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西南地区木棉居群种子变异及萌发特性研究



全 文 :Vol. 35 No. 10
Oct. 2015
第 35卷 第 10期
2015年 10月
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
Journal of Central South University of Forestry & Technology
Doi:10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.10.002 http: //qks.csuft.edu.cn
收稿日期:2014-02-25
基金项目:国家自然基金项目(31260175);江西省科学院科研开发专项基金(2012-YQC-06);江西省科学院产学研合作资金项
目(2013-09)
作者简介:高 柱,硕士,副研究员 通讯作者:马焕成,教授;E-mail:mahuancheng@yahoo.com.cn
引文格式:高 柱,王小玲,伍建榕,等 . 西南地区木棉居群种子变异及萌发特性研究 [J].中南林业科技大学学报 ,2015,35(10):6-12.
丰富的生物种类和所拥有的基因,以及生存
环境组成的生态系统构成了生物的多样性,对维
持生态平衡、稳定环境以及保持持续发展具有重
要作用。遗传多样性是生物多样性的核心和物质
西南地区木棉居群种子变异及萌发特性研究
高 柱 1,2,王小玲 1,伍建榕 2,唐军荣 2,马焕成 2
(1. 江西省科学院生物资源研究所 江西省重金属污染生态修复工程技术研究中心,江西 南昌 330096;
2. 西南林业大学 国家林业局西南地区生物多样性保育重点实验室,云南 昆明 650224)
摘 要:为明确木棉居群种子对环境长期适应产生的变异规律,对西南地区不同居群种子形态指标、种子萌发
特性进行调查分析。结果表明:木棉不同居群种子变异系数为 10.45%~ 28.85%,种子形态存在丰富的变异,
平均种子长为 4.44~ 7.30 mm,平均种子高为 3.11~ 5.46 mm,勐堆乡居群种子最长,勐罕镇居群种子最高,
物茂乡居群种子千粒重最重;东面种子较北方种子圆,年平均温度越高种子越高,西南方种子最重;木棉种子
第 4 d开始发芽,最高发芽势为 49.25%,最高发芽率为 57.05%,种子萌发变异系数为 53.20%~ 93.32%,居群
间种子萌发差异显著;木棉种子越大,萌发时间越长,但发芽率越高和发芽较整齐;根据种子形态指标可将西
南地区木棉种子分为 6个种群,种子形态未随居群种子地理位置连续或就近原则分类。可见,木棉局域性居群
环境因子形成种子特有形态,影响种子萌发及幼苗生长,温度影响种子长、高及千粒重。
关键词:木棉;居群;种子性状;变异分析
中图分类号:S722.3+1 文献标志码:A 文章编号:1673-923X(2015)10-0006-07
Study on Seed Variation and Germination Characteristics of Kapok
Populations in Southwest of China
GAO Zhu1,2, WANG Xiao-ling1, WU Jian-rong2, TANG Jun-rong2, MA Huan-cheng2
(1. Jiangxi Engineering Research Center For Eco-Remedication of Heavy Metal Pollution /Institute of Biological Resources, Jiangxi
Academy of Sciences, Nanchang 330096, Jiangxi, China; 2. Key Laboratory of Biodiversity Conservation in Southwest China, State
Forestry Administration, Southwest Forestry University, Kunming 650224, Yunnan, China)
Abstract: In order to reveal the variation law generated long-term adaptation to the environment on different populations Kapok, seed
morphology and germination characteristics of different population Kapok in the southwest of china were investigated and analyzed.
The results showed that the seeds in different populations coefficient of variation was 10.45% to 28.85%, there were abundant variations
between different populations of Kapok. The average seed length was 4.44 mm to 7.30 mm, and the average height of seed was 3.11 mm
to 5.46 mm. The longest seed was population of Mengdui town, the highest seed was population of Menghan town, and the grain weight
was population of Wumao town. It was rounder the seed in east than in north. The seed live in the higher annual average temperature was
taller, however the heaviest seed was in southwest. The seed was began to germinate in the 4th day, and the highest germination potential
and germination rate were 49.25% and 57.05%. Seed germination coefficient of variation was 53.20% to 93.32%, it has significantly
different among population of Kapok. The larger seed the germination times was longer, but the germination rate was higher and the
germination was more neat. According to the seed morphological indicators can be divided into six populations of Kapok in southwest
of china, but seed morphology classification principles were not continuous or nearest location with different populations. As a result,
Seed-specific forms, seed germination and seedling growth were affected by environment factors which Kapok population was localized,
temperatures was affected seed length, seed height and grain weight.
