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Genetic Variation of Nut Phenotype and Nutrient of Some of Chinese Chestnut Cultivars

中国部分板栗品种坚果表型及营养成分遗传变异分析



全 文 :书西北植物学报!
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文章编号$
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收稿日期$
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基金项目$中国林科院亚林所基本科研业务费专项资金"
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#%浙江省竹木农业新品种选育重大科技专项"
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作者简介$江锡兵"
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#!男!博士!助理研究员!主要从事经济林育种与栽培方面的研究&
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通信作者$龚榜初!研究员!主要从事经济林育种与栽培方面的研究&
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中国部分板栗品种坚果表型及
营养成分遗传变异分析
江锡兵#!龚榜初#"!汤
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丹#!刘庆忠!!陈
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新!!吴开云#!邓全恩#
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#
中国林科院亚热带林业研究所!浙江富阳
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山东省果树研究所!山东泰安
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要$以中国板栗主产区山东等
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个省份
*>
个板栗品种为材料!对其坚果表型性状及营养成分进行遗传变异
分析&结果显示$"
#
#
*>
个板栗品种间存在广泛的遗传变异!坚果表型性状及营养成分指标品种间差异均达到极显
著水平%遗传变异系数均较大!最大达到
":$>+
!遗传潜力较大%且所有性状重复力均在
":*!+
及以上!受自身遗传
因素控制较强&"
!
#坚果长度等表型性状间呈极显著正相关关系!淀粉含量等营养成分指标间为正相关关系!而表
型性状与营养成分指标间表现为负相关关系!据此可将坚果表型性状品质性状作为两个相互独立又有一定关联
的综合因子&"
$
#进一步利用坚果表型和营养成分
+
个指标对
*>
个板栗品种进行主成分分析!并结合多重比较结
果!综合选出具有单个或多个性状优势的
$
个品种&研究认为!选出的
$
个板栗品种具有果粒较大!或营养价值
较高!或二者特性兼有!初步选择为果型或品质优良的板栗品种资源材料&
关键词$中国板栗%表型%营养成分%遗传变异
中图分类号$
?$+
文献标志码$
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01
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GR=QW
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W
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W
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%
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板栗"
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#属壳斗科"
/3(
9
3;R3R
#栗属"
%#&"#!#]45RT
#植物!是传统的特色
坚果!栽培历史悠久!素有)铁杆庄稼*和)木本粮食*
之称&中国板栗在世界食用栗中占有重要位置!是
世界各国进行食用栗品种改良的重要基因来源!以
品质优良抗逆性强而著称!深受国内外消费者喜
爱+#($,&中国板栗分布广泛!在复杂的地理和气候条
件下!经过长期的自然选择!形成了许多生态类型和
地方品种!据不完全统计!中国板栗地方品种多达
$)"
个"尚不包括有价值的遗传材料和东北的丹东
栗#!种质资源极为丰富+,&然而!坚果表型品质等
重要农艺性状在不同品种间存在较大差异!科研人
员栗农及加工产业对其缺乏了解!严重影响了板栗
良种选育进程及板栗产业的发展&因此!对坚果表
型及品质性状进行系统的研究!揭示其遗传变异特
点!对板栗品种资源的合理利用!指导育种工作具有
重要的意义&
本研究以中国板栗主产区山东江苏等
#"
个省
份"直辖市#
*>
个板栗品种为材料!对其坚果表型性
状营养成分指标进行测定!分析其遗传变异规律!
初步选择出具有单个或多个性状优势的板栗品种!
为进一步开展果粒大营养价值高适宜加工等板栗
良种选育工作奠定理论基础&
#
!
材料和方法
=:=
!

!

选取山东省果树研究所国家板栗资源圃中来自
山东等
#"
个省份"直辖市#
*>
个板栗品种为材料!
*>
个品种编号名称及其来源见表
#
&于
!"#!

+
"
#"
月份采集其果实!每个品种选取
$
株生长发育
良好的成年板栗树!从每株中部四周采摘
$"
个成熟
栗苞!带回实验室!取出板栗坚果&对坚果表型性状
及其营养成分指标进行测定&
=:>
!

!

