我国铁岭地区平榛优良单株选育1)

赵爽 寇艳茹

(省部共建森林培育与保护重点实验室(北京林业大学)，北京，100083)

王忠 盛淑艳 张兵 苏淑钗

(辽宁省铁岭市林业科学研究院) (省部共建森林培育与保护重点实验室(北京林业大学))

我国铁岭地区平榛优良单株选育1)

赵爽 寇艳茹

(省部共建森林培育与保护重点实验室(北京林业大学)，北京，100083)

王忠 盛淑艳 张兵 苏淑钗

(辽宁省铁岭市林业科学研究院) (省部共建森林培育与保护重点实验室(北京林业大学))

为了在我国铁岭地区选育出坚果品质优良的平榛单株，通过实地调查与室内测量的方法，初选出栽培平榛优良单株87株和野生平榛优良单株58株。对初选优良平榛单株坚果品质进行复选，结果表明，平榛坚果形态指标变异程度较大，具有很大的改良潜力。栽培平榛的坚果品质高于野生平榛，栽培平榛果仁质量平均值比野生平榛果仁质量平均值高26.67%，出仁率平均值比野生平榛出仁率平均值高2.51%，说明栽培管理措施可以提高野生平榛的品质。平榛坚果形态的相关性分析表明，坚果大小与果皮厚显著影响坚果的质量，可通过改良果实的大小，降低果皮厚来提高出仁率。通过聚类分析可将栽培平榛分为7类，野生平榛分为5类，从栽培平榛的第五类和野生平榛的第四类中可以选育出果皮薄、出仁率高的优良单株；从栽培平榛第六类和野生平榛第五类可以选育出大果、果实和果仁质量较大的优良单株。通过主成分分析选出坚果品质综合性状优良的栽培平榛单株6株，野生平榛单株4株。

平榛；平榛优良单株选育；平榛坚果；平榛果实形态；主成分分析

We took field investigation and indoor measurement to select superior nuts quality ofCorylusheterophyllaindividuals in Tieling area of China. Through initial selection, we selected 87 cultivationC.heterophyllaand 58 wildC.heterophylla(pure wild) superior plants, and checked the quality of the primaries trees. The nuts had a great potential for improvement because of large fruit morphological index variation. Compared to the wildC.heterophylla, the cultivationC.heterophyllawas higher with regard to the kernel weight and the shelling percentage, which indicated that cultivation and management measures could improve the quality of the nuts. By correlation analysis, the size of the nuts and the shell thickness significantly affected the weight of the nuts. The shelling percentage could be improved by changing the size of the nuts and reducing the shell thickness. By cluster analysis, the cultivationC.heterophyllawas divided into seven classes, and the wild one was divided into five types. The thin shell thickness, high shelling percentage superior individuals, the heavy nut and kernel superior individuals both could be selected from two types of hazel. By principal component analysis, six superior nuts quality cultivationC.heterophyllaindividuals and four wildC.heterophyllaindividuals were selected.

国外栽培最多的榛属植物为欧洲榛(CorylusavellanaL.),其坚果大而美观,出仁率高,经济价值也较高，受到消费者的喜爱。国外许多国家十分重视其育种工作，已选育出上百个栽培品种[1],并对其品质和产量进行大量的研究[2-5]。目前，原产我国的榛子大部分野生状态，虽然坚果大小与产量低于欧洲榛，但其抗寒性强。

平榛(CorylusheterophyllaFisch.)在我国北方地区分布广泛，主要分布在东北三省，在山西、山东、河南、河北等地也有分布[6-7]，我国榛林面积167万hm2，其中平榛在我国的分布达到95%以上。铁岭野生平榛历史悠久，到目前为止，铁岭榛子面积达8万hm2[8-9]。虽已进入人工栽培，但仍未选育出优良品种。我国对平榛的研究也有了一定的进展[10-11]，赵娣[12]等对我国铁岭地区平榛的种质资源进行了调查，结果表明铁岭黄金沟地区的平榛性状优于其他地区。主成分分析[13]是利用降维的方法来减少大量数据分析的复杂性，并且能够减少信息损失，使搜集的资料得到全面的分析。目前主成分分析在许多选优工作中得到了广泛的应用[14-19]，本试验旨在对黄金沟地区的平榛进行初步分析的基础上，利用主成分分析的方法，进而筛选出坚果品质综合性状优良的平榛单株。