Key words: Kapok; populations; seed characters; analysis of variance
7第 35卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
基础,林木变异主要有林木间的遗传变异、树木
基因型与环境的相互作用,以及林木生长的环境
变异 [1]。种内遗传变异层次有地理种群变异,同
一种源不同林分变异,同一林分不同个体变异及
个体内变异 [2]。植物形态特征受遗传基础、结构
基因与调控基因、环境的综合作用,居群受地理
阻隔和自然条件的长期作用,种子特征存在较大
变异 [3]。种子是被子植物更新生活史的重要阶段,
也是植物向后代传递基因的重要途径 [4],种子性
状的变异是对复杂环境的一种适应 [5]。
木棉 Bombax ceiba L.别名英雄树、攀枝花、
红棉等,为木棉科木棉属落叶大乔木,花大美丽,
是南方重要行道树之一 [6]。木棉适宜在光、热充
足地区生长,是干热河谷植被恢复先锋树种之一,
是西南地区重要的生态林、景观林、经济林树种
[6-9];其果内棉毛为天然纤维原料,纤维具有中空
率高、保暖性能好、抗菌等优点在纺织上备受青睐。
木棉随海拔每增加 80~ 150 m,花期推迟 7~ 10 d,
西南坡光照充足较东南坡光照弱的开花早 [10];印
度东部不同气候带的 30个木棉种质选系的遗传分
化测定显示,居群间存在丰富遗传变异 [11];云南
干热河谷地区木棉居群具有 138个位点,PPB为
89.86%,Nei’s基因多样性指数为 0.255,居群遗
传分化系数为 0.117,同样具有丰富的遗传多样性,
但居群间遗传分化低 [12];吉贝果实性状指标变异
系数为 12.73%~ 25.26%,种子个数与果实长度
存在显著相关性,种子个数还影响纤维产量 [13]。
通过对西南地区木棉种子变异及萌发特性的比较
分析,掌握木棉种子的变异规律,可对木棉资源
评价提供重要参考。
1 材料与方法
1.1 材料来源
试验收集材料来自西南地区各乡镇的地理单
株 /居群,共收集 21个县、市,34个乡镇木棉居
群种子,均为当年采集的种子,种源地概况、自
然条件及编号见表 1、表 2。
表 1 木棉参试居群及编号
Table 1 The tested population and No. of Kapok
市 /县 镇 /乡 编号 市 /县 镇 /乡 编号
个旧市
蔓耗镇 GMH 景洪市 勐罕镇 JMH
保和乡 GBH 勐腊县 易武乡 MYW
河口县 新街镇 HXJ 江城县 康平乡 JKP
元阳县
南沙镇 YNS
景谷县
永平镇 JYP
黄草岭乡 YHC 正兴镇 JZX
黄茅岭乡 YHM 耿马县 勐定镇 GMD
马街乡 YMJ 沧源县 勐省镇 CMS
红河县
勐龙乡 HML
镇康县
勐捧镇 ZMP
迤萨镇 HLS 勐堆乡 ZMD
建水县 坡头乡 JPT
元谋县
老城乡 YLC
漾濞县 顺濞乡 YSB 物茂乡 YWM
盐边县 桐子林镇 YTZ
梁河县
九保阿倡族乡 LJB
龙陵县 勐糯镇 LMN 遮岛镇 LZD
宾川县
金牛镇 BJN
盈江县
旧城镇 YJC
力角镇 BLJ 弄璋镇 YRZ
永胜县
片角镇 YPJ 新城乡 YXC
涛源乡 YTY 保山市 潞江镇 LLJ
表 2 木棉居群地理、气候概况
Table 2 Geography and climate overview of Kapok populations
种源 纬度 (E) 经度 (N) 海拔 /m 年降雨量 /mm 年均温 /℃ 种源 纬度 (N) 经度 (E) 海拔 /m 年降雨量 /mm 年均温 /℃
GMH 23°01′ 103°21′ 180 1 280.0 23.0 JMH 21°53′ 100°59′ 560 1 311.0 21.8
GBH 23°12′ 102°54′ 260 1 100.0 16.6 MYW 21°58′ 101°27′ 1 060 1 750.0 17.5
HXJ 22°49′ 103°36′ 130 1 447.1 22.6 JKP 22°31′ 101°34′ 1 110 2 212.0 18.1
YMJ 23°17′ 102°35′ 470 1 200.0 15.0 JYP 23°33′ 100°23′ 1 050 1 200.0 20.6
HML 23°20′ 102°28′ 430 840.0 22.9 JZX 23°22′ 100°54′ 1 020 1 251.0 20.1
HLS 23°18′ 102°34′ 360 1 340.0 20.3 GMD 23°32′ 98°52′ 1 320 1 600.0 20.5
JPT 23° 12′ 102°51′ 265 1 198.8 16.5 CMS 23°25′ 99°25′ 1 020 900.0 21.7
YNS 23°14′ 102°48′ 310 700.0 20.0 ZMP 24°11′ 99°07 1 210 1 620.0 18.2