=:>:=
!
表型测定
!
选取板栗边果进行测量!利用游
标卡尺测量坚果长度宽度!单果重采用百分之一电
子天平称量&
=:>:>
!
营养成分指标测定
!
淀粉含量参照李保国
等+),方法测定&
可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定!参照陈钧
辉等+%,方法&
总蛋白含量测定参照
CF)""*:)(!"#"
食品安
全国家标准 食品中蛋白质的测定&
钙含量测定参照
CF
-
I)""*:*!(!""$
食品安全
国家标准 食品中钙的测定&
铁含量测定参照
CF
-
I)""*:*"(!""$
食品安全
国家标准 食品中铁镁锰的测定&
=:>:?
!
数据分析
!
利用单株平均值进行统计分析!
性状平均值#
+
!标准差
&
变异系数
%,
和重复力
-
分别为$
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+^
$
+
*

&^
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槡 &#
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#
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- #^&
#
.
式中!
+
*
为性状
*
的测定值!

为性状测定频率!
.
为效应项与误差项均方的比值&

.@.+:"
软件包对数据进行统计分析处理&
!
!
结果与分析
>:=
!
板栗坚果表型及营养成分遗传分析

*>
个板栗品种坚果表型及营养成分指标进
行方差分析和重复力估算!结果见表
!
&
*>
个板栗
品种间存在广泛的遗传变异!坚果表型性状及营养
成分指标品种间差异均达到极显著水平%各性状遗
传变异系数均较大!最大为单果重!达到
":$>+
!其
变幅为
#:+!
"
!#:!!
9
!其次是可溶性糖含量!其变
异系数为
":$"!
!变幅为
$:>%_
"
!:))_
%各性状
重复力均在
":*!+
及以上!其中钙含量重复力最高!
达到
":*+
!表明各性状均受强遗传因素控制且群
体遗传潜力较大!利用坚果表型性状及营养成分指
标对板栗品种进行选择是可行的&
进一步对板栗坚果表型及营养成分进行多重比
较"
K.J":"#
#!表
$
列出部分品种的多重比较结果
"仅列出每个指标的前
$"
名#&分析得出!坚果长度
与总均值差异极显著的有.中明栗("
0*$
#等
!!

品种!增幅为
>_
"
!+_
%坚果宽度与总均值差异极
显著的有.大公书

号("
0#$
#等
!>
个品种!增幅为
>#!!
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江锡兵!等$中国部分板栗品种坚果表型及营养成分遗传变异分析
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"
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%.大公书

号("
0#$
#等
!*
个品种单果
重与总均值存在极显著差异!增幅为
!!_
"
*#_
%
!"
个品种淀粉含量与总均值存在极显著差异!增幅

#+_
"
#)"_
!其中.无名
#
号("
0>$
#增幅达到
#)"_
!淀粉含量极高%表
$
中所列出的
$"
个品种可
溶性糖含量钙含量与总均值比较均存在极显著差

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!
板栗品种名称及其来源
I385R#
!
0GRSU=HU;H5U4[3TS3=ZS编号
B<:
品种
0H5U4[3T
来源
.编号
B<:
品种
0H5U4[3T
来源
.0#
白露早
F345HM3<
不详
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栗园
+

K4
Q
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河南罗山
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闭口红
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湖北京山
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罗田早栗
KH湖北罗田
KH!
NH8R4
0$
超短枝
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0G3山东泰安
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(
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!
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上丰
.G3=
9
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9
山东海阳
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9
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超短枝
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0G3山东泰安
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!
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9
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木口峪早生
]HaQ
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山东泰安
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9
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处暑红
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江苏宜兴
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!
A43=
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沐河
#"

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山东临沂
K4=
Q
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!
.G3=Z<=
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垂枝
#

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山东郯城
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!
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沐河
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山东临沂
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垂枝
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山东临沂
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Q
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沐河大袍
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山东临沂
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Q
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.G3=Z<=
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徂徕短枝
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山东泰安
I34
(
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!
.G3=Z<=
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潘庄
#

Y3=MGH3=
9
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山东临清
K4=
c
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!
.G3=Z<=
9
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寸栗
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陕西长安
0G3=
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(
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.G33=74 0)+
炮车
!

