林芝山定子部分表型性狀多樣性研究

張良英, 劉 林*, 牛歆雨，鐘林志

(1. 西藏大學農牧學院，西藏 林芝 860000；2. 宜賓縣蘭亭園藝有限公司，四川 宜賓 644600)

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林芝山定子部分表型性狀多樣性研究

張良英1, 劉 林1*, 牛歆雨1，鐘林志2

(1. 西藏大學農牧學院，西藏 林芝 860000；2. 宜賓縣蘭亭園藝有限公司，四川 宜賓 644600)

以林芝4個山定子居群為研究試材，研究其果實、葉片、花的相關表型性狀及其變異系數。結果表明，山定子果實性狀以單果重的變異系數最大，在9.13 %～29.36 %，果梗長的變異系數次之，為4.67 %～17.11 %，果實橫徑、縱徑、果形指數性狀變異相對較小，果實顏色基本都是紅色～深紅；葉片性狀中葉柄長的變異系數在6.72 %～26.98 %，為最大，其次為葉面積(最大為18.15 %)和葉片厚度(最大為12.44 %)，葉長、葉寬、葉周長、葉面積等變異系數基本小于10 %；花性狀中以花絲長的變異系數最大(最大為12.16 %)，其次為雌蕊長和花直徑，雄蕊數和雌蕊數變異較小。總體來看，居群4(工布江達)的單果重最高達1.18 g，居群3(布久)的花直徑最大為39.77 mm；居群4(工布江達)的山定子年齡級結構分布最合理。

山定子；居群；表型性狀；變異系數

山定子(Malusbaccata)別名山荊子，落葉喬木，樹體高大，其為薔薇科蘋果屬山定子系植物。山定子主要分布于我國北方地區，如東北三省、河北、山西、山東等地[1]。除此之外，西藏東南部的林芝、波密一帶也分布有大片的野生山定子，該地帶分布的山定子可能是麗江山荊子的一個類型或變種[2]。山定子抗寒性強，與蘋果嫁接具有極好的親和力，是我國各地蘋果的主要實生砧木之一[3]。

表型性狀多樣性體現了遺傳的多樣性和環境的多樣性，而表型性狀變異是植物種群的人工馴化和良種選育的基礎, 也是植物種質資源收集、保存、評價、利用的依據[4-5]。林芝作為西藏蘋果的主產區之一，蘋果嫁接的主要砧木主要為林芝具有優良適應性的野生山定子[6]。山定子除了作蘋果砧木外，還是優良的觀花植物[7]。林芝的米林縣、林芝縣、工布江達縣分布有大片的野生山定子居群。該地山定子主要在河谷、山坡、農田等處幾十至幾百株片狀或帶狀分布。然而對該地山定子的研究較少，目前僅對其發芽特性及根系生長動態做過簡單的研究[6，8]，對其居群表型性狀的研究尚未見報道。本項目主要研究林芝市不同山定子居群的表型性狀及多樣性，旨在為山定子優良砧木的開發利用及當地蘋果產業的發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本研究中居群全部位于西藏林芝市。居群1：西藏林芝市巴宜區西藏大學農牧學院后山，農田附近(29°33′N，94°21′E，海拔高度3050 m)；居群2：林芝縣布久鄉河邊及農田附近(29°28′N，94°24′E，海拔高度2957 m)；居群3：米林縣米林機場，河谷地帶(29°18′N，94°20′E，海拔高度2932 m)；居群4：工布江達縣措高鎮，山坡谷地(29°54′N，93°38′E，海拔高度3313 m)。居群所屬藏東南溫暖半濕潤氣候區，年平均氣溫8.6 ℃ ，無霜期210 d，有效積溫(0 ℃以上)3218 ℃，年降水量664.4 mm，集中于5-9 月，年日照時數約為1988.6 h[9]。

1.2 試驗方法

1.2.1 年齡結構測定方法 每個居群隨機選取20株山定子，在距離地平面一致的高度用卷尺測量單株周長，然后計算單株胸徑，用單株大小級結構代表年齡級結構[10]，用以分析山定子居群的年齡結構特征，具體分級標準如下劃分：胸徑≤15 cm的為Ⅰ級幼樹；胸徑介于15～20 cm的為Ⅱ級小樹；胸徑介于20～30 cm的為Ⅲ級中樹；胸徑介于30～40 cm的為Ⅳ級大樹；胸徑>40 cm的為Ⅴ級老樹。

