麻瘋樹雜種F1種子主要特性分析

辛雅萱　張嚴方　李偉

摘 要：麻瘋樹廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區，其種子可提煉生物柴油，具有極大的開發利用價值。從多份麻瘋樹雜種F1種子中選出較好的20份材料，研究了其主要種子特性，結果表明：選出的A-51、A-10、D-4、A-26和A-31 5個優異單株的4個種子性狀均達到相對較高水平。研究結果為該植物的遺傳改良工作提供理論及實踐依據。

關鍵詞：麻瘋樹；F1代；種子特性；分析

中圖分類號 S79 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）16-0097-04

麻瘋樹（Jatropha curcas L.）又名小桐子、臭油桐及膏桐等，為大戟科（Euphorbiaceae）麻瘋樹屬（Jatropha）落葉灌木或小喬木。研究表明，麻瘋樹種子含油量可達40%以上，可榨取能源油進行利用。其榨油后生成的油渣、餅粕經加工處理后可作為生物農藥、肥料或飼料等[1-2]。人們認識到化石類能源越來越少，麻瘋樹種子油經進一步加工提煉后可用于燃油的事實受到了世界各國的極大重視，被認為是最有可能代替未來石油且有巨大開發潛力的能源樹種。因此，麻瘋樹種子的產量及含油率等種子特性，是其研究領域的重要內容，且國內外已有相關研究報道[3-6]。然而，多年的生產實踐證明，麻瘋樹確實存在種子產量低，且易受環境因素的影響出現低產甚至不結實的現象，已成為制約麻瘋樹開發利用的障礙。因此，利用各種遺傳育種的手段對其種子特性進行改良已迫在眉睫[7]。雜交育種作為一種常規的育種手段，長久以來已在多種植物中發揮出了其不可替代的作用，是國內外育種中應用最廣泛、成效最顯著的育種方法之一。諸多生產上大面積推廣的農林新品種，均是通過雜交育種選育而成[8]。所以，利用雜交育種的手段產生麻瘋樹有性種子，種植后獲得麻瘋樹F1代植株，并待其性成熟產生種子后，對種子特性進行測定，并作為早期選擇的依據之一，可快速而有效的改良該樹種種子產量低和種子含油率低的不良性狀。試驗在前期研究中獲得了麻瘋樹F1代植株種子多份，測定種子的百粒重、種子含油率，種仁含油率以及單株初果期產量等性狀，試驗結束后選取百粒重、產量、種子含油率、種仁含油率分別較高的20份，對實驗數據進行統計分析，以期篩選出高種子產量及高種子含油率的優良單株，為麻良種選育提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料 試驗材料為西南林業大學前期進行的麻瘋樹雜種F1植株上結實第一年收獲的種子，以不同的雜交組合分為不同的系列（以英文大寫字母表示）。待果實成熟后，在落果前人工及時采收果實，風干后人工剝離種子備用。

1.2 方法

1.2.1 單株產量 統計每個單株總的種子重量。

1.2.2 種子百粒重 隨機選取100粒風干狀態下的種子，于電子天平（精度為0.001g）上稱重。每次抽樣5份，重復3次。

1.2.3 種子及種仁含油率 種子及種仁含油率均參考姚虹[9]改進的索氏提取法測定脂肪含量方法的測定。每次測定含油率抽樣5份，重復3次。

1.3 數據處理 在試驗結束后從所有數據處理中選取產量、百粒重、種子含油率、種仁含油率分別較高的前20個單株的數據，在EXCEL和SPSS13.0軟件上進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 種子產量 對麻瘋樹F1代種子產量進行統計分析，所入選的前20個單株種子產量列于表1中。

由表1可知，A-51這一植株的產量高達237.9g，明顯高于其他植株。其后的A-31、D-4和A-10植株的產量分別為186.97g、174.58g和170.58g，其產量也較為可觀。另外A-26號植株的產量為167.66g。而L-5、A-50、A-44、A-52和A-32 5個單株的產量也都在120g以上。因此，將A-51、A-31、D-4、A-10、A-26、L-5、A-50、A-44、A-52以及A-32號單株確定為高產量單株。

2.2 種子百粒重 對麻瘋樹F1代種子百粒重進行方差分析，其結果列于表2。

表3顯示：A-4、D-4、和A-10植株的種子含油率達到最大值，分別是33.166%、33.120%和33.113%，且與其余單株的種子含油率表現顯著差異，其次是A-51和A-31單株的種子含油率是31.579%和30.628%也較為可觀。接下來的C-5、A-26和A-45單株之間也沒有顯著差異（分別為：30.116、29.999和29.809%），緊隨其后的E-4和L-2植株也分別達到29.809%和29.455%。而最少的A-21號單株的種子含油率僅有26.094%。可以認為A-4、D-4、A-10、A-51、A-31、C-5、A-26、A-45、E-4以及L-2的種子含油率達到了相對較高水平。

2.4 種仁含油率 對麻瘋樹F1代種子種仁含油率較高的前20個單株進行統計分析，結果列于表4中。

結果表明，A-10號單株的種子種仁含油率與其它植株表現顯著差異，其種仁含油率達到了60.533%；其次是L-2和A-26兩株的種子的種子種仁含油率之間不存在顯著差異（分別為：55.955和55.833%），接下來的A-51和D-4 2株的種仁含油率也分別達到了54.834%和54.034%。隨后的A-4、H-1、E-4、C-8以及A-55五株的種仁含油率也都在52.128%以上。而A-41號單株的種子種仁含油率最小，僅為50.159%；可以認為，A-10、L-2、A-26、A-51、D-4、A-4、H-1、E-4、C-8以及A-31這10個單株的種仁含油率達到了相對較高水平（表4）。

