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文冠果种子及苗期生长性状地理种源变异

赵阳 毕泉鑫 句娇 于丹 范思琪 陈梦圆 崔艺凡 傅光辉 王利兵

引用本文:
Citation:

文冠果种子及苗期生长性状地理种源变异

    通讯作者: 王利兵, wlibing@caf.ac.cn
  • 基金项目:

    国家重点研发计划 2016YFC050080506

    中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目 CAFYBB2018SY010

  • 中图分类号: S759.4

Geographic Variation of Seed and Seedling Growing Traits in Xanthoceras sorbifolium

    Corresponding author: WANG Li-bing, wlibing@caf.ac.cn
  • CLC number: S759.4

  • 摘要: 目的 研究不同种源文冠果(Xanthocerassorbifolium Bunge)的种子形态特征及在山东省安丘地区苗期性状差异,了解文冠果不同种源变异特征,为文冠果在山东安丘地区引种和遗传改良提供参考。 方法 以来自山东、河南、内蒙古、辽宁、黑龙江、河北、新疆、陕西等地的27个种源的文冠果种子为研究对象,对其种子形态指标进行测定,并在山东省安丘市开展种源试验。 结果 研究发现:不同种源间文冠果表型性状均存在极显著差异(P < 0.01),且这些差异可以稳定遗传(遗传力均大于0.9);苗期苗高与种源地降水、年均气温及地径与降水之间呈极显著正相关(P < 0.01),苗高与种源地纬度、年均日照及地径与年均日照呈极显著负相关(P < 0.01),种子长、种子宽、种皮厚均与海拔呈极显著负相关(P < 0.01)。 结论 文冠果表型性状存在丰富的变异,且受较强遗传控制;文冠果苗期性状变异主要受降水、年均气温、年均日照3个环境主导因子的影响,种子性状变异主要受海拔的影响。综合种源苗期生长状况,初步筛选出山东东营、山东安丘、内蒙古库伦、辽宁关山和辽宁海城5个适合安丘地区育苗的速生种源
  • 表 1  文冠果27个种源的地理位置及气候因子状况

    Table 1.  Geography and climate conditions of X.sorbifolium provenances

    种源号
    Provenance number
    种源
    Provenances
    纬度N
    Latitude
    经度E
    Longitude
    降水量/mm
    Annual precipitation
    年均气温/℃
    Annual meantemperature
    海拔/m
    altitude
    无霜期/d
    frost-free period
    年均日照/h
    Annual average sunshine
    1 黑龙江牡丹江 44°33′ 129°37′ 540.0 4.3 230.0 105 2 305.0
    2 内蒙古奈曼 42°52′ 120°39′ 366.0 6.0 450.0 150 2 946.0
    3 内蒙古库伦 42°44′ 121°48′ 425.0 6.6 365.0 145 2 979.0
    4 内蒙古扎鲁特 44°34′ 120°54′ 383.0 6.6 263.5 139 2 883.0
    5 内蒙古舍伯吐 44°01′ 121°59′ 342.0 7.1 167.5 202 2 892.0
    6 内蒙古图布信 44°20′ 123°02′ 270.0 7.1 259.0 202 2 892.0
    7 内蒙古科尔沁 43°36′ 122°20′ 385.1 6.1 180.0 150 3 113.0
    8 内蒙古甘旗卡 42°56′ 122°20′ 451.1 5.8 198.5 140 2 888.9
    9 内蒙古东风 43°39′ 121°40′ 338.3 5.9 230.0 148 3 115.3
    10 内蒙古巴林左旗 43°58′ 119°22′ 400.0 5.3 1 024.0 115 2 932.0
    11 内蒙古乌丹 42°56′ 119°01′ 370.0 3.5 634.0 115 2 925.0
    12 辽宁海城 40°52′ 122°41′ 721.3 10.4 19.0 160 2 543.0
    13 辽宁王府 42°03′ 121°30′ 502.7 8.1 681.0 130 2 435.5
    14 辽宁关山 42°08′ 121°58′ 500.0 7.2 103.0 167 2 534.6
    15 辽宁富山 41°25′ 119°36′ 614.7 7.6 413.0 145 2 850.0
    16 辽宁白山 41°45′ 119°26′ 390.0 7.5 1 150.0 128 2 963.0
    17 辽宁黑山 41°16′ 119°56′ 376.0 6.2 1 369.0 128 2 963.0
    18 河北张家口 40°49′ 114°53′ 365.0 9.0 712.0 120 3 661.2
    19 陕西靖边 37°39′ 108°49′ 443.5 10.0 1 360.0 193 2 828.2
    20 新疆石河子 44°18′ 86°04′ 225.0 8.1 450.8 169 2 818.0
    21 北京房山 39°44′ 116°08′ 645.2 10.8 51.0 202 2 800.0
    22 河南窑店 34°34′ 111°12′ 630.0 13.8 1 017.0 219 2 354.3
    23 河南韩洼 34°39′ 111°36′ 630.0 13.8 627.0 216 2 217.6
    24 山东安丘 36°26′ 119°14′ 646.3 12.2 273.0 115 2 502.1
    25 山东诸城 35°59 119°24′ 741.8 13.2 65.0 217 2 402.9
    26 山东临沂 35°06′ 118°21′ 849.0 13.4 86.5 200 1 956.6
    27 山东东营 37°26′ 118°40′ 555.9 12.8 8.8 206 2 605.4
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    表 2  不同种源文冠果种子形态指标

    Table 2.  Morphological traits of seeds from different provenances of X.sorbifolium

