銅仁地區(qū)野生油茶果實(shí)性狀變異研究

石宗坤，胡玉玲，姜佳艷，楊慧琴，龍雪燕，楊小菊，楊勝優(yōu)，羅 倩，李木良

（銅仁學(xué)院·農(nóng)林工程與規(guī)劃學(xué)院，貴州 銅仁554300）

油茶（Camellia oleifera）為山茶科山茶屬常綠灌木或小喬木，是我國(guó)特有木本油料樹(shù)種。茶油為高級(jí)食用油，被譽(yù)為“東方橄欖油”，長(zhǎng)期食用可有效預(yù)防心血管疾病，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1-3]，因此，果實(shí)性狀成為了油茶工作者們衡量油茶經(jīng)濟(jì)價(jià)值的一個(gè)重要指標(biāo)[4-6]。劉子雷[7]對(duì)浙江紅花油茶果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀變異研究表明，油茶果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀在單株內(nèi)、單株間以及產(chǎn)地間均存在著較大的變異。丁曉綱[8]等人對(duì)廣寧紅花油茶果實(shí)性狀的遺傳變異規(guī)律研究結(jié)果指出，油茶果實(shí)含量率變異波動(dòng)較大。陳永忠[9]對(duì)油茶果實(shí)生長(zhǎng)特性和油脂含量變化的研究，指出霜降籽油茶果實(shí)提前采收會(huì)對(duì)產(chǎn)油量造成很大損失。

目前，油茶相關(guān)的研究大多數(shù)在圍繞高產(chǎn)、出油率高的人工栽培品種進(jìn)行展開(kāi)，而有關(guān)野生油茶研究相對(duì)較少[4-6,10-11]。天然分布的野生油茶林由于環(huán)境生長(zhǎng)因子各不相同，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地理隔離和自然選擇，使得油茶群體間和群體內(nèi)存在豐富的變異，其中不乏具有經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)良的個(gè)體[12-14]。如楊輝榮[15]在很早就進(jìn)行從野生油茶中提取天然抗氧化劑的研究。金關(guān)榮等[16]對(duì)野生高產(chǎn)紅花大果油茶的引種馴化及利用進(jìn)行了研究，經(jīng)考查測(cè)定,產(chǎn)油量可達(dá)44.45(kg·667m-2)，籽含油率比浙江紅花油茶和普通油茶分別高4.30%和17.90%，效果顯著。劉小亞[17]等人對(duì)廬山和井岡山不同海拔野生油茶籽油及化學(xué)成分進(jìn)行了比較研究，結(jié)果表明，不同地區(qū)和不同海拔高度油茶籽油脂含量及其化學(xué)成分存在很大差別。因此，野生油茶果實(shí)性狀研究對(duì)油茶良種選育和充分利用具有重要意義。

銅仁市具有悠久的油茶栽培歷史，境內(nèi)野生油茶種質(zhì)資源非常豐富，但是現(xiàn)有栽培品種都不是本地品種，而是源于湖南湘林的“三華”及江西的“長(zhǎng)林”系列人工栽培品種[18]。為了能充分利用本地資源，開(kāi)展銅仁市油茶良種選育工作，本文將銅仁市6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中表現(xiàn)優(yōu)良的223株野生油茶果實(shí)為研究對(duì)象，分析油茶果實(shí)性狀變異及其相關(guān)性，并計(jì)算單株得分，以期篩選出具備優(yōu)良性狀的株系，作為銅仁地區(qū)油茶良種選育的基礎(chǔ)材料。

1 材料與方法

1.1 樣地概況

研究樣地位于銅仁市范圍內(nèi)4個(gè)區(qū)縣下6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)野生油茶分布區(qū)域，地處27°44′47″－28°15′4″N，107°59′1″－109°17′29″E，海拔在505～549 m，土壤類(lèi)別為紅壤、砂壤，林分類(lèi)型多為純林，少雜灌混交，林齡為20～80 a（表1）。

表1 樣地位置及林地情況Tab.1 Plot location and woodland conditions

1.2 野外調(diào)查及果實(shí)采集

采取走訪和實(shí)地調(diào)查的方式。查閱檔案記載后，咨詢有關(guān)專(zhuān)家及當(dāng)?shù)厝罕?，初步了解調(diào)查區(qū)內(nèi)野生油茶資源分布狀況，以確定調(diào)查的區(qū)域。在油茶群落中選擇結(jié)實(shí)量高、果實(shí)大、顏色鮮艷和果形奇特等表現(xiàn)優(yōu)良的野生油茶株系進(jìn)行果實(shí)采集，每株采集果實(shí)約10個(gè)，并分別對(duì)選中的種源植株和采集的果實(shí)進(jìn)行編號(hào)，已采果實(shí)的編號(hào)與選中植株的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，并記錄每棵樹(shù)的性狀表現(xiàn)、地理位置、海拔、土壤類(lèi)型及林齡。將采集的果實(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室。