2.5 優良麻瘋樹F1單株的初步篩選 從上述的分析中，選出百粒重、產量、種子含油率和種仁含油率均相對較高的D-4、A-10、A-26、A-51和A-31這5個單株，做為初選的優良材料（表5）。

3 討論

一般情況下，產量是由多基因控制的，它的形成較為復雜，常常表現為變異系數較大。萬泉等[5]在收集了云南、四川、廣西和海南等地的20個不同種源的種子后，對種子性狀進行了測定，結果表明種子百粒重變幅為48.6～67.7g，平均為61.4g。而在試驗中發現，20份雜種一代的麻瘋樹百粒重有顯著差異，變幅為：49.7～64.0g，同樣存在較高有變異程度。由于產量形成的復雜性，導致它的遺傳率較低。但如果找到與產量性狀密切連鎖的某些遺傳率較高的、表現明顯的簡單性狀，則可利用其對產量進行早期間接選擇，從而提高產量性狀選擇的可靠性[10]。因此，在麻瘋樹雜交育種后代選擇過程中，應探討諸如種子成熟期、種子采收時期、株高、結實期的長短等性狀與產量是否有連鎖關系，以加強間接選擇，有望選育出種子產量和百粒重均較高的麻瘋樹新種質。

Kaushik[11]曾以24株麻瘋樹優樹為材料，測得其種子含油率為28.00%～38.80%，平均為33.13%。吳軍[12]從四川和云南干熱河谷地區的半野生狀態的麻瘋樹中初步篩選出了10個高含油品系，其種仁含油率在52%～63%，平均達到56.1%。試驗中測定的20個麻瘋樹雜種F1代含油率均有明顯差異，種仁含油率變幅為：50.159%～60.533%，種子含油率變幅為26.094%～33.166%。可見，麻瘋樹種子及種仁含油率均分別具有較高的變異程度。而油分含量的變異主要受環境互作效應的控制，環境變化能在較大的程度上左右基因的表達[10]。所以，提高麻瘋樹種子油分含量還應注意提供適合其生長發育的環境條件進行種植或者選擇適宜于生態條件的優良種源進行種植。同時，變異程度較高，有利于在雜種后代中的選擇，但應保證所進行的選擇試驗是在條件相對一致的環境條件下進行的。

試驗所選出的A-51、A-10、D-4、A-26和A-31五個優異單株，其上述4個主要種子性狀均達到相對較高水平。但由于產量和含油率性狀的遺傳率均較低，因此，在今后的選育過程中，需要在對所有F1單株進行進一步全面分析的基礎上，加強這5個單株產量及質量相關性狀的數據的統計及分析，以進一步從雜種后代群體中篩選優良麻瘋樹種質，同時也為上述5個單株的優良性狀穩定性作更深入的遺傳分析。另外，不難看出，A系列的雜交種在4個主要種子性狀上均表現出較高值。這說明，A系列雜種的親本有較高的一般配合力，故在今后的雜交中應以A系列的父母本作為優勢雜交親本，與其他親本雜交，有望出現更多的優良雜交組合。

參考文獻

[1]中國植物志編委會.中國植物志（第四十八卷，第二分冊）[M].北京：科學出版社，1980.

[2]田春龍，郭斌，劉春潮.能源植物研究現狀和展望[J].生物加工過程，2005，3（1）：14-19.

[3]田斌，唐軍榮，孫正海，等.麻瘋樹不同種源種子特性分析[J].廣東農業科學，2013，40（8）：27-28.

[4]楊琳，徐鶯，陳放.麻瘋樹種子萌發特性研究[J]種子，2007，26（5）：88-89.

[5]萬泉，黃勇，肖祥希，等.麻瘋樹不同地理種源種子性狀及苗期生長初報[J].福建林業科技，2006，33（4）：13-16.

[6]ELLIS R H，HONG T D，ROBERTS E H.Handbooks for genebanks No.3.Handbook of seed technology for genebanks.Vol.II.Compendium of specific germination information and test recommendations[M].Rome：International Board for Plant Genetic Resources，1985.

[7]田斌，唐軍榮，鄭元，等.我國麻瘋樹的遺傳改良現狀及建議[J].貴州農業科學，2013，41（6）：23-27.

[8]胡延吉.植物育種學[M].北京：高等教育出版社，2003.

[9]姚虹.索氏提取法測定脂肪含量方法改進[J].中州大學學報，1996（4）：64-65.

[10]朱軍.遺傳學（第三版）[M].北京：中國農業出版社，2013.

[11]Kaushik N，Krishan K，Sushil K，et al.Genetic variability and divergence studies in seed traits and oil content of Jatropha（Jatropha curcas L.）accessions[J].Biomass & Bioenergy，2007，31（7）：497-502.

[12]吳軍，王勝華，唐琳，等.麻瘋樹油脂含量遺傳性與CSC高油63品種的選育[J].種子，2008，27（5）：100-102.

（責編：張長青）