    种源号
    Provenance number
    种子质量/g
    Seed weight
    种子长/mm
    Seed length
    种子宽/mm
    Seed width
    种子厚/mm
    Seed thickness
    种皮厚/mm
    Seedcoat thickness
    种皮质量/mm
    Seed coatweight
    种仁质量/mm
    kernel weight
    1 1.09±0.03a 13.75±0.17de 10.77±0.15c 14.68±0.19a 0.99 ±0.03b 0.54±0.01a 0.55±0.02a
    2 0.92±0.05c 14.11±0.34cd 12.82±0.28b 10.56±0.22e 0.97± 0.04b 0.47±0.03b 0.45±0.02c
    3 1.00±0.03b 14.67±0.23ab 13.32±0.17a 10.71±0.19e 0.77 ±0.03g 0.53±0.02a 0.47± 0.01bc
    4 1.09± 0.03a 15.36±0.26a 13.73±0.13a 11.41±0.18e 1.05±0.04ab 0.57±0.02a 0.52±0.02b
    5 1.10±0.03a 15.64±0.30a 13.83±0.14a 11.14±0.16e 0.79±0.03fg 0.58±0.02a 0.52±0.01b
    6 1.22±0.05a 14.90±0.34a 11.06±0.28c 15.39±0.29a 0.97±0.03b 0.58±0.02a 0.64±0.04a
    7 0.76±0.04i 12.41±0.27j 9.74±0.19de 13.33±0.32cd 1.00± 0.05b 0.42±0.02g 0.35±0.02fg
    8 0.96±0.03b 14.91±0.28a 13.39±0.19a 10.77±0.14e 0.76±0.02gh 0.51±0.02a 0.45±0.02c
    9 1.03±0.03a 13.31±0.21f 10.48±0.19c 14.59±0.21a 0.96±0.04b 0.51±0.02a 0.51±0.02b
    10 0.95±0.04bc 13.05±0.22g 10.72±0.21c 13.63±0.26bc 0.88±0.03d 0.46±0.01cd 0.49± 0.03b
    11 0.79±0.03h 12.50±0.24ij 10.07±0.18c 12.83±0.31d 1.19±0.04a 0.42±0.02fg 0.37±0.02ef
    12 1.02±0.04ab 13.26±0.19fg 11.10±0.19c 14.03± 0.26b 0.89±0.03cd 0.50±0.02ab 0.52±0.02b
    13 0.89±0.03e 12.71±0.18h 10.55±0.17c 13.82±0.21b 0.90±0.03bc 0.47±0.02b 0.42±0.02d
    14 0.76±0.02i 12.88±0.13gh 10.32±0.13c 14.59±0.25a 1.02±0.04b 0.47±0.01bc 0.29±0.01g
    15 0.99±0.04b 14.40±0.28bc 12.95±0.21ab 10.85±0.18e 0.82±0.04ef 0.52±0.02a 0.47±0.02c
    16 0.90±0.03de 12.84±0.19h 10.26±0.17c 13.73±0.24b 1.07±0.04a 0.46±0.01c 0.43±0.02cd
    17 0.79±0.05hi 12.41±0.27j 9.56± 0.23e 13.03±0.31d 1.00± 0.04b 0.41±0.02g 0.38±0.03e
    18 0.84±0.04gh 12.84±0.58h 10.14±0.46cd 13.14±0.58d 0.87±0.05d 0.43±0.02ef 0.40±0.02de
    19 0.88±0.03ef 12.79±0.19h 10.06±0.15cd 13.95±0.26b 1.09±0.04a 0.47±0.02c 0.42±0.02d
    20 1.03± 0.04a 13.62±0.25ef 10.82±0.21c 14.42±0.18a 0.86±0.03de 0.49±0.02b 0.54±0.02ab
    21 1.07±0.06a 14.80±0.29a 13.38±0.31a 11.29±0.23e 0.72±0.03hi 0.56± 0.03a 0.51±0.03b
    22 0.93±0.03c 12.91±0.21g 10.42±0.19c 13.74±0.24b 0.97±0.03b 0.46±0.01c 0.47±0.02c
    23 0.87±0.03fg 12.37± 0.19j 10.29±0.16c 13.91±0.25b 0.95±0.03b 0.45±0.02de 0.42±0.02d
    24 1.09± 0.04a 13.66±0.19ef 11.08±0.19c 14.40±0.26ab 0.88±0.03d 0.54±0.02a 0.54±0.02a
    25 0.91±0.04cd 12.63±0.18hi 10.44±0.22c 13.74±0.25b 0.98±0.04b 0.47±0.02b 0.44± 0.02c
    26 1.14±0.03a 13.86±0.17d 11.12±0.18c 15.28±0.25a 0.90±0.03b 0.55±0.02a 0.58±0.02a
    27 1.11±0.06a 15.16±0.31a 13.74±0.26a 11.29±0.24e 0.68±0.03i 0.61±0.04a 0.50±0.03b
    平均值Average 0.97 13.62 11.34 13.12 0.92 0.50 0.47
    相对极差
    Relatively range
    1.59 0.70 0.88 0.88 1.50 1.78 2.35
    标准差Standard deviation 0.24 1.64 1.76 1.97 0.22 0.12 0.14
    标准误Standard error 0.01 0.06 0.06 0.07 0.01 0.00 0.00
    变异系数
    (种源内)/%
    Variationcoefficients
    (within provenances)
    21.32 10.09 10.27 10.59 20.52 22.07 24.65
    变异系数
    (种源间)/%
    Variation coefficients
    (among provenances)
    24.52 12.01 15.56 15.00 23.99 24.70 29.15
    FF value 10.63** 18.40** 50.82** 41.59** 11.51** 7.34** 12.58**
    遗传力Heritability 0.91 0.95 0.98 0.98 0.91 0.86 0.92
    注:表中同一列不同小写字母代表显著差异。**表示0.01水平上差异显著。
    Note: The different lower-case letters in the same column mean significant differences. **Indicates significant difference at 0.01 level.
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    表 3  文冠果各种源苗期性状

    Table 3.  Morphological traits of growth from different provenances of X. sorbifolium

    种源号
    Provenance number
    苗高/cm
    Seedling height
    地径/mm
    Ground diameter
    枝干质量/g
    Limb dry weight
    叶干质量/g
    Leaf dry weight
    根干质量/g
    Root dry weight
    1 41.23 ±2.98ij 7.40 ±0.25de 8.05 ±1.47c 7.32 ±1.19b 12.80±1.21a
    2 43.26 ±4.12gh 6.85 ±0.32fg 8.67 ±2.53c 9.99 ±2.78b 9.89±1.49ab
    3 70.86 ±4.81b 9.30 ±0.33a 24.63 ±4.04ab 24.08 ±3.07a 20.02 ±1.82a
    4 46.77 ±4.02g 6.96 ±0.28f 8.48 ±2.52c 7.88 ±2.73b 8.71 ±1.96b
    5 44.90 ±3.83g 6.55 ±0.24h 9.92 ±3.43c 11.87 ±3.35b 11.28 ±2.95a
    6 42.51 ±3.47hi 6.25 ±0.26hi 5.32 ±1.37c 5.56 ±1.28c 7.26 ±0.70b
    7 37.73 ±2.73j 5.54 ±0.17j 3.39 ±0.46d 3.53 ±0.66c 6.31 ±0.24b
    8 45.53 ±3.77g 7.08 ±0.32ef 6.32 ±0.70c 9.10 ±1.11b 7.63 ±1.44b
    9 51.43 ±3.61ef 6.79 ±0.27gh 7.38 ±1.38c 7.89 ±1.40b 6.97 ±1.18b
    10 41.28 ±3.73i 6.65 ±0.26h 6.97 ±1.76c 7.80±1.30b 8.94 ±1.47ab
    11 37.97 ±2.88j 5.90 ±0.27ij 4.09 ±1.15c 5.17 ±1.61c 6.02 ±1.51b
    12 68.30 ±4.54b 8.46 ±0.37a 13.88 ±4.31b 10.30 ±2.52b 11.53 ±1.40a
    13 59.67 ±3.67d 7.42 ±0.30d 8.25 ±1.51c 7.87 ±1.33b 10.96 ±1.51ab
    14 79.70 ±5.11ab 9.61 ±0.39a 17.97 ±1.80b 13.10 ±2.54b 13.80 ±2.02a
    15 61.93 ±5.06c 8.22 ±0.41bc 9.32 ±2.39c 6.22 ±1.78bc 12.36 ±2.35a
    16 66.00 ±4.49b 8.27 ±0.36b 9.74 ±2.39c 6.85 ±1.27b 11.80 ±2.96a
    17 58.08 ±4.66d 8.22 ±0.32b 14.82 ±2.13b 11.06 ±1.43b 12.99 ±1.59a
    18 22.12 ±2.92k 5.50 ±0.32j 3.85 ±2.29cd 4.80 ±2.39c 7.83 ±2.94b
    19 42.30 ±3.46i 6.73± 0.26h 6.12 ±2.23c 8.32 ±3.09b 7.05 ±1.65b
    20 49.75 ±4.57fg 8.52 ±0.42a 9.19 ±2.65c 11.04 ±2.37b 12.00 ±2.98a
    21 56.02 ±4.53de 8.41 ±0.39ab 19.07 ±7.48b 15.06 ±4.81b 16.12 ±3.47a
    22 50.05 ±3.81f 7.41 ±0.28d 12.55 ±3.62bc 9.42 ±3.34b 16.46 ±6.41a
    23 65.67 ±5.02bc 7.64 ±0.40d 11.34 ±2.52c 8.86 ±1.46b 6.57 ±1.17b
    24 90.80± 4.27a 8.76 ±0.29a 15.08 ±3.59b 14.02 ±2.06b 13.09 ±2.05a
    25 61.52 ±3.36cd 7.75 ±0.28cd 11.00 ±1.40c 7.08 ±1.89b 8.24 ±1.04b
    26 78.10 ±4.21ab 9.10 ±0.32a 13.31 ±1.87b 9.83 ±1.39b 8.02 ±0.84b
    27 91.80 ±3.97a 9.76 ±0.31a 29.95 ±5.75a 18.28 ±3.65ab 16.24 ±1.46a
    平均值Average 55.76 7.59 11.06 9.71 10.77
    相对极差Relatively range 2.94 2.34 4.65 3.48 4.28
    标准差Standard deviation 35.18 2.70 9.03 6.80 6.19
    标准误Standard error 0.87 0.07 0.71 0.53 0.49
    变异系数(种源内)/%
    Variation coefficients
    (within provenances)
    7.40 4.05 24.60 23.04 18.03
    变异系数(种源间)/%
    Variation coefficients
    (among provenances)
    63.09 35.55 81.64 69.99 57.44
    FF value 17.35** 14.08** 4.43** 3.47** 2.65**
    遗传力Heritability 0.94 0.93 0.77 0.71 0.62
    注:表格同一列不同小写字母代表显著差异。**表示0.01水平上差异显著。
    Note: The different lower-case letters in the same column mean significant differences. **Indicates significant difference at 0.01 level.
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    表 4  文冠果表型性状与地理-气候因子相关系数

