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总花扁核木地理种源变异研究



全 文 :文章编号:1001-4829(2009)04-1077-05
  收稿日期:2008-05-17
  基金项目:国家科技基础条件平台 “林木(含竹藤花卉)种质资
源标准化整理 、整合及共享试点 ” [ 2005DK2100-11] 项目研究
内容
作者简介:郑 曼(1974-),女 ,北京人 ,工程师 ,主要从事林业
信息应用与管理工作 , *为通迅作者。
总花扁核木地理种源变异研究
郑 曼 1 ,李 昆 2, 3 ,杨文云 2 ,崔永忠2 ,李 立2 ,张春华 2*
(1.国家林业局调查规划设计院 ,北京  100714;2.中国林业科学研究院资源昆虫研究所 ,云南 昆明 650224;3.国家林业局元谋
荒漠化生态定位站 ,云南昆明  650224)
摘 要:对云南省鹤庆 、丽江 、剑川 、兰坪 、禄丰 、寻甸 、石林 、昆明 、沪西 、沾益 、师宗等 11个地理种源的总花扁核木的出种率 、种子
大小(纵径 ×横径)、种子千粒质量 、育苗发芽势 、发芽率 、幼苗苗高等指标的研究结果表明:不同地理种源的青刺果各项指标都有
差异 ,同一地理种源的不同家系各项指标也有明显的变异。不同地理种源的果实出种率、种子千粒质量 、种子的宽度与种源地温
度关系密切 ,与其它地理因素相关性不大。
关键词:总花扁核木;种子;幼苗;地理种源变异
中图分类号:S685.12   文献标识码:A
StudyonGeographicalProvenanceVariationofPrinsepiautilisRoyle
ZHENGMan1 , LIKun2 , 3 , YANGWen-yun2 , CUIYong-zhong2 , LILi2 , ZHANGChun-hua2*
(1 ForestInventoryandPlanningInstitute, SFA, Beijing100714, China;2.ResearchInstituteofResearchInsects, CAF, YunnanKunming
650224, China;3.YuanmouDesertificationEcosystemResearchStation, StateBureauofForestry, YunnanKunming650224, China)
Abstract:Throughthestudyontheidexesoftheproportionofseedweightinfreshfructificationweight, lengthandwidthoftheseed, seeds
weight, germinationpotential, germinationrate, seedlingsheightofPrinsepiautilisofdiferentgeographicaprovenance, theresultshowed
thattheaboveindexeswascomplicatedandvariational.Eveninsamegeographicaprovenance, thedifferentfamily sindexeswerealsodifer-
ent.Therelationbetweenprovenancetemperatureandtheindexesofproportionofseedweightinfreshfructificationweight, seedweight,
widthofseedswereclose.
Keywords:Prinsepiautilis;Seed;Seeding;GeographicalprovenanceVariation
  总花扁核木 (PrinsepiautilisRoyle),为蔷薇科
(Rosaceae)李亚科(Prunoideae)扁核木属(Prinsepia
Royle)的一种常绿灌木 ,俗称青剌果 ,枪刺果 、打油
果 ,该属有 4 ~ 5种 ,分布于亚洲 ,天然分布于云南 、
贵州 、四川 、西藏等省(区)1400 ~ 3200 m山坡 、干旱