1.2.2 果實、葉片、花表型性狀測定方法與變異比較 于2015年4月中下旬山定子盛花期測定花的特征指標，每個居群隨機選取20株，每株選取至少20朵花(葉片和花的樣本數同此)，用游標卡尺測定花直徑、花絲長、雄蕊數、雌蕊數、雌蕊長，測定后取其平均值。葉片特征指標的測定在2015年6月份，選取成熟葉片測定葉長、葉寬、葉形指數、葉柄長、葉周長、葉面積、葉片厚度。2015年9月下旬果實成熟期果測定果實橫徑、縱徑、果形指數、果梗長、單果重，并觀察果實顏色。

1.3 數據統計與分析

數據由Excel 2007及SPSS 21.0軟件處理。

2 結果與分析

2.1 山定子不同居群的年齡級結構

山定子年齡結構用單株胸徑表示[10]。由表1可知，4個居群山定子的年齡級分布有差異，居群1、居群2和居群3以Ⅴ級老樹最多，分別為12、16、16株；3個居群都缺失Ⅰ級幼樹，尤其是居群1，Ⅰ級、Ⅱ級及Ⅲ級樹都缺失；居群4的年齡分布比較合理，Ⅰ幼樹和Ⅱ級小樹數量相對提高，占該居群調查總數的25 %，Ⅴ級老樹數量相對較少，僅占總數的30 %。因此，居群4的穩定性相對更好。

2.2 山定子不同居群的果實性狀及變異比較

由表2可知，林芝山定子的果梗長和單果重都存在較大的遺傳多樣性變異。單果重的變異系數最大，其中居群3的單果重變異系數為最大，達到29.36 %，居群4的變異系數最小，僅為9.13 %。果梗長的變異系數次之，4個居群的變異系數分別為：6.96 %、4.67 %、17.11 %、9.81 %。果實橫徑、果實縱徑、果形指數也存在一定程度的變異，但都在10 %以下。在林芝山定子果實性狀中，居群4的山定子果實橫徑、果實縱徑、果梗長及單果重最大，分別為12.81 mm、11.96 mm、9.81mm、1.18 g，與其它3個居群差異顯著，居群至3的果實性狀表現最差。4個居群的山定子果實的果形指數無顯著差異，近圓形；果實顏色都是紅色-深紅。4個居群中以居群4的果實特性表現最好，但是變異系數較小，居群3的果實性狀指標最小，但變異系數最大。這可能與兩個居群所處的環境條件有關，居群4處于山坡谷地，土壤相對肥沃，風小；而居群3處于河谷地帶，常年大風，環境條件相對惡劣。

2.3 山定子不同居群的葉片性狀及變異比較

由表3可知，林芝山定子的葉片長度、葉寬、葉柄長、葉周長、葉面積及葉片厚度都存在一定的變異。其中以葉柄長的遺傳多樣性最豐富，4個居群的變異系數分別為：6.72 %、26.98 %、12.70 %、13.24 %。其次為葉面積和葉片厚度，最大變異系數分別為18.15 %(居群4)、12.44 %(居群4)。其它葉片性狀的變異系數基本都在10 %以下。4個居群之間的葉長、葉寬、葉周長、葉面積之間均無顯著差異。居群3、居群4的葉片葉形指數較大，分別為2.13、2.20，與居群1、居群2差異顯著。葉片厚度最大的為居群3，達到0.32 mm，葉片厚度最小的為居群2，僅有0.22 mm。這與居群3處于河谷大風地帶可能有關，是導致葉片變厚的原因之一。

表1 不同居群間樹體年齡級分布

表2 不同居群間果實性狀比較

注：表中小寫字母表示方差分析中0.05水平的差異顯著，下同。

表3 不同居群間葉片性狀分析

表4 不同居群間花性狀分析

2.4 山定子不同居群的花性狀及變異比較

在花的各個表型性狀中，以花絲長的遺傳多樣性最高(表4)，變異系數最大，其次為雌蕊長和花直徑，雄蕊數和雌蕊數變異較小。4個居群間的花絲長、雄蕊數、雌蕊數、雌蕊長均無顯著差異，居群1與其他3個居群間的花直徑達到顯著差異水平，居群1的花直徑最小，為35.91 mm，居群4的花直徑最大，為39.18 mm。由此可見，林芝山定子花性狀總體表現出的遺傳多樣性相對較小。