    Table 4.  Correlation coefficients between morphological traits of X. sorbifolium and geographical-meteorological factors

    项目Item 纬度
    NLatitude
    经度E
    Longitude
    降水量
    Annual precipitation
    年均气温
    Annual temperature
    海拔
    altitude
    无霜期
    frost-free period
    年均日照
    Annual average sunshine
    苗高Seedling height -0.495** 0.066 0.570** 0.529** -0.295 0.230 -0.574**
    地径Ground diameter -0.363 -0.105 0.491** 0.426* -0.240 0.210 -0.521**
    枝干质量Limb dry weight -0.360 0.034 0.386* 0.427* -0.277 0.313 -0.319
    叶干质量Leaf dry weight -0.165 -0.046 0.160 0.232 -0.235 0.193 -0.162
    根干质量Root dry weight -0.107 -0.014 0.192 0.178 -0.070 0.067 -0.159
    种子质量Seed weight 0.034 0.059 0.142 0.189 -0.484* 0.254 -0.252
    种子长Seed length 0.272 0.166 -0.092 -0.081 -0.519** 0.181 0.068
    种子宽Seed width 0.173 0.169 0.027 -0.026 -0.487** 0.160 0.059
    种子厚Seed thickness -0.195 -0.152 0.130 0.202 0.122 0.048 -0.365
    种皮厚Seed coat thickness 0.077 0.049 -0.208 -0.275 0.434 -0.220 0.004
    种皮质量Seed coat weight 0.032 0.176 0.167 0.186 -0.602** 0.305 -0.240
    种仁质量kernelweight 0.031 -0.034 0.108 0.171 -0.348 0.190 -0.235
    注:*表示显著相关(P < 0.05),**表示极显著相关(P < 0.01)。
    Note:*Indicates significant difference at 0.05 level. **Indicates significant difference at 0.01 level.
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    表 5  文冠果优良种源苗高地径排序

    Table 5.  Seedlingheight and ground diameter rank of X. sorbifolium provenances

    排名
    Rank
    种源编号
    Provenance number
    种源
    Provenance
    苗高/cm
    Seedling height
    排名
    Rank
    种源编号
    Provenance number
    种源
    Provenance
    地径/mm
    Ground diameter
    1 27 山东东营 91.80 1 27 山东东营 9.76
    2 24 山东安丘 90.80 2 14 辽宁关山 9.61
    3 14 辽宁关山 79.70 3 3 内蒙古库伦 9.30
    4 26 山东临沂 78.10 4 26 山东临沂 9.10
    5 3 内蒙古库伦 70.86 5 24 山东安丘 8.76
    6 12 辽宁海城 68.30 6 20 新疆石河子 8.52
    7 16 辽宁白山 66.00 7 12 辽宁海城 8.46
    8 23 河南韩洼 65.67 8 21 北京房山 8.41
    9 15 辽宁富山 61.93 9 16 辽宁白山 8.27
    10 25 山东诸城 61.52 10 17 辽宁黑山 8.22
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    表 6  文冠果各种源苗期性状现实增益

    Table 6.  Realized Genetic Gains of X. sorbifolium

    %
    种源编号
    Provenance number
    种源
    Provenance
    苗高
    Seedling height.
    地径
    Ground diameter
    枝干质量
    Limb dry weight
    叶干质量
    Leaf dry weight
    根干质量
    Root dry weight
    速生种源
    Fast-growing Provenance
    1 黑龙江牡丹江 -26.06 -2.61 -27.23 -24.61 18.82
    2 内蒙古奈曼 -22.42 -9.87 -21.65 2.84 -8.24
    3 内蒙古库伦 27.07 22.49 122.67 147.86 85.82
    4 内蒙古扎鲁特 -16.13 -8.30 -23.29 -18.90 -19.13
    5 内蒙古舍伯吐 -19.48 -13.76 -10.33 22.18 4.71
    6 内蒙古图布信 -23.21 -17.39 -51.94 -42.73 -32.60
    7 内蒙古科尔沁 -32.34 -27.06 -69.39 -63.64 -41.41
    8 内蒙古甘旗卡 -18.35 -6.80 -42.89 -6.34 -29.17
    9 内蒙古东风 -7.77 -10.64 -33.30 -18.79 -35.28
    10 内蒙古巴林左旗 -25.97 -12.47 -36.96 -19.67 -16.98
    11 内蒙古乌丹 -31.91 -22.30 -63.05 -46.83 -44.15
    12 辽宁海城 22.48 11.36 25.52 6.03 7.00
    13 辽宁王府 7.01 -2.27 -25.40 -18.97 1.71
    14 辽宁关山 42.93 26.53 62.44 34.86 28.12
    15 辽宁富山 11.06 8.22 -15.76 -36.00 14.71
    16 辽宁白山 18.36 8.87 -11.96 -29.48 9.53
    17 辽宁黑山 4.16 8.24 34.03 13.86 20.56
    18 河北张家口 -60.33 -27.58 -65.17 -50.57 -27.30
    19 陕西靖边 -24.14 -11.41 -44.71 -14.32 -34.58
    20 新疆石河子 -10.78 12.16 -16.93 13.60 11.35
    21 北京房山 0.46 10.76 72.44 54.98 49.61
    22 河南窑店 -10.24 -2.41 13.45 -3.06 52.75
    23 河南韩洼 17.77 0.60 2.51 -8.81 -39.06
    24 山东安丘 62.83 15.38 36.35 44.33 21.55
    25 山东诸城 10.32 1.99 -0.52 -27.17 -23.55
    26 山东临沂 40.06 19.79 20.33 1.21 -25.57
    27 山东东营 64.63 28.49 170.77 88.15 50.76
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-06-27
  • 录用日期:  2018-12-03
  • 刊出日期:  2019-02-01

