文冠果优异种质选择及茎段离体培养技术

兰士波 崔云英 李秀兰

(1.黑龙江省林业科学研究所经济林研究室,哈尔滨 150081；2.黑龙江省林业科学院江山娇实验林场，黑龙江 宁安 157424)

文冠果(XanthocerassorborifoliaBunge)，又称:木瓜、崖木瓜、山木瓜、文登阁、文官果、文灯果、文冠树、灯木道(蒙名)。在植物系统分类学上，文冠果隶属无患子科(Sapindaceae)、文冠果属(XanthocerasBge.)，原产中国西北部(N33°～33°、E100°～125°)，具较强适应性和抗逆能力，为中国特有温带木本油料植物，素有“北方油茶”之美誉。自20世纪60年代，中国学者围绕文冠果良种选育和丰产栽培技术展开一系列的研究，取得一定基础性成果[1]；文冠果属雌雄同株，坐果率之低，果树中罕见，在多方面探索落花落果机理的基础上，提出树体营养限制论、有性繁殖退化论[2]；通过存量资源广泛选择，选育出优良无性系或最佳杂交组合，缩短育种周期[3，4]。

在石油资源日益枯竭的今天，文冠果作为重要生物质能源树种，发展潜力极大，具有广泛的市场前景。笔者通过优良群体引种驯化及多点联合区域化试验，选育出适宜中国北温带地区广泛栽培的优异种质，在此基础上，系统开展无性微体繁育技术的研究，提出微体繁育技术与模式，为标准化栽培提供科技含量高的优良品种和科技支撑。

1 试验地区自然概况

试验地点选设在黑龙江省林业科学院江山娇实验林场，位于中国东部山区，属长白山系张广才岭余脉，东南与吉林接壤，西以镜泊湖为界，东、南、北三面与东京城林业局毗邻，地理位置:E128°58′、N43°50′。森林类型为长白山系北部温带针阔混交林区，植物种类繁多，包括:针阔混交林、阔叶混交林、柞树林和人工针叶纯林。

该区域地势东高西低，北高南低，海拔356～890m，平均海拔400m。土壤资源丰富，地带性土壤属棕色森林土，主要成土母质为玄武岩，土壤类型包括:地带性土壤(暗棕壤)和非地带性土壤(草甸土、沼泽土)，受地形地势影响，分布规律:暗棕壤占81%，分布于不同坡向、坡位、排水良好的河谷阶地；草甸土主要分布在河流两岸低平或排水不畅的低洼积水地带，排水不良形成常年积水或季节性积水的河旁低平地带。气候属亚寒带大陆性气候，冬季寒冷干旱而漫长，夏季湿润炎热而短促，春秋两季风多，降水量较少。全年雨季分明，寒暑悬殊，四季温差较大，平均温度3.5℃，极端低温出现在1月份，最高气温在7月份，≥10℃年有效积温2 200℃，降水量450～550mm，且集中在6—8月份，占全年降水量50%。无霜期116～125d，早霜9月下旬，晚霜在翌年5月中旬。

2 试验材料及方法

2.1 试验设计

依据文冠果天然分布及人工栽培现状，在陕西杨凌、内蒙古赤峰及黑龙江天然或人工栽培的群体内，收集生长健壮、结实较好、无病虫害优良单株的成熟种实，经催芽处理、播种育苗获得子代，按横向随机设计、纵向带状排列的方式营建子代测定林。每个小区配置40株，单行8株排布，株行距2m×2m，小区内设置5次重复，重复间设置隔离带。

2.2 统计分析方法

数据统计分析包括：方差分析、LSR检验。方差分析、LSR检验采用SPSS 13.0的General Linear Model中Univariate 软件[5]。方差分析线性固定模型：Yijk=μ+Bi+Fj+BFij+εijk，Yijk为第i个区组第j个家系的第k个观测值；μ为总体平均值；Bi为区组；Fj为家系；BFij为家系与区组间的交互作用；εijk为误差。

3 试验结果与分析

3.1 文冠果子代早期评价及优良群体选择

文冠果种实及其子代形态指标测定及方差分析结果(表1、表2)表明:(1)群体间种子品质差异较大，其中:陕西杨凌群体种子净度(99.2%)、千粒重(678.0g)和发芽率(90.3%)较3个群体均值分别提高0.54%、25.39%和41.0%；内蒙古赤峰群体种子净度(98.4%)、千粒重(457.2g)和发芽率(89.0%)等3个测定指标均低于3个群体均值；黑龙江人工栽培群体种子净度较3个群体均值提高0.34%，千粒重和发芽率却低于3个群体的均值。由此可见，杨凌群体种子品质优良，黑龙江人工栽培群体次之。(2)群体间子代地径生长性状差异显著，地径由大至小序列:黑龙江人工栽培群体(D0∶1.02mm)>陕西杨凌群体(D0∶0.91mm)>内蒙古赤峰群体(D0∶0.84mm)，以黑龙江人工栽培群体表现最佳，生物量测定亦然，适宜北温带地区栽培。(3)群体间子代当年高生长差异较小，变化幅度在16.4～18.5cm之间；群体间地径生长性状差异较大，其中:黑龙江人工群体子代地径(0.71mm)性状表现优异，较表现最差的内蒙古赤峰群体(0.61mm)提高18.5%。(4)群体间子代生物量指标差异较大，但变化趋势基本一致，叶重、茎重、根重及全重4项指标由大至小的序列为黑龙江人工群体>陕西杨凌群体>内蒙古赤峰群体。

