楊為海 曾利珍 曾輝 萬(wàn)繼鋒 陳倪 鄒明宏 陸超忠 張漢周 羅煉芳 朱文華



摘 ?要:為鑒別與利用澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源,以湛江地區(qū)栽培的25份澳洲堅(jiān)果種質(zhì)為試驗(yàn)材料,調(diào)查研究葉片的14個(gè)表型性狀,并對(duì)部分性狀進(jìn)行遺傳變異與相關(guān)性分析。結(jié)果表明:供試澳洲堅(jiān)果資源的葉片表型性狀(葉序、嫩葉顏色、葉片形狀、葉尖形狀、葉基形狀、葉緣形狀、葉緣刺多少、葉面狀態(tài)、嫩葉黃化、葉面積、葉長(zhǎng)、葉寬、葉形指數(shù)、葉柄長(zhǎng)度)具有明顯的變異性。其中,葉片5個(gè)數(shù)量性狀的變異系數(shù)為13.47%~25.19%,變異幅度以葉面積最大、葉片長(zhǎng)度最小;各數(shù)量性狀數(shù)據(jù)分布均為偏正態(tài)分布,偏度大小范圍為-0.20~1.33。相關(guān)性分析結(jié)果表明,葉面積與葉形指數(shù)均與葉片長(zhǎng)度及其寬度間存在極顯著的相關(guān)性,而葉柄長(zhǎng)度與葉面積、葉片長(zhǎng)度、葉片寬度及葉形指數(shù)之間的相關(guān)性均不顯著。因此,澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源的葉片表型性狀顯示出較為豐富的遺傳多樣性,部分?jǐn)?shù)量性狀之間存在較為密切的關(guān)系。并且,運(yùn)用石蠟切片法,對(duì)澳洲堅(jiān)果葉片的解剖結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了初步觀測(cè)。
關(guān)鍵詞:澳洲堅(jiān)果;種質(zhì)資源;葉片性狀;變異;相關(guān)性;解剖結(jié)構(gòu)中圖分類(lèi)號(hào):S664.9??????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Investigation and Analysis on Leaf Morphological Characters of Macadamia Germplasm Resources
YANG Weihai1,2, ZENG Lizhen1,2, ZENG Hui1,2, WAN Jifeng1,2, CHEN Ni1,2, ZOU Minghong1,2,LU Chaozhong1,2, ZHANG Hanzhou1,2, LUO Lianfang1,2, ZHU Wenhua3*
1.?South Subtropical Crops Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Zhanjiang, Guangdong 524091, China; 2.?Key Laboratory of Tropical Fruit Biology, Ministry of Agriculture?and Rural Affairs, Zhanjiang, Guangdong 524091, China; 3. Guizhou Institute of Subtropics Crops, Xingyi, Guizhou 562400,?China
Abstract: In order to identify?and utilize?the germplasm resources?of?macadamia,?fourteen morphological characters of leaf?were investigated from 25?germplasm resonrces of macadamia?in Zhanjiang?region, and the genetic variation and correlation?of some traits was studied. The results showed that the tested germplasm?resources?of macadamia had rich variation in leaf morphological characters (phyllotaxis, young leaf colour, leaf shape, leaf tip shape, leaf base shape, leaf margin shape, quantitive of leaf margin?sting,?foliar state,?leaflet etiolation, leaf area, leaf length,?leaf width,?leaf index?and petiole length). The wide variation was among the five quantitative characters of leaf with variation?coefficient of?13.47%-25.19%, and the variation range in leaf area was the widest, while that in leaf length was the narrowest. All the?quantitative?traits data were skewed?normal distribution, the skewness ranged?from -0.20 to 1.33.?The correlation analysis showed that?leaf area?and?leaf index?were all extremely significantly correlated with leaf length?and leaf width, but no significant correlation was occurred between petiole length and leaf area,?leaf index,?leaf length?and leaf width. Therefore, the phenotypic genetic diversity of leaf was abundant in macadamia germplasm resources, and there were close relationships?among some quantitative traits.?Additionally, leaf anatomical characteristics of?macadamia were preliminary?observed using paraffin sectioned.