文冠果种子及苗期生长性状地理种源变异

    通讯作者: 王利兵, wlibing@caf.ac.cn
  • 中国林业科学研究院林业研究所, 国家林业和草原局林木培育重点实验室, 北京 100091
基金项目:  国家重点研发计划 2016YFC050080506中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目 CAFYBB2018SY010

摘要:  目的 研究不同种源文冠果(Xanthocerassorbifolium Bunge)的种子形态特征及在山东省安丘地区苗期性状差异,了解文冠果不同种源变异特征,为文冠果在山东安丘地区引种和遗传改良提供参考。 方法 以来自山东、河南、内蒙古、辽宁、黑龙江、河北、新疆、陕西等地的27个种源的文冠果种子为研究对象,对其种子形态指标进行测定,并在山东省安丘市开展种源试验。 结果 研究发现:不同种源间文冠果表型性状均存在极显著差异(P < 0.01),且这些差异可以稳定遗传(遗传力均大于0.9);苗期苗高与种源地降水、年均气温及地径与降水之间呈极显著正相关(P < 0.01),苗高与种源地纬度、年均日照及地径与年均日照呈极显著负相关(P < 0.01),种子长、种子宽、种皮厚均与海拔呈极显著负相关(P < 0.01)。 结论 文冠果表型性状存在丰富的变异,且受较强遗传控制;文冠果苗期性状变异主要受降水、年均气温、年均日照3个环境主导因子的影响,种子性状变异主要受海拔的影响。综合种源苗期生长状况,初步筛选出山东东营、山东安丘、内蒙古库伦、辽宁关山和辽宁海城5个适合安丘地区育苗的速生种源

English Abstract

  • 文冠果(Xanthoceras sorbifolium Bunge),属无患子科(Sapindaceae)文冠果属(Xanthoceras Bunge),是我国特有的木本油料植物,在我国分布广泛,西至新疆、宁夏,东北至黑龙江,北至内蒙古,南至河南,种质资源丰富[1],且抗逆性较强,是绿化荒山和改善环境的优良树种[2]。文冠果种仁含油率高达66.39%,脂肪酸组成良好,是理想的食用和工业用油树种[2]。种仁蛋白的氨基酸种类丰富,可以用作食品添加剂和乳化剂[3]。同时,种皮和果壳是活性炭的优质原料[3]。因此,文冠果是集绿化、食用和工业于一身的优良乡土经济树种,具有良好的开发利用前景。

    文冠果分布范围较广,加上长期的地理隔离、自然选择和人工选择,使其具有极其丰富的种内变异。种源试验可以了解种源的优劣和种源地理变异特征,对参试种源进行区划,同时对造林地区选出生产力高、适应性强的优良种源具有重要作用[4-6];但目前国内文冠果种源试验选取的种源较少,仅限于较少种源范围内的试验,参考价值不高[7-10],尤其是山东重点发展文冠果产业的安丘地区。本研究是课题组在对我国文冠果资源全面调查分析的基础上[11],以文冠果主要分布区的27个种源为研究对象,在安丘地区开展种源试验,分析文冠果地理种源变异特性,可以为文冠果优良种源的筛选和种子调拨提供可靠依据,有利于现有文冠果种质基因资源的选择、保存和利用,也为文冠果遗传改良和引种推广提供了遗传背景和实验依据。

    • 2016年在文冠果主要分布区的山东、陕西、河南等9省市区选择27个种源地采集文冠果种子。各参试种源采种点地理气候因子见表 1

      表 1  文冠果27个种源的地理位置及气候因子状况

      Table 1.  Geography and climate conditions of X.sorbifolium provenances

      种源号
      Provenance number
      种源
      Provenances
      纬度N
      Latitude
      经度E
      Longitude
      降水量/mm
      Annual precipitation
      年均气温/℃
      Annual meantemperature
      海拔/m
      altitude
      无霜期/d
      frost-free period
      年均日照/h
      Annual average sunshine
      1 黑龙江牡丹江 44°33′ 129°37′ 540.0 4.3 230.0 105 2 305.0
      2 内蒙古奈曼 42°52′ 120°39′ 366.0 6.0 450.0 150 2 946.0
      3 内蒙古库伦 42°44′ 121°48′ 425.0 6.6 365.0 145 2 979.0
      4 内蒙古扎鲁特 44°34′ 120°54′ 383.0 6.6 263.5 139 2 883.0
      5 内蒙古舍伯吐 44°01′ 121°59′ 342.0 7.1 167.5 202 2 892.0
      6 内蒙古图布信 44°20′ 123°02′ 270.0 7.1 259.0 202 2 892.0
      7 内蒙古科尔沁 43°36′ 122°20′ 385.1 6.1 180.0 150 3 113.0
      8 内蒙古甘旗卡 42°56′ 122°20′ 451.1 5.8 198.5 140 2 888.9
      9 内蒙古东风 43°39′ 121°40′ 338.3 5.9 230.0 148 3 115.3
      10 内蒙古巴林左旗 43°58′ 119°22′ 400.0 5.3 1 024.0 115 2 932.0
      11 内蒙古乌丹 42°56′ 119°01′ 370.0 3.5 634.0 115 2 925.0
      12 辽宁海城 40°52′ 122°41′ 721.3 10.4 19.0 160 2 543.0
      13 辽宁王府 42°03′ 121°30′ 502.7 8.1 681.0 130 2 435.5
      14 辽宁关山 42°08′ 121°58′ 500.0 7.2 103.0 167 2 534.6
      15 辽宁富山 41°25′ 119°36′ 614.7 7.6 413.0 145 2 850.0
      16 辽宁白山 41°45′ 119°26′ 390.0 7.5 1 150.0 128 2 963.0
      17 辽宁黑山 41°16′ 119°56′ 376.0 6.2 1 369.0 128 2 963.0
      18 河北张家口 40°49′ 114°53′ 365.0 9.0 712.0 120 3 661.2
      19 陕西靖边 37°39′ 108°49′ 443.5 10.0 1 360.0 193 2 828.2
      20 新疆石河子 44°18′ 86°04′ 225.0 8.1 450.8 169 2 818.0
      21 北京房山 39°44′ 116°08′ 645.2 10.8 51.0 202 2 800.0
      22 河南窑店 34°34′ 111°12′ 630.0 13.8 1 017.0 219 2 354.3
      23 河南韩洼 34°39′ 111°36′ 630.0 13.8 627.0 216 2 217.6
      24 山东安丘 36°26′ 119°14′ 646.3 12.2 273.0 115 2 502.1
      25 山东诸城 35°59 119°24′ 741.8 13.2 65.0 217 2 402.9
      26 山东临沂 35°06′ 118°21′ 849.0 13.4 86.5 200 1 956.6
      27 山东东营 37°26′ 118°40′ 555.9 12.8 8.8 206 2 605.4
    • 文冠果种源育苗试验位于山东省安丘市文冠果种植示范基地(36°26′38.36″ N,119°14′6.60″ E),属暖温带大陆性季风气候,历年平均降水量646.3 mm,平均气温12.2℃,平均光照2 502.1 h,最大降水量1 027.0 mm,最低气温-18.7℃,最高气温40.1℃。