1.3 果實(shí)性狀的測(cè)定

果型和果色。果實(shí)形狀的描述以目測(cè)結(jié)果為依據(jù)，以常見(jiàn)的形狀進(jìn)行描述，果實(shí)顏色的描述以對(duì)比原則和目測(cè)效果為根據(jù)，先確定每種顏色的范圍，然后再進(jìn)行歸類(lèi)，若是混合色，先描述次色，后描述主色[4]。

主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的測(cè)定。對(duì)每個(gè)編號(hào)的果實(shí)隨機(jī)選擇4個(gè)果，用0.01 g天平、0.01 cm游標(biāo)卡尺等工具測(cè)定指標(biāo)，包括鮮果重、籽鮮重、干籽重、縱徑、橫徑、皮厚等指標(biāo)，其中縱徑、橫徑、皮厚取其平均值，籽數(shù)采用直接計(jì)數(shù)。將鮮籽置于105℃烘箱中，烘至恒重，再用天平稱(chēng)其干重，再充分混勻，取3～5 g干仁，利用索氏抽提法測(cè)定油脂含量[15]，每樣本進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)定，結(jié)果取其平均值。最后利用公式計(jì)算出果形指數(shù)、干仁出油率、鮮果含油率和變異系數(shù)計(jì)算方法如下：

果形指數(shù)=縱徑/橫徑；

干仁出油率(%)=干仁出油量／干仁質(zhì)量×100%；

鮮果含油率(%)=干籽出仁率×干仁出油率×干出籽率×100%；

變異系數(shù)（λ）=標(biāo)準(zhǔn)差/平均值。

2 數(shù)據(jù)處理

將數(shù)據(jù)錄入Microsoft Excel 2019表格中，再經(jīng)SPSS 16.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，將地區(qū)作為自變量，油茶性狀指標(biāo)作為因變量，進(jìn)行顯著性水平為0.05，并進(jìn)行多重比較。在R-4.0.2軟件中的“PerformanceAnalytics”和“vegan”程序包，進(jìn)行各性狀指標(biāo)間相關(guān)性分析和PCA分析，“ggplot2”程序包制圖，再利用Microsoft Excel 2019計(jì)算出單株綜合得分。單株油茶綜合得分計(jì)算公式為：

式中：S為油茶單株綜合得分；P1為第1主成分貢獻(xiàn)率；P2為第2主成分貢獻(xiàn)率；P3為第3主成分貢獻(xiàn)率；Xi為第i號(hào)樹(shù)在PC1上得分；Yi為第i號(hào)樹(shù)在PC2上得分；Zi為第i號(hào)樹(shù)在PC3上得分。

3 結(jié)果與分析

3.1 野生油茶果實(shí)性狀分布

在調(diào)查的223株野生油茶的果實(shí)形狀包括橄欖形、橢圓形、圓形、桃形、橙形、梨形、卵形、桔形、紡錘形、倒卵形。果色包括紅色、青色、青紅色、紅青色、青棕色、青褐色。此外，果實(shí)主要性狀分布范圍，鮮果重23.7～171.6 g，鮮籽重8.8～73.1 g，籽數(shù)8～52粒，干籽重5.1～36.4 g，皮厚1.5～5.98 mm，果形指數(shù)0.77～1.58 g，干仁出油率9.29%～58.63%，鮮果含油率0.46%～15%。其變異系數(shù)按從大到小順序依次為鮮果含油率＞干籽重＞籽數(shù)＞鮮籽重＞鮮果重＞皮厚＞干仁出油率＞果形指數(shù)（表2）。