Keywords: macadamia?(Macadamiaspp.); germplasm resource; leaf trait; variation; correlation; anatomical structure
DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.01.010
澳洲堅(jiān)果(Macadamiaspp.)原產(chǎn)于澳大利亞,是一種新興的亞熱帶常綠喬木果樹(shù),因果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高而被譽(yù)為“世界堅(jiān)果之王”,正被越來(lái)越多的國(guó)家和地區(qū)所栽培。中國(guó)于20世紀(jì)70年代末才開(kāi)始引種試種澳洲堅(jiān)果,現(xiàn)已在云南、廣西、廣東等地種植澳洲堅(jiān)果約200 000 hm2,占世界種植總面積的70%以上,成為了世界上澳洲堅(jiān)果種植規(guī)模最大的國(guó)家。
種質(zhì)鑒定評(píng)價(jià)是種質(zhì)資源研究工作的中心環(huán)節(jié),也是資源合理利用的前提。澳洲堅(jiān)果是一個(gè)舶來(lái)物種,中國(guó)已收集和保存澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源140余份[1]。目前,國(guó)內(nèi)對(duì)這些澳洲堅(jiān)果種質(zhì)的鑒定評(píng)價(jià)研究主要集中在果實(shí)形態(tài)特性[2-4]及其品質(zhì)性狀[5-8]的描述與分析方面。然而,葉片形態(tài)性狀也是區(qū)分澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源的主要特征[9-11]。在國(guó)際植物新品種保護(hù)聯(lián)盟(UPOV)制訂的有關(guān)澳洲堅(jiān)果品種測(cè)試指南中,就列舉了10個(gè)葉片表型性狀的描述規(guī)范[9]。參照該指南推薦的品種特征,岳海等[12]對(duì)云南省40個(gè)澳洲堅(jiān)果品種的葉片形態(tài)特征性狀進(jìn)行了鑒別分類(lèi),萬(wàn)繼鋒等[13]與賀熙勇等[1]對(duì)澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源進(jìn)行了葉片表型性狀的遺傳多樣性分析。但是,目前仍尚未見(jiàn)到有關(guān)澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源葉片表型性狀的全面描述及其相關(guān)性分析的報(bào)道。因此,本研究以湛江地區(qū)25份澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源為試驗(yàn)材料,對(duì)種質(zhì)的葉片表型性狀進(jìn)行系統(tǒng)描述,并對(duì)有關(guān)數(shù)量性狀進(jìn)行多樣性與相關(guān)性分析,以期建立基于葉片表型性狀的澳洲堅(jiān)果資源鑒定體系,明確部分?jǐn)?shù)量性狀之間的相關(guān)性,為澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源的鑒定評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)利用提供參考。
1.1材料
1.1.1 ?材料??供試材料選自澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源圃內(nèi)的25份種質(zhì),包括‘A4、‘A16、‘A38、‘A203、‘H2、‘O.C、‘Own venture、‘NG18、‘Yonik、‘Winks、‘HAES333、‘HAES344、‘HAES695、‘HAES783、‘HAES788、‘HAES814共16份國(guó)外引進(jìn)品種以及‘南亞1號(hào)、‘南亞2號(hào)、‘南亞3號(hào)、‘南亞116號(hào)、‘A、‘B、‘D、‘24、‘114共9份由我國(guó)自主選育的優(yōu)良品種或單株。所有種質(zhì)均為嫁接成年樹(shù),樹(shù)齡為10~12 a,樹(shù)體生長(zhǎng)、開(kāi)花與結(jié)果均正常。
1.1.2 ?試驗(yàn)地點(diǎn)概況 ?研究地點(diǎn)設(shè)在廣東省湛江市中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源圃(110°24?E,21°12?N)內(nèi),平均海拔約20 m;屬熱帶和亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,年平均氣溫22.7~23.3?℃,最冷月(1月)平均溫度14.9~15.5?℃,最熱月(7月)平均氣溫28.4~?28.9?℃,年平均降水量1417~1802 mm,年平均日照時(shí)數(shù)1915~2106?h,年積溫(≥10?℃)8309~?8519?℃。土壤為赤紅壤(pH?5.4~5.6),肥力中等;灌溉條件良好。