    • 采种方法参照野生植物种子采集技术规范[12]。每个地理种源地选择30株天然成熟采种母树,采种母树要求生长健壮、无病虫害,且采种母树间直线距离大于50 m。在每株母树的不同部位均匀采集种子等量混合,自然风干,每个种源共收集2 kg左右种子作为种源试验材料[13]

    • 每个种源随机选取30粒种子,使用游标卡尺分别测定文冠果种子的种子长、种子宽、种子厚、种皮厚,使用天平测定种子的种子质量、种仁质量、种皮质量,记录数据。测定时游标卡尺精确到0.01 mm,天平精确到0.01 g。

    • 2017年4月在文冠果种源育苗试验地育苗,按完全随机区组设计,10株双行小区,20次重复,并进行标记,统一管理。9月对试验林进行生长调查,每个种源随机挑选6组,每组10株幼苗,测量其苗高、地径。用标尺测量苗高,精确到0.1 cm,用游标卡尺测量地径,精确到0.01 mm。苗木生长性状测量后,每组选取1株苗高、地径与平均值相近的样本,收获整个植株,将其分为根、枝、叶,于105℃杀青15 min,80℃烘48 h至恒质量,称量各组分干质量。

    • 采用Excel和SPSS22.0软件对测试数据进行处理及方差分析、多重比较和相关分析。

      文冠果不同种源性状的广义遗传力(H2 )按照续九如[14]的方法计算。遗传变异系数(GCV)计算公式:

      $GCV = \sigma /X \times 100\% $

      式中:σ为遗传标准差,X为性状平均值[15]

      不同种源的现实增益的计算公式:

      现实增益=(入选种源性状平均值-总平均值)/总平均值×100%[16]

    • 对文冠果27个种源的种子形态性状进行统计分析,结果(表 2)表明:文冠果种子各形态性状种源内变异较小,但种源间变异较大,说明27个种源间遗传分化显著,优良种源选择潜力较大;种源间变异系数最大的是种仁质量,为29.15%,种皮质量、种子质量和种皮厚变异系数分别为24.70%、24.52%和23.99%,均超过了20%。

      表 2  不同种源文冠果种子形态指标

      Table 2.  Morphological traits of seeds from different provenances of X.sorbifolium

      种源号
      Provenance number
      种子质量/g
      Seed weight
      种子长/mm
      Seed length
      种子宽/mm
      Seed width
      种子厚/mm
      Seed thickness
      种皮厚/mm
      Seedcoat thickness
      种皮质量/mm
      Seed coatweight
      种仁质量/mm
      kernel weight
      1 1.09±0.03a 13.75±0.17de 10.77±0.15c 14.68±0.19a 0.99 ±0.03b 0.54±0.01a 0.55±0.02a
      2 0.92±0.05c 14.11±0.34cd 12.82±0.28b 10.56±0.22e 0.97± 0.04b 0.47±0.03b 0.45±0.02c
      3 1.00±0.03b 14.67±0.23ab 13.32±0.17a 10.71±0.19e 0.77 ±0.03g 0.53±0.02a 0.47± 0.01bc
      4 1.09± 0.03a 15.36±0.26a 13.73±0.13a 11.41±0.18e 1.05±0.04ab 0.57±0.02a 0.52±0.02b
      5 1.10±0.03a 15.64±0.30a 13.83±0.14a 11.14±0.16e 0.79±0.03fg 0.58±0.02a 0.52±0.01b
      6 1.22±0.05a 14.90±0.34a 11.06±0.28c 15.39±0.29a 0.97±0.03b 0.58±0.02a 0.64±0.04a
      7 0.76±0.04i 12.41±0.27j 9.74±0.19de 13.33±0.32cd 1.00± 0.05b 0.42±0.02g 0.35±0.02fg
      8 0.96±0.03b 14.91±0.28a 13.39±0.19a 10.77±0.14e 0.76±0.02gh 0.51±0.02a 0.45±0.02c
      9 1.03±0.03a 13.31±0.21f 10.48±0.19c 14.59±0.21a 0.96±0.04b 0.51±0.02a 0.51±0.02b
      10 0.95±0.04bc 13.05±0.22g 10.72±0.21c 13.63±0.26bc 0.88±0.03d 0.46±0.01cd 0.49± 0.03b
      11 0.79±0.03h 12.50±0.24ij 10.07±0.18c 12.83±0.31d 1.19±0.04a 0.42±0.02fg 0.37±0.02ef
      12 1.02±0.04ab 13.26±0.19fg 11.10±0.19c 14.03± 0.26b 0.89±0.03cd 0.50±0.02ab 0.52±0.02b
      13 0.89±0.03e 12.71±0.18h 10.55±0.17c 13.82±0.21b 0.90±0.03bc 0.47±0.02b 0.42±0.02d
      14 0.76±0.02i 12.88±0.13gh 10.32±0.13c 14.59±0.25a 1.02±0.04b 0.47±0.01bc 0.29±0.01g
      15 0.99±0.04b 14.40±0.28bc 12.95±0.21ab 10.85±0.18e 0.82±0.04ef 0.52±0.02a 0.47±0.02c
      16 0.90±0.03de 12.84±0.19h 10.26±0.17c 13.73±0.24b 1.07±0.04a 0.46±0.01c 0.43±0.02cd
      17 0.79±0.05hi 12.41±0.27j 9.56± 0.23e 13.03±0.31d 1.00± 0.04b 0.41±0.02g 0.38±0.03e
      18 0.84±0.04gh 12.84±0.58h 10.14±0.46cd 13.14±0.58d 0.87±0.05d 0.43±0.02ef 0.40±0.02de
      19 0.88±0.03ef 12.79±0.19h 10.06±0.15cd 13.95±0.26b 1.09±0.04a 0.47±0.02c 0.42±0.02d
      20 1.03± 0.04a 13.62±0.25ef 10.82±0.21c 14.42±0.18a 0.86±0.03de 0.49±0.02b 0.54±0.02ab
      21 1.07±0.06a 14.80±0.29a 13.38±0.31a 11.29±0.23e 0.72±0.03hi 0.56± 0.03a 0.51±0.03b
      22 0.93±0.03c 12.91±0.21g 10.42±0.19c 13.74±0.24b 0.97±0.03b 0.46±0.01c 0.47±0.02c
      23 0.87±0.03fg 12.37± 0.19j 10.29±0.16c 13.91±0.25b 0.95±0.03b 0.45±0.02de 0.42±0.02d
      24 1.09± 0.04a 13.66±0.19ef 11.08±0.19c 14.40±0.26ab 0.88±0.03d 0.54±0.02a 0.54±0.02a
      25 0.91±0.04cd 12.63±0.18hi 10.44±0.22c 13.74±0.25b 0.98±0.04b 0.47±0.02b 0.44± 0.02c
      26 1.14±0.03a 13.86±0.17d 11.12±0.18c 15.28±0.25a 0.90±0.03b 0.55±0.02a 0.58±0.02a
      27 1.11±0.06a 15.16±0.31a 13.74±0.26a 11.29±0.24e 0.68±0.03i 0.61±0.04a 0.50±0.03b
      平均值Average 0.97 13.62 11.34 13.12 0.92 0.50 0.47
      相对极差
      Relatively range
      1.59 0.70 0.88 0.88 1.50 1.78 2.35
      标准差Standard deviation 0.24 1.64 1.76 1.97 0.22 0.12 0.14
      标准误Standard error 0.01 0.06 0.06 0.07 0.01 0.00 0.00
      变异系数
      (种源内)/%
      Variationcoefficients
      (within provenances)
      21.32 10.09 10.27 10.59 20.52 22.07 24.65
      变异系数
      (种源间)/%
      Variation coefficients
      (among provenances)
      24.52 12.01 15.56 15.00 23.99 24.70 29.15
      FF value 10.63** 18.40** 50.82** 41.59** 11.51** 7.34** 12.58**
      遗传力Heritability 0.91 0.95 0.98 0.98 0.91 0.86 0.92
      注:表中同一列不同小写字母代表显著差异。**表示0.01水平上差异显著。
      Note: The different lower-case letters in the same column mean significant differences. **Indicates significant difference at 0.01 level.

