不同种源无患子苗期生长性状遗传变异研究

邵文豪，岳华峰，姜景民*，董汝湘，刁松锋

（1.中国林业科学研究院 亚热带林业研究所，浙江 富阳 311400；2.中国林业科学研究院 经济林研究开发中心，河南 郑州 450003）

无患子（Sapindus mukorossi）为无患子科无患子属落叶乔木，广泛分布于我国东部、南部至西南部[1]。无患子是亚热带地区重要的园林绿化树种[2]，其果皮含有表面活性物皂苷，是优良的天然洗涤剂[3～5]，其种子含油率高，是开发生物质能源的理想原料[6]。目前，国内外对无患子果皮皂苷成分提取、测定的研究较多[7～11]，对其种源选择、定向选育等方面研究较少，卢芳[12]、王荔英[13]曾开展无患子引种对比试验，但多为区域性种源材料测试结果。本文通过系统收集无患子自然分布区内不同种源、家系种子进行播种育苗，对1年生幼苗生长进行定期观测，研究无患子不同种源苗期生长变异规律及其与种源地生态因子之间的关系，选择无患子苗期生长优良种源、家系，以期为无患子种源区划和遗传改良提供理论依据。

1 材料与方法

2008年10－11月，在无患子不同分布区内进行果实采集工作，选择正常生长、胸径20 cm左右的无患子阳面中上部成熟果实，单株采集果实不少于2 kg，每采种母树间距要求在50 m以上，共收集到9个种源90个家系的果实材料（表1）。果实采集带回试验室后，将种子剥离，低温层积贮藏备播。播种试验设在浙江省杭州市余杭长乐林场西山苗圃，地理位置22° 21′ N，120° 23′ E，海拔18 m，年均温15.3℃，年降水量1 313 mm。2009年3月进行田间播种试验，采用完全随机区组设计，4次重复。

表1 无患子不同种源地生态因子Table1 Ecological factors of different provenances of S.mukorossi

幼苗出土后开始观察记录，4月15日出苗基本整齐，30日开始测量苗高，5月15日开始测量地径。测量时，在每个重复的每个家系中随机选取15株苗木作为固定样株，每隔15 d测定苗高和地径生长量。

应用Excel2003、SPSS18.0统计软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同种源无患子苗高和地径生长节律

由图1、图2可知，5月30前为苗高生长初期，此阶段温度不高，生长较为缓慢，随后苗木开始快速增长，8月30日至9月15日，每15 d的苗高净生长量达到高峰，此后开始减小，直到11月15日至12月15日净生长量减到最低。河南西峡种源为北部种源，其苗高净生长量停止时期明显早于其它种源。地径的生长节律与苗高略有不同，5月 30日前为地径净生长初期，每15 d的地径净生长量在9月15日至9月30日达到高峰，此后，地径的净生长量逐渐减小，直到 12月中旬。可见，无患子苗高生长与地径生长不完全同步，苗高生长高峰早于地径生长高峰。

图1 不同种源无患子1年生苗高生长节律Figure1 Height growth rhythm of 1-year seedling of S.mukorossi

依据无患子1年生苗生长节律特点，将1年生苗生长划分为3个时期：生长初期、速生期和硬化期。生长初期是从开始发芽到苗高和地径生长大幅度增加为止，大致从 4月初至5月30日，苗木在此时期增加体内干物质的积累，为生长高峰做准备[14]；速生期从5月 30日至10月15日，该时期温度相对较高，水分充足，苗木生长最快；10月下旬日照时间缩短，气温陆续下降，苗木生长日趋减慢进入硬化期。苗木木质化程度高，抗逆性强，为越冬做准备，这是苗木对自然环境的适应结果。

图2 不同种源无患子1年生地径生长节律Figure2 Ground diameter growth rhythm of 1-year seedling of S.mukorossi

2.2 无患子苗期生长性状的遗传变异

2.2.1 不同种源间苗高、地径生长的变异性分析 苗木硬化期后，对不同种源的无患子苗高、地径性状进行观测，方差分析结果表明（表2），不同种源间苗高和地径生长差异均达到极显著水平。从遗传参数来看，苗高、地径的遗传力均较高，分别为0.923和0.869，说明无患子种源苗高、地径的变异主要是由种源本身的遗传特性引起的。苗高性状变异系数为24.73%，大于地径的变异系数15.89%，说明苗高比地径更具有可选择性。

表2 不同种源无患子苗期性状生长方差分析及遗传估算Table2 ANOVA and genetic estimation of seedling growth traits from different provenances