YHC 22°54′ 102°43′ 580 1 500.0 20.5 ZMD 23°58′ 98°55′ 1 010 1 605.0 19.2
YHM 22°57′ 102°42′ 600 1 500.0 20.0 YLC 25°38′ 101°50′ 1 130 620.0 20.9
YSB 25°29′ 99°58′ 1 330 751.0 17.5 YWM 25°52′ 101°48′ 1 000 850.0 21.5
YTZ 26°44′ 101°50′ 1 030 1 065.6 19.2 LJB 24°50′ 98°19′ 1 070 1 390.0 18.4
LMN 24°18′ 99°01′ 1 150 1 350.0 20.6 LZD 24°47′ 98°16′ 1 160 1 580.2 18.3
BJN 25°48′ 100°36′ 1 460 550.0 17.9 YJC 24°43′ 98°04′ 850 862.5 14.8
BLJ 25°59′ 100°35′ 1 540 220.0 20.0 YRZ 24°40′ 97°57′ 850 1 400.0 20.0
YPJ 26°11′ 100 36′ 1 210 641.0 18.7 YXC 24°45′ 98°07′ 900 1 464.0 19.3
YTY 26°11′ 100°34′ 1 210 606.6 20.6 LLJ 24°57′ 98°52′ 760 966.4 15.5
高 柱,等:西南地区木棉居群种子变异及萌发特性研究8 第 10期
1.2 试验方法
以红河、怒江、澜沧江、金沙江四流域为主线,
每到一个地理居群,记录生态因子,目测选择生
境条件水平相似、树龄相近的植株采种,每个居
群 10~ 12株,从不同方位选取正常成熟的果实,
每株 30个。
采用电子读书游标卡尺测定种子长、宽,用
电子天平称量种子重、千粒重,不同产地种子形
态采用产地均值与全部产地均值比较差异,采用
欧氏距离聚类法确定种子形态分布区划。收集完
种子后,为确定观测种子性状合适样本数,先将
每个单株采集的种子取出混合均匀,然后在所有
采集点中随机抽取 10个点,每点 100粒种子,分
别测定种子长(胚根伸长方向)、高(垂直子叶
方向)和籽重,计算不同样本数下各观测性状的
变异系数,根据变异系数变化的曲线(图 1)确定
种子形态性状观测的样本数 [14-15],木棉取 30粒为
种子形态观测样本数。
2 结果与分析
2.1 不同居群种子形态变异分析
将收集到的居群种子混合后,测定种子长(l)、
高(h),千粒重,种子比重(籽重 /长×高),
结果见表 3。从表 3可以看出,木棉不同居群种
子形态存在差异,平均长度为 4.44~ 7.3 mm,
平均种子高为 3.11 ~ 5.46 mm,平均千粒重为
20.49 ~ 50.99 g,种子重、长、宽比为 1.05~
3.11。其中,种子最长居群为 ZMD(勐堆乡),
较平均值长 2.06 mm,是最短居群 YXC(新城乡)
种子长度的 1.64倍,其次为居群 JMH(勐罕镇)、
YNS(南沙镇)、YWM(物茂乡)、JZX(正兴镇)、
ZMP(勐捧镇);种子最高居群为勐罕镇,分别
较平均值、最短居群 JPT(坡头乡)种子高 1.75
mm、2.35 mm,其次为居群勐堆乡、物茂乡、勐捧镇、
GMD(勐定镇);千粒重最重居群为物茂乡,较
平均值重 14.39 g,是最轻居群 YHM(黄茅岭乡)
千粒重的 2.49倍,其次为居群 GMH(蔓耗镇)、
LMN(勐糯镇)、BJN(金牛镇)。变异系数大
小依次为种子比重、千粒重、种子高、种子长,
其中种子比重和千粒重变异系数大于 20%,说明
木棉不同地理居群种子比重和千粒重存在较丰富
的遗传多样性。LSD方差分析及多重比较显示,
不同地理居群种子长、种子高、种子比重方差检
验 Sig.值为 0.000,小于 0.01,差异达极显著,千
粒重差异显著(P< 0.05)。
2.2 不同居群种子形态与生态因子相关分析
种子大小在同一物种内部被认为是相对稳定
的,不同地理种群种子质量差异与种源所处地理
位置、生境条件及气候特征有着重要相关性。木
棉居群种子性状与环境生态因子相关系数见表 4。
由表 4可知,种子长度与纬度、经度呈负相关,
但未达显著水平,与海拔、年降雨量、年均温呈
正相关,说明种子长度随纬度增加变短,越往东
越矮,增加降雨和温度能够促进种子的增长;种
子宽与纬度、年降雨量、年均温呈负相关,与经度、
海拔呈正相关,相关性均未达显著水平,说明越
往北种子越短,越往南种子越高,增加温度能够
促进种子高生长;千粒重仅与年降雨量呈正相关,
与其它生态因子呈负相关,说明西南地区木棉千
粒重东北方低于西南方,温度越低越有利于种子
增重;种子比重与千粒重相反,说明体积的增大
较重量增加要快;种子形状往北越椭圆(与纬度
图 1 木棉种子样本与性状变异系数关系