1 试验地概况

铁岭市位于辽宁省北部,松辽平原中段,属温带季风型大陆气候,黄金沟位于铁岭市东南部，地处北纬41°59′～43°23′,东经123°27′～125°06′，年平均气温7.8 ℃,全年日照时间2 700 h,年平均降水量为696 mm,无霜期148 d,四季分明,雨量适中[12，20]。

2 材料与方法

于2013年8月对铁岭黄金沟地区的平榛植株进行整体调查，在栽培平榛(有栽培管理措施的实生野生平榛)和野生平榛(纯野生)的优良林分中分别选择植株生长健壮，自然生长状态下树姿开张、无病虫害的植株。用GPS对调查的植株进行定位，将调查的各植株编号(ZP代表栽培平榛，YS代表野生平榛)，同时挂标签进行标记。将其果实采下，并于实验室内测量坚果的外观品质，每株随机选取15个单果测定其纵径、横径、单果质量、果仁质量、果皮厚和出仁率。初选标准参考宋新芳[10]对平榛初选的标准,并结合黄金沟具体调查情况制定本研究初步选优指标：单果质量大于1.0 g，果仁质量大于0.3 g，果壳厚度小于2.4 mm，出仁率大于0.3。结果筛选出栽培平榛优良单株87株，野生平榛优良单株58株。

3 结果与分析

3.1 平榛单株坚果形态指标变异情况

对初选平榛优良单株坚果形态指标的变异情况进行分析，由表1和表2可知，平榛单株的纵径、横径变异相对稳定，其他指标变异程度较大。与野生平榛相比，栽培平榛纵径、横径、单果质量、果仁质量和出仁率的平均值均较高，但果皮较厚。栽培平榛纵径平均值(14.61 mm)比野生平榛纵径平均值(13.04 mm)高12.04%；栽培平榛横径平均值(15.08 mm)比野生平榛横径平均值(13.90 mm)高8.49%；栽培平榛单果质量平均值(1.458 g)比野生平榛单果质量平均值(1.180 g)高23.56%；栽培平榛果仁质量平均值(0.532 g)比野生平榛果仁质量平均值(0.420)高26.67%；栽培平榛出仁率平均值(0.367)比野生平榛出仁率平均值(0.358)高2.51%；但栽培平榛果皮厚平均值(1.85 mm)比野生平榛果皮厚平均值(1.72 mm)高7.56%。

3.2 平榛单株坚果形态指标相关性

对初选平榛优良单株的坚果形态指标进行相关性分析，由相关性分析结果(见表3)可知，单果质量与纵径、横径、果仁质量、果皮厚在0.01水平上均成显著正相关；果仁质量与纵径、横径、单果质量、果皮厚、出仁率在0.01水平上均成显著正相关；出仁率与纵径、果仁质量在0.01水平上成显著正相关，与横径在0.05水平上成显著正相关，与果皮厚在0.01水平上成显著负相关。

表1 栽培平榛各指标情况

表2 野生平榛各指标情况

表3 平榛各形态指标相关性

注：** 在0.01水平(双侧)上显著相关；*在0.05水平(双侧)上显著相关。

3.3 平榛单株坚果形态指标的主成分和聚类分析

3.3.1 平榛单株坚果形态指标主成分的确立

对初选平榛优良单株的坚果形态进行主成分分析，选择主成分的依据主要是主成分的特征值和贡献率，由栽培平榛坚果形态指标主成分的方差贡献率表(见表4)可知，前2个主成分的特征值大于1，分别为2.952和1.864，总方差的80.263%的贡献来自前2个主成分，这说明前2个主成分能够代表全部性状的80.263%的信息，因此可以去掉后4个主成分。由栽培平榛坚果形态指标相关矩阵的特征向量(见表5)可知，第一个主成分主要反映横径、单果质量、果仁质量的综合信息，第二个主成分主要反映纵径、果皮厚、出仁率的综合信息。可得出主成分函数式如下：

Y1=0.275X1+0.514X2+0.565X3+0.522X4+ 0.258X5-0.012X6，

Y2=0.351X1-0.098X2-0.066X3+0.283X4- 0.575X5+0.672X6。

式中：Y1为第一主成分；Y2为第二主成分；X1为纵径；X2为横径；X3为单果质量；X4为果仁质量；X5为果皮厚；X6为出仁率。

表4 栽培平榛坚果形态指标主成分的方差贡献率

表5 栽培平榛坚果形态指标相关矩阵的特征向量

由野生平榛坚果形态指标主成分的方差贡献率和累计方差贡献率表(见表6)可知，前2个主成分的特征值大于1，分别为3.574和1.823，总方差的89.956%的贡献来自前2个主成分，这说明前2个主成分能够代表全部性状的89.956%的信息，因此可以去掉后4个主成分。