河谷 、疏林内 、灌丛中 [ 1 ~ 4] , 是生长在海拔 1800 ~
3100m的一种木本油料作物 , 最适宜生长在海拔
2300 ~ 2700m地区 。总花扁核木喜生长在箐沟边 、
路旁 、山坡 、地边 ,是一种极富开发价值的温带树
种 [ 4] 。从总花扁核木的自然分布生长情况来看 ,它
对水利 、土壤条件要求不高 ,可在海拔和土壤适宜的
边远山区大力发 [ 4] 。目前对总花扁核木的研究主
要集中在引种栽培 [ 2] 、食用油开发利用 [ 3, 5] 、果仁提
取液的抑菌效力[ 6]及对果蔬的保鲜效果 [ 7] 、医疗保
健作用[ 8 ~ 9] 、果仁及叶微量元素成分分析[ 10]等方
面;而对其种质资源收集保存和优良种源筛选方面
的研究还未见报道 。本研究按种质采集方法采集不
同地理种源的青刺果种质 ,观察其果实出种率 、种子
形状等方面的表现 ,在相同环境中育苗研究 ,观察不
同地理种源种子对苗木的影响 ,对优良总花扁核木
种源选择和保存具有重要的意义 。
1 材料与方法
1.1 材料
试验用种子采自云南省鹤庆 、丽江 、剑川 、兰坪 、
禄丰 、寻甸 、石林 、昆明 、沪西 、沾益 、师宗 11个县
(市)。其中鹤庆县 20个家系 ,丽江市 25个家系 ,
剑川县 21个家系 ,兰坪县 17个家系 ,禄丰县 9个家
系 ,寻甸县 19个家系 ,石林县 4个家系 ,昆明 、沪西 、
1077
2009年 22卷 4期
Vol.22  No.4               
西 南 农 业 学 报
SouthwestChinaJournalofAgriculturalSciences
DOI :10.16213/j.cnki .scjas.2009.04.058
表 1 总花扁核木产地原产地的地理位置与气候特征
Table1 ThegeographicalpositionandclimaticcharacteristicsofthehabitalofPrinsepiautilisRogleofdiferentgeographicaprovenance
产地
Habital
地理位置
Geographicalposition
海拔(m)
Altitude
年均气温(℃)
Average
temperature
年均降雨(mm)
Average
precipitation
≥10℃活动积温(℃)
≥10℃ activeaccumulated
temperatureclimaticcharcateristics
鹤庆 100°18′E26°55′N 2213.0 13.5 959.5 4007.5
丽江 100°25′E26°86′N 2400.0 12.6 1000.0 4085.0
剑川 99°88′E26°53′N 2200.0 14.3 983.9 4118.0
兰坪 99°29′E26°49′N 2900.0 13.7 592.0 5241.0
禄丰 102°08′E25°15′N 1345.0 16.2 930.0 5241.0
寻甸 103°25′E25°56′N 2135.0 14.5 1132.0 4100.0
石林 102°71′E25°02′N 2135.0 15.1 958.2 4458.0
昆明 102°73′E25°04′N 1891.0 15.0 103l.0 4500.0
沪西 98°06′E24°41′N 2500.0 15.0 103l.0 4500.0
沾益 103°82′E25°62′N 1891.0 15.0 103l.0 4500.0
师宗 103°97′E24°85′N 2326.1 18.0 1250.0 4500.0
  注:温度是根据云南省气象局提供的各县平均气温 ,采集点与气候观测站海拔差别进行折算各采集点温度。
沾益 、师宗县各 1个家系 ,共计 11个种源 119个家
系 。
1.2 方法
出种率:将每个不同种源的所有收集到的果实
进行称重(w1),再将洗净的种子待水分晾干后称重
(w2), w2 /w1即为该项种源家系的出种率;种子外
观性状及千粒质量测量:每个不同种源的家系各随
机抽取 20粒种子 ,用游标卡尺逐个测长度 、宽度和
种子粒数 ,并描述每个家系形状 ,长度和宽度精确到
毫米。育苗与苗木栽植试验地选在其适生区中国林
