毛红椿种子性状的种源差异及综合评价.pdf
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1、收稿日期:修回日期:基金项目:国家重点研发计划子课题“毛红椿、木荷高效培育技术研究”()江西省林业科技创新专项“毛红椿种质资源收集与优良种质选育”()第一作者简介:贾婷()女 博士研究生 从事毛红椿高效培育技术研究:.通信作者:张露()女 教授 从事林木遗传育种和森林培育研究:.:./.毛红椿种子性状的种源差异及综合评价贾 婷 杜宣瑾 张 露 吴云燕 刘 军 刘 玮(.江西省森林培育重点实验室 江西 南昌 .江西农业大学林学院 江西 南昌.中国林业科学研究院亚热带林业研究所 浙江 富阳)摘要:为揭示毛红椿种子性状的地理变异规律 测定了毛红椿 个种源的种子表型、种子品质及其内含物含量等 个指标
2、研究种子性状的种源差异 并通过主成分法及聚类法对种子性状进行综合评价 除种子长和淀粉含量外 不同种源种子的其他性状差异均达极显著水平(.)种子性状变异系数的范围为.其中种子表型特征变异系数平均值最小(.)江西宜丰种源的种子千粒重(.)显著高于其他种源 发芽率(.)最高 种子千粒重与发芽率、可溶性糖含量及非结构性碳水化合物含量之间呈极显著正相关(.)说明毛红椿种子的重量与其所含的内含物的开放科学标识码(码)含量有关 种子性状的主成分分析结果表明 特征根大于 的主成分有 个 其贡献率分别为.、.、.累计贡献率达.聚类分析将 个种源分为 个类群 第类群是江西宜丰种源 为高千粒重、高可溶性糖和高非结构
3、性碳水化合物类群 第类群是江西龙南种源 第类为江西茅坪、福建南平、浙江富阳和湖北恩施种源 整体来说 毛红椿种子性状在种源间具有较强的遗传改良潜力 种子表型特征比种子品质和内含物更稳定 江西宜丰种源更具良种优势 今后可作为潜在优良种源加以培育关键词:毛红椿 种源差异 地理因素 种子表型 种子品质 种子内含物中图分类号:.文献标识码:文章编号:().(.):.(.).(.)(.).(.).森林与环境学报 ():第 卷 第 期 年 月 .:.分布于不同空间的植物为适应当地的地理气候环境 在性状上会发生遗传分化 形成不同的种源差异 种子作为植物最重要的繁殖器官 会将这种差异延存下去 通过研究不同种源的
4、种子性状差异可揭示种子地理变异规律 为优良种质资源选育提供参考 种子性状通常包括种子表型特征、种子品质及其内含物含量等指标 种子表型特征是种子植物形态学最直观的分类依据 是物种遗传多样性的基础 易受地理和气候等环境因子的影响 米槠 (.).种子长和种形指数随经度与最冷季度降水量的增加呈现出明显减小的趋势 皂荚(.)种子的表型特征也具有较强的东西变异规律 种子发芽率作为评价种子品质的重要指标 具有较强的地理种源变异 同时在种子发育过程中 内含物质的积累也会影响到种子品质 研究表明种子中淀粉、蛋白质等物质积累较多时会表现出较高的发芽率 另外 学者还发现黧蒴栲 (.)种子的发芽率与抗氧化酶及多酚氧化
5、酶活性呈现出显著的正相关关系 目前 关于不同种源地种子性状的研究多集中在种子表型及种子活性等方面 然而在不同空间分布下同时对种子表型特征、种子品质与种子内含物含量等种子性状进行综合评价的研究鲜有报道毛红椿 .(.).为楝科()香椿属()的高大落叶乔木 分布于我国亚热带地区 主要包括江西、福建、浙江、安徽和湖北等省 是我国第一批国家珍稀濒危的二级保护树种 现归并为红椿(.)被列入国家二级重点保护野生植物 毛红椿生长速度较快 干形通直圆满 木材纹理美观 有“中国桃花心木”之美誉 可做高档家具和装潢用材 然而 毛红椿天然更新速度缓慢 大多种群面临不同程度的衰退 濒危形势日趋严峻 造成优良遗传资源的大
6、量流失 因此 收集和评价毛红椿种质资源是毛红椿天然林保护和人工林培育的基础工作 目前 关于毛红椿的研究多集中在引种育苗、家系早期选择、苗期生长、施肥处理、混交树种配置及遗传多样性等方面 此类研究为毛红椿的遗传改良及培育作出了突出贡献 尤其是陈日红等对毛红椿种实表型性状的研究为揭示天然群体表型变异规律奠定了基础 本研究在对毛红椿种子表型性状的研究基础上 结合种子品质及种子内含物含量 多层面揭示毛红椿种子性状在空间尺度上的变异规律 充分了解种子表型与品质及其内含物之间的相互关系 为毛红椿的种质资源保护及良种选育提供参考 材料与方法.材料来源与采种地气候环境数据在毛红椿天然林中选择生长良好、结实量大