表6 野生平榛坚果形态指标主成分的方差贡献率

由野生平榛坚果形态指标相关矩阵的特征向量(见表7)可知，第一个主成分主要反映纵径、横径、单果质量、果仁质量的综合信息，第二个主成分主要反映果皮厚、出仁率的综合信息。可得出主成分函数式如下：

Y1=0.454X1+0.490X2+0.494X3+0.470X4+ 0.269X5+0.136X6，

Y2=-0.009X1+0.074X2-0.227X3+0.311X4- 0.599X5+0.698X6。

式中：Y1为第一主成分；Y2为第二主成分；X1为纵径；X2为横径；X3为单果质量；X4为果仁质量；X5为果皮厚；X6为出仁率。

表7 野生平榛坚果形态指标相关矩阵的特征向量

3.3.2 平榛单株坚果形态指标的聚类分析

对初选平榛单株的坚果形态进行聚类分析，变量的变异性大以及变量间存在相关性等因素会影响聚类结果[13]，为了降低这些差异，本文对各变量进行标准化，以主成分分析中的各主成分得分矩阵为依据进行聚类分析。

由栽培平榛坚果形态聚类分析图(图1)可知，当阈值为8时可将87株栽培平榛分为7类。由栽培平榛坚果形态聚类结果(见表8)可知，第一类包括植株ZP17、ZP37、ZP52和ZP54，其纵径平均值最小为13.63 mm，比全体植株的平均值低8.09%，出仁率平均值最低为0.315，比全体植株的平均值低15.55%，果皮厚最厚达2.12 mm，比全体植株的平均值高14.59%；第二类包括植株ZP1、ZP2、ZP4等35株，其坚果性状比较中庸，各指标均处于中间水平；第三类包括植株ZP7、ZP8、ZP12等17株，也属于较中庸的一类，但与第二类比较果实较大，果皮较厚为2.09 mm，比全体植株的平均值高12.97%；第四类包括植株ZP13、ZP20、ZP31等13株，其横径、单果质量、果仁质量平均值均最低，分别为13.89 mm、1.153 g、0.415 g，分别比全体植株平均值低8.85%、23.69%、26.62%；第五类包括植株ZP10、ZP28、ZP45等8株，其平均果皮厚最薄为1.45 mm，比全体植株的平均值低21.62%，出仁率平均值最高为0.427，比全体植株的平均值高14.48；第六类包括植株ZP24、ZP59，其纵径、横径、单果质量、果仁质量平均值均最高，分别为16.23、17.14 mm、2.004、0.830 g，分别比全体植株的平均值高9.43%、12.48%、32.63%、46.75%；第七类包括植株ZP3、ZP5、ZP15等8株，其果实也较大，仅次于第六类。

表8 栽培平榛坚果形态聚类结果

图1 栽培平榛坚果形态聚类分析

由野生平榛坚果形态聚类分析图(图3)可知，当阈值为7时可将58株野生平榛分为5类。由野生平榛坚果形态聚类结果(见表9)可知，第一类包括植株YS7、YS8、YS9等29株，其横径、果仁质量、出仁率平均值均最低，分别为13.23 mm、0.361g、0.321，分别比全体植株的平均值低8.35%、21.83%、15.92%；第二类包括植株YS5、YS6、YS34等7株，其纵径平均值最低为12.75 mm，比全体植株的平均值低3.35%；第三类包括植株YS3、YS36、YS37等14株，其为中庸的一类，各指标均处于中间水平；第四类包括植株YS1、YS2、YS4和YS38，其单果质量平均值最小为1.034 g，比全体植株的平均值低15.76%，但其平均果皮厚最薄为1.33 mm，比全体植株的平均值低21.67%，平均出仁率最高为0.457，比全体植株的平均值高19.70；第五类包括植株YS50、YS51、YS52和YS55，其纵径、横径、单果质量、果仁质量平均值均最高，分别为14.07、16.56 mm、1.655、0.570 g，分别比全体植株的平均值高6.66%、14.71%、34.84%、23.43%，但其平均果皮厚最厚达2.12 mm，比全体植株的平均值高9.11%。

图2 野生平榛坚果形态聚类分析

表9 野生平榛坚果形态聚类结果

3.3.3 平榛单株坚果形态指标的主成分得分选优

由平榛单株坚果形态指标主成分的确立(3.2.3.1)分析结果可知，栽培植株和野生植株的主成分函数Y1与Y2，进而可以得出主成分综合得分函数式：Y=Y1×Y1的方差贡献率+Y2×Y2的方差贡献率。

