全 文 ：第 4 卷 第 2 期
1 9 9 1 年 4 月
林业 科 学研 究
FO R E S T R E S EA R CH
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2
A P r
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1 9 9 1
山茶属植物种质资源的搜集
及基因库的建立利用研究 .
庄瑞林 董汝湘 黄爱珠 匡元玉 曾庆南
(中国林业科学研究院亚热带林业研究所) (江西省林业科学研究所 )
王德斌 陈永忠
(湖南省林业科学研究所)
蔡肖群 邓晓安 苏明媚
(广西 自治区林业科学研究所)
摘典 采用普通油茶大砧嫁接快速萦殖建成 4 个基因库 , 现已搜集保存种质资源 2 2 6 7个号 ,
其中山茶物种 、 变种161 个 , 山茶花品种3 40 多个 , 油茶农家品种、 优株 , 无性系等1 605 个。 将不
同纬度、 海拔高度和生态条件下的物种 、 品种集中在同一地进行研究 , 提高了种质对环境的适应
性和杭性 , 发挥了基因库的多种作用和效益。
关. 润 山茶属 , 种质资源 , 基因库
种质(G e r m P la sm )是决定生物种性(Sp e e ie s C h a r a e te r )并能从亲代传递给 后 代 的
遗传物质的总体 , 小指个别性状 , 大指原种 的综合体 。 所以种质资源是泛指 已用于或可用于育
种的各种栽培 、半野生 、野生植物的总称 , 包括分类学中的种 、 亚种 、 变种、 类型和栽培的品
种 、 品系等 。种质资源是良种选育的物质基础 , 蕴藏着 巨大的生产潜力。 我国山茶属(Cam el lia
L in n
。
)种质资源极为丰富。 据张宏达教授研究 , 我国南部和西南部是山茶属植物 的分布中心 ,
也是起源中心 。 现在全世界山茶属植物种或变种已超过 2 0 种 , 分隶于 4 个亚属20 个组 , 其
中将近 9 0 %分布在我国 [’1 。 至于山茶花(C a m 。llia ja p o 。iea )的栽培品种 , 美国 、 澳大利亚 、
日本等国家有 2 0 0 余种 。 据初步估计 , 我国的地方品种超过4 0 种。 山茶属植物具有较 i高的经
济价值 , 一部分既是木本油料树种 , 又具有观赏价值 , 山茶花是我国十大名花之一 ; 全花茶
组的28 个种是我国的国宝 ; 茶组的茶(C . : i材肚行 K u nt ze )是重要的饮料 。
为了防止墓因资源的流失 , 为进一步开发利用提供物质基础 , 1 98 3年起 , 我国将山茶 属种
质资源的搜集 、 保存和利用研究列为油茶 良种选育的一个重要内容 。 8 年来 , 我们发挥各自
的地方特长 , 进行了广泛的搜集 , 门一前四个葵因库共搜集保存物种 、 变种、 品种 、 优株和无
性系等2 2 67 个号 。 并且研究掌握了主要物种的生物学特性和经济性状 , 为杂 交育 种和 新 .钻
种选育提供了丰富的材料 。 把保存与利用 , 选择 、 测定与繁殖相结合 , 为生产提供了一大批
优 良穗条和种子 , 培育了大批的山茶花采穗母株和绿化大苗 , 充分显示了基因库的科学价位
和经济效益 。
本文于1 9 9 0年 4 月1 2 日收到 。
* 江西省林科所徐林初 、 贾 贵仁同志 亦参加了工作。
2 期 庄瑞林等 : 山茶属植物种质资源的搜集及基因库的建立利用研究
1 基因库的基本情况
1
.
