全 文 :书收稿日期:2015-03-12
基金项目:国家林木种质资源平台运行服务项目(2011DKA21003-07);黑龙江省重大科技支撑项目(GB06B306)
作者简介:兰士波(1966-),男,研究员,从事林木遗传育种、种质资源、森林培育及森林植物等学科的科学研究与成果研发,E-mail:Lanshi-
bo1966@163.com。
DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.05.001
蓝靛果忍冬天然群体家系果实性状变异分析
兰士波,宁晓光
(黑龙江省林业科学研究所,森林植物学科,哈尔滨 150081)
摘 要:蓝靛果忍冬(Lonicera edulis Turcz.)为喜冷凉湿润性气候的多年生野生浆果类灌木,营养和药用价值较
高。探讨了高寒地区的光、热、水、土资源对蓝靛果忍冬的生态效应,综合分析与评价了果实性状的变异程度,旨在
为我国高寒地区良种选育和引种栽培提供理论依据。结果表明:蓝靛果忍冬对环境具有较强的适应能力,家系间
果实纵径和横径存在一定的变异,平均变异系数分别为2.17%和1.89%。以果实性状为主要评价指标,兼顾生长
势,遗传表现和种粒数量,确定LQS 05和LQS 03为优良家系,果粒较大,变异较小,应用前景广阔。
关键词:蓝靛果忍冬;生态适应性;果实性状;遗传变异
中图分类号:S663.9 文献标识码:A
Analysis on Genetic Variation of Berry Characters in the
Offspring from Natural Populations of Lonicera edulis
Lan Shibo,Ning Xiaoguang
(Division of Forests Botany,Forestry Research Institute of Heilongjiang Province,Harbin 150081)
Abstract:Lonicera edulis prefer the cold and wetter climate,and it is a perennial shrub belonging to wild berry cate-
gory,which it has a high nutritional and medicinal value.In order to provide theoretical basis for the breeding,in-
troduction and cultivation in the cold area.We analyzed and evaluated the degree of genetic variation from berry char-
acters base on discussing the ecological effect on light,heat,water and soil resource of Lonicera edulis in extremely
cold areas.The results showed that,the ecological effect of Lonicera edulis was stronger,but there were certain
difference on the berry characters between its families,and the coefficients of variance of the berry vertical(2.17%)
were larger,but its transect diameter(1.89%)were smaler.According to the main evaluation indicators of the
berry characters,and considering its growth vigor,genetic performance and the average number of seeds,LQS05
and LQS03were to be regarded as excelent individual,its berry were larger,and its variation were smaler.
Key words:Lonicera edulis;Ecology adaptability;Berry character;Genetic Variation
蓝靛果忍冬(Lonicera edulis Turcz.)是原始种
类经‘脱冰迁移’,并受土壤、气候及其他条件的影
响,而形成的相对隔离的种群,原产欧、亚和美三大
洲,广泛分布于中国东北和华北[1-2]。在植物系统分
类学上,蓝靛果忍冬归入忍冬科(Caprifoliaceae)、忍
冬属(Lonicera Linn.),又称:蓝靛果(东北)、羊奶
子(大兴安岭)、黑瞎子果(黑龙江)和山茄子(勃利
县),为植物界较新的物种之一,在忍冬科植物中占
据中心地位[3-4],具有生态适应范围广、抗逆性强、营
养丰富、生长旺盛、落叶较早之显著特性。果实中富
含多种维生素、矿质元素、氨基酸、碳水化合物、多元
