不同種源牛角瓜果實經(jīng)濟性狀及引種早期生長比較

曾祥艷，藍金宣，黃曉露，陳金艷，廖健明

（廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院 廣西特色經(jīng)濟林培育與利用重點實驗室，廣西南寧 530002）

牛角瓜（Calotropis gigantea）為蘿藦科（Asclepia?daceae）牛角瓜屬直立灌木，又名斷腸草和五狗臥花，陽性植物，耐干旱和鹽堿，主要分布于亞洲和非洲的熱帶亞熱帶地區(qū)。牛角瓜屬有6 種植物，在我國分布有種植最廣泛的兩個種。一種為牛角瓜（C.gigantea），主要生長在海南、廣東、四川和云南，花色為紫色；另一種為白花牛角瓜（C.procera），在廣東、廣西和云南有零星分布[1-2]。牛角瓜在民間作為傳統(tǒng)中草藥，具有消炎、抗菌、化痰、解毒和抗癌等作用[3-4]，受到國內(nèi)外學者的廣泛關注，在強心苷類、萜類、甾類、多酚類、烴類、酯類、黃酮類及氨基酸類等牛角瓜中的化學成分上開展了很多研究[5-9]。牛角瓜種毛纖維為天然纖維素纖維，具有纖維細長、中空度大和纖維表面有光澤等特點[10]，透氣性、舒適性及抗菌性好，是一種生態(tài)環(huán)保的新型纖維材料[11]。很多學者對牛角瓜纖維染色工藝和紡紗工藝進行了研究[12-17]。當前，人們的生活水平不斷提高，對天然纖維的需求逐漸增加，而棉花的供應量難以持續(xù)擴大，新型天然纖維材料作為棉纖維的替代和補充非常必要，因此，牛角掛在紡織領域有很好的應用前景。

目前，大多數(shù)牛角瓜資源以野生狀態(tài)分布于河灘、溝谷和山坡向陽地等[18]，自然更新較差，結果率低，人工栽培研究剛起步，鮮有種質資源調(diào)查及遺傳選育等方面的相關報道。種質資源是集約栽培的資源基礎，對研究物種遺傳多樣性和抗逆性有非常重要的作用。種源試驗可以揭示林木種內(nèi)變異規(guī)律，有助于選育高產(chǎn)的優(yōu)良種質資源[19]。本研究通過分析4個不同種源牛角瓜果實的經(jīng)濟性狀及其在廣西引種后的生長表現(xiàn)，對不同種源牛角瓜進行綜合評價，以期為牛角瓜纖維用優(yōu)良種質篩選和適應性馴化提供一定的參考。

1 材料與方法

1．1 試驗地概況

試驗地位于南寧市北郊廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院試驗地（108°21′E，22°56′N），海拔95 m，屬亞熱帶季風氣候。年均日照時長1 600 ～1 800 h，年均氣溫21．6 ℃左右，年均降水量超過1 347 mm，年均相對濕度約80%。土壤為赤紅壤，pH 值5．0 ～6．0，肥力中等。

1．2 材料

供試材料來源于廣西玉林（GXYL）、云南元江（YNYJ）、四川攀枝花（SCPZH）及海南儋州（HNDZ）4個地區(qū)（表1）。2017年9—10月，每個種源均混合采收新鮮成熟果實裝入網(wǎng)袋，并立即帶回室內(nèi)進行考種，取出的種子放入密封袋，置于-18 ℃冰箱中貯藏備用。

表1 牛角瓜種源地的地理位置和氣候因子Tab.1 Geographical location and climatic factors of origins of C.gigantea

1．3 方法

1．3．1 果實經(jīng)濟性狀測定

每個種源隨機選擇20個成熟但未開裂的果實，用游標卡尺測量長度（精確至0．01 mm），用電子天平秤量單果鮮重（精確至0．001 g）。取出種子后，將種毛分離，并分別稱重，用直尺測量纖維（絨毛）長度（精確至0．01 cm）。計算出種率和出纖率。重復3次。

1．3．2 生長測定

2018年3月中旬，將種子用清水洗凈、浸泡高錳酸鉀溶液消毒后置于濕潤椰糠中催芽，待露白后取出進行容器點播。容器內(nèi)裝有表土、椰糠和珍珠巖（2∶1∶1）混合基質。試驗采用完全隨機區(qū)組設計，3 個重復，進行常規(guī)水肥管理。種子點播后50天可達到出圃要求，此時用鋼卷尺（精確至0．01 cm）與游標卡尺（精確至0．01 mm）隨機實測3 個重復的苗高、地徑，葉片數(shù)采用人工單株計數(shù)，每個種源共測定30 株。6月，按1．5 m×1．5 m的密度，將各種源苗木移栽至試驗地，種植穴規(guī)格為40 cm×40 cm×40 cm，每穴施0．5 kg 有機肥作為基肥，跟蹤調(diào)查種至2019年底的單株結果累計數(shù)。

1．4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 和SPSS 11．0 軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2．1 不同種源牛角瓜的果實經(jīng)濟性狀