Fig.1 Relationship between trait variance coeffi cient and
number of Kapok seeds
每个居群取 300粒种子,分成 3组,为 3次
重复。播种前用清水浸泡 24 h,然后用 1%高锰酸
钾溶液消毒 10 min,冲洗后播种在装有表层红心
土的营养袋中,常规管理。出苗后每天统计出苗数,
记录开始发芽天数、发芽势(3 d)、发芽率(15 d),
60 d后统计保存率、苗高及地茎。
2.1.3 统计分析
所有数据处理在Microsoft Excel 2007和 SPSS
16.0 for Windows软件下完成,图在 Sigmaplot 10.0
软件下完成。采用系统类聚分析相关性,LSD法
分析差异显著性并进行 Duncan多重比较,其中百
分数经反正弦转换。
9第 35卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
呈正相关),往东越圆(与经度呈负相关)。综
合相关系数认为,木棉不同居群种子形态与生态
因子存在一定相关性,但相关性不显著,木棉种
子的变异是由居群特有局域性气候综合因素决定。
表 4 木棉居群种子性状与地理、气候的相关性
Table 4 Correlation analysis between seed properties and
population geography, climate of Kapok populations
种子长 种子高 千粒重 种子比重 长 /高
纬 度 -0.092 -0.257 -0.041 0.220 0.264
经 度 -0.106 0.054 -0.028 0.170 -0.128
海 拔 0.085 0.018 -0.036 -0.141 -0.048
年降雨量 0.098 -0.071 0.013 -0.106 0.121
年均温 0.187 -0.066 -0.245 0.085 0.005
2.3 不同居群种子萌发特性
林木种子的出苗率及保存率在林业生产中直
接关系到种子生长用量及苗木的质量。对收集的
木棉居群种子,进行场圃播种发芽试验,自发芽
开始每天统计萌发率,最终确定发芽后第 3 d统计
发芽势,第 15 d统计发芽率,60 d统计保存率,
结果见表 5。从表 5可以看出,除 GMH(蔓耗
镇)、YRZ(弄璋镇)居群种子没有发芽无法比
较外,其它居群种子发芽性状均存在一定差异,
种子开始发芽平均天数为 4.00~ 9.00 d,平均发
芽势为 0.57%~ 49.25%,平均发芽率为 0.29%~
57.05%,平均保存率为 12.24%~ 70.97%。发芽
最早前 5位为居群 LJB(九保阿倡族乡)、GMD
(勐定镇)、BLJ(力角镇)、BJN(金牛镇)、
JMH(勐罕镇),较平均天数早 1.97 d以上;居
群 JZX(正兴镇)、ZMD(勐堆乡)、JPT(坡头
乡)、YHC(黄草岭乡)出苗最整齐,居群 HML
(勐龙乡)、HXJ(新街镇)、YTZ(桐子林镇)
出苗最不整齐;最高发芽率为居群正兴镇,较平
均发芽率高 23.27%,较最低发芽率居群九保阿倡
族乡高 56.76%,其次为 JYP(永平镇)、勐堆乡、
GMD(勐定镇)、CMS(勐省镇)、YTY(涛源
乡),最差的居群为九保阿倡族乡、GBH(保和
乡)、新街镇、HML(勐龙乡)、YSB(顺濞乡)、
YTZ(桐子林镇),平均发芽率低于 10.00%,木
棉居群种子发芽率均较低,应进行种子培育及播
种时采用合理的种子催芽技术;苗保存率前 5位
依次为YMJ(马街乡)、保和乡、YXC(新城乡)、
HLS(迤萨镇)、勐堆乡居群,最低为居群 LZD(遮
岛镇)、力角镇,不同居群保存率均较低,要加
强种苗的管护。变异系数为 53.20%~ 93.32%,发
芽势变异系数最高,说明居群间种子萌发差异大,
生产上要进行种子催芽处理以获得出苗的整齐度;
其次为发芽率,说明居群间种子遗传差异显著。
表 3 木棉不同居群种子性状变异†
Table 3 The variation of seed properties in different Kapok populations
居群 种子长 /mm 种子高 /mm 千粒重 /g 种子比重 /(g·mm-2) 居群 种子长 /mm 种子高 /mm 千粒重 /g 种子比重 /(g·mm-2)
GMH 4.69m-o 3.38i-n 49.29a 3.11a JKP 4.89j-n 3.32j 36.42abc 2.24b-d
GBH 4.88k-n 3.44h-n 36.61abc 2.18b-e JYP 4.82l-n 3.70e-i 40.67abc 2.29b-d
HXJ 5.07h-n 3.56g-k 40.43abc 2.24b-e JZX 5.62c-e 3.51h-l 34.18a-d 1.73b-g