1 浙江富阳 位于n g O 5 8t E , 3。“。5, N 。 土壤为红壤 。 砧木为 1 9 6 8 年 直播 的普通油茶
(C a m e llfa o le云fe , a )、 小果油茶(C . 二 eio c a rp a )、 浙江红山茶(C 。 c hekfa : g 已le石s a )、 南荣油茶
(C
. , a n 岁石u n g e : 5 15 )、 越南油茶(C . v ie tn a m e o s玄s )等物种 。 基因库面积为5 0亩 。
1
.
2 江 西南昌 位于 1 15 “5 8 , E , 2 8 0 4 0 , N 。 属 低丘红壤 。 砧木为19 6 5年直播 造 林的普通
油茶 。 基因库面积 84 亩 。
1
.
3 湖南长沙 位于1 13 “ 20 ‘ E , 28 0 12 , N 。 土壤属红壤 。 砧木为1 9 7 4年直播造林的普通油
茶 。 基因库面积80 亩 。
1
。
4 广西南宁 位于1 0 8 0 2 0 ‘ E , 2 2 0 5 0 , N 。 红壤 。 砧木为1 9 6 8年直播造林的普通油茶 。基因
库面积50 亩 。
2 种质资源的搜集内容和方法
以山茶属油用种质为主 , 油用与观赏相结合 , 广泛搜集国内的物种、 变种、品种 、类型 、
优良农家小种群 、优株、无性系 、家系以及杂交育种材料 。 山茶花以搜集红山茶(C . iaP 。: ica )、
云南山茶 (C 。 re ti‘: lat a L in dl . )、茶梅 (C 。 sa nq ua )等品种为主。在广泛进行资源 调查的基础
上 , 通过全国油茶科研协作活动掌握信息 , 派人到实地调查 , 并进行详细记录 , 建立登记卡 ,
交换和引进也是一种方式。 在搜集时注意搜集的广泛性和材料的代表性 ; 油用物种如优株一
般在原株上采种或采条 ; 农家品种在群体中取混合样 , 对分布点多的物种和山茶花品种一般
都做到多点收集 , 分别保存 , 以观后果 。 为方便开发利用 , 保存的方法主要采用种植法 , 保
存活标本 。 以采用大砧嫁接繁殖为主 , 根据需要 , 部分采用种子实生繁殖 。 保存株数 , 无性
繁殖一般3 ~ 5株 , 实生为10 株 。嫁接采用撕皮嵌接、 改良拉皮接 、 插皮接、 地切接、 切腹接等
方法 。 生物学特性观察和经济性状的测定均采用常规方法。 基因库中按物种、品种 、无性系等
分区 , 采用随机排列 。 在搜集保存的同时 , 将选择、 测定和繁殖等试验项目结合在一起进行 。
3
。
1
基因库的建立利用
利用普通油茶大砧嫁接 , 提离了种质的适应性 , 加快了健殖速度。
通过多年探索 , 4 个基因库都选用了资源最丰富、 分布范围广 、 适应性强且处于壮年阶
段的普通油茶作砧木 , 从而提高了物种 、 品种的适应性 , 扩大了种源的搜集区域 。 山茶属种
类繁多 , 分布区域广 , 水平分布从热带到北亚热带 , 纬度相差15 度 , 垂直分布从低丘岗地到
海拔2 80 0 m 以上的高寒山区 , 生态条件特别是温度差异大。 试将生长在不同生态条件的种 ,
用实生繁殖的方法引种到 4 个基因库 , 多年的实践都没有成功 。 如腾冲红花油 茶 (C . le ti c -
赵lat a L in d l
.