3 討論與結論

表型是基因表達與所處外界環境交互作用的結果，是生物遺傳特性受制于生態環境條件的遺傳表征[11]。表型性狀可表示植物的遺傳變異水平，它包括形態學特征，還包括生物化學成分特征和生物活性特征等，而表型性狀經常作為種質資源遺傳多樣性研究的評價指標[12]。林芝山定子野生居群是在一定空間和時間里存活的自然同種個體群。由于居群分布的環境不同，其不同居群間植物的形態特征多少存在差異[13]。馮濤研究了新疆野蘋果3個居群(霍城縣、鞏留縣及新源)的果實、葉片、花等相關的表型性狀，結果表明，3個居群間與果實、葉片、花相關的大部分表型性狀的變異系數大于10 %[12]。周淑香研究了西藏不同居群光核桃果實的表型性狀，結果顯示光核桃果實的變異系數在6.62 %～9.54 %，種子特征的變異系數在7.20 %～0.35 %[14]。

在本調查中，林芝的4個山定子居群中只有居群4(工布江達)的年齡級結構分布較合理，Ⅰ級幼樹占10 %，Ⅱ級小樹占15 %，Ⅲ級中樹占25 %，Ⅳ級及以上占50 %。其他3個居群中除了居群2(布久)有一定比例的幼樹(10 %)外，絕大部分都是Ⅳ級大樹和Ⅴ級老樹，樹齡相對較老，不利于居群的穩定，究其原因，可能是近年的農業生產活動造成的，這一結果在新疆野蘋果居群中也有同樣的體現[12]。

林芝4個山定子居群中，果實性狀以單果重的變異系數最大，在9.13 %～29.36 %，果梗長的變異系數次之，為4.67 %～17.11 %，其它果實性狀變異相對較小。葉片性狀中葉柄長的變異系數在6.72 %～26.98 %，為最大，其次為葉面積(最大為18.15 %)和葉片厚度(最大為12.44 %)，葉長、葉寬、葉周長、葉面積等變異系數基本小于10 %。花屬于山定子的繁殖器官，與繁殖特性有關。在花的各個表型性狀中，以花絲長的遺傳多樣性最高，變異系數最大(最大為12.16 %)，其次為雌蕊長和花直徑，雄蕊數和雌蕊數變異較小。在四個居群中，以居群4(工布江達)的單果重最高(1.18 g)，居群3(布久)的花直徑最大(39.77 mm)，處于河谷大風地帶的居群3(米林)的各表型性狀表現相對較低，但是葉片厚度變厚，應該與該居群的山定子長期適應逆境條件有關。

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(責任編輯 李 潔)

Study on Phenotypic Diversity ofMalusbaccatain Nyingchi

ZHANG Liang-ying1，LIU Lin1*, NIU Xin-yu1, ZHONG Lin-zhi2

(1. Agricultural and Animal Husbandry College of Tibet University, Tibet Nyingchi 860000, China;2. Lanting Landscaping Services Ltd., Sichuan Yibin 644600, China)

Four natural populations ofMalusbaccatawere selected and investigated in Nyingchi, Tibet. Phenotypic diversities were analysised on the basis of traits such as the fruit, the leaf, and the flower. The results showed that, the variation coefficient of fruit mass was the highest in fruit traits (9.13 %-29.36 %), followed by the variation coefficient of length of carpopodium(4.67 %-17.11 %). The variation coefficient of transverse length, vertical length and shape index were low. The fruit color of four populations were all red to dark red. In leaf traits, length of petiole had the highest variation coefficient, which was between 6.72 %-26.98 %. The second were leaf area and leaf thickness. The variation coefficient of leaf length, leaf width, leaf perimeter and leaf area were all below 10 %. In flower traits, the variation coefficient of filament length was the highest The second was of pistil length and flower diameter. In these populations, fruit mass of population 4 was highest(1.18 g), the flower diameter of population 3 was largest(39.77mm). Population 4 had the best population age structure.

Malusbaccata; Population; Phenotypic traits; Variation coefficient

1001-4829(2016)11-2720-04

10.16213/j.cnki.scjas.2016.11.038

2015-12-09

西藏大學農牧學院青年基金“林芝山定子資源不同居群的表型遺傳多樣性研究”；西藏自治區自然科學基金項目(2015ZR-13-35)

張良英(1981-)，女，碩士，副教授，主要從事園藝植物生理學的研究和教學工作，E-mail:413193634@qq.com，*為通訊作者：劉 林(1980-)男，山東淄博人，博士，副教授，主要從事果樹植物資源等方面的教學和研究工作。

S661.1;Q944.1

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