香花油茶不同无性系叶表型性状及叶绿素含量的差异.pdf
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1、Vol.41 No.2Jun.2023第 41 卷 第 2 期2023 年 6 月经 济 林 研 究 Non-wood Forest Research收稿日期:2022-07-19基金项目:广西创新驱动发展专项“典型栽培区油茶绿色栽培模式集成应用示范”(桂科 AA20302021-4)和“油茶园艺化栽培关键技术研究”(桂科 AA20302021-2)。第一作者:陈梦秋(),硕士研究生。通信作者:叶航(gfri_),正高级工程师,博士。引文格式:陈梦秋,张日清,蔡娅,等.香花油茶不同无性系叶表型性状及叶绿素含量的差异 J.经济林研究,2023,41(2):102-109.CHEN M Q,ZHA
2、NG R Q,CAI Y,et al.Analysis of leaf phenotypic characters and leaf phenotypic character of different clones in Camellia osmanthaJ.Non-wood Forest Research,2023,41(2):102-109.香花油茶不同无性系叶表型性状 及叶绿素含量的差异陈梦秋1,2,张日清1,蔡 娅2,程俊媛1,2,尹显明1,2,叶 航2(1.中南林业科技大学,湖南 长沙 410004;2.广西壮族自治区林业科学研究院 a.广西特色经济林培育与利用重点实验室;b.广西油
3、茶良种与栽培工程技术研究中心,广西 南宁 530002)摘 要:【目的】为香花油茶良种选育和生态经济型品种筛选提供参考。【方法】以生长良好的 30 个香花油茶无性系叶为材料,使用叶面积仪和 Dualex 植物多酚-叶绿素仪对叶表型性状和叶绿素含量进行测定。【结果】叶 水分含量特征:叶含水量为 52.07%62.44%,含水量高于 55%的无性系占比 70%以上。叶表型性状:15 号无性系的叶长最大,29 号无性系的叶宽、叶面积、叶周长、形状系数均最小;各无性系叶表型性状的变异系数为9.18%23.07%,叶周长的变异系数最小(为 9.18%),叶面积的变异系数最大(为 23.07%);叶宽、叶
4、面积与其他叶表型性状间均存在极显著相关性;在主成分分析中,前 2 个主成分的累计贡献率达到 92.708%,说明这2 个主成分概括了 6 个性状的主要信息。其中,叶面积的特征向量值最大,其次是叶宽,叶面积和叶宽是区分香花油茶无性系最主要的叶性状。经聚类分析,香花油茶各无性系可被划分为 3 个类群。叶绿素含量:香花油茶不同无性系间叶绿素含量存在变异,变异系数为 8.48%;25 号无性系叶基、叶中的叶绿素含量与其他无性系有显著差异,叶尖叶绿素含量除与 18 号无性系无显著差异外,与其他无性系均有显著差异。【结论】香花油茶叶表型性状的遗传差异较大;叶中的叶绿素含量与叶总体的叶绿素含量的相关性最高,
5、即叶中部可作为测定叶片叶绿素含量的最佳部位。关键词:香花油茶;无性系;叶的水分含量特征;叶表型性状;叶绿素含量;叶位中图分类号:S601 文献标志码:A 文章编号:10038981(2023)02010208Analysis of leaf phenotypic characters and leaf phenotypic character of different clones in Camellia osmanthaCHEN Mengqiu1,2,ZHANG Riqing1,CAI Ya2,CHENG Junyuan1,2,YIN Xianming1,2,YE Hang2(1.Centr
6、al South University of Forestry&Technology,Changsha 410004,Hunan,China;2.a.Guangxi Key Laboratory of Special Non-wood Forest Cultivation&Utilization;b.Improved variety and cultivation engineering Research Center of Oil-tea Camellia in Guangxi,Guangxi Forestry Research Institute,Nanning 530002,Guangx
7、i,China)Abstract:【Objective】To provide reference for the breeding of fine varieties and screening of eco-economic varieties of Camellia osmantha.【Method】The leaf phenotypic traits and chlorophyll content of 30 C.osmantha clones with good growth were measured by leaf area meter and Dualex plant polyp
8、henol chlorophyll meter.【Result】Leaf water content characteristics:leaf water content was from 52.07%to 62.44%,and the clones with water content higher than 55%accounted for more than 70%.Leaf phenotypic traits:the leaf length of clone 15 was the largest,and the leaf width,leaf area,leaf circumferen