f
. sfm p le x Se a ly )
、 云南山茶 、 全缘红山茶(C 。 s动fn te g r a ) 、 金 花茶 等 , 都
经不起夏季的高温干旱或冬季严寒而死亡 。 浙江红山茶、 南山茶 (C 。 : emi : el l at a) 在丘陵地
区实生造林 , 生长发育也不正常 。 4 个点的实践证明 , 采用普通油茶大砧嫁接 , 除金花茶冬
季需要防寒措施外 , 其余已搜集保存的物种品种 , 无论是低海拔、 低纬度的 , 还是高海拔 、
i已0 林 业 科 学 研 究 4 卷
高纬度的都能正常生长发育 , 提早开花和结果。
利用普通油茶大砧嫁接 , 充分利用了砧木发育较成熟和根系较强大的特性 ,
活 , 当年就能抽梢 , 能明显地加快嫁接株的生长发育进程 。 这为缩短育种周期 ,
济效益起了重要的作用 (见表 1 ) 。
衰 1 不两物种实生与抹挤位范的开花绝果年盼
嫁接一经成
提早获得经
实 生 树 嫁 接 树 策祖方式 实 生 树
(单位 : a )
嫁 接 树
原产地 引种长沙 砧木 嫁接后 物种名称 原产地
引种
长沙 砧 木 稼接后
普 通 油 茶
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(C
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南 荣 油 茶
浙 江 红 山 茶
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多 齿 红 山 茶
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2 签因库的趁立 , 保存了丰 , 的基 因资派 , 挽救了溯危珍橄钧种
由于坚持长期 、 广泛的搜集 , 又承多方的协作与支持 , 到 1 9 9 0年 , 已营建四个基因库共
计面积 26 4亩 , 另有测定林 35 0亩 。 搜集保存基因资源共计 2 2 67 个号 , 其中物种变 种共 161 个 ,
山茶花品种3 40 多个 , 油茶 ( C 。 ol ei 了。a) 农家品种 、 优株、 无性系 、 家系等共 1 6 05 个号。 搜
集的物种变种分属于山茶 、 茶 、 后生茶三个亚属中的油茶 、 红山茶 、短柱茶 ( Pal ac a 成。li a) 、
糙果茶( F “; f。: a c e a ) 、 茶 、 金花茶 (以r 夕: a n tha ) 、 小黄花茶 ( C . lu e c a ) 等七个组 , 其 中油茶
组 、 金花茶组 、 小黄花茶组的种和变种 已基本搜集齐全 。 我国特有种和珍稀的一 、 二级保护
物种 , 如各种金花茶 、 小黄花茶、 杜鹃红山茶( C . a 之a le a ) 、 长柱红山茶( C . lo n g i s句I。 )等数
十种 , 都已搜集保存。 上述物种、 变种中开黄花的有 30 个 , 开红花的有 50 个 ; 开白花的有78
个 。 山茶花品种共搜集349 个 , 红山茶的地方品种基本齐 全 ; 云南 山茶品种30 个。 在搜集中
十分注意选育良种和生产相结合 , 对各省( 区 )经过复决选的740 个优株、 59 个农家品种及经过
鉴定的优良家系、 优 良无性系都基本搜集 。 它是目前我国最大的山茶种质资源基因库 。
3
。
3 对主要物种的生物学特性和经济性状进行了现润分析
搜集保存基因资源的 目的在于利用 , 利用是否有成效又取决于对种质资源的研究深度和
广度 。 我们在建库的同时 , 从良种选育需要的角度 , 对 已搜集物种的特性和性状进行了观察
研究 。 掌握了主要物种的生育动态 , 对 已搜集的山茶花各品种进行了物候期观察。 对从不 同
纬度和海拔高度引入的物种 、 品种 , 还十分注意它们与原产地的物候差异及其性状表现 。
3
.
3
.
