刺用皂莢優(yōu)樹無性系苗期選擇研究

武紅柱

(山西省國有林場和種苗工作總站，山西 太原 030012)

皂莢(Gleditsiasinensis)是一種典型的生態(tài)經(jīng)濟型樹種，主要分布在華北、華東、華南和東北、西南的部分地區(qū)，其種子、果肉、樹葉等均有很高的經(jīng)濟價值。皂莢刺即皂莢樹的枝刺，別名天丁、皂針、皂刺，主要成分含黃酮、酚類、氨基酸等，為我國傳統(tǒng)中藥材，是中醫(yī)治療乳腺癌、肺癌等多種癌癥常用的配伍藥之一。目前，有關(guān)刺用皂莢良種選育等方面的研究很少，可供生產(chǎn)直接推廣利用的刺用皂莢優(yōu)樹幾乎沒有。筆者在山西省進行了刺用皂莢優(yōu)樹選擇，并建立了優(yōu)樹無性系，根據(jù)這些無性系2年生嫁接苗的苗高、地徑、刺長、刺基徑、單株產(chǎn)刺量等性狀開展無性系的評價及選擇，以期為刺用皂莢優(yōu)良無性系的早期選擇提供理論和試驗依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗地設在山西省林業(yè)和草原科學研究院襄汾試驗基地，位于襄汾縣西賈鄉(xiāng)義順村，地理坐標35°52′51″N，110°12′39″E，海拔579.7 m.屬溫帶季風氣候，年平均氣溫12.6 ℃，7月份最高氣溫36.3 ℃，極值39.5 ℃；1月份最低氣溫-4.5 ℃，極值-18.3 ℃.年降水量519.5 mm，6月下旬進入雨季，7月至9月降雨占全年的65%.無霜期185 d.

2 材料和方法

2.1 試驗材料

試驗使用的28個無性系接穗來源于山西不同氣候區(qū)的28株刺用皂莢優(yōu)樹。

2.2 研究方法

2018年4月，以試驗地當?shù)胤N源的皂莢2年生實生苗作為砧木嫁接皂莢優(yōu)樹，株行距2.0 m×1.5 m.將28個優(yōu)樹無性系的接穗進行插皮接，試驗采用完全隨機區(qū)組設計，3次重復，每個小區(qū)30株。嫁接后每年進行抹芽除孽、修剪施肥、除草澆水、病蟲害防治等栽培管理。

2.3 苗期指標測定

2018年11月至2019年11月連續(xù)2年測定嫁接苗的生長指標和單株產(chǎn)刺量。方法：在各無性系每個小區(qū)中隨機選取6株，測定其苗高(精確到1.00 cm)、地徑(精確到1.00 mm)，并將每株皂刺全采混勻，隨機抽取25個皂刺，測量刺長(精確到1.00 cm)，刺基徑(精確到1.00 mm)，單株產(chǎn)刺量(精確到1.00 g)。2019年11月采集各無性系生長健壯的皂刺，測定槲皮素含量。方法：將皂刺烘干、粉碎，過60目篩。精密稱取5 g皂刺粉末，置于索式提取器中，加入40 mL甲醇，浸泡過夜。再加100 mL甲醇，加熱至沸騰，提取4 h，放冷，蒸干濾液。加甲醇溶解并定容至10 mL，過0.22 μm有機微孔濾膜后測定。

2.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS和Excel進行方差分析、多重比較、相關(guān)性分析，采用主成分分析法選擇優(yōu)良無性系。無性系重復力(R)按照公式(1)計算，變異系數(shù)(C)按照公式(2)計算。

R=1-(1-F).

(1)

式中：F——統(tǒng)計量。

C=S/X×100%.

(2)

式中：S——標準差；

X——某一性狀的群體平均值。

3 結(jié)果與分析

3.1 無性系性狀比較

2年生刺用皂莢優(yōu)良無性系嫁接苗調(diào)查結(jié)果見表1.

表1 2年生刺用皂莢優(yōu)良無性系嫁接苗調(diào)查結(jié)果

無性系間各性狀方差分析及主要遺傳參數(shù)見表2.

