免费文献传递   相关文献

中国野生秋子梨果实形态变异研究



全 文 :Vol. 35 No. 8
Aug. 2015
第 35卷 第 8期
2015年 8月
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
Journal of Central South University of Forestry & Technology
收稿日期:2015-01-18
基金项目:国家林业局引进国际先进林业科学技术项目(2011-04-47)
作者简介:许靖诗,硕士研究生 通讯作者:乌云塔娜,教授,博士;E-mail: tanatana@sina.com
引文格式:许靖诗,乌云塔娜,王广军 . 中国野生秋子梨果实形态变异研究 [J].中南林业科技大学学报 , 2015, 35(8): 64-68.
Doi:10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.08.013 http: //qks.csuft.edu.cn
野生秋子梨 Pyrus ussuriensis Maxim属于蔷薇
科梨属,是我国珍贵的野生果树资源,其抗寒性强、
风味浓郁、糖酸含量高、特有香气成分多,主要
分布在我国的东北,内蒙古、甘肃等地 [1]。
中国野生秋子梨果实形态变异研究
许靖诗 1,乌云塔娜 2,3,王广军 4
(1.北海市林业技术推广站,广西 北海 536000;2.中国林业科学研究院 经济林研究开发中心,河南 郑州
450003;3. 国家林业局杜仲工程技术研究中心,河南 郑州 450003;4.广西北海滨海国家湿地公园管理处,
广西 北海 536000)
摘 要:对内蒙古和黑龙江的 5个野生秋子梨群体的 100个单株的果实性状变异程度,变异类型,果实形态的
地理变异,果实和花性状指标与海拔高度的相关性进行了分析,以揭示我国野生秋子梨的遗传多样性,及其与
环境的关系,为我国野生秋子梨资源的保护和利用提供理论依据。研究结果表明:野生秋子梨果型小于栽培梨,
在野生秋子梨果实性状指标中果柄长的变异程度最大,变异系数为 23.26%;根据野生秋子梨果实的性状指标可
以将野生秋梨分为‘红罐梨’、 ‘大苹果梨’、 ‘小扣罐梨’、 ‘红焦梨’、 ‘小红焦梨’、 ‘黄罐梨’、
‘短把黄罐梨’、 ‘长把黄罐梨’、 ‘圆通梨’、 ‘小罐梨’;根据果实纵径 /横径分为苹果型(果实的纵径
/横径为 0.9-1)和梨型(果实的纵径 /横径小于 0.9);根据果皮颜色分为‘黄皮梨’和‘红皮梨’;在野生秋
子梨中内蒙野生秋子梨果型较长,果柄较短。内蒙古野生秋子梨群体中‘IM-QS’群体果型最大,果柄最长,而
‘IM-RS1’群体果型最小,果柄最短;野生秋子梨的果实性状与海拔存在显著相关性。
关键词:中国野生秋子梨;果实;形态变异
中图分类号:S722.1+1 文献标志码:A 文章编号:1673-923X(2015)08-0064-05
Study on morphological variation of Chinese wild Pyrus ussuriensis Maxim
XU Jing-shi1, WUYUN Ta-na2,3, WANG Guang-jun4
(1.Forestry Technology Popularization Station of Beihai City, Beihai 536000, Guangxi, China; 2.Non-timber Forest Research and
Development Center of Chinese Academy of Forestry , Zhengzhou, 450003 ;3. The Eucommia Engineering Research Center Of National
Forestry Administration, Zhengzhou,450003 4.National coast humidity Park Management office in Guangxi Beihai, Beihai 536000)
Abstract: In Inner Mongolia Autonomous Region and Heilongjiang Province, five wild Pyrus ussuriensis Maxim groups’100 individual
tree were investigated, the correlativity between altitude of the tested tree species to the variation types, geographic variation in fruit
shape, the characteristic indexes of fruits and flowers were analyzed by using software of SPSS 20.0. The results reveal that the fruit
shape of Chinese wild P.ussuriensis was smaller than those of the cultivated varieties of P. ussuriensis, in the fruit traits indexes of
Chinese wild P. ussuriensis, the peduncle length variation was the largest, the variation coefficient was 23.26%; According to the fruit
traits indexes of Chinese wild P. ussuriensis, they can be divided into ten species such as ‘Hongguan’, ‘Big apple’,‘Xiaokouguan’,‘
Hongjiao’, ‘Xiaohongjiao ’, ‘Huangguan’, ‘Duanba Huangguan’, ‘Changba Huangguanr’, ‘Yuantong’,‘Xiaoguan’; According to the
longitudinal diameter / transverse diameter ratio of fruit, the wild pears can be divided into ‘apple sharp ’(ratio value 0.9~1.0) and
‘pear sharp’ (<0.9) ; according to the peel color, the wild pears can be divided into ‘yellow pear’ and ‘red pear’; The fruit type of Inner
Mongolia P.ussuriensis was longer than others and its fruit stalk was shorter that others; In the population of Inner Mongolia wild
P.ussuriensis, the fruit sizes of‘IM-QS’group were the largest and the fruit stalks were the longest, while the fruit sizes of ‘IM-RS1’group
were minimum, fruit stalks were the shortest; so, the fruit characters of Chinese wild P.ussuriensis had obvious correlation to their
growing altitude.