1 种间杂交的 余合力 对 13 个物种进行正反杂交 , 从41 个组合杂交孕性的不 同 可看出
其亲合力的高低 (表 2 ) : ¹ 亲合力较高—座果率20 %以上的组合有 : 普通油 茶 x 小 果 油茶正交和反交 , 其次有普通油茶 K 越南油茶的正交 , 小果油茶 x 越南油茶的正反交 , 南荣油
茶 x 茶梨 (C . oc toP ot al a) , 宛田红花油茶( C 。 Po 勿。do nt a) x 浙江红山茶等。 炊县油茶 x 越南
油茶 、 南荣油茶 x 博白大果油茶 (C 。 g i g a nt 6ca 叩a ) 、 南荣油茶 x 越南油茶 、 浙江红 山茶 x 腾
冲红花油茶等 , ‘已们正交的亲合力较高 , 而反交则表现不孕或孕性很差 。 º 亲合力不高—
2 期 庄瑞林等: 山茶属植物种质资源的搜集及基因库的建立利用研究 1 8 1
炊县油茶 又广宁红花油茶(C . se 沉lsel la ta) 、越南油茶 x 广宁红花油茶 、普 通 油茶 x 广宁红花
油茶 、 越南油茶 x 宛田红花油茶等正交有一定的亲合力 , 但反交不孕 。» 表现不孕—饮县油茶 x 宛 田红花油茶 、 故县油茶 x 博白大果油茶 、 小果油茶 x 博白大果油茶等 , 这些组合正反
交都表现不孕 , 说明它们之 间没有亲合力。另外 , 利用金花茶的特殊性状进行山茶杂交 , 只有
宛田红花油茶 X 金花茶 、 枚县油茶 又金花茶有一定的孕性 IzJ 。
种 内杂交结果证明 , 普通油茶种内不同品种 、 类型 间的杂交均有极高的孕性 , 而且正反
交无多大差别。 同时对普通油茶的优良无性系进行了可配性测定 , 以选用高可配性 的优良无
性系造林 , 从而达到提高林分产量的目的。
表 2 山茶一种间杂交不同组合的座果率
杂 交 组 合
母本 父 本
座果数
(个 )
座 果 率 ( % ) 杂 交 组 合 座 果 率 ( % )
变 幅 平均 母本 父 本
授粉 座果数花数
(个 ) (个 ) 变 幅 平 均
粉数勺戮划汁
,自7U
O爪月才2
油南荣茶
△▲
小果油茶
博 白大果油茶
越南油茶
广宁红花油茶
宛 田红花油 茶
8 82
5 5 0
3 5 7 8
3 5 0
4 92
5 80
13
2 5 93
3 2
4 0
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0 e 1 3
2 6 e 9 1
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.
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.
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越南油茶
茶 梨
博 白大果油茶
广宁红花油茶
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1 3 9
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宛田红花油茶普通油茶
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小果油茶
南荣油茶
宛田 红花油茶
广宁红花油茶
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3 22
1 4 8
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生的 。
18 2 林 业 科 学 研 究 4 卷
从不同地方采集来的普通油茶 、 越南油茶、 广宁红花油茶 、 宛田红花油茶和博 白大果油
茶等物种 , 其染色体数是稳定的 , 不存在种的倍数性分化现象。
从不同物种花粉大小 、 正常花粉比例研究看出 , 野生种比经长期选育的栽培种 , 其花粉
形状更趋一致 。 不同物种花粉的大小不同, 但形态基本上是一致的。 这些物种正常花粉的比
例平均为94 . 15 % , 变幅为 8 3 . 6 % ~ ” . 6 % , 败育率仅5 . 85 % 。 我国山茶属主要物种 花 粉
粒平均直径为35 . 52 ~ 5 . 90 协m 。 在测定中发现 , 红花油茶类的花粉粒一般均大于 白 花和黄
花油茶类 , 说明花粉粒的大小与果实大小有一定的关系 , 这在选种上有一定的价值 [’] 。
3
。
3
。
3 主要物种脂肪 酸组成及含量 对 14 个主要物种种子的脂肪酸含量的测定看出(表 3 ) ,
它们由油酸 (1 8 , 1 ) 、 亚油酸 (1 8 : 2 ) 、 亚麻酸 (1 5 : 3 ) 、 棕桐酸 (16 , 0 ) 、 硬脂酸 (1 5 : 0 ) 五
种脂肪酸组成 , 其中不饱和脂肪酸是主要成份 , 占8 5 % 以上 。 饱和酸的含量很低 , 所以 茶油
是诸植物油中最富有营养价值 的食用油。 不同物种含油率的差异是明显的 , 有的相差一倍 ,
如浙江红山茶为6 3 . 0 5 % , 而泰顺粉红油茶 (C . r a c hu : s派s ) 只有2 3 . 5 9 % 。 另外 , 物种间油酸
的含量有较明显的差异 , 如小果红花油茶 (C . ta i: hue , : f: )为8 2 . 5。% , 而 白 花 南 山 茶 (C .