Y3<;GR!
江苏新沂
D4=
Q
4
!
A43=
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SH
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大底青
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c
4=
9
江苏宜兴
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!
A43=
9
SH 0)*
炮车
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江苏新沂
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Q
4
!
A43=
9
SH
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大公书
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山东莒南
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(
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河北迁安
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大公书
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山东莒南
AH
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青毛软刺
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9
23江苏宜兴
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9
!
A43=
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SH
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大公书


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SGH
山东莒南
AH
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.G3=Z<=
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0%!
青毛早
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23湖北京山
A4=
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SG3=
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大红袍
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安徽广德
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ZR
!
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软刺早
,H3=;4M3<
安徽宁国
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大叶青
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Q
R
c
4=
9
河北昌黎
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9
54
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NR8R4 0%
山店大板
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河南罗山
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东丰
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9
山东烟台
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!
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上光
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浙江上虞
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东密坞
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石丰
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山东海阳
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东密坞无花
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河北迁安
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(
3=
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舒城大红袍
.GH;GR=
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3<
安徽舒城
.GH;GR=
9
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短刺大青袍
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3<
河北遵化
XH=GH3
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NR8R4 0%+
双合大红袍
.GH3=
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GRJ3G<=
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3<
安徽舒城
.GH;GR=
9
!
@=GH4
0!"
短扎
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9
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山东郯城
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.G3=Z<=
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短枝板红
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河北昌黎
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铁粒头
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SH
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浮来大红袍
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山东莒南
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威丰
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山东乳山
,HSG3=
!
.G3=Z<=
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辐照
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山东泰安
I34
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乌山
!

OHSG3=!
山东泰安
I34
(
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高店
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KH!
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=3= 0>$
无名
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9
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山东泰安
I34
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高店
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C3河南罗山
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无名
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山东泰安
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无名
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山东泰安
I34
(
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!
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河北遵化
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!
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西店
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山东莒南
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后韩庄
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燕红
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双季栗
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湖南邵阳
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沂蒙短枝
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江苏宜兴
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怀九
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北京怀柔
NH34T!
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山东泰安
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柞红栗
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陕西柞水
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焦刺替码
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江苏宜兴
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A43=
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中明栗
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山东泰安
I34
(
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.G3=Z<=
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金丰
A4=VR=
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山东招远
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重阳蒲
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江苏宜兴
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9
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九月寒
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湖北罗田
KH!
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重引粘底板
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安徽舒城
.GH;GR=
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八月红
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9
湖北罗田
KH!
NH8R4 0*%
紫油栗
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浙江上虞
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魁栗
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浙江上虞
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XGR
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9
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遵达栗
XH=Z354
河北遵化
XH=GH3
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NR8R4
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莱西大油栗
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山东莱西
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板栗坚果表型及营养成分群体统计特征值和方差分析结果
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个品种!其增
幅为
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>:>
!
板栗坚果表型及营养成分相关性分析
通过板栗坚果表型及营养成分各性状间相关性
分析得出"表

#!坚果长度坚果宽度单果重两两
之间呈极显著正相关!其中坚果宽度与单果重之间
相关系数最大!达到
":***
%而坚果长度宽度单
果重与营养成分指标均呈现出负相关关系!其中!与
总蛋白含量钙含量铁含量负相关极显著或显著!
而与淀粉含量可溶性糖含量负相关不显著%除淀粉
含量和钙含量相关不显著外!其余营养成分指标间
均呈现出极显著或显著正相关&
>:?
!
板栗坚果表型及营养成分主成分分析
利用坚果表型及营养成分
+
个性状或指标对
*>
个板栗品种进行主成分分析!如表
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所示&根据
累计贡献率大于
+)_
的原则!保留前

个主成分
"累计贡献率达
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#
主成分贡
献较大的性状为坚果长度坚果宽度和单果重"特征
值绝对值较大#!即坚果的表型综合因子%对第
!

成分贡献较大的性状为坚果长度坚果宽度可溶性
糖含量及总蛋白含量!即坚果的表型和品质综合因
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主成分值主要受淀粉含量影响%而可溶性糖
含量则对第

主成分值贡献较大&
由表
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果表型性状及营养成分指标多重比较结果!分析得

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江锡兵!等$中国部分板栗品种坚果表型及营养成分遗传变异分析
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出!

个主成分值较大的
$
个板栗品种均具有单个
或多个性状的优势!其果粒较大!或营养价值较高!
或二者兼有!可以初步选择为果型或品质优良的板
栗品种材料&
$
!

!

