北五味子果实性状遗传效应分析与评价1）

张同峰，尚秀萍，兰士波，李红艳，温爱亭

（1.黑龙江省林科院江山娇实验林场，黑龙江 宁安 157432；2.黑龙江省林业科学研究所 森林植物学科，哈尔滨 150081）

北 五 味 子 ［Schisandrachinensis（Turcz.）Baill.］是一种多功能、多用途的落叶木质藤本食用型经济植物，天然分布于中国、朝鲜、越南、日本和俄罗斯远东，主要生长在腐殖质层深厚的林缘、溪旁或针阔混交林内。在植物系统分类学上，北五味子隶属于五味子科（Schisandraceae）、五味子属（SchisandraMichx.），又称：山花椒，具有稍耐荫、抗寒、喜湿润及适应性强等优良的生物和生态学特性［1-2］。北五味子的果实富含各种维生素、人体所必需的氨基酸、生物碱类和多种矿质元素，营养价值较高，医疗和保健功效显著，开发利用前景广阔［3］。在中国，北五味子野生资源分布广泛，但其果实产量低下，且易遭受病虫危害和恶劣气候条件的影响，难以满足日益增长的市场需求。为了丰富我国高寒地区经济型种质资源的遗传多样性，提高优良品种的科技附加值，拓展优异种质的应用领域，笔者以“五常”天然群体的家系子代为对象，在优良群体选择和良种选育，以及生长动态、生态适应性和抗逆性分析的基础上［4］，综合评价了果实性状的遗传变异、遗传力和遗传增益等遗传参量的遗传效应，筛选出适应能力较强的优良个体，这对改善食用型经济植物的组成成分，整合区域性经济植物的资源结构，意义重大而深远。

1 材料及方法

1.1 试验材料

种源试验结果证实，“五常”天然群体较为优异。鉴于此，在山河屯林业局北五味子的自然分布内，依据生长性状和果实性状指标，选择生长势强、果粒较大、结实量高，且无病虫危害的优良个体，采集成熟度高的果穗，分别测定果穗质量、果粒数量、单果质量和果径等数量性状指标，并对其进行统计描述、方差分析和多重比较。

1.2 测定指标与测定方法

1.2.1 测定指标：主要测定指标包括：果穗质量、果粒数量、单果质量和果径等数量性状指标。

1.2.2 测定方法：采用电子天平测定法，分别测定果穗质量和单果质量（精确度：0.05mg）；利用游标卡尺测定果实横径和纵径（精确度：0.5mm），二者均值即为果径。

1.3 统计分析方法

运用统计分析SPSS 13.0软件进行数据处理［5］，方差分析采用数学模式：Yijk＝μ＋Bi＋Fj＋BFij＋εijk进行分析，式中，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为随机误差。根据方差分析结果估算果实性状的遗传参数和变 异 系 数［6-8］，其 中：⑴ 家 系 遗 传 力（h2）＝（MSf-MSe）／MSf；⑵遗传增益（ΔG）＝Sh2／X；⑶选择强度（i）＝S／σp；⑷变异系数（CV）＝100×σp／X。式中，h2-家系遗传力，ΔG-遗传增益，CV-变异系数，MSf-性状表现型方差，MSe-环境方差，i-选择强度，S-选择差，σp-标准差，X-群体性状均值。

2 结果与分析

2.1 性状遗传表现

为探讨果实性状的遗传表现，对家系子代的果穗质量、果径、果粒数量和单果质量等4个数量性状进行了统计描述和方差分析，结果分别见表1和表2。由表1可知，在相同的立地条件下，家系间4个果实性状存在较大的变异，其中：果穗质量变异最大，变异幅度在7.96～10.30g，平均变异系数34.06%；其次为果粒数量，变异幅度在16.77～20.83个／穗的范围内，平均变异系数27.25%；果径性状的变异最小，变异幅度在9.93～10.81mm，平均变异系数10.48%。方差分析结果（表2）表明：4个果实性状基本呈正态分布，显著性概率均明显小于0.01，差异极显著，具备了优良个体选择的遗传基础。

表1 家系子代果实性状统计描述结果

表2 家系间果实性状方差分析结果

2.2 遗传效应剖析

遗传力是评价遗传改良和遗传增益的遗传参数，其大小和相对稳定性受基因和环境的共同影响。为探讨家系子代果实性状的遗传力和遗传增益，对果穗质量、果粒数量、果径、单果质量4个数量性状进行方差分析，并根据方差分析结果估算性状的遗传力和遗传增益等遗传参数，结果见表3。从表3可以看出，4个数量性状受遗传基因控制程度较强，遗传力较强，遗传分化较小，遗传增益较高；4个数量性状的遗传力分别为0.844、0.829、0.989和0.915，家系子代的遗传增益分别为25.50%、19.45%、21.45%和16.15%。

表3 家系子代果实性状方差分量及遗传参数估算

2.3 优良个体选择与评价

群体内家系间4个果实性状在5%水平上差异极显著，具备了进一步进行多重比较的必要性，结果见表4。由表4可知，立地条件相同，Schis04、Schis03、Schis10和Schis02家系子代的果径较大，分别为17.463、10.480、10.110、9.859mm，且单果质量较重，分别为0.630、0.522、0.571、0.600g，其中，Schis04和Schis10家系子代每串果穗的果粒数量较多，分别为23.50、18.80个／穗；果穗质量较重，分别可达11.426、9.565g。因此，以果径、单果质量为主要指标，兼顾遗传表现、果穗质量和果粒数量，从而确定Schis04和Schis10为优良个体，且以Schis04的家系子代表现最佳，极具推广应用价值。

表4 北五味子家系间果实性状多重比较结果

3 结论与讨论

3.1 群体内家系间果实性状存在一定程度的变异，在5%水平上差异极显著。与果穗质量、果粒数量和单果质量3个性状相比较，果径性状的变异最小，平均变异系数仅为10.48%。

3.2 果实性状受遗传基因控制程度较大，遗传力较强，遗传分化小，遗传增益高，果穗质量、果粒数量、果径、单果质量4个数量性状的家系遗传力分别为0.844、0.829、0.989、0.915，遗 传 增 益 分 别 为25.50%、19.45%、21.45%、16.15%，增长潜力巨大。

3.3 以果径、单果质量为主要指标，兼顾生长势、遗传表现、果穗质量和果粒数量等项指标，从而确定Schis04和Schis10为优良个体，且以Schis04的家系子代表现最佳，极具推广应用价值，建议通过无性扩繁以扩大栽培规模。

［1］ 中国树木志编辑委员会.中国树木志［M］.北京：中国林业出版社，1985.

［2］ 周以良，董世林，聂绍荃.黑龙江树木志［M］.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1989.

［3］ 王振宇.食用植物资源学［M］.哈尔滨：东北林业大学出版社，2003.

［4］ 兰士波.北五味子优良种源选择及高效栽培技术［J］.科技创新导报，2009，140（33）：108-110.

［5］ 余建英，何旭宏.数据统计分析与应用（SPSS）［M］.北京：人民邮电出版社，2003：148-154.

［6］ 胡延吉.植物育种学［M］.北京：高等教育出版社，2003：122-125.

［7］ 沈熙环.林木育种学［M］.北京：中国林业出版社，1990：54-65.

［8］ 兰士波.杂种沙棘果实性状遗传效应分析［J］，林业科技开发，2011，25（5）：13-16.