s‘, is er r a ta v a r · a l右iflo l a )只有 5 9 . 4 % , 相差2 3 . 1个百分点, 亚油酸 、 棕搁酸在 不 I司物种
间的含量也不同 , 这为油用物种的品质育种提供了可贵的基因材料 。
衰 3 中. 主共油篆物种种籽含油 . 及方防. 组成
一一一口. . , . . . 曰 ~ . ”. . . 曰. . . . . . . . . . .
物 种
含 油 场 (% ) 脂 肪 吹 组 成 (%)
产 地 - - 一一 一 - -— - - - 一一 - - 一一 - -一 - - - 一 - 一一 -一 -—一一 - -一— -一 一 - - - - 一平 均 福 度 1 6 : 0 1 8 : 0 1 8 : 1 1 8 : 2 1 8 : 3
n三一马了,人9O曰卜J,‘n甘
.⋯‘五,几月3,J4 5 . 1 3 ~ 心8 . 6 04 1 . 1 3 ~ 5 6 . 6 45 7 . 3 0 ~ 5 7 . 6 1几00协,‘口曰冲廿8月,.一2..⋯户合.份叮才丹舀托」4月场525茶油果县荣小彼南
豢顺粉红油茶
成宁短柱油茶
富阳
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桂林
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成宁 5 2 . 7 8 e 5 3 . 7 7
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一月吮六0曰O幻nJ内石肉的开‘月哈才⋯月, .叼6只9点七,.叮‘b一b勺6gt‘亡J63n,n‘叹U内J,曰月吸月立⋯内J.1,‘月,6J咭‘借Fb,山匀OU自甘n月妇,‘⋯,‘nJJ魂OU,二d工工1Jl.1
3
.
3
.
4 主 妥 物 种 营养器官的解剖观察 从26 个物种的叶片解剖结构看出 , 油茶叶片 与 其
抗寒性有一定的关系 。 因物种不同, 其表皮厚度 、 叶肉中的栅栏组织 、 海绵组织的层数和厚
度 、 细胞类型等都有差别 。 如普通油茶栅栏组织细脸有 3 一 4 层 , 第 1 ~ 2 层 间隙大 , 细胞
长形 , 海绵组织细胞长形 , 横向排列 。 叶肉组织中除叶绿体 、 簇状靛.体外 , 还有石细胞 , 而
浙江红山茶栅栏组织细胞方形 , 第 1 ~ 2 层没有间隙 , 海绵组织细胞小 , 多为卵形 , 没有石
细胞 。 故认为可以根据组织中细胞层数 、 细胞类型 、 排列方式和含物有无( 或含物形状)来检
查和区别某些物种 。 根据叶片组织厚度与抗寒性的分析 , 海绵组织厚度与油茶的抗寒性呈高
2 期 庄瑞林等 : 山茶属植物种质资源的搜集及基因库的建立利用研究 1 83
度的相关 (相 关 系数 了 = 0 . 9 41 6) , 海绵组织厚度小 , 有利于抗寒 。 博白大果油茶栅栏 组织
与海绵组织的比值最小为 0 . 48 , 其它几个物种的比值都在。。 8以上。叶片总厚度与抗寒性也表
现有一定程度的相关关系 。 以上研究对北缘地区油茶引种具有一定的指导意义 。
3
。
4 为整理我国山茶花地方品种提供了条件
我国山茶花地方品种资源十分丰富 。 分布范围广 , 栽培生态条件不一 , 各地有同名异种 、
异名同种现象出现 , 造成一些混乱 , 这给品种整理带来许多困难 。 我们将各省的地方品种全
面搜集到同一生态栽培条件下 , 用大砧嫁接快速繁殖进行规范化的性状观察 , 在此基础上进
行分类 、 整理和鉴定(有几个点的重复) 。 可以认为 , 这与分散整理和材料汇总整理相比 , 更
具有科学价值和时间优势 。
此外 , 我们利用基因库积累的试验研究材料 , 丰富了《中国山茶》专著的内容 Isl 。
3
.