Key words: Chinese wild Pyrus ussuriensis Maxim; fruit; fruit shape; morphological variation; Inner Mongolia Autonomous Region;
Heilongjiang province
65第 35卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
本课题组对野生秋子梨的分布进行了研究 [2],
同时通过叶绿体 DNA分子标记技术及核 DNA的
SSR分子标记技术对我国野生秋梨的群体特征及
遗传多样性进行了研究 [3-4]结果表明我国野生秋子
梨的遗传多样性低于我国栽培梨品种群、日本岩
手山野生秋子梨、日本栽培梨及西洋梨;在内蒙
古野生秋子梨、黑龙江野生秋子梨和吉林野生秋
子梨群体中,内蒙古野生秋子梨群体的遗传多样
性最低。曹玉芬、安盟盟等也对我国野生秋子梨
的遗传多样性进行了研究 [5-6]。国外学者对野生秋
子梨资源的研究较多,特别是在日本,一些学者
对野生秋子梨的分布特点,起源、重要性状等进
行了大量研究,为野生秋子梨的保育工作打下了
坚实的基础。日本野生秋子梨资源的破坏很严重,
目前很少成群分布,多散生于农家庭院、村旁、
田边等 [7-8]。大江美穗等 [9]对岩手山野生秋子梨重
要性状进行了研究。Katayama[10-11]等对野生秋子
梨的遗传多样性做了较多研究。
表型多样性是环境多样性和遗传多样性的综合
表现,种群在其分布范围内各种环境下的表型变异
是生物系统学与生物多样性的重要研究内容 [12]。国
内学者对我国野生资源进行了遗传变异分析 [13-14]。
本研究对野生秋子梨果实形态变异进行研究,探索
不同地区及群体的野生秋子梨的形态学特征,对于
野生秋子梨分类及野生秋子梨遗传多样性研究有重
要意义,进而为野生秋子梨种质资源的保护与利用
提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
按照地理区域即野生秋子梨分所布的林场或
生态型划分群体,样品采自黑龙江抚远县的 1个
群体(HLJ-FY),内蒙古青山林场的 1个群体
(IM-QS)、托河林场的 1个群体(IM-TH)、热
水林场的 2个群体即山梨沟(IM-RS1)和皮匠沟
(IM-RS2),共 5个群体,100个单株。对照样
品为秋子梨栽培品种南国梨。
1.2 方法
采集样品时用 GPS记录每个单株所在地的海
拔高度、经度、纬度。每个群体选取有代表性,
生长良好的 20株单株,从每个单株的不同位置选
取有代表性的果实 20个。用游标卡尺测量果实纵
径、果实横径、果柄长,并计算果实的纵径 /横径;
用天平测定单果重;观测并记录果实的颜色,有
无宿鄂。用 SPSS20.0软件的 ANOVA模块进行单
因素方差分析,以 LSD法进行相关性分析(野生
秋子梨花采集及其性状指标测定与果实类似)。
2 结果与分析
2.1 野生梨果实形态变异
2.1.1 野生秋子梨果实性状及其变异程度
野生秋子梨果实形态变异分析结果见表 1。野
生秋子梨果实纵径、果实横径、果实纵径 /横经、
果柄长的平均值分别为 2.79±0.29、3.05±0.31、
0.91±0.04、1.29±0.30 cm均小于栽培梨。野生秋
子梨变幅分别为 2.19~ 3.40 cm、2.45~ 3.66 cm、
0.81~ 1.00 cm、0.74~ 1.96 cm。野生秋子梨的
果柄长的变异程度最大,CV为 23.26%,其次为
果实纵径(CV为 10.39%)和果实横径(CV为
10.16%),果实纵径 /横经变异程度最小(CV为
4.40%),说明野生秋子梨的果型比秋子梨栽培种
的果型小,在野生秋子梨性状指标中果柄长选择
潜力较大,而果型表现较为稳定。
