全 文 ：林业科学研究 2007, 20( 6): 814~ 819
Forest R esearch
文章编号: 10011498( 2007) 06081406
翅荚木地理种源苗期遗传性状变异
柳新红1, 何小勇 2, 3, 袁德义 2, 王军峰 4, 葛永金4
( 1.浙江省林业科学研究院,浙江 杭州 310023; 2.中南林业科技大学国家林业局经济林育种与栽培重点实验室,湖南 长沙 410004;
3.浙江省丽水市科普工作指导站,浙江 丽水 323000; 4.浙江省丽水市林业科学研究所,浙江丽水 323000)
摘要: 对采自翅荚木主要分布区的 9个种源进行了苗期试验, 结果表明:翅荚木苗期叶片小叶宽度、长度和面积存在
极显著差异, 并与种子的大小和千粒质量相关; 不同种源间的苗高、地径及苗木生物量之间没有显著差异;翅荚木苗
木喜阳耐高温, 7 8月地径生长量占全年的 47. 38% ~ 51. 90% , 高生长量占全年的 62. 82% ~ 69. 06%。因此, 抗寒
性等特异性状的选择应该成为翅荚木种源选择的重点,单株选择是培育速生良种的关键。
关键词: 翅荚木;苗期性状; 遗传变异
中图分类号: S722. 7 文献标识码: A
收稿日期: 20070706
基金项目: 浙江省科技计划项目 珍稀速生原料林树种 翅荚木的引种及其繁育技术研究 ! ( 2005C32044 )
作者简介: 柳新红 ( 1967 ) ,男,浙江武义县人,高级工程师,硕士,主要从事林木培育和森林资源开发利用研究.
Genetic Trait Variation ofZenia insignis Geographical
Provenance in Seedling Stage
LIU X inhong 1, HE X iaoyong2, 3, YUAN Deyi2, WANG Junf eng 4, GE Yongj in4
( 1. Zhejiang Academ y of Forestry, H angzhou 310023, Zhejiang, Ch ina;
2. K ey Laboratory of B reed ing and Cult ivat ion of Econom ic Forest of State Forestry Adm in istrat ion, C en tral Sou th Un iversity of Forestry
and Sc ience and Techno logy, Changsha 410004, Hu∀ nan, Ch ina; 3. L ishu i Science Popu larization S tation, Zhejiang Province, L ishu i 323000,
Zhejiang, Ch ina; 4. L ihu iForestry Inst itute, Lishu i 323000, Zhejiang, Ch ina)
Abstract: The seed ling experiments o f n ine Zenia insign is provenances from their ma jor distribution districts w ere
conducted. The resu lts show ed that there ex isted extreme d ifferences in leaf w idth, leng th and area among prove
nances in seedling stage, w hich correlated w ith the seed size and thousandseed w eigh.t There w ere not sign ificant
difference in seed ling heigh,t basa l diameter and biomass among provenances. Z. insignis adapts sunsh ine and w as
heatto lerance. The basa l diameter increm ent in July andAugust took 47. 38% ~ 51. 90% o f the annual to ta,l w hile
the he igh t increment took 62. 82% ~ 69. 06% of the annual tota.l So, the co ldto lerance trait should be the key fac
to r in Z. insignis provenance selection. The individual se lection w as the key to cultivate fast
grow ing fine varieties.