      对不同种源间文冠果种子的性状进行方差分析及多重比较,结果(表 2)表明:不同种源间文冠果种子性状方差分析模型均极显著,说明27个种源间种子性状存在丰富的变异。5号内蒙古舍伯吐种源的种长最长,为15.64 mm,显著高于其他种源(除3、4、6、8、21、27号种源外);11号内蒙古乌丹种源的种皮最厚,为1.19 mm,27号山东东营种源的种皮最薄,为0.68 mm。

      单粒种子质量和种仁质量是衡量各种源种子优劣和产量高低的重要指标[17],其中,6号内蒙古图布信种源的种子质量和种仁质量最高,分别为1.22、0.64 g(表 2),比平均值分别高25.77%和36.17%,其次为26山东临沂种源,种子质量和种仁质量分别为1.14、0.58 g,分别比平均值高17.53%、23.40%。

      文冠果苗期苗高、地径和生物量大小是衡量苗期生长优劣的重要指标。对苗期生长性状进行统计分析(表 3),发现27个种源间文冠果苗期性状变异系数较大,枝干质量、叶干质量、苗高种源间变异系数分别高达81.64%、69.99%和63.09%,说明文冠果苗期性状存在极丰富的遗传变异。不同种源1年生苗高、地径和生物量均差异极显著,其中,27号种源的苗高、地径最高,分别为91.80 cm和9.76 mm,分别比平均值高64.63%和28.59%,24号种源的苗高次之,为90.80 cm;26号、3号、14号种源的地径均较高,分别为9.10、9.30、9.61 mm,分别比平均值高19.89%、22.53%、26.62%;18号种源的苗高和地径值均最小,分别为22.12 cm、5.50 mm。

      表 3  文冠果各种源苗期性状

      Table 3.  Morphological traits of growth from different provenances of X. sorbifolium

      种源号
      Provenance number
      苗高/cm
      Seedling height
      地径/mm
      Ground diameter
      枝干质量/g
      Limb dry weight
      叶干质量/g
      Leaf dry weight
      根干质量/g
      Root dry weight
      1 41.23 ±2.98ij 7.40 ±0.25de 8.05 ±1.47c 7.32 ±1.19b 12.80±1.21a
      2 43.26 ±4.12gh 6.85 ±0.32fg 8.67 ±2.53c 9.99 ±2.78b 9.89±1.49ab
      3 70.86 ±4.81b 9.30 ±0.33a 24.63 ±4.04ab 24.08 ±3.07a 20.02 ±1.82a
      4 46.77 ±4.02g 6.96 ±0.28f 8.48 ±2.52c 7.88 ±2.73b 8.71 ±1.96b
      5 44.90 ±3.83g 6.55 ±0.24h 9.92 ±3.43c 11.87 ±3.35b 11.28 ±2.95a
      6 42.51 ±3.47hi 6.25 ±0.26hi 5.32 ±1.37c 5.56 ±1.28c 7.26 ±0.70b
      7 37.73 ±2.73j 5.54 ±0.17j 3.39 ±0.46d 3.53 ±0.66c 6.31 ±0.24b
      8 45.53 ±3.77g 7.08 ±0.32ef 6.32 ±0.70c 9.10 ±1.11b 7.63 ±1.44b
      9 51.43 ±3.61ef 6.79 ±0.27gh 7.38 ±1.38c 7.89 ±1.40b 6.97 ±1.18b
      10 41.28 ±3.73i 6.65 ±0.26h 6.97 ±1.76c 7.80±1.30b 8.94 ±1.47ab
      11 37.97 ±2.88j 5.90 ±0.27ij 4.09 ±1.15c 5.17 ±1.61c 6.02 ±1.51b
      12 68.30 ±4.54b 8.46 ±0.37a 13.88 ±4.31b 10.30 ±2.52b 11.53 ±1.40a
      13 59.67 ±3.67d 7.42 ±0.30d 8.25 ±1.51c 7.87 ±1.33b 10.96 ±1.51ab
      14 79.70 ±5.11ab 9.61 ±0.39a 17.97 ±1.80b 13.10 ±2.54b 13.80 ±2.02a
      15 61.93 ±5.06c 8.22 ±0.41bc 9.32 ±2.39c 6.22 ±1.78bc 12.36 ±2.35a
      16 66.00 ±4.49b 8.27 ±0.36b 9.74 ±2.39c 6.85 ±1.27b 11.80 ±2.96a
      17 58.08 ±4.66d 8.22 ±0.32b 14.82 ±2.13b 11.06 ±1.43b 12.99 ±1.59a
      18 22.12 ±2.92k 5.50 ±0.32j 3.85 ±2.29cd 4.80 ±2.39c 7.83 ±2.94b
      19 42.30 ±3.46i 6.73± 0.26h 6.12 ±2.23c 8.32 ±3.09b 7.05 ±1.65b
      20 49.75 ±4.57fg 8.52 ±0.42a 9.19 ±2.65c 11.04 ±2.37b 12.00 ±2.98a
      21 56.02 ±4.53de 8.41 ±0.39ab 19.07 ±7.48b 15.06 ±4.81b 16.12 ±3.47a
      22 50.05 ±3.81f 7.41 ±0.28d 12.55 ±3.62bc 9.42 ±3.34b 16.46 ±6.41a
      23 65.67 ±5.02bc 7.64 ±0.40d 11.34 ±2.52c 8.86 ±1.46b 6.57 ±1.17b
      24 90.80± 4.27a 8.76 ±0.29a 15.08 ±3.59b 14.02 ±2.06b 13.09 ±2.05a
      25 61.52 ±3.36cd 7.75 ±0.28cd 11.00 ±1.40c 7.08 ±1.89b 8.24 ±1.04b
      26 78.10 ±4.21ab 9.10 ±0.32a 13.31 ±1.87b 9.83 ±1.39b 8.02 ±0.84b
      27 91.80 ±3.97a 9.76 ±0.31a 29.95 ±5.75a 18.28 ±3.65ab 16.24 ±1.46a
      平均值Average 55.76 7.59 11.06 9.71 10.77
      相对极差Relatively range 2.94 2.34 4.65 3.48 4.28
      标准差Standard deviation 35.18 2.70 9.03 6.80 6.19
      标准误Standard error 0.87 0.07 0.71 0.53 0.49
      变异系数(种源内)/%
      Variation coefficients
      (within provenances)
      7.40 4.05 24.60 23.04 18.03
      变异系数(种源间)/%
      Variation coefficients
      (among provenances)
      63.09 35.55 81.64 69.99 57.44
      FF value 17.35** 14.08** 4.43** 3.47** 2.65**
      遗传力Heritability 0.94 0.93 0.77 0.71 0.62
      注:表格同一列不同小写字母代表显著差异。**表示0.01水平上差异显著。
      Note: The different lower-case letters in the same column mean significant differences. **Indicates significant difference at 0.01 level.