表2 野生油茶果實(shí)主要性狀特征Tab.2 Main characters of wild C.oleifera fruit

3.2 不同地區(qū)野生油茶果實(shí)性狀差異

由圖1可知，合朋溪鎮(zhèn)野生油茶果實(shí)的鮮果重、鮮籽重和干籽重顯著大于其余5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，且該5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間不存在顯著差異性。合朋溪鎮(zhèn)的籽數(shù)顯著大于河西街道、壩黃鎮(zhèn)和長(zhǎng)堡鎮(zhèn)，與和平鄉(xiāng)、正大鎮(zhèn)無(wú)顯著差異。河西街道的皮厚顯著大于正大鎮(zhèn)和長(zhǎng)堡鎮(zhèn)，與和平鄉(xiāng)、壩黃鎮(zhèn)和合朋溪鎮(zhèn)無(wú)顯著差異。正大鎮(zhèn)的果形指數(shù)大于和平鄉(xiāng)、壩黃鎮(zhèn)，與河西街道、長(zhǎng)堡鎮(zhèn)、合朋溪鎮(zhèn)無(wú)差異。河西街道的干仁出油率顯著大于正大鎮(zhèn)，且河西街道、正大鎮(zhèn)與其余4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)無(wú)顯著差異。合朋溪鎮(zhèn)的鮮果含油率顯著大于壩黃鎮(zhèn)、長(zhǎng)堡鎮(zhèn)，與河西街道、和平鄉(xiāng)、正大鎮(zhèn)無(wú)顯著差異。

圖1 8個(gè)野生油茶性狀在不同地區(qū)間的差異Fig.1 Differences of eight wild C.oleifera characters in different regions

3.3 主要性狀間的相關(guān)性分析

由圖2可知，鮮果重與鮮籽重、籽數(shù)、干籽重和皮厚均存在極顯著正相關(guān)，與果形指數(shù)為顯著負(fù)相關(guān)；鮮籽重與籽數(shù)、干籽重存在極顯著正相關(guān)，而與果形指數(shù)為極顯著負(fù)相關(guān)；籽數(shù)與干籽重存在極顯著正相關(guān)，與果形指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)；干籽重與鮮果含油率存在極顯著正相關(guān)，與果形指數(shù)存在顯著負(fù)相關(guān)；干仁出油率與鮮果含油率存在極顯著正相關(guān)。

圖2 野生油茶8個(gè)性狀指標(biāo)間的相關(guān)性分析結(jié)果Fig.2 Correlation analysis results between the 8 personality indicators of wild C.oleifera

3.4 果實(shí)性狀主成分分析及綜合得分排在前10的油茶單株

根據(jù)表3可知，能代表充分代表8個(gè)果實(shí)性狀的有第1、第2、第3主成分，其累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)72.943%。第1主成分貢獻(xiàn)率38.682%，特征值為3.095，其中鮮果重（0.281）、鮮籽重（0.285）、籽數(shù)（0.232）、干籽重（0.289）的載荷系數(shù)均相差不多，可將其歸為產(chǎn)量因子。第2主成分貢獻(xiàn)率21.131%，特征值為1.690，鮮果含油率（0.528）的載荷系數(shù)最大，其次是干仁出油率（0.497）?？蓺w為含油量因子，第3主成分貢獻(xiàn)率13.130%，特征值為1.050，皮厚的載荷系數(shù)高達(dá)（0.852），暫且將其稱(chēng)為果皮因子。根據(jù)單株在3個(gè)主成分上的得分及3個(gè)主成分各自的貢獻(xiàn)率計(jì)算出每棵樹(shù)綜合得分，抽取綜合得分最高的10棵樹(shù)進(jìn)行排序（按降序排列），依次為17、216、222、111、50、11、6、221、164、168號(hào)，所對(duì)應(yīng)得分依次為2.35、2.09、2.06、1.86、1.84、1.76、1.60、1.55、1.52、1.49（表4）。

表3 野生油茶果實(shí)性狀在各主成分上的載荷系數(shù)及貢獻(xiàn)率Tab.3 Loading coefficients and contribution rates of wild C.oleifera fruit traits on each principal component

表4 綜合得分排名前10單株油茶的主成分分值及綜合得分Tab.4 Principal component scores and comprehensive scores of the top 10 individual C.oleifera plants with comprehensive scores

4 討論

1）銅仁地區(qū)野生油茶果實(shí)性狀變異很大，具有較大的選擇潛力和豐富的遺傳力。通過(guò)對(duì)銅仁地區(qū)223個(gè)野生油茶樣本的分析，野生油茶果實(shí)性狀分布和變異系數(shù)均不同。其中按變異系數(shù)大小依次為:鮮果含油率＞干籽重＞籽數(shù)＞鮮籽重＞鮮果重＞皮厚＞干仁出油率＞果形指數(shù)（表2）。這與朱雯[6]等人研究結(jié)果相比較，相同之處是變異系數(shù)最小的性狀均為果形指數(shù)，不同之處是其變異系數(shù)最大的性狀是鮮果重，本文研究結(jié)果變異系數(shù)最大的性狀為鮮果含油率。造成兩個(gè)研究結(jié)果不同的原因，可能是試驗(yàn)地環(huán)境因子不同。朱雯等人試驗(yàn)地位于廣東省，地處亞熱帶，日照充足，雨量充沛，終年無(wú)雪少霜，土壤類(lèi)型為山地黃紅壤，林分管理一般，總體生長(zhǎng)良好。本文試驗(yàn)區(qū)所在貴州銅仁屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，冷暖差異較大，日照時(shí)間為全國(guó)低值區(qū)之一，全區(qū)土壤類(lèi)型以紅壤、黃壤、砂壤為主，油茶林分為天然分布的野生油茶林，人為干預(yù)較少[19]。不同地區(qū)油茶對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制不同，導(dǎo)致其果實(shí)性狀變異的程度也有所不同。