Key words: Zenia insignis; seed ling tra i;t genet ic variat ion
翅荚木 ( Z enia insign is Chun)又名任豆树、任
木、砍头树, 属苏木科 ( C aesalp in iaceae)翅荚木属
( Z en ia Chun)落叶高大乔木, 自然分布于桂、粤、
湘、黔、滇等省 [ 1]。翅荚木适应性强, 生长迅速,
用途十分广泛,既是工业原材树种、用材树种, 又
是能源树种, 具有广泛的开发利用价值 [ 2 ~ 6]。翅
荚木是翅荚木属特有的单属植物 [ 7 ] , 野生资源已
处于濒危状态 , 它对研究苏木科与蝶形花亚科
( Pap ilion ideae)之间的演化关系具有重要的科研
价值, 是国家 #级重点保护野生植物 [ 8]。在 20
第 6期 柳新红等:翅荚木地理种源苗期遗传性状变异
世纪 80年代, 翅荚木作为速生树种在我国南方
各地引种栽培 [ 9~ 1 5]。近年来, 翅荚木作为石漠化
治理和紫色岩、钙质岩、石灰岩等困难地造林树
种在推广应用。但是, 对翅荚木的研究主要集中
在育苗、造林等方面, 对其遗传改良的研究还未
见报道。本研究首次对翅荚木进行地理种源试
验, 探索不同地理种源变异规律, 为今后优良种
源选择和遗传改良提供参考依据。
1 材料和方法
1. 1 参试种源基本情况
翅荚木 9个种源 ,分别于 2004 2005年冬采
集于广西、广东、湖南、贵州等翅荚木主要分布
区。不同种源的地理位置见表 1。种子收集后在
室内常温下密闭贮藏。根据苏冬梅 [ 1 6]和唐文秀
等 [ 1 7]研究, 翅荚木种子极耐贮藏, 常温下种子干
藏 1~ 3 a后与新鲜种子的活力相差不大。
1. 2 试验地概况
试验地设在浙江省丽水市林科所城西苗圃,地
处丽水市区盆地边缘, 海拔高度 60 m。丽水属中亚
热带季风气候,年降水量 1 379mm,年均温 18. 1 ∃ ,
极端最高温 41. 5 ∃ , 极端最低温 - 7. 7 ∃ ,无霜期
237 d, 年平均相对湿度 75% , % 10 ∃ , 年积温 5 727
∃ 。试验地土壤属红壤。 pH值为 6. 0。
表 1 翅荚木种源地理位置和气候因子
种源 纬度 ( N) 经度 ( E ) 海拔 /m 年均气温 /∃
年最低
气温 /∃
年高最
气温 /∃
% 10 ∃
积温 /∃ 无箱期 /d
年降
水量 /mm
广西靖西 22. 59& 106. 08& 931 19. 3 - 2. 2 38 6 860 330 1 631
广西苹果 23. 32& 107. 57& 112 18. 6 - 0. 2 38 6 230 340 1 167
广西忻城 24. 06& 108. 66& 185 20. 5 - 5. 8 39. 4 5 500 300 1 400
广西桂林 25. 30& 110. 31& 169 18. 9 - 4. 9 38. 5 5 900 309 1 515
广东英德 24. 17& 113. 38& 537 20. 8 - 3. 6 38. 6 7 576 353 1 875
广东翁远 24. 80& 113. 59& 408 20. 1 - 4. 3 41. 0 6 592 306 1 676
湖南江华 24. 38& 112. 25& 642 16. 2 - 5. 0 39. 0 5 539 308 1 700
湖南通道 26. 16& 109. 77& 397 16. 3 - 5. 8 36. 2 5 256 280 1 480
贵州兴义 25. 10& 104. 91& 1 250 16. 1 - 4. 9 31. 3 4 550 300 1 480
1. 3 田间试验设计
试验在 2005年部分种源育苗试验的基础上,
于 2006年 4月中旬重新播种育苗。播种前 1 d
将供试种子用 80 ~ 90 ∃ 热水浸种, 自然冷却后
继续浸泡 24 h。浸种后吸胀的种子进行筑畦撒
播, 覆土 0. 5 cm, 覆盖芒箕 [ D icranop ter is p edata
( Houtt. ) N aka ike ]叶保湿。种子发芽幼苗出现
第一对真叶时进行移植, 株距 20 cm, 行距 30 cm。
苗木生长期间施肥 2次 (用尿素 150 kg∋ hm - 2 ) ,
锄草 2次, 防治蚜虫 ( Aphis spp. ) 1次。试验按完
全随机区组设计, 每小区 30行, 每行 6株, 4次
重复。
1. 4 观测性状与数据分析
种子形态调查与分析: 各种子收齐后, 每种源
采用以十字对角取样法分别抽取 4 ( 100粒测定
千粒质量, 随机取 30粒种子测定其宽和高。种
子形态性状产地变异按完全随机设计模型进行
方差分析。
苗期叶片形态分析: 2006年 9月, 每小区随机
选取 10株,每株选取中部羽叶测定长度和小叶数,
并选取中部 1小叶利用扫描仪输入图像, 按象素测
定小叶长度、宽度和面积 [ 18]。分析不同种源间的
差异。
生长量的调查与分析: 2007年 2月, 每小区随
机挖取 3株生长正常的苗木, 分别测量苗高、地径、
根鲜质量、茎鲜质量等指标。以单株测定为单位, 按
种源单因素进行完全随机方差分析检验种源差
异性。
生长节律观测与分析: 从幼苗移植后,每小区随
机选取 20株, 10 d 1次分别测量其苗高和地径, 直
至苗木生长结束。以种源为单位, 按月计算平均生
长量及其在全年生长量中所占的比例, 分析其生长
节律。
试验数据处理所采用的方差分析、多重比较相
关分析等均使用 SPSS13. 0完成。
2 结果与分析
2. 1 种子特征及出苗率
树木的种子形态指标是树木的一种较稳定的性
815
林 业 科 学 研 究 第 20卷
状,是树木分类及遗传研究的重要指标。对翅荚木
种子形态性状的种源间方差分析表明: 翅荚木种子
的形态指标长度、宽度、及种子千粒质量存在极显著
的种源差异 (表 2)。从各种源的表现看, 产于贵州
的种子较大,湖南和广东北部的种子较小, 其中贵州
兴义的种子长度、宽度及种子千粒质量显著大于其
他地区的种子。兴义的种子长 0. 66 cm, 是其他种子
的 1. 12~ 1. 32倍; 种子宽 0. 60 cm,是其他种子1. 07
~ 1. 18倍;种子千粒质量 61. 8 g, 是其他种子的 1.