通过群体间子代生物量指标、种实和子代生长性状综合分析与评价，确定陕西杨凌天然群体和黑龙江人工栽培群体为优异群体，其子代适宜我国北温带地区引种栽培，具有推广应用价值。

表1群体间子代形态和生物量指标测定

表2群体间子代形态指标方差分析结果

3.2 优良品种茎段离体培养关键技术

植物离体培养不受自然周期性和非周期性气候条件变化的制约，可有效保持木本的优良性状，快速规模化生产优质苗木。采用该项技术，既可节省供试材料，亦为文冠果规模化、标准化栽培提供优质苗木，生态、经济和社会效益显著。

3.2.1 外植体选择与处理

以性状稳定、生长健壮、无病虫危害的带芽茎段为离体培养外植体。外植体采集后，经自来水冲洗0.5h，滤纸吸取多余水分，转至超级工作台培养皿上，用75%酒精消毒10～30s，再用0.1%HgCl2灭菌3～8min后，将茎段剪切成1.5cm，并保留1个腋芽，接种于培养基中培养。

3.2.2 基本培养基的选择

将单芽茎段分别接种在MS、W、B5、N6等4种基本培养基上，温度控制在25±1℃，探讨培养基对文冠果芽诱导分化的效应。接种MS上的外植体培养28d即可诱导芽分化，分化率20%～60%；接种B5上的外植体培养36d开始诱导芽分化，分化率15%～40%；而接种在其他2种培养基上，未能诱导芽分化。因此，确定MS为文冠果诱导分化的最适培养基，诱导分化时间较短，芽分化能力较强。

3.2.3 增殖分化培养基筛选和优化

在无菌条件下，将灭菌茎段分别接种到添加细胞分裂素(6-BA)和生长调节剂(NAA) 不同浓度配比的基本培养基(MS)上，优化文冠果离体培养的最适培养基，温度控制在25±1℃。结果(表3)表明：附加细胞分裂素和生长调节剂对茎段的芽分化增殖影响较大，适当浓度的6-BA和NAA均可促进茎段的芽分化增殖，且以2.0mg·L-16-BA、0.2mg·L-1NAA及0.05mg·L-1NAA分化增殖效果较好，分化数量分别为9个、6个和8个。在此基础上，基本培养基同时附加不同浓度配比的6-BA和NAA，处理2和处理4的增殖效果较好，增值系数分别为6.5、5.8。因此，确定MS+6-BA2.0mg·L-1+NAA0.2mg·L-1为茎段离体培养的最适芽分化增殖培养基。

表3细胞分裂素及生长调节剂对诱导分化的影响及效果

3.2.4 生根培养基筛选和优化

以MS为基本培养基，附加NAA 1.0mg·L-1、IAA 1.0mg·L-1、IBA 1.0mg·L-1生根调节剂，设计3种生根培养基。转接高度适宜的试管苗至生根培养基上生根培养，温度控制在25±1℃。结果(表4)表明：基本培养基和浓度配比相同，附加IBA 1.0mg·L-1生根效果最佳，幼根数量、平均根长分别为6条/株和2.5cm，因此，确定MS+IBA 1.0mg·L-1为最适生根培养基。

表4不同培养基的生根效果分析

4 结论与讨论

(1)陕西杨凌群体种子品质最佳，种子净度、千粒重及发芽率较3个群体的均值分别提高0.55%、25.39%和4.10%。

(2)群体间子代地径生长性状差异显著，以黑龙江人工栽培群体表现最佳；群体间子代当年高生长差异较小，而地径性状差异较大，确定黑龙江人工栽培群体和陕西杨凌群体为优良群体，且表现最好的黑龙江人工栽培群体的子代地径生长量较表现最差的内蒙古赤峰群体提高18.5%。

(3)以生长健壮的带芽茎段为外植体，经75%酒精消毒10～30s后，用0.1%HgCl2灭菌3～8min，消毒效果显著。

(4)茎段离体培养的最适宜分化增殖培养基和生根培养基分别为Ms+6-BA 2.0mg·L-1+NAA 0.2mg·L-1和Ms+IBA 1.0mg·L-1。

[1]高述民,马凯.文冠果研究进展[J].植物学通报,2002,19(3):296～301.

[2]王晋华,李凤兰.文冠果花性别分化及花药内淀粉动态[J].北京林业大学学报,1992,14(3):54～60.

[3]安守琴,贾桂霞.文冠果优良无性系选择[J].内蒙古林学院学报,1987,(2):52～59.

[4]张桂琴,徐祥龄,赵志学.文冠果嫩茎组织诱导植株移栽初获成功[J].林业科技通讯, 1980,(7):4～5.

[5]刘先勇,袁长迎,段宝福,等.SPSS 13.0统计分析软件与应用[M].北京:国防工业出版社,2002.