表 1 野生秋子梨果实形态变异
Table 1 Variation of Chinese wild P. Ussuriensis fruit
均值 变异范围 CV /% 南国梨
果实纵径 2.79±0.29 cm 2.19 cm~3.40 cm 10.39 3.34 cm
果实横径 3.05±0.31 cm 2.45 cm~3.66 cm 10.16 3.55 cm
果实纵径 /横经 0.91±0.04 0.81~1.00 4.40 0.94
果柄长 1.29±0.30 cm 0.74 cm~1.96 cm 23.26 1.55 cm
2.1.2 野生秋子梨果实形态变异类型
根据果实单果重、果实纵径、果实横径、果
实纵径 /横径、果柄长、果皮颜色、果柄 /果长、
有无宿萼 8项指标,可将我国野生秋子梨分为 10
种类型(表 2),其中‘长把罐梨’所占的比例最
高,达到 19.0%,‘小扣罐梨’、 ‘黄罐梨’、‘小
扣梨’、‘短把黄罐’所占的比例较小均为 5.2%(见
图 1)。
根据果皮颜色可以将野生秋子梨分为‘红皮
梨’和‘黄皮梨’,内蒙古野生秋子梨 65.4%为‘黄
皮梨’,34.6%为‘红皮梨’,黑龙江野生秋子梨
中 91.0%为 ‘黄皮梨’ ,9.0%为 ‘红皮梨’。
根据果实的纵径 /横径可以将野生秋子梨分为
两大类,苹果型(果实的纵径 /横径小于 0.9)和
梨型(果实的纵径 /横径为 0.9~ 1),内蒙古野
生秋子梨中 51.2%为梨型,48.8%为苹果型,而黑
龙江野生秋子梨中 81.8%为苹果型,仅 18.2%为
梨型。
许靖诗,等:中国野生秋子梨果实形态变异研究66 第 8期
2.2 野生秋子梨果实形态的地理变异研究
由表 3可知黑龙江野生秋子梨、内蒙古野生
秋子梨果纵径 /横径的差异达到显著水平,而果实
的纵径、果实横径、果柄长之间的差异较小,未
达到显著水平。内蒙古野生秋子梨果纵径、果纵
径 /横径分别为 2.80±0.30 cm、0.92±0.04 cm大
于黑龙江野生秋子梨的相应指标(2.71±0.23 cm、
0.87±0.04 cm),而黑龙江野生秋子梨的果横径
(3.12±0.27 cm)、果柄长(1.53±0.25 cm)大
于内蒙古野生秋子梨(3.04±0.32 cm、1.24±0.30
cm)。在野生秋子梨种内蒙古野生秋子梨果型较长,
果柄较短。
2.3 海拔高度、野生秋子梨花与果实形状相关性
由表 4可知,海拔高度、野生秋子梨群体花
与果实形态性状存在相关性。海拔与果纵径 /横
径成极显著正相关 ,相关系数为 0.51;花瓣长与
果纵径 /横径存在极显著负相关性,相关系数为
-0.40;花直径与果横径存在显著正相关关系,相
关系数为 0.38、与果纵径 /横径成显著负相关,相
关系数为 -0.40;花瓣宽与果横径的相关性达到极
显著水平,相关系数为 0.42,与果纵径 /横径成极
表 2 中国野生秋子梨果实形态变异类型
Table 2 Variation types of Chinese wild P. ussuriensis
地方名 比例 /% 单果重 /g 果纵径 /cm 果横径 /cm 果纵径 /横径 果柄长 /cm 果皮颜色 果柄长 / 果纵径 有无宿萼
红罐梨 (梨型 ) 8.2 16.377 2.933 3.163 0.927 0.931 红色 0.317 有
苹果梨 (苹果梨型 ) 12 29.688 3.361 3.891 0.864 1.048 黄色 0.312 有
小扣罐梨 (南果梨型 ) 5.2 4.298 1.948 8 1.953 0.998 0.992 黄色 0.509 有
红焦梨 (苹果梨型 ) 18.2 21.971 3.068 6 3.531 0.869 1.273 红色 0.415 有