醇、有机醇和有机酸,对心脑血管疾病的疗效显著,
可防止血管破裂,降低血压,改善肝脏的解毒作
用[5],营养、药用、保健和商用价值较高,市场前景广
阔。20世纪80年代初期,我国先后完成了野生资
源的清查[6],初步探讨了人工栽培技术[7]。近几年
1
第5期(总第138期) 中 国 林 副 特 产 No.5(Total No.138)
2015年10月 Forest By-Product and Speciality in China Oct.2015
来,随着综合开发利用的不断深入,国内外学者相继
对其生态学特性[2]、营养器官解剖[8]、营养成分分
析[9]和遗传效应评价[10]进行了深入细致的研究,然
而,有关天然群体家系果实性状的变异分析与评价
尚未见报道。鉴于此,笔者以天然群体家系的果实
性状为主要测定指标,系统分析其对环境条件的生
态效应和果实性状的变异程度,筛选出了优良的个
体,这对蓝靛果忍冬的良种选育,改善果实的品质,
意义重大而深远。
1 试验地点自然概况
研究地点选设在黑龙江省林口县林业局青山林
场,地处中国东北的东部山区,属长白山系张广才岭
东坡的丘陵区,地理位置:130°20′~130°40′E、45°
17′~45°30′N。该区域的地势东北高、西南低,平均
坡度10°~15°,最大坡度40°,海拔300~500m;气候
属寒温带大陆季风气候,冬季寒冷干燥而漫长,夏季
温暖湿润而短促,水热同季,光照充足,无霜期120
~130d,平均降水量400~600mm,且多集中在6~8
月份,此期降水量约占全年降水量的50%,≥10℃
年有效积温2100~2600℃;地带性土壤类型为暗棕
壤,土层深厚、土壤湿润肥沃,通透性强,适宜林木生
长和发育。
2 材料与方法
2.1 试验材料
试验材料来源于蓝靛果忍冬的自然分布区。依
据其生长特性和分布状况,在自然分布区内,按S形
曲线设置面积为500m2(20m×25m)的固定标准地
5块,分别标记为LQS 01、LQS 02、…、LQS 05,采
取固定标准地连续定位观测和临时标准地调查点面
结合的方法,分析生态因子对数量性状的效应。在
每块标准地内,随机选取树龄相近的标准株10株,
采集成熟度较高的果实,测定果实性状指标,并随机
选择3个家系30个标准株,测定单果内种粒的数
量,取各性状的加权平均值进行统计描述、方差分析
和变异分析。
2.2 测定指标和测定方法
2.2.1 测定指标:果实纵径、果实横径和果内种粒
的数量等性状指标。
2.2.2 测定方法:利用游标卡尺测定果实纵径和果
实横径(精确度:0.5mm)。
2.3 统计分析
运用统计分析 SPSS 13.0软件进行数据处
理[11],方差分析采用数学模式:Yijk=μ+Bi+Fj+
BFij+εijk进行统计分析,式中,Yijk为第i个区组第j
个家系的第k个观测值,μ为总体平均值,Bi 为区
组,Fj为家系,BFij为家系与区组间的交互作用,εijk
为随机误差。根据方差分析结果估算性状的变异系
数[12],变异系数(CV)=100×σp/X,式中,CV-变
异系数,σp-性状标准差,X-群体性状均值。
3 结果与分析
3.1 生态适应性分析
在植物与环境的相互关系中,生态因子对生长
发育和果实品质起综合作用,植物又以自身的变异
来适应外界环境的变化。蓝靛果忍冬是植物界较新
的物种之一,变异类型较多,对环境的变化具有一定
的适应能力。
3.1.1 光照效应:光照直接影响同化作用,光照强
度弱,同化量少,植株矮小,花芽分化少,结实量低;
光照充足,植株生长势强健,花芽分化良好,结实量
高,且充足的光照条件,可有效地提高果实中花青素
和糖分的含量,使果实着色好,果汁颜色深,果实品
质好。
3.1.2 温度效应:生长季内平均温度高,植株高大,
萌芽快且开花早,结实量高;平均温度低,植株低矮,
萌芽慢且萌芽率低,开花较晚,结实量较低。
3.1.3 水分效应:植物所需水分主要源自降水量,
降雨量过大影响传粉受精,落花落果现象严重,果实
产量降低;降雨量多,湿度大,植株生长不良,产量
低;降雨量过多,土壤含水量大,抑制根系的生长和
发育,降低果实产量。
3.2 果实性状变异解析
为剖析蓝靛果忍冬果实性状的变异程度,在固
定标准地内,选取树龄相近的植株50株,收集成熟
度良好的果实,分别测定果实纵径和横径,并随机选
择3个家系30个单株,分别测定果实内的种粒数
量,对测定结果的加权平均值进行性状统计描述和
方差分析,结果分别见表1和表2。从表1可以明
显看出,果实纵径和横径2个数量性状在家系间均
存在一定的变异,变异程度较小,变异幅度分别在
0.70%~6.74%范围内,平均变异系数分别为
2.17%和1.89%。方差分析结果(表2)表明,参试
的3个果实性状基本呈正态分布,群体内家系间果
2
2015年 中 国 林 副 特 产 第5期
实纵径和横径2个性状的显著性概率远远小于
0.01,在5%水平上差异极显著;单果内种粒数量的
显著性概率小于0.05,在5%水平上差异显著,具备
优良家系选择的遗传基础。
表1 天然群体家系子代果实性状统计描述结果
家系
果实纵径 果实横径
均值
/mm 标准差 标准误
CV
/%
均值
/mm 标准差 标准误
CV
/%
LGS 01 11.62 0.424 0.134 3.65 6.03 0.259 0.082 4.30