YMJ 5.13g-m 3.47h-m 26.86cd 1.51d-g GMD 5.54d-f 4.00de 30.32b-d 1.37e-g
HML 4.94i-n 3.80e-h 38.06abc 2.03b-f CMS 5.13g-m 3.64e-j 33.58a-d 1.80b-g
HLS 5.42d-h 3.73e-i 31.36b-d 1.55d-g ZMP 5.61c-e 4.17cd 40.49abc 1.73b-g
JPT 4.45o 3.11n 34.07a-d 2.47a-c ZMD 7.30a 4.62b 40.82abc 1.21fg
YNS 5.95bc 3.49h-m 39.87abc 1.95b-f YLC 5.30e-i 3.65e-j 39.01abc 2.02b-f
YHC 5.11g-m 3.60f-k 31.13b-d 1.69b-g YWM 5.69cd 4.37bc 50.99a 2.05b-f
YHM 5.50d-g 3.54g-k 20.49d 1.05g LJB 5.29e-j 3.71e-i 34.76a-d 1.77b-g
YSB 5.02i-n 3.21k-n 31.55b-d 1.97b-f LZD 5.10h-m 3.65e-j 35.18a-d 1.89b-g
YTZ 5.46d-h 3.62f-k 38.40abc 1.94b-f YJC 4.74m-o 3.17l-n 29.50b-d 1.97b-f
LMN 4.97i-n 3.53g-k 44.83ab 2.55ab YRZ 4.85l-n 3.54g-k 34.54a-d 2.01b-f
BJN 4.93i-n 3.89d-g 42.26abc 2.2b-e YXC 4.44o 3.66e-j 34.05a-d 2.12b-e
BLJ 5.21f-l 3.89d-g 32.30b-d 1.59c-g LLJ 5.56d-f 3.51h-l 37.51abc 1.38e-g
YPJ 5.25e-k 3.71e-i 39.40abc 2.03b-f 平均值 5.24 3.71 36.60 1.90
YTY 4.94i-n 3.95d-f 40.63abc 2.08b-f 标准差 0.55 0.48 8.74 0.56
JMH 6.10b 5.46a 39.83abc 1.20fg CV % 10.45 12.93 23.87 28.85
MYW 5.30e-i 3.65e-j 34.91a-d 1.81b-g F值 20.83 17.12 1.737 2.612
† 1. 同列相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同字母表示差异显著(P<0.05),下同;2.“-”表示省略连续字母,F0.05(33,68)= 1.57-1.65,
F0.01(33,68)=2.03-1.89。
高 柱,等:西南地区木棉居群种子变异及萌发特性研究10 第 10期
LSD方差分析及 Duncan比较显示,P值均
小于 0.000,表明 4项统计指标内差异极显著,
其中居群 JYP(永平镇)、正兴镇与其它居群差
异显著(P< 0.05),居群马街乡保存率与其它
居群差异显著(P< 0.05)。由此说明,攀枝花
居群种子萌发差异显著,萌发性好的居群可作为
生产用种采集地。
2.4 不同居群种子形态与萌发特性及幼苗生长的
相关性
林木种子形态对种子发芽及苗期生长存在显
著相关性,但已有的报道认为树种不同,种子形
态的影响也不同。采集到的木棉居群种子形态特
征与种子发芽性状相关系数见表 6。由表 6可知,
木棉种子长、高与发芽天数呈负相关,说明种子
越大,萌发的时间越长;种子长、高与发芽率、
发芽势呈正相关,说明种子越大,发芽率越高,
发芽越整齐;种子比重与保存率呈正相关,与其
它指标呈负相关,但未达显著水平。种子质量反
映了居群种子营养物质的积累,相对饱满的种子
营养物质充足,种子萌发快、发芽率高。
2.5 种子特征分布区区划
根据种子长、高、长 /高、长×高、千粒重、
籽重 /长×高 6个表型特征,对西南地区木棉 34
个居群进行欧式距离聚类分析(图 2)。从图 2中
可以看出,34个居群按种子性状指标可明显划分
为 8种群(特征值见表 7),第 1种群有 ZMD(勐
堆乡)、JMH(勐罕镇)2个居群,表现为种子长、
高最大,长 /高比最小,长×高最大,说明该种
群种子较圆、较大;第 2种群有 YWM(物茂乡)、
LMN(勐糯镇)、GMH(蔓耗镇)3个居群,表
现为千粒重最大,说明该种群种子最重;第 3种
群有 JPT(坡头乡)、YNS(南沙镇)2个居群;
第 4种群有 10个居群;第 5种群有YSB(顺濞乡)、
YJC(老城乡)、YMJ(马街乡)3个居群,表现
为长 /宽最大,说明该种群种子呈长扁型;第 6、7、
8种群分别含有 4、3、7个居群。同一种群内各居
群种子表型特征基本相近,而种群间变异较大(表
