(hào)和3號(hào)僅在試驗(yàn)點(diǎn)S1表現(xiàn)優(yōu)秀。

圖1 檉柳29個(gè)無(wú)性系地徑雙標(biāo)圖和無(wú)性系排序

表4 檉柳29個(gè)無(wú)性系株高區(qū)域化的綜合評(píng)價(jià)

表5 檉柳29個(gè)無(wú)性系地徑區(qū)域化的綜合評(píng)價(jià)

3 結(jié)論與討論

29個(gè)檉柳無(wú)性系中有11個(gè)無(wú)性系的造林保存率高于80%，但高于9號(hào)對(duì)照中國(guó)檉柳83.56%的僅有4個(gè)無(wú)性系(13，2，1和11號(hào))。檉柳無(wú)性系第二年保存率偏低的原因，可能是由于試驗(yàn)地部分區(qū)域鹽堿度過(guò)高，達(dá)到了鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)30 g/kg以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)6 g/kg的極重度鹽堿地標(biāo)準(zhǔn)[41]。

通過(guò)雙標(biāo)圖和株高綜合分析，同時(shí)具有株高和地徑平均穩(wěn)定性的最佳高產(chǎn)無(wú)性系有8，10，12，13，14號(hào)。綜合造林保存率及生長(zhǎng)性狀考慮，1，2，8，10，12，13，14號(hào)7個(gè)無(wú)性系在試驗(yàn)區(qū)均表現(xiàn)優(yōu)良。然而，無(wú)性系14號(hào)的保存率為78.89%，略低于80%的造林標(biāo)準(zhǔn)[42]，但考慮到試驗(yàn)地的鹽堿程度較高，14號(hào)無(wú)性系也可入選。從株高和地莖以及造林保存率和生長(zhǎng)性狀幾方面綜合考慮8，10，12，13，14號(hào)5個(gè)無(wú)性系在三個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)均表現(xiàn)良好，可作為選育的重點(diǎn)優(yōu)系進(jìn)行推廣。

檉柳新品種選育時(shí)不僅需要考慮生長(zhǎng)情況，而且也需要根據(jù)育種目標(biāo)考慮其他指標(biāo)。針對(duì)檉柳開(kāi)花時(shí)容易雜交，且在河濱區(qū)域、濕地和湖濱等潮濕的基質(zhì)上非常適合其種子的萌發(fā)生長(zhǎng)，在缺乏有效的種間競(jìng)爭(zhēng)時(shí)檉柳會(huì)出現(xiàn)快速蔓延現(xiàn)象[28～30]，可以選擇不開(kāi)花和不結(jié)實(shí)品種，如‘濱海翠’檉柳(Tamarixchinensis‘Binhaicui’)[32]，從而避免檉柳帶來(lái)的生物入侵困境。針對(duì)生態(tài)和觀賞目標(biāo)，選育出了‘魯檉1號(hào)’(Tamarixchinensis‘Lucheng 1’)[14]和‘魯檉3號(hào)’(Tamarixchinensis‘Lucheng 3’)[15]新品種等。