苗高和地径生长量是判断苗木质量优劣的重要指标。由表3可知，无患子各种源间1年生苗高、地径均值分别为67.07 cm、11.78 mm，其中江西上犹种源苗高均值最大，其次是浙江龙泉和遂昌；苗高均值最小的是最北部种源河南西峡，偏北部的黄山和临安种源苗高均值亦较小。地径生长均值最大的是上犹种源，最小的是河南西峡。总体而言，江西上犹和浙江龙泉种源苗期生长较好，而河南西峡、安徽黄山种源相对较差。

表3 不同种源无患子1年生苗高、地径均值Table3 Mean of height and ground diameter of 1-year seedling from different provenances

2.2.2 不同时期无患子苗高、地径生长的差异性比较 对无患子不同家系1年生苗高、地径生长量进行方差分析（表4）可见，不同时期苗高、地径生长在家系间差异均达到极显著水平。苗高性状遗传力在各时期均较大，都在 0.8以上，说明苗高受遗传控制程度较高，可选择性更强，而地径的家系遗传力初期较低，随苗木生长其遗传力逐渐增大，说明无患子苗期选择应注重生长后期，11月中旬以后苗木生长进入比较稳定的状态，可以进行优良家系选择。

2.3 无患子苗期生长性状与种源地生态因子相关性分析

从表5可知，苗高生长性状与种源地纬度极显著负相关，与种源地年均温显著正相关，与种源地经度、年降水量、年均日照、无霜期和海拔等相关性不显著，说明苗高性状随种源地纬度南移，年均温升高，生长极显著升高，而地径性状仅与种源地年平均温度呈显著正相关。

表4 无患子不同生长时期性状差异分析及遗传估算Table4 ANOVA and genetic estimation of seedling traits at different growth periods

表5 无患子苗期生长性状与种源地生态因子间相关性Table5 Correlation between seedling traits and ecological factors of different provenances

2.4 无患子优良种源、家系的苗期选择

通过对苗高、地径生长表现及性状遗传增益的估算（表6），初步选择出江西上犹、浙江龙泉和江西宜丰3个优良种源，上犹7号、上犹8号、上犹9号、宜丰1号、宜丰6号、龙泉4号以及龙泉10号共计7个优良家系。无患子广布我国长江以南地区，地理环境的变化导致各地无患子种群间产生巨大的差异，因此从中选择优良种源具有较大的潜力，本文初步选择出的无患子优良种源和家系均来自无患子自然分布区的南部种源，南部地区应是今后继续深化无患子种源选择的重点关注地区。

表6 无患子优良种源、家系苗期性状遗传增益估算Table6 Genetic gains estimation of seedling traits of superior provenances and families

3 小结

掌握苗木在一年中的生长动态过程，可以为苗期管理提供科学依据，培育出优质苗木。在苗木生长的速生期要加强肥水管理，及时除草，防止病虫害，使苗木快速长大，而在苗木硬化期要停止一切促进苗木生长的管理措施，提高苗木抗逆性，尤其是对低温和干旱的抵抗能力，防止苗木徒长不能越冬。无患子1年生苗生长期大致分为生长初期、速生期和硬化期，其中生长初期时间较短，速生期时间较长，从5月下旬持续到10月上旬。无患子苗高生长与地径生长不完全同步，地径生长高峰要迟于苗高生长高峰，说明无患子苗木在生长过程中存在营养分配的重心转移。

不同种源苗高、地径生长差异明显，苗高、地径生长最好的是江西上犹种源，生长最差是北部种源河南西峡。通过对遗传参数的估算表明，苗高、地径生长性状均具有较高的遗传力，同时，相关性分析表明苗高生长性状与种源地纬度极显著负相关，与种源地年均温显著正相关，说明南部种源无患子苗高生长明显好于北部种源，而地径性状仅与种源地年均温呈显著正相关。

苗期试验是早期选择的重要途径之一，其目的一是了解各种源苗期的差异，初步掌握种源的地理变异趋势，二是培育造林试验用的苗木。国内外研究表明，虽然选择的效果依对象和条件而异，但将苗期观测的项目作为早期选择指标是有效可行的[15]。在进行良种选育时，将种源选择和家系选择结合起来，既能利用种源内的遗传变异，又能利用种源间的遗传变异，从而选出不同培育目标的最佳种源或家系。本文初步选择出无患子3个优良种源7个优良家系，均表现出明显的苗期生长优势，遗传增益显著，但是，以上仅是无患子不同种源苗期生长性状的初步研究结果，其结论尚需在区域性造林试验中进一步验证和选择。

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