由表2可以看出，28個無性系嫁接苗各性狀的差異均達到極顯著水平。其中，2年生無性系的苗高、地徑、刺長、刺基徑、單株產(chǎn)刺量及槲皮素含量的最大值分別達到最小值的2.77倍、3.06倍、2.42倍、2.43倍和9.95倍。隨著苗齡增加，嫁接苗各性狀的變異系數(shù)逐漸減小，從21.2%～26.6%降低至17.3%～25.5%.嫁接苗各性狀的重復力均在0.5以上，并隨著苗齡增加而增加。表明隨著苗齡增加，無性系性狀的穩(wěn)定性也隨之提高。上述結(jié)果表明，無性系之間存在較豐富的遺傳變異基礎，開展無性系選擇可提高皂刺產(chǎn)量。

表2 無性系間各性狀方差分析及主要遺傳參數(shù)

3.2 無性系性狀相關(guān)分析和多重比較

對2年生嫁接苗各性狀進行相關(guān)分析，結(jié)果見表3.

表3 2019年無性系間各性狀的相關(guān)分析

由表3可知，苗高、地徑與刺長、刺基徑之間均呈極顯著正相關(guān)性，苗木苗高和地徑的規(guī)格越大，其刺長和刺基徑的生長量也越大。

3.3 無性系性狀綜合評價

將表1進行標準化轉(zhuǎn)換，采用主成分分析法對28個無性系進行綜合評定。通過對刺長、刺基徑、單株產(chǎn)刺量、槲皮素含量等性狀的主成分分析，將原來的4個性狀降維成3個相互獨立的能充分反映總體信息的因子，結(jié)果見表4和第4頁表5，圖1.

表5 因子分析綜合評價得分表

由表4可知，F(xiàn)1主成分具有最大的貢獻率44.58%，該主成分包括刺長、刺基徑指標；第2主成分F2貢獻率為25.37%，該主成分包括單株產(chǎn)刺量指標；第3主成分F3貢獻率為25.03%，該主成分包括槲皮素含量指標。3個主成分的累積貢獻率達到94.97%，即這3個主成分已能反映4個指標蘊含信息的94.97%.圖1中，類群F1代表表型性狀占優(yōu)勢的無性系，類群F2代表經(jīng)濟性狀優(yōu)良的無性系，類群F3反映無性系的功能性狀。利用主成分分析對各無性系綜合性狀進行評價，可知優(yōu)良無性系苗期表現(xiàn)最好的是LKYZC-13，平均刺長5.28 cm，刺基徑5.09 mm，單株產(chǎn)刺量264.15 g，槲皮素含量為0.009 5%.生長較好的其它系號有LKYZC-18，LKYZC-04，LKYZC-11，LKYZC-17.根據(jù)各因子的總得分，可將28個無性系劃分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ級3個等級。其中，總得分在50以上的5個無性系被評價為1級，總得分在20以上的6個無性系被評價為Ⅱ級。入選Ⅰ，Ⅱ的11個無性系，其刺長、刺基徑、單株產(chǎn)刺量、槲皮素含量較群體均值分別提高了 8.27%，9.67%，47.01%，70.76%.

圖1 旋轉(zhuǎn)后的公因子載荷散點圖

表4 無性系性狀主成分分析

4 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，刺用皂莢無性系間苗高、基徑、刺長、刺基徑、單株產(chǎn)刺量、槲皮素等性狀具有顯著或極顯著差異。嫁接繁殖可能受到砧木、砧木和接穗互作效應的影響，合理的組合可提高無性系材料的整體性能。本研究選擇了采自同一皂莢母株的種子苗作為砧木，盡量減少外源差異對無性系的影響。

本研究針對28個刺用皂莢無性系2年生嫁接苗的生長、適應及抗性性狀進行分析，利用主成分分析法對各性狀值進行綜合評價，選出11個刺用皂莢優(yōu)良無性系，其平均刺長、刺基徑、單株產(chǎn)刺量、槲皮素含量較群體均值分別提高了8.27%，9.67%，47.01%，70.76%.入選的11個皂莢優(yōu)良無性系中，排名第1的LKYZC-13號皂刺最粗，排名第5的LKYZC-17號刺長最長，排名第3的LKYZC-4號單株產(chǎn)刺量最高，排名第7的LKYZC-3號槲皮素含量最高。入選的11個無性系包含了單個性狀最優(yōu)異的無性系，說明選擇刺長、刺基徑、單株產(chǎn)刺量、槲皮素含量4個指標進行刺用皂莢苗期選擇具有科學性、合理性。利用2年生材料能否準確篩選出優(yōu)良無性系，還需要通過造林試驗進一步進行驗證。