科院资源昆虫所禄丰试验站 [ 11]进行 ,种子采集区气
候特征见表 1。采种 2006年 6月下旬播种。苗圃
经细致整地并施足基肥 ,高床播种 ,条播 ,行距 20
cm,播种沟宽 3 ~ 5 cm,深约 2 cm, 播后覆土 1.5
cm。播种后用松针等覆盖苗床 ,幼苗出土后逐渐除
去覆盖物 ,苗床经常保持湿润状态 ,苗木出土后调查
发芽率与苗高等指标。
2 结果与分析
2.1 不同地理种源总花扁核木的果实 、种子与千粒
质量性状对比
总花扁核木果实为荚果 ,一般为长圆形或椭圆
形 ,顶端钝或近圆形 ,种子呈长圆肾形或椭圆形。根
据不同地理种源的种子性状调查(表 2), 11个种源
的总花扁核木种子的形状可以分为长圆肾形 、椭圆
形 、长圆肾形和椭圆形 3类。鹤庆 、兰坪 、沾益 、师宗
的种子形状为长圆肾形;丽江 、剑川 、寻甸 、石林的种
子形状为椭圆形;而禄丰 、石林 、沪西的种子形状为
长圆肾形和椭圆形 。虽然各地理种源的种子形状有
所差异 ,但是果实的外观均表现出果皮黄绿色 ,且向
表 2 不同地理种源总花扁核木原产地种子性状调查
Table2 TheseedtraitsofPrinsepiautilicRoyleofgeographicaprovenance
产地
Habital
种子纵径(cm)
Vertical
diameter
种子横径(cm)
Transverse
diameter
出种率(%)
Proportionofseed
weightinfresh
fructificationweight
千粒重(g)
Seedweight
形状
Shape
鹤庆 0.86 0.58 25.41 128.44 长圆肾形
丽江 0.82 0.64 24.89 129.63 椭圆形
剑川 0.66 0.48 22.58 123.45 椭圆形
兰坪 0.61 0.47 23.46 126.54 长圆肾形
禄丰 0.64 0.56 23.51 124.95 长圆肾 、椭圆形
寻甸 0.76 0.47 22.64 124.97 椭圆形
石林 0.74 0.42 22.16 122.38 椭圆形
昆明 0.73 0.49 23.41 123.52 椭圆形 、长圆肾形
沪西 0.68 0.46 22.94 122.48 椭圆形 、长圆肾形
沾益 0.65 0.49 22.16 121.28 长圆肾形
师宗 0.76 0.51 23.17 122.57 长圆肾形
1078 西 南 农 业 学 报                      22卷
图 1 丽江 、鹤庆地理种源各家系千粒质量
Fig.1 TheseedweightofdiferentfamilyofgeographicalprovenanceinLijingandHeqing
阳面为暗紫色 ,果肉为黄绿色。种子的长宽也不同 ,
种子纵径变异幅度为 0.61 ~ 0.86 cm;在 11个地理
种源中 ,鹤庆种源种子最长(0.86 cm),兰坪种源的
种子纵径为最小为 0.61 cm。不同种源间种子横径
变异幅度为 0.42 ~ 0.64 cm。出种率在各种源间也
有差异 ,幅度为 22.16% ~ 25.41 %;种子千粒质量
各种源间变异幅度为 121.28 ~ 129.34 g。以上指标
的变化说明不同地理种源的总花扁核木在种子横
径 、纵径 、果实出种率 、种子千粒重和种子形状等方
面都有较大变异 。
对种子各指标与种源地海拔和温度等重要的地
理因素指标逐一进行相关系数分析 ,种子纵径 、种子
横径 、出种率与种源地温度相关系数(r)分别为 -0.
81、-0.82、 -0.82,呈较强的负相关 ,说明随着种源
地温度的升高(海拔下降)总花扁核木种子的种子
纵径 、种子横径 、出种率数量也随之下降;种子千粒
质量与种源地温度也为负相关(r=-0.87),说明种
子的千粒质量随着种源地温度的升高而降低。
  同一种源间的种子性状也有一定差异 ,据对鹤
庆 、丽江 2个地理种源不同家系种出种率和千粒质
量分析(图 1),丽江的 5, 9, 17, 20等家系与鹤庆的
3, 8, 16等家系在出种率和千粒质量性状方面比种
源内其它家系好 。相同种子数量的质量比较高的种
源 ,在同样的保存方法中所存活个体数越多;而种子