LGS 02 13.36 0.249 0.079 1.87 6.67 0.059 0.019 0.88
LQS 03 17.18 0.205 0.065 1.19 8.58 0.155 0.049 1.81
LQS 04 15.06 0.173 0.055 1.15 7.49 0.109 0.035 1.46
LQS 05 19.03 1.282 0.405 6.74 9.38 0.417 0.132 4.44
LQS 06 12.61 0.210 0.066 1.67 6.46 0.098 0.031 1.53
LQS 07 15.56 0.163 0.052 1.05 7.75 0.073 0.023 0.95
LQS 08 14.68 0.103 0.033 0.70 7.15 0.097 0.031 1.35
LQS 09 14.10 0.213 0.067 1.51 6.92 0.069 0.021 1.00
LQS 10 16.27 0.351 0.111 2.16 8.06 0.098 0.031 1.21
Average 14.95 0.337 0.107 2.17 7.45 0.143 0.045 1.89
表2 群体内家系间果实性状的方差分析结果
性状 变异来源
平方和
(SS)
自由度
(df)
均方
(MS) F
值
概率
(P值)
果实
性状
果实纵径 家系间 436.377 9 48.486 219.548** 0.000
果实横径 家系间 94.219 9 10.469 328.131** 0.000
种粒数量 家系间 68.067 2 34.033 3.522* 0.044
注:*表示5%水平极显著;**表示5%水平极显著。
3.3 优良个体选择与评价
方差分析结果显示,在5%水平上,群体内家系
间果实纵径和横径2个数量性状达到差异极显著
水平,具备了进一步进行多重比较的必要性,结果见
表3。从表3可以看出,相似立地条件和相同气候
条件下,10个家系的果实纵径和横径2个性状的降
幂序列:⑴果实纵径:LQS 05(19.03mm)→LQS 03
(17.18mm)→LQS 10(16.27mm)→LQS 07
(15.56mm)→LQS 04(15.06mm)→LQS 08
(14.68mm)→LQS 09(14.09mm)→LQS 02
(13.36mm)→LQS 06(12.61mm)→LQS 01
(11.62mm);⑵果实横径:LQS 05(9.38mm)→
LQS 03(8.58mm)→LQS 10(8.06mm)→LQS 07
(7.75mm)→LQS 04(7.49mm)→LQS 08
(7.15mm) → LQS 09(6.92mm) → LQS 02
(6.67mm) → LQS 06(6.46mm) → LQS 01
(6.03mm),以LQS 05和LQS 03家系的果实较大,
果实纵径和横径分别为19.03mm、17.18mm 及
9.38mm、8.58mm。因此,以果实性状为主要评价
指标,兼顾生长势、遗传表现和单果内种粒的数量等
多种因素,确定LQS 05和LQS 03为优良家系,该
家系的果粒较大,变异较小。建议对优良家系进行
无性扩繁,综合分析与评价果实性状的遗传效应,从
而推荐优异种质,为高寒地区经济林基地建设提供
优良品种或品系。
表3 蓝靛果忍冬家系子代果实性状多重比较结果
家系
果实纵径子集/mm 果实横径子集/mm
1 2 3 4 1 2 3 4
LQS 01 11.62 - - - 6.03 - - -
LQS 06 12.61 - - - 6.46 - - -
LQS 02 13.36 13.36 - - 6.67 6.67 - -
LQS 09 - 14.09 - - 6.92 - -
LQS 08 - 14.68 - - - 7.15 7.15 -
LQS 04 - 15.06 15.06 - - - 7.49 -
LQS 07 - - 15.56 - - 7.75 -
LQS 10 - - 16.27 16.27 - - - 8.06
LQS 03 - - - 17.18 - - - 8.58
LQS 05 - - - 19.03 - - - 9.38
4 结论与讨论
蓝靛果忍冬是重要的经济型树种,抗逆性和抗
寒能力较强。近年来,我国学者仅探讨了蓝靛果忍
冬的分类地位、营养成分、利用价值和遗传效应,有
关生态效应和遗传变异方面的报道极少。为此,笔
者探讨了天然群体家系对环境条件的生态效应和果
实性状的变异程度,认为,⑴生态因子对生长发育和
果实品质起综合作用,蓝靛果忍冬又以自身的变异
来适应外界环境的变化,生态适应能力较强;⑵群体
内家系间果实纵径和横径存在一定的变异,平均变
异系数分别为2.17%和1.89%,且2个性状的差异
极显著,具备优良家系选择的遗传基础。⑶以果实
性状为主要评价指标,兼顾生长势、遗传表现和种粒
数量,确定LQS 05和LQS 03为优良家系。该家系
的果粒较大,变异较小,经济效益明显,建议进行无
性扩繁,综合分析与评价果实性状的遗传效应,为高
寒地区经济林基地建设提供优良品种或品系。
参 考 文 献
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