4 個種源牛角瓜的果實經(jīng)濟性狀指標有不同程度的差異（表2）。海南儋州種源的鮮果最長（8．14 cm），與云南元江種源差異不顯著，與四川攀枝花和廣西玉林種源差異顯著（P＜0．05）；海南儋州種源的單果鮮重最重（14．41 g），與其他3 個種源均差異顯著（P＜0．05）；4 個種源的種子重及纖維重均差異顯著（P＜0．05），均為海南儋州種源表現(xiàn)最好；海南儋州種源的纖維長度最長（3．82 cm），顯著高于其他種源（P＜0．05），其他3 個種源間差異不顯著；云南元江種源的出種率最高（16．12%），其次為海南儋州種源（15．96%），兩者間差異不顯著；海南儋州種源的出纖率最高（15．27%），顯著高于其他種源（P＜0．05）。總體上看，海南儋州種源果實的經(jīng)濟性狀明顯優(yōu)于其他種源。

表2 不同種源牛角瓜果實經(jīng)濟性狀Tab.2 Economic characters of fruits from different provenances of C.gigantea

續(xù)表2 Continued

2．2 不同種源牛角瓜的早期生長表現(xiàn)

不同種源牛角瓜在南寧引種后，表現(xiàn)出一定的適應性，能正常生長結實。四川攀枝花種源的幼苗生長較整齊，生長速度較快，株高（30．54 cm）、地徑（0．83 cm）和葉片數(shù)（14．32）均顯著高于其他種源（P＜0．05）。廣西玉林種源的株高（20．52 cm）和地徑（0．52 cm）均為最低，與云南元江和海南儋州種源差異不顯著；廣西玉林種源的葉片數(shù)也最少（7．00），與云南元江種源差異不顯著，顯著低于海南儋州種源（P＜0．05）（表3）。4 個種源的平均單株累計結實量差異均顯著（P＜0．05），云南元江種源的最多（30．45），海南儋州種源次之（22．81），廣西玉林種源最少（11．73）。總體來看，廣西玉林種源引種后的早期生長表現(xiàn)最差。

表3 不同種源牛角瓜引種生長指標Tab.3 Growth indexes of different provenances of C.gigantea

2．3 不同種源牛角瓜的主成分分析

主成分為綜合變量且相互獨立，用主成分值作為選擇指標，可以較準確地了解各種質的綜合表現(xiàn)。將牛角瓜7 個果實經(jīng)濟性狀指標及4 個生長指標作為變量，進行主成分分析（表4）。第1 和第2 主成分的貢獻率分別為65．53%和27．01%，累計貢獻率為92．55%；纖維重和纖維長為第1 主成分特征向量較大的因子，分別為0．45和0．47，反映了經(jīng)濟性狀的優(yōu)劣；第2主成分特征向量較大的因子為株高、地徑和葉片數(shù)，反映了引種后的植株生長表現(xiàn)。

通過因子的得分系數(shù)矩陣確定出第1 和第2主成分的得分回歸模型，將原始變化量標準化，得到的數(shù)值代入得分模型，計算各個種源的兩個主成分得分值，然后再將得分值代入公式F = ( 65．54 F1+27．01 F2）/92．55 進行加權匯總，得到各種源的綜合得分（表5）。綜合表現(xiàn)最優(yōu)的種源為海南儋州，然后依次為云南元江、四川攀枝花和廣西玉林種源。

表4 主成分分析Tab.4 Principal component analysis

續(xù)表4 Continued

表5 不同種源主成分值Tab.5 Principal component values of different provenances

3 結論與討論

對4 個參試地理種源的牛角瓜進行考種比較，鮮果長、單果鮮重、種子重、纖維重、纖維長、出種率和出纖率7 個果實經(jīng)濟性狀指標在種源間差異顯著，說明種源間存在豐富的遺傳變異。海南儋州種源的鮮果在形態(tài)上表現(xiàn)出個體較大的特征，纖維重量及纖維長度等主要經(jīng)濟指標明顯優(yōu)于其他種源,這可能是受本身的遺傳特性及環(huán)境的影響。牛角瓜屬強陽性植物，海南儋州為熱帶濕潤季風氣候，陽光充足，雨量充沛，年平均氣溫為24．0 ℃，自然條件較適合牛角瓜的生長。

植物生長性狀受遺傳特性和環(huán)境因素共同影響[20]。參試種源引種廣西南寧后，均能正常生長并開花結實，但種源間和單株間差異較大。四川攀枝花種源的植株生長較旺盛，株高、地徑和葉片數(shù)顯著高于其他種源，但平均單株累計結實量不如云南元江及海南儋州種源，可能是由于本研究所用的種子來自野生資源，再加上生長條件的改變，致使生長表現(xiàn)具有較大變異性。于國棟等[21]的研究表明，牛角瓜單株結實受遺傳影響，變異系數(shù)較大。因此，可進一步篩選結實量大的優(yōu)良單株，并加以利用。將牛角瓜果實經(jīng)濟性狀指標及引種后的生長指標作為變量進行主成分分析后發(fā)現(xiàn)，海南儋州種源的綜合表現(xiàn)最優(yōu)，而與引種地地理氣候環(huán)境差異最小的廣西玉林種源表現(xiàn)最差，分析可能是其他產(chǎn)地更適合牛角瓜的生長，有增產(chǎn)潛力更好的遺傳資源，這對下一步的選擇育種具有一定的指導意義，但仍需進一步驗證，同時，可將抗性指標作為重要的評價依據(jù)。