1.2方法
1.2.1 ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)??每份種質(zhì)隨機(jī)選取6株樹(shù)進(jìn)行調(diào)查,每株樹(shù)按東、南、西、北4個(gè)方位在樹(shù)冠外圍中上部隨機(jī)標(biāo)記10個(gè)枝條,再參照《澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[10]和《澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源鑒定技術(shù)規(guī)范》(NY/T1687-2009)[11]的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),分別采用目測(cè)觀察法和精確測(cè)量法對(duì)描述性狀與數(shù)量性狀進(jìn)行觀測(cè)。在展葉期,觀察嫩葉顏色;在末次梢成熟期,確定每輪葉片的數(shù)量,葉片其它性狀則從枝條頂端往下選取發(fā)育正常的第二輪葉片進(jìn)行觀察與測(cè)量。在夏季,觀察新梢嫩葉是否發(fā)生葉片黃化現(xiàn)象。
1.2.2 ?顯微結(jié)構(gòu)制片方法??采用常規(guī)石蠟切片法,以‘南亞2號(hào)澳洲堅(jiān)果樹(shù)體外圍枝條上的成熟葉片為試材,取葉片近中部的部分葉片組織,切成小塊狀(5?mm×5?mm),用70% FAA固定液常溫固定48 h,經(jīng)脫水、透明與浸蠟包埋后,應(yīng)用YD1508輪轉(zhuǎn)切片機(jī)切片,切片厚度為8~ 10?μm,再經(jīng)番紅-固綠染色后,于Nikon?80i顯微鏡下進(jìn)行觀察和照像。用Motic?Images Advanced 3.0軟件采集圖片與測(cè)量,所有測(cè)量數(shù)據(jù)均為10個(gè)視野的平均值。
1.3 ?數(shù)據(jù)處理
采用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),運(yùn)用SPSS?19.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。
2.1描述性狀統(tǒng)計(jì)
澳洲堅(jiān)果25份種質(zhì)葉片的描述性狀見(jiàn)表1。
[4]楊為海, 王??維, 鄒明宏, 等. 澳洲堅(jiān)果果實(shí)數(shù)量性狀的因子分析[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2011, 32(9): 1600-1604.
[5]楊為海, 張明楷, 鄒明宏, 等. 澳洲堅(jiān)果不同種質(zhì)果仁粗脂肪及脂肪酸成分的研究[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2012, 33(7): 1297-1302.
[6]曾??輝, 楊為海, 張明楷, 等. 澳洲堅(jiān)果種質(zhì)果實(shí)品質(zhì)性狀的多樣性分析[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究, 2013, 31(1): 70-74.
[7]楊為海, 張明楷, 鄒明宏, 等. 澳洲堅(jiān)果種仁礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)特性研究[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2015, 36(11): 1959-1964.
[8]楊為海, 張明楷, 鄒明宏, 等. 澳洲堅(jiān)果不同種質(zhì)果仁礦質(zhì)元素含量分析[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2016, 31(12): 158-?162.
[9]International Union for the Protection of New Varieties of Plant, Macadamia:M. integrifoliaMaiden et Betche,M. tetraphylla L.Johns. Guidelines for the conduct of tests for distinctness, homogeneity and stability[S]. Geneva: 2016-09
[10]陸超忠, 杜麗清.?澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2008: 55-61.