9、ce and shape coefficient of clone 29 were the smallest.The coefficient of variation of leaf phenotypic traits of each clone was from 9.18%to 23.07%,the coefficient of variation of leaf perimeter was the Doi:10.14067/ki.1003-8981.2023.02.011http:/103第 41 卷经 济 林 研 究油茶 Camellia oleifera 为山茶科 Theaceae 山
10、茶属 Camellia 常绿小乔木或灌木,根系发达,适应能力强,不与粮食争地,具有一次栽种长期受益的特点,因此被称为“铁杆庄稼”1。油茶的主要产品茶油是粮农组织重点推荐的健康型食用油,素有“东方橄榄油”之称1-3;其产品茶饼、果壳和叶等不仅可以用于提取茶皂素、黄酮和多酚等物质,还可以作为杀虫剂用于防治害虫4-5。随着对油茶认知的加深,中国政府出台了关于油茶发展和规划的文件,油茶产业的发展不但可以缓解中国食用油短缺问题,而且在水土保持、环境美化方面起到较好的作用,具有重要的经济和生态价值。香花油茶 Camellia osmantha 为 2012 年在南宁发现的油茶新物种,不但果量多、出籽率高、
11、早熟,而且树形美观、花带香气,可同时作为油料作物树种和观赏树种6。香花油茶,较之普通油茶,表现出较强的适应性,不易受低温、高温的伤害,喜光,喜温暖湿润气候,在半阴环境也能生长良好,在红壤、黄红壤的酸性或微酸性的土壤上均能正常生长发育7-8。2012 年始,广西壮族自治区林业科学研究院油茶研究团队在全区范围开展香花油茶选优工作,经初选、复选和决选共筛选出 105 个 单株,繁育出无性系,并在各地进行区试。叶是植物进行光合作用的主要器官,植物的光合面积和对光的利用效率主要受叶形态的影响。植物的叶形态主要包括叶大小、叶形指数、形状系数等。相比于植物的其他性状,叶形态性状容易测量,而且能直观反映植物对
12、环境的适应策略和表现型9。叶绿体是植物进行光合作用的场所,植物光能利用效率取决于其叶的叶绿素含量,叶绿素含量也是反映植物营养和生长状况的重要指标。李振海等10的研究结果表明,Dualex 仪对叶绿素质量分数和单位面积叶绿素质量的估测精度高于 SPAD 叶绿素计。使用 Dualex 仪可以同时测定 4 个指标(叶绿素指数、黄酮素指数、花青素指数和氮平衡指数),在野外作业中相比其他手持便携式叶绿素计可以节省人力和时间,提高工作效率。在本研究中利用叶面积仪和 Dualex 仪测定香花油茶 30 个无性系的叶表型性状和叶绿素含量,旨在为广西不同区域香花油茶的种植利用提供科学参考。1 材料与方法1.1
13、研究地概况试验地位于广西中部来宾市的兴宾区,海拔67.3 m,属亚热带季风气候,气候温和,日照充足,雨量充沛,全地区年降水量 1 225 1 942 mm,年日照 1 325 1 734 h,年均温 18.1 21.2。林地造林前种植甘蔗,地势平坦,土层深厚,排水良好,pH 值 4.5 6.0,以砂质土壤为主,土壤的有机质及磷、钾等矿物元素含量较高,土壤肥力较高11。1.2 试验材料2018 年 1 月使用 1 年生扦插苗(54 个无性系)营建试验林,株行距为 2 m3 m,总面积 4.67 hm2。苗木均由广西壮族自治区林业科学研究院提供,造林后常规管理。2021 年底,从 2018 年sm
14、allest,which was 9.18%,and the coefficient of variation of leaf area was the largest,which was 23.07%.There were significant correlations between leaf width,leaf area and other leaf phenotypic traits.In the principal component analysis,the cumulative contribution rate of the first two principal comp
15、onents reached 92.708%,indicating that two principal components summarized the main information of the six traits.Among them,the load of leaf area was the largest,followed by leaf width,which was the most important leaf trait to distinguish C.osmantha clones.By cluster analysis,the clones of C.osman
16、tha could be divided into three groups.Chlorophyll content:there was a variation in chlorophyll content among different clones of C.osmantha,and the coefficient of variation was 8.48%.The chlorophyll content in leaf base and leaf of clone 25 was significantly different from that of other clones,and
17、the chlorophyll content in leaf tip was significantly different from that of other clones except for no significant difference with clone 18.【Conclusion】The genetic difference of phenotypic traits of C.osmantha is larger;The chlorophyll content in leaves have the highest correlation with the overall