千粒质量越大 ,种子的质量就越好 ,培育出的苗木质
量相对更好 。剑川种源的 6, 12, 14, 19家系 ,兰坪的
3, 7, 10, 14家系 ,禄丰的 3, 8家系 ,寻甸的 1, 6, 10,
15号家系 ,石林的 3号家系 ,在鲜果出种率和种子
千粒等种子性状表现上相对同一种源内的其它家系
较好 。而昆明 、沪西 、沾益 、师宗等地种源只收集到
1个家系 ,种子的性状在种源内没有可比性 ,只能做
种源间差异性比较 。
2.2 不同地理种源总花扁核木种子室内发芽情况
对不同地理种源总花扁核木种子发芽情况调查
和发芽率指标的数据分析(表 3),鹤庆理种源发芽
率最高 ,为 89.75 %;其次为剑川 89.00 %;沾益种
源发芽率最差为 79.00 %。同一地理种源间也存在
差异(图 2),鹤庆种源的发芽率平均为 89.75 %,其
中 1, 4, 5, 6, 8 , 9, 16, 17, 18 , 20号家系的发芽率高于
平均值 , 18号家系较平均值提高 7.51个百分点。
丽江种源中的发芽率平均为 89 %,其中 3, 7, 8, 13,
15, 16 , 18, 20 , 22, 25号家系的发芽率较高 , 16, 18号
家系较平均值提高了 8个百分点以上。兰坪和禄丰
种源的发芽率同为 87 %,但兰坪种源 2, 5, 6, 8, 9,
10, 12 , 13, 14 , 19号家系发芽率较平均值高 0.91 ~
10.21个百分点 , 12号家系表现最好达 97.21 %;而
禄丰种源 1, 3, 4, 6 , 7, 10, 14号家系的发芽率高于平
均值 , 3号家系最好达 93.74 %。寻甸种源中 1, 6,
10, 15, 18号家系的发芽率较高 , 相对于平均值而
言 ,提高了 9.67 ~ 12.13个百分点 , 15号家系的发
芽率最高达 97.81%。石林种源中的 2, 3号家系发
芽情况较好 , 3号家系最好达 96.13 %。昆明 、泸
西 、沾益 、师宗 4个种源只有 1个家系 ,无法做家系
间的比较 。
2.3 不同地理种源总花扁核木苗期生长差异
对 11个地理种源苗期生长情况进行观察(2006
表 3 不同地理种源总花扁核木种子发芽情况
Table3 ThegerminationrateofPrinsepiautilisofdifferentgeographicaprovenance
种源
Seedsource
鹤庆
Heqing
剑川
Jianchuan
石林
Shilin
昆明
Kunmin
兰坪
Lanping
丽江
Lijiang
禄丰
Lufeng
寻甸
Xundian
师宗
shizong
泸西
Luxi
沾益
Zhanyi
发芽率(%)
Germinationrate 89.75 89.00 87.50 87.50 86.18 85.68 85.67 83.67 82.18 81.00 79.00
10794期       郑 曼等:总花扁核木地理种源变异研究
图 2 11个居群各家系的发芽情况
Fig.2 Thegerminationrateofvariousfamiliesin11 poplation
年 8月至 2007年 7月),其苗期生长变化曲线(图
3、4)。从图 3可知:11个总花扁核木地理种源的地
径生长变化呈现不明显的 “S”型 ,除剑川地理种源
的地径增加量最少出现在 2006年 11至 2007年 3
月 ,其它地理种源均出现在 2007年 3至 4月;从图 4
可知 11个总花扁核木地理种源的株高生长化呈现
明显的 “S”型 ,在近 1年的生长周期中出现 2次大
变化 ,分别是 2006年 8至 10月和 2007年 4至 7
月 。每年 10月至次年 3是总花扁核木的休眠期 ,此
次试验中也观察到该现象 ,反映在生长数据中表现
为在休眠期时 ,各地理种源总花扁核木的地径 、株高
生长量均低于营养生长期。从图 3可知:到 2007年
7月份出圃时以石林地理种源的种苗地径最大为 0.
55 cm;其次为师宗 0.53 cm;以丽江地理种源种子
地径最小仅为 0.48 cm,仅为石林的 87.27 %。但
是出圃时株高的变化情况与地径稍有不同 ,以沾益
地理种源的株高最大为 64.99 cm;昆明最小为 42.