25~ 1. 73倍。而最小的是广东翁源的种子, 其千粒
质量 35. 8 g。
翅荚木种子在 4月中旬在浙江省丽水播种, 不
同种源的场圃出苗率也存在极显著差异。其中广东
翁源的种子出苗率达 73. 90%, 是其他种子的 1. 05
~ 4. 71倍。广东英德的种子出苗率最低, 只有
15. 69%。由于种子发芽和出苗受气候的影响较大,
不同年份的差异可能较大。
2. 2 苗期叶片形态差异
叶片是植物重要的营养器官, 叶片的形态结构
与生态环境密切相关,植物为了适应环境, 不同种群
形成的叶片形态特征是有差异的。表 3列出了不同
种源翅荚木苗期叶片形态的差异。
表 2 不同种源翅荚木种子形态特征的差异
种源 种子长 / cm 种子宽 / cm 千粒质量 / g 场圃出苗率 /%
广西靖西 0. 54 dCDE 0. 54 cdeBC 48. 4 bcB 33. 37eE
广西平果 0. 59 bB 0. 54 bcdBC 49. 6bB 28. 67 fE
广西忻城 0. 57 bcBC 0. 56 b cB 46. 9 cB 33. 49eE
广西桂林 0. 52 deDE 0. 53 defCD 40. 4dC 70. 47aAB
广东英德 0. 57 bcBC 0. 56 bB 42. 2dC 15. 69gF
广东翁源 0. 54 cdCD 0. 52 efCD 35. 8 eD 73. 90 aA
湖南江华 0. 51 eE 0. 52 efCD 41. 7dC 42. 76dD
湖南通道 0. 50 eE 0. 51 fD 40. 4dC 66. 07 bB
贵州兴义 0. 66 aA 0. 60 aA 61. 8 aA 50. 90cC
F值 27. 398 0 11. 695 0 185. 644 0 205. 532 0
p值 0. 000 1 0. 000 1 0. 000 1 0. 000 1
注: P值表示检验结果的显著水平 ( 0. 01) P < 0. 05)。LSD法多
重比较结果以字母标记表示, 小写字母标记 5% 显著水平,
大写字母标记 1%极显著水平。
场圃出苗率也称田间出苗率, 是指苗圃或田间播种后, 形成
幼苗或芽苗的种子数占播种种子数的百分率,因此场圃出苗
率小于、等于场圃发芽率。
表 3 不同种源翅荚木苗期叶片形态差异
种源 羽叶长 / cm 小叶数 小叶长度 / cm 小叶宽度 / cm 小叶面积 / cm2
广西靖西 34. 90 bAB 30. 80 abA 6. 36 cB 2. 29 dC 11. 38 dC
广西平果 36. 98 aA 30. 80 abA 6. 89 abAB 2. 50 abcABC 13. 85 abABC
广西忻城 35. 58 abAB 29. 33 bA 6. 70 abcAB 2. 54 bcABC 13. 30 b cABC
广西桂林 35. 80 abAB 29. 25 bA 7. 22 aA 2. 77 aA 15. 36 aA
广东英德 35. 47 abAB 29. 85 abA 6. 60 bcAB 2. 53 bcABC 13. 56 abcABC
广东翁源 35. 25 abAB 29. 30 bA 7. 23 aA 2. 59 abcABC 14. 25 abAB
湖南江华 34. 15 bB 29. 10 bA 6. 73 abcAB 2. 55 abcABC 13. 22 b cdABC
湖南通道 36. 19 abAB 30. 13 abA 6. 57 bcAB 2. 64 abAB 13. 13 b cdABC
贵州兴义 35. 08 abAB 31. 23 aA 6. 28 cB 2. 37 cdBC 11. 65 cdBC
F值 1. 297 1. 675 3. 808 3. 346 3. 41
p值 0. 291 6 0. 156 4 0. 005 1 0. 010 3 0. 009 3
注: P值表示检验结果的显著水平 ( 0. 01) P < 0. 05)。LSD法多重比较结果以字母标记表示,小写字母标记 5%显著水平,大写字母标记