小红焦梨 (苹果梨型 ) 8.2 15.967 2.793 2 3.116 0.896 1.044 红色 0.374 有
小扣梨 (苹果梨型 ) 5.2 7.682 2.098 6 2.481 0.846 1.194 黄色 0.569 有
圆通梨 (南果梨型 ) 13.6 30.276 3.590 8 3.795 0.911 0.974 黄色 0.282 有
黄罐梨 (南果梨型 ) 5.2 15.274 3.020 4 3.019 1.000 1.368 黄色 0.453 有
短把黄罐 (南果梨型 ) 5.2 16.776 2.938 8 3.212 0.915 0.737 黄色 0.251 有
长把黄罐梨 (南果梨型 ) 19 16.654 2.848 4 3.158 0.902 1.596 黄色 0.561 有
图 1 中国野生秋子梨的形态变异类型
Fig.1 Variation types of Chinese wild P. ussuriensis
表 3 黑龙江、内蒙古野生秋子梨果实差异性†
Table 3 Diversity of fruit form for wild P. ussuriisens in
HeiLongjiang and Inner Mongolia
果纵径 /cm 果横径 /cm 果纵径 /横径 果柄长 /cm
黑龙江 2.71±0.23 3.12±0.27 0.87±0.04 1.53±0.25
内蒙古 2.80±0.30 3.04±0.32 0.92±0.04 1.24±0.30
- - * -
† **表示差异达到极显著水平(P<0.01),*差异达到显著水平(P<
0.05)。
67第 35卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
显负相关,相关系数为 -0.47;花柄长与果柄长存
在极显著正相关性,相关系数为 0.51。说明海拔
对野生秋子梨果实存在较大程度的影响,同时可
利用花的形态指标来预测果实果横径、果纵径 /横
径、果柄长。
2.4 内蒙古野生秋子梨群体果实形态变异研究
由表 5可知,内蒙古 4个野生秋子梨群体
的果纵径 /横径和果柄长差异较小,均未达到显
著水平,果纵径 /横径的范围为 0.91±0.04 ~
0.94±0.03 cm,果柄长的范围为 1.16±0.18 ~
1.35±0.36 cm;4个野生秋子梨群体的果纵径和果
横径的差异较大,均达到极显著水平,果纵径的
范围为 2.54±0.21~ 3.03±0.25 cm,果横径的范
围为 2.81±0.16~ 3.27±0.24 cm。其中‘IM-QS’
群体的果纵径、果横径、果柄长均最大,而‘IM-RS1’
群体的相应指标均最小,说明‘IM-QS’群体果实
的最大,果柄最长,而‘IM-RS1’群体果实最小,
果柄最短。
表 5 内蒙古野生秋子梨果实形态差异†
Table 5 Diversity of fruit form for wild P. ussuriensis in
Inner Mongolia
群体名称 果纵径 /cm 果横径 /cm 果纵径 /横径 果柄长 /cm
IM-QS 2.89±0.30 3.14±0.33 0.92±0.04 1.35±0.36
IM-RS1 2.54±0.21 2.81±0.16 0.91±0.04 1.21±0.22
IM-RS2 2.64±0.17 2.82±0.23 0.94±0.03 1.16±0.18
IM-TH 3.03±0.25 3.27±0.24 0.92±0.03 1.17±0.305
** ** - -
† **表示差异达到极显著水平(P<0.01),*差异达到显著水平(P<
0.05)。
3 结论与讨论
野生秋子梨果实性状指标中果柄长的变异程
度最大,其选择潜力最大。