5 发挥基因库多种作用 , 经济效益明显
围绕建立基因库的主要目的 , 把建库与建圃 (园 ) , 选择、 测定与繁殖紧密结合进行 , 既
是基因库 , 又是采穗圃、种子园 , 同时也是按正规设计的测定林和丰产林 , 发挥 了基因库的多
种作用 。
(1 ) 通过多年测定已选育并通过鉴定优 良家系 6 个 , 优良无性系 6 个 , 优 良农家品种 5
个 , 并 已在生产上推广应用。 预计1 9 9 0年又可通过筛选鉴定出亩产茶 油 30 k g 的优 良无性 系
2 0~ 2 6个 。 同时完成无性系区域化试验 。
作为 良种繁育基地 , 目前这四个基因库已初具规模 , 培育了大批采穗母树 , 年可生产穗
条 30 。万根以上 , 可培育优 良无性系苗木20 0万株 , 提供营建 2 万亩速生丰产林 。 同时每年还
能提供大批遗传品质和播种品质优良的种子。 如 1 9 8 5年为联合国油茶低产林改造工程提供优
良家系种子营造的2 0 亩丰产林 , 直播第四年 , 平均亩产果达 27 . 5 ~ 3 3 . 5 地 , 比 一 般 种子
造林增产35 %以上 。 又如福建省利用我们基因库提供的穗条生产的苗木 营 造 的8 0 亩 丰 产
林 , 进入盛果期后 , 亩产油达 30 k g 以 上 , 比目前该省的平均亩产油提高了几倍 。
(2) 培育了2 5 0 多株1 50 多个品种的山茶花采穗母树 , 嫁接后第五年产穗条 20 0 ~ 30 0根 。
目前每年可生产穗条50 万根 。 江西 已在全省各地建立了16 个推广点 , 利用本地的普通油茶大
砧快速繁殖 , 培育了大批多品种、 花色的绿化大苗 , 深受生产部门的欢迎 。
(3) 基因库的经济效益正随时间的推移不断提高 。现在 , 4个基因库每年能生产的油茶无
性系穗条 30 万根 , 按每根0 . 05 元计 , 产值 15 万元 , 年提供山茶花品种穗条50 万根 , 每根。。15
元计 , 价值7 . 5万元 , 仅此二项年产值达2 . 5万元 。 同时 , 每年有大批的优质种子和多 品 种
的山茶花大苗出售的收入 。 如果用这些种 苗每 年 营造 2 万亩丰产林 , 按遗传 增 益20 % 计
算, 其经济效益将更为可观 。
参 考 文 献
仁1 〕 张宏达 等 , 1 9 81 , 山茶属植物的系统研究 , 中山大学学报 , 1 ~ 4 。
[ 2 〕 庄瑞林等 , 1 9 8 8 , 中国油茶 , 中国林业 出版社 , 1 3 1一 1 34 , 1 98一2 0 1。
〔3 〕庄瑞林等 , 1 9 8 9 , 中国山茶 , 海南人民出版社 , 2 一 4 , 83 一8‘
1自4 林 业 科 学 研 究 4 卷
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