[11]農(nóng)業(yè)部熱帶作物及制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).?澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源鑒定技術(shù)規(guī)范: NY/T 1687-2009[S]. 北京:?中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2009.
[12]岳??海, 陳麗蘭, 陳國(guó)云, 等. 云南省澳洲堅(jiān)果品種鑒別分析研究[J].?西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2008, 21(5): 1395-1400.
[13]?萬(wàn)繼鋒, 楊為海, 曾??輝, 等. 澳洲堅(jiān)果種質(zhì)資源葉片表型多樣性分析及其數(shù)量分類(lèi)研究[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2017, 38(6): 990-997.
[14]?蘭彥平, 周連第, 姚硯武, 等. 板栗葉片及堅(jiān)果形態(tài)特征的表型變異研究[C/OL]//第五屆全國(guó)干果生產(chǎn)、科研進(jìn)展學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集. 中國(guó)園藝學(xué)會(huì), 2007: 94-97. http:// cpfd.cnki.com.cn/Area/CPFDCONFArticleList-EGYP200709001.htm
[15]?Simpson W A, Allan P. Revised key for identifying macadamia cultivars[J]. The South African Macadamia Growers Association Yearbook, 1998: 47-56.
[16]?劉??曉, 岳??明, 任??毅. 獨(dú)葉草葉片性狀表型多樣性研究[J]. 西北植物學(xué)報(bào), 2011, 31(5): 950-957.
[17]?陸超忠, 肖邦森, 孫光明, 等. 澳洲堅(jiān)果優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)[M]. 北京:?中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2000.
[18]?邱長(zhǎng)玉, 朱方容, 林??強(qiáng), 等. 桑樹(shù)不同雜交組合葉片生長(zhǎng)速率及葉片性狀的相關(guān)性分析[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2012, 43(2): 253-257.
[19]?王志強(qiáng), 郭 ?松, 劉聲鋒, 等. 西瓜種質(zhì)資源11個(gè)數(shù)量性狀的分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)探討[J].?河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2014, 37(3): 34-38.
[20]?潘存祥, 許??勇, 紀(jì)海波, 等. 西瓜種質(zhì)資源表型多樣性及聚類(lèi)分析[J]. 植物遺傳資源學(xué)報(bào), 2015, 16(1): 59-63.
[21]?王力榮, 朱更瑞, 方偉超. 桃種質(zhì)資源若干植物學(xué)數(shù)量性狀描述指標(biāo)探討[J].?中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2005, 38(4): 770-776.
[22]?朱 ?敏, 陳業(yè)淵, 高愛(ài)平, 等. 杧果種質(zhì)資源若干植物學(xué)數(shù)量性狀評(píng)價(jià)指標(biāo)探討[J].?熱帶作物學(xué)報(bào), 2009, 30(12): 1718-1724.
[23]?裘珍飛. 黑木相思優(yōu)良無(wú)性系葉片數(shù)量性狀與生長(zhǎng)評(píng)價(jià)[J]. 熱帶亞熱帶植物學(xué)報(bào), 2017, 25(5): 465-471.
[24]?張翠仙, 解德宏, 張發(fā)明, 等. 怒江干熱河谷杧果種質(zhì)資源形態(tài)性狀遺傳多樣性分析[J]. 植物遺傳資源學(xué)報(bào), 2017, 18(4): 704-712.
[25]?杜華棟, 徐翠紅, 劉 ?萍, 等. 陜北黃土高原優(yōu)勢(shì)植物葉片解剖結(jié)構(gòu)的生態(tài)適應(yīng)性[J]. 西北植物學(xué)報(bào), 2010, 30(2): 293-300.
[26]?寇??萌, 尹秋龍, 焦菊英.?黃土丘陵溝壑區(qū)10種單子葉植物葉片解剖結(jié)構(gòu)及環(huán)境適應(yīng)性[J].?西北植物學(xué)報(bào), 2019, 39(1): 102-109.