7、、胸径 以上、树龄大于 的母树进行采种保证采种母树间相距至少 以减小单株间的遗传关系对试验结果的影响 年 月 在毛红椿种子成熟期 分别采集江西龙南()、江西宜丰()、江西茅坪()、福建南平()、浙江富阳()和湖北恩施()个种源的种子 各种源地理位置及主要气候因子见表 表 毛红椿不同种源的地理信息及主要气候因子 .种源东经/()北纬/()海拔/年降水量/年平均气温/采种数 江西龙南.江西宜丰.江西茅坪.浙江富阳.福建南平.湖北恩施.第 期贾婷 等:毛红椿种子性状的种源差异及综合评价.毛红椿种子表型性状测定将每个种源所采的单株种子进行等量混合后 采用四分法随机选取 粒种子 用游标卡尺测量种子长()
8、、种子宽()及种子厚()精确到.并计算种形指数()采种后用电子天平测量百粒种子的鲜重()待其风干后再次称量种子干重()精确到.重复 次 最后计算种子千粒重()及含水率()每个种源随机选取 粒种子 浸泡 后置于发芽盒 放入光照培养箱(温度 )进行发芽试验 定时加水 记录每天的发芽情况 后计算种子发芽率()/()式中:表示种形指数 表示种子长()表示种子宽()/()式中:表示种子含水率()表示种子鲜重()表示种子干重().毛红椿种子内含物含量和相关酶活性测定将每个种源所采的单株种子进行混合后 用于测定种子内含物含量及酶活性 采用蒽酮比色法测定可溶性糖()和淀粉含量 采用考马斯亮蓝 染色法测定可溶性
9、蛋白()含量 并计算出非结构性碳水化合物()的含量 超氧化物歧化酶()活性、过氧化物酶()活性和过氧化氢酶()活性分别采用氮蓝四唑光还原法、愈创木酚染色法和紫外吸收法测定 每个种源种子随机称取 次进行重复测定.数据处理采用 .软件对不同种源的种子形态指标及种子内含物含量进行描述统计 计算变异系数并比较不同种子性状的变异程度 通过单因素 方差检验和 多重比较的方法研究各指标在不同种源间的差异性 用 相关分析探究种子各性状间的相关性 将原始数据进行标准化转化通过降维的方法进行统计量检验()和巴特利特球形度检验提取主成分 并计算各种源种子性状的综合得分 最后用欧氏距离法进行系统聚类分析 结果与分析.
10、不同种源毛红椿种子表型特征与种子品质差异不同种源毛红椿种子表型与种子品质的差异性分析结果如表 所示 浙江富阳种源与福建南平种源的毛红椿种子长有显著差异(.)江西茅坪、福建南平种源与湖北恩施种源毛红椿的种子宽存在显著差异(.)福建南平种源毛红椿的种子厚和种形指数与江西龙南、浙江富阳、湖北恩施种源的差异显著(.)江西宜丰种源毛红椿种子的千粒重(.)和发芽率(.)最大 且千粒重显著高于其他种源(.)浙江富阳种源毛红椿的种子发芽率最低 仅为江西宜丰种源的.江西宜丰和浙江富阳种源毛红椿种子的含水率与江西龙南、江西茅坪、福建南平、湖北恩施种源的差异显著(.)除种子发芽率外 毛红椿种子表型性状和种子品质的变
11、异系数均小于 属于较弱变异 说明种形指数、千粒重和含水率等指标具有较强的内稳性 而发芽率则具有较强的可塑性 从不同种源毛红椿的种子表型性状及种子品质差异性分析的 值来看 除种子长外 毛红椿种子宽、种子厚、种形指数、千粒重、含水率及发芽率等指标在不同种源之间的差异均达到极显著水平(.)说明毛红椿种子表型性状与种子品质在不同种源之间存在丰富的变异森 林 与 环 境 学 报第 卷表 不同种源毛红椿种子表型与种子品质的差异性分析 .种源种子长/种子宽/种子厚/种形指数 千粒重/含水率/发芽率/江西龙南.江西宜丰.江西茅坪.浙江富阳.福建南平.湖北恩施.变异系数/.值 .注:表中数据为均值标准误 同列数
12、据后不同小写字母表示不同种源间差异显著(.)表示不同种源之间具有极显著差异(.):.(.)(.).不同种源毛红椿种子内含物含量和酶活性变化不同种源毛红椿种子内含物含量的差异性分析结果如表 所示 从不同种源毛红椿种子内含物含量差异性分析的 值来看 毛红椿种子的可溶性糖含量、非结构性碳水化合物含量、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性等指标在不同种源之间的差异均达到极显著水平(.)淀粉含量在不同种源之间差异显著(.)不同种源种子可溶性糖含量的变异系数最小(.)抗氧化酶活性的变异系数均大于 说明抗氧化酶活性有较强的变异 江西宜丰种源的种子可溶性糖含量(.)显著高于其他种源(.)其非结构性碳水化合物含量(.)
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