      遗传力是树木生长性状的主要遗传参数[14],对树木进行遗传改良之前,首先应该了解其遗传特性,以便制定相应的育种策略。文冠果27个种源种子和苗期性状的遗传参数(表 23)表明:种子各形态性状、苗高和地径的遗传力均达0.9以上,说明文冠果种子和苗期生长性状在种源水平上受较高水平的遗传力控制,遗传改良的空间比较大,可作为变异研究的主要性状。

    • 种子及其幼苗的生长性状表现不仅与树种本身的遗传特性相关,同时与种源地的地理气候因子有很大关系,不同的树种有其自身的地理种源变异规律[18]。文冠果不同种源种子和苗期性状与地理气候因子的相关关系(表 4)表明:苗期的苗高与种源地降水、年均气温及地径与降水之间呈极显著正相关(P < 0.01),相关系数分别为0.570、0.529和0.491,表明随着种源地降水升高,苗期的苗高和地径有上升的趋势,随着种源地年均气温的升高,苗高也随之显著提高;相反,苗期苗高与种源地纬度、年均日照及地径与年均日照,呈极显著负相关(P < 0.01),相关系数分别为-0.495、-0.574和-0.521,表明种源地纬度越高,苗高越小,年均日照越长,苗高、地径越小,长势越差。除此之外,苗期地径与年均气温、枝干质量与降水量、枝干质量与年均气温均呈显著相关(P < 0.05),相关系数分别为0.426、0.386和0.427。

      表 4  文冠果表型性状与地理-气候因子相关系数

      Table 4.  Correlation coefficients between morphological traits of X. sorbifolium and geographical-meteorological factors

      项目Item 纬度
      NLatitude
      经度E
      Longitude
      降水量
      Annual precipitation
      年均气温
      Annual temperature
      海拔
      altitude
      无霜期
      frost-free period
      年均日照
      Annual average sunshine
      苗高Seedling height -0.495** 0.066 0.570** 0.529** -0.295 0.230 -0.574**
      地径Ground diameter -0.363 -0.105 0.491** 0.426* -0.240 0.210 -0.521**
      枝干质量Limb dry weight -0.360 0.034 0.386* 0.427* -0.277 0.313 -0.319
      叶干质量Leaf dry weight -0.165 -0.046 0.160 0.232 -0.235 0.193 -0.162
      根干质量Root dry weight -0.107 -0.014 0.192 0.178 -0.070 0.067 -0.159
      种子质量Seed weight 0.034 0.059 0.142 0.189 -0.484* 0.254 -0.252
      种子长Seed length 0.272 0.166 -0.092 -0.081 -0.519** 0.181 0.068
      种子宽Seed width 0.173 0.169 0.027 -0.026 -0.487** 0.160 0.059
      种子厚Seed thickness -0.195 -0.152 0.130 0.202 0.122 0.048 -0.365
      种皮厚Seed coat thickness 0.077 0.049 -0.208 -0.275 0.434 -0.220 0.004
      种皮质量Seed coat weight 0.032 0.176 0.167 0.186 -0.602** 0.305 -0.240
      种仁质量kernelweight 0.031 -0.034 0.108 0.171 -0.348 0.190 -0.235
      注:*表示显著相关(P < 0.05),**表示极显著相关(P < 0.01)。
      Note:*Indicates significant difference at 0.05 level. **Indicates significant difference at 0.01 level.

      种子表型性状中,种子质量与海拔呈显著负相关(P < 0.05),相关系数为-0.484;种子长、种子宽、种皮质量均与海拔均呈极显著负相关(P < 0.01),相关系数分别为-0.519、-0.487、-0.602;经度和无霜期与各种源种子和苗期性状相关不显著。

    • 优良种源初选采用刘勇的苗木质量评价方法[19],结合性状表现和现实增益进行综合评定。以苗期最重要的2个生长量指标,也是苗木形态评价中最常用的2个指标-苗高和地径为依据[20-24],对种源进行初步选择。苗高和地径排名前10位的种源(表 5)表明:27号山东东营、24号山东安丘、14号辽宁关山、26号山东临沂、3号内蒙古库伦、12号辽宁海城和16号辽宁白山7个种源的苗高和地径在27个种源中排名均比较靠前,呈现出良好的速生性。

      表 5  文冠果优良种源苗高地径排序

      Table 5.  Seedlingheight and ground diameter rank of X. sorbifolium provenances

      排名
      Rank
      种源编号
      Provenance number
      种源
      Provenance
      苗高/cm
      Seedling height
      排名
      Rank
      种源编号
      Provenance number
      种源
      Provenance
      地径/mm
      Ground diameter
      1 27 山东东营 91.80 1 27 山东东营 9.76
      2 24 山东安丘 90.80 2 14 辽宁关山 9.61
      3 14 辽宁关山 79.70 3 3 内蒙古库伦 9.30
      4 26 山东临沂 78.10 4 26 山东临沂 9.10
      5 3 内蒙古库伦 70.86 5 24 山东安丘 8.76
      6 12 辽宁海城 68.30 6 20 新疆石河子 8.52
      7 16 辽宁白山 66.00 7 12 辽宁海城 8.46
      8 23 河南韩洼 65.67 8 21 北京房山 8.41
      9 15 辽宁富山 61.93 9 16 辽宁白山 8.27
      10 25 山东诸城 61.52 10 17 辽宁黑山 8.22