1%极显著水平。
从表 3可以看出, 翅荚木叶片羽叶平均长度
34. 15~ 36. 98 cm;小叶数量 29~ 31枚, 不同种源间
没有显著差异。翅荚木小叶长 6. 28~ 7. 23 cm, 宽
2. 29~ 2. 77 cm, 面积 11. 38 ~ 15. 36 cm2, 不同种源
间存在极显著差异。因此, 小叶的大小是区分种源
的重要特征。从广西的 4个种源来看, 从西到东小
叶叶片有从小到大的趋势。
2. 3 苗期生长量差异
生长量的大小体现了林木速生性, 探讨苗期种
源生长量变异程度、特点以及与地理变异上的趋势,
有利于为树种的遗传改良策略的制定、树种种源区
的划分和材料的早期筛选提供参考依据。苗高和地
径是苗木生长量的直接表现, 苗木的质量反映了苗
木吸收、同化养分能力的大小,是衡量苗木生产力高
低的重要指标之一。不同种源翅荚木苗期生长量的
差异如表 4。
816
第 6期 柳新红等:翅荚木地理种源苗期遗传性状变异
表 4 不同种源翅荚木苗期生长量的差异
种源 苗高 / cm 地径 / cm 全株鲜质量 /kg 茎鲜质量 /kg 根鲜质量 /kg
广西靖西 314. 26 aA 2. 01 abA 0. 398 3 aA 0. 299 6 abA 0. 098 8 abA
广西平果 307. 44 aA 1. 70 bA 0. 460 5 aA 0. 346 2 bA 0. 114 3 abA
广西忻城 311. 89 aA 1. 96 abA 0. 437 1 aA 0. 317 9 abA 0. 119 2 abA
广西桂林 294. 22 aA 1. 84 abA 0. 340 8 aA 0. 255 0 abA 0. 085 8 bA
广东英德 288. 61 aA 2. 01 abA 0. 493 8 aA 0. 367 5 aA 0. 126 3 aA
广东翁源 299. 65 aA 1. 89 abA 0. 404 6 aA 0. 295 4 abA 0. 109 2 abA
湖南江华 300. 65 aA 2. 03 aA 0. 418 3 aA 0. 305 4 abA 0. 112 9 abA
湖南通道 288. 21 aA 1. 83 abA 0. 395 1 aA 0. 279 2 abA 0. 115 9 abA
贵州兴义 275. 29 aA 1. 74 abA 0. 370 4 aA 0. 265 0 bA 0. 105 4 abA
F值 0. 660 0 1. 254 0 0. 967 0 1. 012 0 0. 858 0
p值 0. 720 9 0. 312 1 0. 466 1 0. 432 1 0. 554 8
注: P值表示检验结果的显著水平 ( 0. 01) P < 0. 05)。LSD法多重比较结果以字母标记表示,小写字母标记 5%显著水平,大写字母标记
1%极显著水平。
从表 4中可以看出, 翅荚木 1年生苗木苗高
275. 29~ 314. 26 cm, 最高的是广西靖西种源,
最低的是贵州兴义种源; 地径 1. 70 ~ 2. 03 cm,
最大的湖南江华的种源 , 最小的是贵州兴义的
种源; 苗木单株鲜质量 0. 340 8 ~ 0. 493 8 kg, 最
大的是广东英德种源, 最小的广西桂林种源; 地
上部分茎单株鲜质量 0. 255 0 ~ 0. 367 5 kg, 最
大的广东英德种源, 最小的是广西桂林种源; 地
下部分根单株鲜质量 0. 085 8 ~ 0. 126 3 kg, 最
大的广东英德种源, 最小的是广西桂林种源。
方差分析表明 , 各种源间生长量没有达到极显
著差异, 这与翅荚木分布相对集中有关。因此,
抗寒性等特异性状的选择应该成为翅荚木种源
选择的重要内容 , 单株选择是速生良种培育的
关键。
2. 4 苗期生长节律分析
翅荚木 4月上旬播种后, 4月中下旬为出苗
期, 5月上旬小苗可以移植。以广西靖西、广东翁
远、湖南通道和贵州兴义 4个种源生长为例, 5月
翅荚木小苗移植后开始生长, 6月份生长加速, 7