5)。木棉种子表型特征并未随居群地理位置的连
续或最近原则分类,这与云南独特小区域气候有
表 5 木棉不同居群种子萌发特性
Table 5 The seed germination characteristics in different Kapok populations
居群 发芽天数 /d 发芽势 /% 发芽率 /% 保存率 /% 居群 发芽天数 /d 发芽势 /% 发芽率 /% 保存率 /%
GMH 0.00h 0.00j 0.00k 0.00j JKP 6.00def 12.25e-j 22.03b-i 32.35c-h
GBH 7.00b-e 2.58g-j 4.89h-k 51.22b JYP 5.00fg 4.59f-j 56.82a 39.63b-e
HXJ 7.5abcd 1.10ij 3.06i-k 32.47c-h JZX 5.00fg 49.25a 57.05a 25.03e-i
YMJ 4.00g 8.49e-j 16.72d-k 70.91a GMD 9.00a 16.93d-f 37.58bc 39.88b-e
HML 6.00def 0.57ij 2.00j-k 38.61b-e CMS 5.50efg 13.59e-i 37.45bc 45.08b-d
HLS 5.67efg 5.59e-j 13.84e-k 48.82bc ZMP 7.33bcd 8.94e-j 18.25c-k 33.66c-h
JPT 4.00g 29.43bc 35.57b-d 23.47e-i ZMD 5.00fg 32.02b 38.67b 47.65b-d
YNS 7.00b-e 4.52f-j 10.40f-k 43.18b-d YLC 5.94def 13.40e-j 20.02b-j 25.75e-i
YHC 8.00abc 28.00b-d 31.08b-e 37.29b-f YWM 6.50c-f 15.63d-g 30.07b-f 31.01d-h
YHM 5.00fg 2.29g-j 21.17b-j 33.82c-h LJB 9.00a 7.03e-j 0.29k 0.00j
YSB 8.00abc 5.37e-j 9.15g-k 34.57b-h LZD 5.00fg 13.32e-j 24.25b-h 12.24ij
YTZ 4.00g 1.43h-j 2.01j-k 0.00j YJC 0.00h 0.00j 0.00k 0.00j
LMN 5.50efg 17.28c-f 23.60b-h 36.13b-g YRZ 5.00fg 18.54c-e 24.47b-h 17.48h-i
BJN 8.33ab 6.33e-j 12.16e-k 20.20f-i YXC 7.00b-e 7.48e-j 26.14b-g 49.34bc
BLJ 8.67ab 8.02e-j 22.05b-i 13.63ij LLJ 7.33bcd 13.39e-j 17.16d-k 19.74g-i
YPJ 7.33bcd 12.13e-j 26.87b-g 33.68c-h 平均值 6.03 20.22 33.78 48.78
YTY 5.00fg 18.83c-e 36.11b-d 36.28b-g 标准差 2.2153 18.87 25.49 25.95
JMH 8.33ab 16.34d-f 23.24b-h 39.18b-e CV % 53.84 93.32 73.29 53.20
MYW 7.33bcd 14.65e-h 23.69b-h 31.38d-h F 值 18.12 7.40 6.68 10.42
† “-”表示省略连续字母,F0.05(33,68)= 1.57-1.65;F0.01(33,68)=2.03-1.89。
表 6 木棉不同居群种子性状与萌发及苗期生长表型相关
Table 6 The relationship between seed properties and its
germination rate or seedling growth
种子长 种子高 千粒重 种子比重 长 /高
发芽天数 -0.067 -0.052 0.090 -0.032 -0.044
发芽率 0.022 0.022 -0.077 -0.084 -0.098
发芽势 0.161 0.071 -0.104 -0.199 0.001
保存率 -0.149 -0.122 0.039 0.196 0.006
11第 35卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
关,同时也说明木棉种子表型特征是居群生态因
子综合作用影响的结果。
表 7 各区组木棉种子表型特征
Table 7 Seed phenotypes in different district groups of
Kapok
组群号 种子长 种子高 长 /高 长×高 千粒重 种子比重
1 6.700 5.040 1.349 33.516 40.325 0.001