11 cm。对 11个地理种源生长指标进行方差分析 ,
结果表明:11个地理种源地径无差异 ,而株高差异
较大 ,由此可知 11个总花扁核木地理种源的苗木质
量排序与出圃时株高的变化一致。
另外同一种源内各家系间在苗木生长期也有所
差异 ,鹤庆 1, 5, 6, 9, 17, 18, 20等家系 ,丽江 3 , 5, 7,
8, 11, 15, 16, 22 , 25等家系 ,剑川种源 3, 6, 13, 14,
18, 19, 20, 21家系 , 兰坪 3, 7, 10, 12, 14, 16, 17家
系 ,禄丰的全部家系 ,寻甸 1, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 16号
家系 ,石林 1, 2, 3家系与本种源内的其它家系苗木
生长对比相对较好 。虽然在育苗中确定的优良家系
与种子 、种荚指标挑选出的优良家系有所出入 ,但种
源选择基本相同 ,以沾益 、沪西 、兰坪 、剑川 、寻甸 、
鹤庆 、丽江 、石林 、禄丰等种源苗木质量较好 ,而师
宗 、昆明种源苗木质量较差。各种源苗木生长和造
林定植后的生长情况对比仍在继续观察实验 。
3 结论与讨论
  (1)鹤庆 、丽江 、剑川 、兰坪 、禄丰 、寻甸 、石林 、
昆明 、沪西 、沾益 、师宗等 11地理种源的总花扁核木
在种子形态 、横径 、纵径 、鲜果出种率 、种子千粒重等
指标上有较大差异 ,方差分析显示各种源间差异极
显著或显著;同一种源内不同家系间也有所不同 ,说
明不同地理种源的青刺果在形态 、大小 、鲜果出种
率 、种子千粒重等方面有一定的变异 。随种源地温
度升高 ,种鲜果出种率也随之减少;种子的千粒质量
随种源地温度升高而降低 ,但同一种源的不同家系
图 3 11个地理种源苗期地径生长变化(图中时间 1 ~ 12代表 2006年 8月至 2007年 7月)
Fig.3 Thecolardiametergrowthof11 geographicalprovenanceinseedingstate
1080 西 南 农 业 学 报                      22卷
图 4 11个地理种源苗期株高生长变化(图中时间 1 ~ 12代表 2006年 8月至 2007年 7月)
Fig.4 Theseedingheightof11 geographicalprovenanceinseedingstate
之间也有一定差异。在禄丰滇中高原实验站同等土
壤 、温度 、水分 、湿度等自然条件下 ,不同地理种源的
总花扁核木各项指标都有差异 ,同一地理种源的不
同家系各项指标上也有明显的变异。不同地理种源
的种子千粒质量 、鲜果出种率与温度关系密切 ,与其
它地理因素相关性不大 ,这在种质资源的保存上应
该引起高度重视 。
(2)在林业生态工程中营建总花扁核木林 ,不
仅是生态建设的需要 ,且在一定程度上可以解决生
态建设区居民的经济收入。中国幅员辽阔 ,自然条
件复杂多样 。野生油料植物分布广泛 ,资源潜力极
大;中国尚有占现有国土面积的 51.8%荒地 ,因此 ,
具有发展青刺果等木本油料的良好条件。大力发展
总花扁核木 ,不仅可以弥补我国植物油料的不足 ,而
且还可以绿化荒坡 、调节气候 、减少水土流失 、保护
生态环境和使山区农民脱贫致富等优点 [ 5] 。目前 ,
对总花扁核木的开发利用主要集中在种子上 ,而对
叶的利用方面则较少 ,但只有在营养生长良好的前
提下 , 才能有较好的生殖生长。已有的研究表
明 [ 12 ~ 19] ,对一个物种进行地理种源变异性研究 ,不
仅可以从中优选出生长抗逆性较好的优良地理种
源 ,还能进一步筛选出的有效物质高的地理种源优
良植物个体 。
(3)种质采集区的面积大小对所研究内容的影
响较大 ,即使在相邻的母株上采集的种子大小(纵
径 ×横径)、出种率 、种子千粒重等性状上也有较大
差异 ,这种差异同样反映在发芽率和苗高上 。这可
能因为不同家系间有一定的遗传变异 [ 20] ,其种子形
态 、出种率 、种子千粒重 、育苗中的发芽率 、苗高等指
标方面的差异可说明这一问题 ,分子生物学方面的
研究正在进行。
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(责任编辑 王家银)
10814期       郑 曼等:总花扁核木地理种源变异研究