8月为苗木的速生期。 7 8月地径生长量占全年
的 47. 38% ~ 51. 90% ,平均占 49. 27% ; 7 8月高
生长量占全年的 62. 82% ~ 69. 06% , 平均占
65. 30% (图 1、2)。 7 8月在浙西南为高温季节,
有些年份还可能出现干旱,因此造林后应加强中耕
除草,抗旱保熵, 促进速生期的生长, 发挥翅荚木
的生长潜力。
图 1 翅荚木不同种源苗期地径生长节律
图 2 翅荚木不同种源苗期苗高生长节律
817
林 业 科 学 研 究 第 20卷
2. 5 苗期性状间的相关性和聚类分析
植物的性状与树种的遗传特性有关, 性状间
存在一定相关性。从表 5可以看出, 翅荚木苗期
叶片性状与种子性状相关较为密切。种子长与
种子宽、千粒质量之间呈极显著的正相关, 与小
叶宽度存在显著的正相关; 种子千粒质量与小叶
的数量和长度存在显著的负相关, 与小叶宽度呈
极显著正相关 ; 小叶的数量与长度呈显著正相
关, 与小叶宽度存在显著负相关, 与小叶面积呈
极显著正相关; 小叶长度与宽度呈显著负相关,
与小叶面积呈极显著正相关; 小叶宽度与面积呈
显著负相关。翅荚木苗木生长性状与种子、叶片
性状相关不太密切, 生长性状间茎鲜质量与根鲜
质量呈显著正相关。
表 5 不同种源翅荚木苗期性状间的相关系数
性状 种子长 种子宽 千粒质量 羽叶长 小叶数 小叶长 小叶宽 小叶面积 苗高 地径 茎鲜质量
种子宽 0. 92* *
千粒质量 0. 85* * 0. 84* *
羽叶长 0. 11 - 0. 09 0. 00
小叶数 - 0. 41 - 0. 54 - 0. 68* 0. 26
小叶长度 - 0. 55 - 0. 54 - 0. 68* 0. 30 0. 76*
小叶宽度 0. 64* 0. 53 0. 79* * 0. 27 - 0. 66* - 0. 72*
小叶面积 - 0. 40 - 0. 47 - 0. 67* 0. 38 0. 92* * 0. 90* * - 0. 68*
苗高 - 0. 34 - 0. 37 - 0. 25 0. 04 0. 21 - 0. 16 - 0. 21 0. 03
地径 - 0. 47 - 0. 21 - 0. 43 - 0. 68* - 0. 12 - 0. 1 - 0. 52 - 0. 13 0. 37
茎鲜质量 0. 12 0. 07 - 0. 10 0. 21 - 0. 07 - 0. 21 0. 01 0. 02 0. 33 0. 28
根鲜质量 0. 13 0. 1 - 0. 06 0. 11 - 0. 27 - 0. 13 - 0. 04 - 0. 14 - 0. 02 0. 21 0. 75*
图 3 翅荚木苗期生长主要性状因子聚类图
综合种子和苗期叶片、生长量的主要性状因子,
做出聚类图, 由图 3可以看出, 9个翅荚木地理种源
可分为以下三大类,第一类是广西靖西、忻城、平果
种源, 产于桂西; 第二类为广西桂林、广东英德、翁
源、湖南江华、通道种源, 主要分布于湘西、湘南、桂
北和粤北; 第三类为贵州兴义种源, 主要分布于贵
州。这三大类的种源基本上呈连续分布。
3 小结与讨论
( 1)翅荚木苗期叶片羽叶长度种源间没有显著
差异,但小叶宽度、长度和面积存在极显著差异。翅
荚木叶片的大小与种子大小密切相关。从广西的 4
个种源来看,从西到东小叶叶片有从小到大的趋势。
因此, 小叶和种子的大小是区分翅荚木种源的重要
特征。
( 2)翅荚木不同种源苗高、地径及苗木生物量
之间没有显著差异。这可能与翅荚木分布相对集中
有关。因此, 抗寒性等特异性状的选择应该成为翅
荚木种源选择的重要内容, 单株选择是培育速生良
种的关键。
( 3)不同种源翅荚木小苗移植后开始生长, 6月
份生长加速, 7 8月为苗木的速生期。 7 8月在浙
西南为高温季节, 有些年份还可能出现干旱,因此造
林后应加强中耕除草, 抗旱保墒, 促进速生期的生
长,发挥翅荚木的生长潜力。
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