根据野生秋子梨果实的形态特征可以将野生
秋梨分为 10种类型:‘红罐梨’、‘大苹果梨’、‘小
扣罐梨’、‘红焦梨’、‘小红焦梨’、‘黄罐梨’、
‘短把黄罐梨’、‘长把黄罐梨’、‘圆通梨’、‘小
罐梨’,其中‘长把罐梨’所占的比例最高,达
到 19.0%,‘小扣罐梨’、 ‘黄罐梨’、‘小扣梨’、‘短
把黄罐’所占的比例比较小均为 5.2%。根据果皮
颜色分为‘黄皮梨’和‘红皮梨’,内蒙古(65.4%)
和黑龙江(91.0%)野生秋子梨群体大部分为 ‘黄
皮梨’;根据果实纵径 /横径分为苹果型(果实
的纵径 /横径为 0.9-1)和梨型(果实的纵径 /横
径小于 0.9),内蒙古野生秋子梨中梨型和苹果型
所占比例相近(分别为 51.2%、48.8%),而黑龙
江野生秋子梨中大部分(81.8%)为苹果型;在野
生秋子梨中 ,内蒙古野生秋子梨果型较长 ,果柄较
短。内蒙古野生秋子梨群体中‘IM-QS’群体果
型最大,果柄最长,而‘IM-RS1’群体果型最小,
果柄最短;野生秋子梨的果实性状与花和海拔存
在显著相关性。
我国野生秋子梨果实的性状指标均低于南国
梨,且果实横径、果实纵径、果柄长之间的差异
不大,这与安萌萌 [15]对于野生秋子梨果实性状的
遗传多样性研究结果一致。内蒙古和黑龙江野生
秋子果实形态上差异较小,未达到显著水平,反
应了我国野生秋子梨群体的遗传多样性较低,其
对环境的适应能力也就较弱,不易扩展其分布区
域 。我国野生秋子梨资源破坏严重,其分布范围
大面积萎缩,若不加以保护,这一宝贵资源将会
濒临灭绝。保护野生秋子梨资源也是保护植物的
生态多样性,我们应该高度重视起来,采取积极
有效的方法保护我国的野生秋子梨资源。
内蒙古‘IM-QS’群体果实果型最大,果柄最
表 4 海拔高度、野生秋子梨花与果实形状相关性†
Table 4 Correlation between altitude, flower characters and fruit characters
海 拔 花直径 花瓣长 花瓣宽 花瓣长 /宽 花柄长 果纵径 果横径 果纵径 /横径 果柄长
海 拔 1 ** ** ** - ** - - ** *
花直径 -0.62 1 ** ** - ** - * * -
花瓣长 -0.71 0.93 1 ** ** ** - - ** -
花瓣宽 -0.73 0.75 0.81 1 ** ** - ** ** -
花瓣长 /宽 0.22 -0.01 0.50 -0.58 1 * - - - -
花柄长 -0.69 0.50 0.50 0.59 -0.35 1 - * - **
果纵径 0.02 0.18 0.08 0.18 -0.20 0.21 1 ** * -
果横径 -0.24 0.38 0.28 0.42 -0.31 0.33 0.88 1 * -
果纵径 /横径 0.51 -0.40 -0.40 -0.47 0.22 -0.26 0.30 -0.34 1 -
果柄长 -0.35 0.30 0.27 0.31 -0.12 0.51 0.08 0.12 -0.10 1
† **表示相关性达到极显著水平(P<0.01),*表示相关性达到显著水平(P<0.05)。
许靖诗,等:中国野生秋子梨果实形态变异研究68 第 8期
长这可能是由于青山群体地处青山国家地质公园,
群体个体分布于小青山河两旁,其肥沃的立地条
件和丰富的水源形成了有利于野生秋子梨的生长
和发育的独特而优越的小生境,使得该群体的花
较大,花柄较长。
参考文献:
[1] 焦培娟 ,郭太君 ,张雅凤 .秋子梨资源主要性状评价研究 [J].
特产研究 , 2001 ,(1): 24-28.
[2] 马 腾 ,乌云塔娜 ,邓文涛 ,等 .内蒙古赤峰野生秋子梨调查研
究 [J].广东农业科学 , 2011,(2):14-16.