2 5.330 3.950 1.355 21.205 47.910 0.002
3 5.315 3.505 1.516 18.636 23.675 0.001
4 5.077 3.716 1.370 18.917 39.342 0.002
5 5.237 3.290 1.588 17.302 33.640 0.002
6 5.320 3.805 1.399 20.260 31.278 0.002
7 5.110 3.303 1.552 16.845 36.847 0.002
8 5.104 3.623 1.410 18.486 34.457 0.002
平均值 5.399 3.779 1.442 20.646 35.934 0.002
最小值 5.077 3.290 1.349 16.845 23.675 0.001
最大值 6.700 5.040 1.588 33.516 47.910 0.002
组间 CV% 9.928 14.797 6.594 26.111 19.806 22.751
3 结论与讨论
3.1 木棉种子形态与环境因子相关性
不同树种遗传特性、地理环境气候及生长条
件的变化造成了种子性状趋变模式的差异,受地
理阻隔和自然条件长期作用,种子在居群间可以
发生较大的差异 [3]。种子形态在同一植物种内或
品种内认为是相对稳定的,而在种群内、种群间
或者个体间,会存在一定的差异。另外,种子作
为果实重要组成之一,其发育与果实生长存在密
切关系,山葡萄 Vitis amurensis含有种子的果实较
没有种子的果实大,种子生长发育的同时可能产
生内源激素促进浆果膨大 [16];菠萝蜜 Artocarpus
heterophyllus果皮包刺密度与果肉可溶性固形物含
量密切相关,可通过外形选择优质品种 [17];芒果
Mangifera indica可食率随果实增大而提高,而小
果型可溶性固形物含量高 [18]。因此,果实和种子
形态指标不仅可以作为种源差异评判标准,还可
作为不同物种选育指标实现选育目的。
木棉种子形态变异系数为 10.45%~ 28.85%,
不同居群种子存在丰富的变异,该结论与
Chaturvedi等 [11]、汪书丽 [12]采用分子技术测定居
群遗传变异结果相似。种子长度与纬度、经度呈
负相关,与海拔、年降雨量、年均温呈正相关,
该变异与厚朴种子随经纬变化具有相似性 [19];千
粒重与年降雨量呈正相关,降雨量增加和温度升
高能够促进种子的增长,北面种子较南面圆,西
面较东面圆,东北方种子较西南方轻。综合分析
认为,木棉不同地理居群种子形态存在丰富的变
异,种子性状与气候因子存在一定的关系,西南
地区特殊的局域性气候影响了种子变化趋势的连
续性,种子的变异是地理分布区局域性气候综合
影响的结果,体现变异的空间趋势。
3.2 木棉种子形态对种子萌发及幼苗生长的影响
种子大小和重量影响种子萌发速度和发芽率,
进而影响苗木早期生长 [20]。林木种子出苗率在林
业生产中直接关系到生产用量及苗木的质量,而种
子形态特征与种子发芽及苗期生长的影响,已有的
报道存在差异。樟树不同产地种子场圃出苗率存在
极显著差异,种子形态指数对出苗率有影响,但不
显著,而种子长 /宽比与苗木生长密切相关 [15];乌
药种子形态指数对出苗率有不显著的影响,但种子
宽与一年生苗高呈极显著正相关 [21]。小桐子种子
千粒重越大,出苗率越高,而种子形态及千粒重与
苗高、地茎生长特性无关。栎属种子性状对苗期生
长无显著关系,种子重生长反而差 [22]。本试验场
圃发芽试验显示,木棉不同居群种子发芽性状指标
表型变异系数为 53.20%~ 93.32%,不同居群种子
发芽性状差异显著。开始发芽天数为 4.00~ 9.00 d,
出苗最快为发芽后 3 d,正兴镇居群发芽最整齐,
发芽率最高。种子越大,发芽率越高,出苗越整齐;
种子越长,发芽后苗高生长也越快;千粒重对攀枝
花种子发芽率影响不显著;种子比重越大,苗期保
存率也越高。综合认为,种子性状对木棉发芽率及
苗期生长存在影响,但影响较小。
3.3 木棉种子形态及其种群区划特性
聚类分析可将相似性状的种源或种群进行分
图 2 木棉居群种子产地欧氏聚类分析
Fig.2 The cluster analysis for quality traits of Kapok species
高 柱,等:西南地区木棉居群种子变异及萌发特性研究12 第 10期
组,相同分组具有相似或相近的性状。木棉不同
居群按种子性状可分为 8个种群,第 1种群种子
最圆、大,第 2种群种子最重,第 3~ 8种群各
项指标均处于中间水平。木棉种子表型特征并未
随地理位置的连续或就近原则分类,这与不同地
理居群小区域气候差异有关,同时也说明木棉种
子变异是地理生态因子综合影响的结果。
参考文献:
[1] 毛爱华 . 河南郏县侧柏种源、家系及无性系遗传变异与选择
[D]. 北京 : 北京林业大学 , 2009.