18、 chlorophyll content in leaves,which means the middle part of leaves could be used as the best part to determine the chlorophyll content of leaves.Keywords:Camellia osmantha;clones;leaf water content characteristics;leaf phenotypic character;leaf chlorophyll content;leaf position104第 2 期陈梦秋,等:香花油茶不同
19、无性系叶表型性状及叶绿素含量的差异参试的无性中,选择生长健壮、无明显病虫害,且已正常开花、结果较好的 30 个无性系(表 1),确定为调查对象。表 1 参试香花油茶无性系原编号Table 1 The original number of the tested C.osmantha clones序号No.无性系原编号Original clone No.序号No.无性系原编号Original clone No.序号No.无性系原编号Original clone No.163118421101264129022104367139123110468149224113569159325117670169
20、426118771179527122873189628124982199829158108320100301611.3 试验方法1.3.1 叶的水分含量和表型性状测定2022 年 4 月底春梢充分木质化后,从每个样株东、南、西、北、中 5 个方向各选取 1 个当年生标准枝,自每根枝条上端随机采 6 片完整的成熟叶,共计 30 片。取样后将叶表面擦拭干净,剪去叶柄,立即称取叶的鲜质量,然后将叶置于烘箱中,烘干至恒定质量,称得干质量,计算叶含水量。利用叶面积仪测得叶长、叶宽、叶面积、叶周长、叶形指数(长宽比)等参数。所有指标均测定 3 次,取平均值。1.3.2 叶的叶绿素含量测定每个无性系分别选择
21、 3 株生长一致、光照均一的标准株,从每个标准株东、南、西、北 4 个方向选取 4 根主侧枝,在每根侧枝中选取顶梢、侧梢 2 个枝组,在每个枝组中上部选取 1 个生长良好且无病虫害的春梢,分别选取春梢顶部第 1片叶、中间叶和基部叶进行叶绿素含量测定。测定时手持叶柄,叶子上表面朝上,叶尖向前,将每片待测叶按主脉长度等量划分为叶基、叶中和叶尖 3 部分,再以主脉为中界将每个部分划为左、右 2 个分区,一共划成 6 个分区。每片叶各部分的叶绿素含量为左、右 2 个分区数值的平均值,叶总体的叶绿素含量为 6 个分区叶绿素含量的平均值12。1.4 数据处理应用 Excel 软件和 SPSS 22.0 统
22、计软件对所测数据进行统计和分析。2 结果与分析2.1 香花油茶不同无性系叶的质量和水分含量对香花油茶 30 个无性系 30 片叶的鲜质量、干质量、含水量进行分析,结果表明(表 2):各无性系中叶鲜质量最高的是4号无性系(16.43 g),鲜质量最低的是 22 号无性系(7.07 g),比 4 号表 2 参试香花油茶无性系叶的质量(30 片)和水分含量Table 2 The quality(30 pieces)and moisture content of the leaves of C.osmantha clones were tested序号No.鲜质量Fresh mass /g干质量Dry
23、 mass/g含水量Water content/%序号No.鲜质量Fresh mass /g干质量Dry mass/g含水量Water content/%111.640.68 jk4.370.29 jkl62.441.75 a1713.780.75 fg5.830.35 ef57.690.95 fgh212.240.49 ij5.170.31 gh57.781.30 fgh1814.480.29 def6.630.08 bc54.210.51 mn316.200.48 ab7.400.34 a54.292.49 mn1912.090.26 ij5.350.06 fg55.740.71 ijkl
24、m416.430.59 a7.060.41 ab57.051.11 ghij209.650.86 lmn4.430.38 jk54.090.13 mn510.070.47 lm4.410.25 jk56.220.43 hijkl2112.590.97 hij5.340.45 fg57.600.38 fgh613.450.42 fgh5.520.15 efg58.960.19 def227.070.53 p2.810.26 n60.280.95 bcd710.780.93 kl4.350.49 jkl59.711.07 cde238.600.84 no3.390.35 m60.590.95 bc
25、810.380.56 l4.430.33 jk57.351.11 fghi2415.240.42 bcde6.810.12 bc55.301.10 klm913.180.57 ghi6.040.40 de54.201.19 mn259.990.78 lm4.720.37 hij52.750.08 no1015.410.60 abcd6.920.30 abc55.090.72 lm2612.080.18 ij5.790.11 ef52.070.38 o1113.150.18 ghi5.470.10 fg58.400.34 efg2710.770.56 kl4.640.14 ij56.881.22
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