板栗是中国古老和驯化栽培最早的果树之一!
在长期的栽培历史过程中!受地貌及气候类型复杂
多样的生境因子影响和分离突变迁徙自然选择
人工选择的综合作用!其群体已经产生了大量遗传
变异!创造了许多优良遗传特性的变异&其中!山
东河北江苏湖北浙江陕西等省份是中国板栗
的主要产区!也是中国板栗特有的种质资源库和优
质板栗生产品种的重要来源+>,&本研究以来自山
东河北等
#"
个省份的
*>
个板栗品种为材料!对其
坚果表型和品质
+
个性状进行遗传变异研究!发现
*>
个品种间存在广泛的遗传变异!坚果表型及品质
性状品种间差异均达到极显著水平%其中单果重和
可溶性糖含量遗传变异系数最大!变异范围最广!遗
传潜力较大!为国内外市场及栗农迫切需求的大果
粒品质好的板栗良种选育提供了良好的素材&各
性状重复力均较大!表明各性状受遗传因素自身控
制较强!利用这些性状对板栗品种进行选择是可行
的!而且能够获得较大遗传增益!取得较好的遗传改
良效果&
坚果表型性状如长度宽度单果重决定着果粒
的大小!也是衡量板栗经济性状的重要指标&因此!
对板栗品种坚果表型性状进行多重比较分析!从中
筛选出大果型中果型小果型品种!对板栗果型定
向育种!有着重要的意义&本研究中!.中明栗(
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#等
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个品种.大公书

号("
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个品
种.大公书

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个品种分别在坚果长
度坚果宽度单果重上与
*>
个板栗品种均值有着
极显著差异&其中!.大公书

号("
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#等
!*
个品
种单果重均在
#!
9
以上!属于大果型品种!可以作
为板栗果型定向育种的首选材料&此外!一部分中
果型板栗品种可以结合其品质性状!择优选择!用于
糖炒及加工品种选育!能够获得较好的经济效益&
板栗坚果含有大量的淀粉可溶性糖蛋白质
维生素以及矿物质元素等物质!营养丰富!具有养胃
健脾补肾强筋活血止血等功效!素有)干果之王*
的美称&然而!不同板栗品种营养成分含量有着较
大的差异&本实验对
*>
个板栗品种淀粉含量可溶
性糖含量总蛋白含量钙含量以及铁含量
)
个营养
成分指标进行多重比较!分析得出!.无名
#
号(
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个品种淀粉含量较高!均在
!*_
以上%
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个品种
总蛋白含量在
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以上%.超短枝
#
号("
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#等
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个品种钙含量较高%.迁安("
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#等
#>
个品种铁含
量明显高于均值&随着社会的进步和人民生活水平
的提高!人们对板栗坚果的品质要求也越来越高!因
此!应该合理充分地利用单个或多个营养指标含量
较高的板栗品种!进一步开展良种选育!为山区栗农
$!!!
##

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江锡兵!等$中国部分板栗品种坚果表型及营养成分遗传变异分析
带来更多的收益&
植物的许多性状之间存在着一定的相关性!利
用这些相关性可以提高育种效率&板栗坚果表型及
品质性状间相关性分析表明!坚果表型各性状间呈
现正相关关系!且相关极显著%营养成分各指标间亦
显示出正相关关系%而表型各性状与营养成分各指
标间表现为负相关关系&据此!作者认为可以将坚
果表型性状品质性状作为两个相互独立又有一定
关联的综合因子!利用这
!
个综合因子对
*>
个板栗
品种进行综合选择!以达到高效选择的目的&
主成分分析是将少数几个彼此不相关的新指标
代替原来为数较多的彼此有一定相关关系的指标!
能够解决因评价指标间的相关关系造成评价信息相
互重叠相互干扰!而难以客观地反映被评价对象的
相对地位的问题&杨志玲等+,运用主成分分析法对
#
个锥栗单株
>
个经济性状进行分析!确定了锥栗
的产量特性和结实特性
!
个综合因子!利用主成分
方程计算出
#
个单株在
!
个综合指标上的得分值!
以综合值的大小排序!将
#
个锥栗单株分成大果
中果小果和野生

个类型&刘莹等+*,对分布于湖
北省秭归县境内的一个由
#%*
株板栗和
!+#
株锥栗
组成的天然同域居群的
!"
个叶表型性状进行主成
分分析!构建了
$
个主成分!并以前
!
个主成分中高
负载值的性状将板栗和锥栗几乎完全分成
!
个类
群&本研究利用坚果表型和品质性状
+
个指标对
*>
个板栗品种进行主成分分析!确定了

个主成
分!按照

个主成分值大小进行筛选!并结合
*>

板栗品种坚果表型及品质各性状多重比较结果!综
合选择出
$
个品种!此
$
个板栗品种均具有单个
或多个性状的优势!其果粒较大!或营养价值较高!
或二者兼有!可以初步选择为果型或品质优良的板
栗品种材料&
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