2）油茶果實(shí)性狀是油茶經(jīng)濟(jì)性狀的重要指標(biāo)[20]，油茶果實(shí)性狀相關(guān)性的研究對(duì)油茶種質(zhì)篩選具有一定指導(dǎo)意義。性狀相關(guān)性分析結(jié)果得到鮮果重與鮮籽重、籽數(shù)、干籽重和皮厚均存在極顯著正相關(guān)，與果形指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)；鮮籽重與籽數(shù)、干籽重存在極顯著正相關(guān)，而與果形指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)；籽數(shù)與干籽重存在極顯著正相關(guān)，與果形指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)；干籽重與鮮果含油率存在極顯著正相關(guān)，與果形指數(shù)存在顯著負(fù)相關(guān)；干仁出油率與鮮果含油率存在極顯著正相關(guān)（圖2）。這與丁桂嬌[21]等人的研究結(jié)果有部分相似，如鮮果重與鮮籽重、干籽重均存在極顯著正相關(guān)，但又有不同之處，如丁桂嬌研究結(jié)果為皮厚與干籽質(zhì)量無(wú)相關(guān)性，本研究結(jié)果皮厚與干籽重存在極顯著正相關(guān)。導(dǎo)致兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同的原因，一方面可能是經(jīng)營(yíng)管理程度不同。丁桂嬌等人實(shí)驗(yàn)地的油茶林為人工改造過(guò)的林分，經(jīng)營(yíng)管理程度高，林分結(jié)構(gòu)合理，土壤肥沃，林分生長(zhǎng)良好。本實(shí)驗(yàn)樣地的油茶林是天然油茶林分布區(qū)，很少有人為干擾，林分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，土壤貧瘠，種間競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，生境相對(duì)較惡劣[22]。另一方面可能是品種不同，丁桂嬌等人實(shí)驗(yàn)材料為無(wú)性系改造林，而屬于玉屏當(dāng)?shù)責(zé)o性系的品種僅有4個(gè)，除了從貴州其他地區(qū)引進(jìn)之外，也有從湖南、廣西等省份引進(jìn)。而本實(shí)驗(yàn)材料為自然雜交的天然老油茶林，品種繁多。

3）根據(jù)單株在主成分上得分計(jì)算單株綜合得分結(jié)果，抽選綜合得分排名前10的單株進(jìn)行排序，17、216、222、111、50、11、6、221、164、168號(hào)，對(duì)應(yīng)得分為2.35、2.09、2.06、1.86、1.84、1.76、1.60、1.55、1.52、1.49（表4）。該10株可作為良種培育工作的預(yù)選材料。除此之外，部分單株雖綜合評(píng)分不高，但具有優(yōu)越的性狀，也可作為良種培育的候選材料。如可將干仁出油率高的118號(hào)（鮮果重61.5 g，干仁出油率58.63%）與鮮果產(chǎn)量高的111號(hào)（鮮果重171.6 g，干仁出油率36.62%）作為雜交親本，也可將產(chǎn)量表現(xiàn)突出的111號(hào)與果皮薄的114號(hào)（鮮果重38.1 g，皮厚1.5 mm）進(jìn)行雜交育種，培育出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的子代[23]，為油茶良種繁育提供豐富的基礎(chǔ)材料。

5 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，銅仁地區(qū)野生油茶果實(shí)性狀存在很大變異，其中鮮果含油率變異程度最大，果形指數(shù)最小，說(shuō)明銅仁地區(qū)野生油茶具有較大的選擇潛力和豐富的遺傳力；同時(shí)，不同性狀間存在一定程度的相關(guān)性，如鮮果重與鮮籽重、籽數(shù)、干籽重和皮厚均存在極顯著正相關(guān)，而干籽重又與鮮果含油率存在極顯著正相關(guān)，因此，鮮果含油率可作為油茶選育的一個(gè)重要指標(biāo)；根據(jù)單株綜合得分情況，篩選出得分排在前10的單株，依次為17、216、222、111、50、11、6、221、164、168號(hào)，可作為油茶育種的基礎(chǔ)材料。