      同时计算苗高、地径、枝干质量、叶干质量和根干质量5个性状的现实增益(表 6),根据刘勇的苗木质量评价方法[19],以苗高现实增益的20%和地径现实增益的10%为临界值,同时枝干质量、叶干质量和根干质量现实增益大于0为文冠果速生种源筛选条件,筛选出24号山东安丘、27号山东东营、3号内蒙古库伦、14号辽宁关山和12号辽宁海城5个种源为速生种源(表 5)。

      表 6  文冠果各种源苗期性状现实增益

      Table 6.  Realized Genetic Gains of X. sorbifolium

      %
      种源编号
      Provenance number
      种源
      Provenance
      苗高
      Seedling height.
      地径
      Ground diameter
      枝干质量
      Limb dry weight
      叶干质量
      Leaf dry weight
      根干质量
      Root dry weight
      速生种源
      Fast-growing Provenance
      1 黑龙江牡丹江 -26.06 -2.61 -27.23 -24.61 18.82
      2 内蒙古奈曼 -22.42 -9.87 -21.65 2.84 -8.24
      3 内蒙古库伦 27.07 22.49 122.67 147.86 85.82
      4 内蒙古扎鲁特 -16.13 -8.30 -23.29 -18.90 -19.13
      5 内蒙古舍伯吐 -19.48 -13.76 -10.33 22.18 4.71
      6 内蒙古图布信 -23.21 -17.39 -51.94 -42.73 -32.60
      7 内蒙古科尔沁 -32.34 -27.06 -69.39 -63.64 -41.41
      8 内蒙古甘旗卡 -18.35 -6.80 -42.89 -6.34 -29.17
      9 内蒙古东风 -7.77 -10.64 -33.30 -18.79 -35.28
      10 内蒙古巴林左旗 -25.97 -12.47 -36.96 -19.67 -16.98
      11 内蒙古乌丹 -31.91 -22.30 -63.05 -46.83 -44.15
      12 辽宁海城 22.48 11.36 25.52 6.03 7.00
      13 辽宁王府 7.01 -2.27 -25.40 -18.97 1.71
      14 辽宁关山 42.93 26.53 62.44 34.86 28.12
      15 辽宁富山 11.06 8.22 -15.76 -36.00 14.71
      16 辽宁白山 18.36 8.87 -11.96 -29.48 9.53
      17 辽宁黑山 4.16 8.24 34.03 13.86 20.56
      18 河北张家口 -60.33 -27.58 -65.17 -50.57 -27.30
      19 陕西靖边 -24.14 -11.41 -44.71 -14.32 -34.58
      20 新疆石河子 -10.78 12.16 -16.93 13.60 11.35
      21 北京房山 0.46 10.76 72.44 54.98 49.61
      22 河南窑店 -10.24 -2.41 13.45 -3.06 52.75
      23 河南韩洼 17.77 0.60 2.51 -8.81 -39.06
      24 山东安丘 62.83 15.38 36.35 44.33 21.55
      25 山东诸城 10.32 1.99 -0.52 -27.17 -23.55
      26 山东临沂 40.06 19.79 20.33 1.21 -25.57
      27 山东东营 64.63 28.49 170.77 88.15 50.76

      这些种源苗高、地径、枝干质量、叶干质量和根干质量的现实增益分别为22.48%~64.63%、11.36%~28.49%、25.52%~170.77%、6.03%~147.86%和7.00%~85.82%,高于27个种源的整体表现,说明初选优良种源基本是比较合理的,可以作为安丘地区文冠果优良种源的筛选和种子调拨的依据。

    • 一般来说,分布范围较广的树种会产生与其生境相适应的遗传变异,并将这种变异通过相对稳定的性状(果实、种子等)传给下一代[18],这对其生存和进化是有利的[25]。文冠果分布广泛且各分布区环境条件复杂,再加上长期的地理隔离和自然选择,不同种源文冠果在某些性状上必然会存在一定的变异。本研究中,27个文冠果种源间各性状均差异极显著,可见,其种源间表型性状变异较大,这可能是文冠果对不同生存环境所采取的适应性策略,这种现象与石蒜(Lycorisradiate Herb)、伯尔硬胡桃(Sclerocaryabirrea Rich)、雷公藤(Tripterygiumwilfordii Hook)和猴面包树(Adansoniadigitata Linn.)等变异情况[26-29]比较类似。文冠果苗期性状和种子形态性状变异系数结果表明,各表型性状在种源间的变异模式表现为枝干质量>叶干质量>苗高>根干质量>地径,种子种仁质量>种皮质量>种子质量>种皮厚>种子宽>种子厚>种子长,说明文冠果苗期的地上部分生物量和种子的质量性状对不同生境反映更敏感,更容易发生变异。

      文冠果种子表型性状变异受其本身的遗传和所处生境的影响[18],从文冠果表型性状与其种源所在地的地理气候因子相关分析发现,不同种源文冠果苗期生长性状的地理变异受降水量、年均气温、年均日照和纬度控制,受降水量、年均气温和年均日照控制为主。总体表现为,在文冠果分布区内,种源地降水越多、年均气温越高、年均日照越少,苗期长势越好的趋势;而不同种源的种子质量、种子长、种子宽、种皮质量主要受种源地海拔影响,表现为海拔越高,种子越小,种皮越薄。在其它树种的地理变异中也曾发现过这种现象,林玮等[5]发现,任豆(Zeniainsignis Chun)种子厚度和纬度呈负相关,种子长宽比与海拔呈负相关,但与年平均降水量呈正相关;何霞等[6]发现,苦楝(Meliaazedarach Linn)气温较高、降水丰富、气压低、平均最低气温高、日照丰富地区的种源苗期生长快,生物量大。高张莹等[18]发现,核桃楸(Juglansmandshurica Maxim)果核形态变异主要受纬度、温度和相对湿度的影响。所以,在考虑文冠果种源区划和引种时不能只考虑种源地的经纬度及当地的年均气温、降水、海拔和年均日照也应该加以考虑。

      本研究在对山东安丘地区速生种源进行初选时,选用的主要是苗高、地径和生物量指标。根据形态差异对文冠果优良种源进行选择,仅仅是一个初步选择的过程。在进行速生种源选择时,除上述指标外,茎根比、一级侧根数、须根数等形态指标,矿质营养、苗木水分、光合作用等生理指标以及抗性表现也应加以考虑,还要通过长期观测,同时增加分子遗传证据,进一步筛选,确定适生的最优种源。

    • 文冠果分布范围较广,地理变异较丰富,开展种源实验,可以了解其地理种源变异规律,并进行优良种源选择及区划,为其遗传多样性评价和遗传改良提供依据,同时对林业生产具有重要意义。本研究揭示:随地理气候因子的变化,文冠果27个种源的苗期性状和种子形态性状在种源间形成了明显的变异,且这种变异是稳定遗传的;文冠果苗期性状变异主要受降水量、年均气温、年均日照3个环境主导因子的影响,其中,地上部分生物量变异最容易受环境影响;种子性状变异主要受海拔的影响,而种子大小和种皮质量对环境的反应最敏感。初步选定山东安丘、山东东营、内蒙古库伦、辽宁关山和辽宁海城5个种源为适合安丘地区育苗的优良种源。

参考文献 (29)

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