[3] Tana Wuyun, Teng Ma,Chiyomi Uematsu,et al. A phylogenetic
network of wild Ussurian pears (Pyrus ussuriensis Maxim.) in
China revealed by hypervariable regions of chloroplast DNA [J].
Tree Genetics & Genomes, 2012,27: 1007-1017.
[4] 许靖诗 .中国野生秋子梨群体遗传学特征及形态变异研究
[D].长沙:中南林业科技大学 ,2013.
[5] Yufen Cao, Luming Tian, Yuan Gao, et al. Genetic diversity of
cultivated and wild Ussurian Pear ( Pyrus ussuriensis Maxim.) in
China evaluated with M13-tailed SSR markers [J]. Genet Resour
Crop Evol ,2012,59:9-17.
[6] 安萌萌 , 刘 畅 , 何天明 , 等 . 黑龙江省野生秋子梨群体遗传
结构的荧光 AFLP 分析 [J]. 植物遗传资源学报 , 2014, 15(4):
728-733.
[7] Yoneyama K, Makita M.A search for genetic resources on the
genus of Pyrus in Japan Iwateyamanashi (P.aromatica Nakai et
Kikuchi) [J].Acta Hort.2002, 587: 147-150.
[8] Hironori Katayama, Chiyomi Uematsu. Pear (Pyrus species)
genetic resources in Iwate, Japan [J]. Genetic Resources and
Crop Evolution ,2006, 53: 483-498.
[9] 大江美穗 .イワテヤマナシの香気に関する研究 [D].修士学
位论文 .日本神户大学植物资源学科 ,2008.
[10] Katayama H. and C. Uematsu. Pear(Pyrus species) genetic
resources in Iwate [J]. Japan, Gene Resour Crop Evol, 2006, 53:
483-498.
[11] Katayama H, Adachi S, Yamamoto T. A wide range of genetic
diversity in pear(Pyrus ussuriensis var. aromatica) genetic
resources from Iwate, Japan revealed by SSR and Chloroplast
DNA markers [J]. Gent Resour Crop Evol.2007, 54:1573 -1585.
[12] 顾万春 .森林遗传学概论 [M].北京:中国科学技术出版社,
2004.
[13] 乌云塔娜 ,包文泉 ,姜忠茂 .内蒙古野生山杏优良单株核仁性
状的遗传多样性研究 [J].经济林研究 ,2014,32(4):8-12.
[14] 乌云塔娜 ,包文泉 ,左丝雨 .内蒙古野生长柄扁桃优良单株果
核性状的遗传变异分析 [J].经济林研究 ,2014,32(4):18-22.
[15] 安萌萌 ,王艳廷 ,宋 杨 ,等 .野生秋子梨果实性状的遗传多
样性 [J].中国农业科学 ,2014,47(15):3034-3043.
[本文编校:文凤鸣 ]
[10] 张 力 . SPSS 13.0在生物统计中的应用 [M]. 厦门 :厦门大学
出版社 ,2006:68-80.
[11] 任露泉 . 试验设计及其优化 [M]. 北京 :科学出版社 ,2009:
204-206.
[12] 王晓丽 ,曹子林 ,朱 霞 . 高山栲水提液对云南松种子发芽的
化感效应 [J]. 山东林业科技 ,2007 (6):3-6.
[13] 周安佩 ,李莲芳 ,刘东玉 . 不同处理对云南松种子胚根和胚轴
伸长的影响实验 [J]. 西部林业科技 ,2012(10):81-84.
[14] 张跃敏 ,李根前 ,李莲芳 . 云南松生长特性及其促成培育 [J].
陕西林业科技 ,2008(3):4-7.
[15] 郭树权 . 云南松天然菌根土育苗技术 [J]. 云南林业 ,2006,
27(1): 17.
[16] 于国栋 ,李莲芳 ,孙 昂 , 等 . 微波辐射和 IBA浸种对云南松
种子发芽的影响 [J]. 种子 ,2014,33(5):8-12.
[17] 郭 樑 ,李莲芳 ,孙 昂 , 等 . 云南松胚根与胚轴伸长对遮荫、
微波和 IBA处理的响应 [J]. 西部林业科技 ,2014, 43(3):110-116.
[本文编校:文凤鸣 ]
(上接第 63页)