[2] 王秋玉 . 红皮云杉地理种源的遗传变异 [D]. 哈尔滨 : 东北林
业大学 , 2003.
[3] Greipsson S, Davy A J. Seed mass and germination behaviour
in populations of the dune building grass Leym usarenarius[J].
Annals of Botany, 1995, 76: 493-501.
[4] 张大勇 . 植物生活史进化与繁殖生态学 [M]. 北京 : 科学出版
社 , 2004.
[5] 舒 枭 , 杨志玲 , 杨 旭 , 等 . 不同产地厚朴种子性状的变异
分析 [J]. 林业科学研究 , 2010, 23(3): 457-461.
[6] 高 柱 , 王小玲 , 马焕成 , 等 . 木棉栽培技术研究进展 [J]. 江
西科学 , 2009, 27(5): 761-766.
[7] 李文华 , 熊定国 . 木棉产业导引 : 首届中国木棉产业发展研
讨会文集 [C]. 中国纺织出版社 , 2009.
[8] 高 柱 , 伍建榕 , 马焕成 . 红河干热河谷2年生吉贝人工幼林
施肥效应研究 [J]. 水土保持研究 , 2012, 19(2): 95-100.
[9] 高 柱 , 伍建榕 , 严 毅 , 等 . 3种配方处理吉贝插穗生根过
氧化物酶(POD)活性变化的研究 [J]. 东北农业大学学报 ,
2012, 43(10): 151-155.
[10] 胡 亮 , 陈邦美 , 何和明 . 海南西南地区尖峰岭木棉开花生物
学特性 [J]. 蜜蜂杂志 , 2006, 2(3): 39-40.
[11] Chaturvedi O P, Pandey N. Genetic Divergence in Bombax ceiba
L. Germplasms[J]. Siline Genetion, 2001, 50(3-4): 99-102.
[12] 汪书丽 . 云南干热河谷地区木棉群居的遗传多样性研究 [D].
西双版纳 : 中国科学院 , 2007.
[13] 高 柱 , 田向楠 , 郑 元 , 等 . 云南吉贝种质资源调查及果实
性状相关性分析 [J]. 经济林研究 , 2012, 30(1): 88-94.
[14] George W. Snedecor, William G. Statistical Mehtods[M]. The
Iowa State University Press, Ames Iowa. USA, 1980: 215-237.
[15] 姚小华 . 樟树遗传变异与选择的研究 [D]. 长沙 : 中南林学院 ,
2002.
[16] 葛玉香 , 沈育杰 , 李晓红 . 山葡萄种子性状与果实品质的关系
[J]. 特产研究 , 1999, (2): 36-39.
[17] 叶春海 , 吴 钿 , 丰 锋 , 等 . 菠萝蜜种质资源调查及果实性
状的相关分析 [J]. 热带作物学报 , 2006, 27(1): 28-32.
[18] 李国鹏 , 张林辉 , 解德宏 , 等 . 怒江干热河谷芒果种质资源果
实性状相关性及多样性分析 [J]. 西南农业学报 , 2010, 23(3):
1225-1229.
[19] 杨志玲 , 杨 旭 , 谭梓峰 , 等 . 厚朴不同种源及家系种子性状
的变异 [J]. 中南林业科技大学学报 , 2009, 29(5): 49-55.
[20] 姜景民 , 虞沫奎 , 胡世才 , 等 . 湿地松种子分级育苗的研究
[J]. 林业科学研究 , 1996, 9(3): 290-295.
[21] 陈丽华 , 姜景民 , 栾启福 , 等 . 乌药种子性状产地表型变异研
究 [J]. 浙江林业科技 , 2005, 25(1): 9-11.
[22] 汪企明 , 李晓储 , 黄利斌 , 等 . 美国栎属种源引种、变异研究 :
种子及苗期生长变异 [J]. 江苏林业科技 , 1998, 26(1): 1-6.
[本文编校:吴 彬 ]