由87份栽培平榛形态指标主成分分析综合评价结果(见表10)可知，排名第6位的综合得分与第7位的得分相差较大，选取前6位为复选的优良单株，入选率为6.90%。综合排名第1位的为植株ZP59，其纵径、横径、单果质量、果仁质量、出仁率分别为16.99、16.99 mm、1.998、0.826 g、0.413，分别比所有栽培平榛各指标平均值高16.29%、12.65%、37.06%、55.21%、12.51%，其果皮厚为1.82 mm，比所有栽培平榛果皮厚的平均值低1.78%。综合排名第6位的为植株ZP84，其纵径、横径、单果质量、果仁质量、果皮厚、出仁率分别为14.96、16.34 mm、1.774、0.709 g、1.96 mm、0.403。分别比所有栽培平榛各指标平均值高2.39%、8.34%、21.70%、33.22%、5.78%、9.79%。

表10 栽培平榛坚果形态综合评价结果

由58份野生平榛形态指标主成分分析综合评价结果(见表11)可知，排名第4位的综合得分与第5位的得分相差较大，选取前4位为复选的优良单株，入选率为6.90%。综合排名第1位的为植株YS50，其纵径、横径、单果质量、果仁质量、果皮厚分别为13.89 mm、17.07 mm、1.775 g、0.582 g、2.16 mm。分别比所有野生平榛各指标平均值高6.54%、22.78%、50.40%、38.62%、25.27%。综合排名第4位的为植株YS55，其纵径、横径、单果质量、果仁质量、果皮厚、出仁率分别为14.53 mm、15.66 mm、1.565 g、0.557 g、2.05 mm、0.359。分别比所有野生平榛各指标平均值高11.45%、12.64%、32.61%、32.67%、18.89%、0.40%。

4 结论与讨论

本文对铁岭黄金沟地区的平榛坚果品质进行选优，初选出栽培平榛优良单株87株和野生平榛优良单株58株。除纵径、横径变异相对稳定外，平榛单株各指标变异程度较大，说明平榛具有很大的改良潜力。栽培平榛的坚果品质高于野生平榛，与野生平榛相比，栽培平榛纵径、横径、单果质量、果仁质量和出仁率的平均值均较高，但果皮较厚。说明在没有栽培管理措施的情况下，平榛坚果品质较差，这可能是由于水肥欠缺导致野生状态下平榛坚果品质较差，说明通过栽培措施管理可以提高平榛的品质。

此外，平榛坚果形态指标的相关性分析表明单果质量与纵径、横径、果仁质量、果皮厚均成极显著正相关；果仁质量与纵径、横径、单果质量、果皮厚、出仁率均成极显著正相关；出仁率与纵径、果仁质量成极显著正相关，与横径成显著正相关，与果皮厚成极显著负相关。说明果实大小与果皮厚显著影响坚果的质量，可通过改良果实的大小，降低果皮厚来提高出仁率。

表11 野生平榛坚果形态综合评价结果

宋新芳[10]通过对榛子坚果形态和果仁内含物的综合评价，在泰山和蒙山两个种源地选出5个综合性状好的优良单株。赵娣[12]等通过对铁岭地区进行平榛种质资源调查，选出5个性状优良的平榛，分别为：HJG16、HJG6、KY1、HJG18、HJG2。HJG16坚果较大、坚果质量较大、淀粉质量分数较高；HJG6号果皮薄、出仁率高；KY1果仁质量、出仁率较高；HJG18坚果大、坚果和果仁质量大；HJG2坚果纵径大、果皮薄、出仁率高。在5个优株中黄金沟地区的有4株。因此本文在此基础上，在黄金沟地区扩大调查范围进行选优。对初选的87株栽培平榛和58株野生植株分别进行聚类分析和主成分分析。聚类分析可将87株栽培平榛分为7类，野生平榛分为5类。结果表明，选育果皮薄、出仁率高的优良单株可从栽培平榛第五类和野生平榛第四类中选择；选育出大果、果实和果仁较重的优良单株可从栽培平榛第六类和野生平榛第五类中选择。通过主成分综合得分选出坚果综合品质好的栽培平榛榛优良单株6株，野生平榛4株。

综上说明，黄金沟地区平榛坚果形态具有很大的改良潜力，在栽培平榛和野生平榛中均可选出果实品质优良的单株，虽然野生植株的坚果品质总体较差，但可以通过栽培措施进一步提高其品质。本文通过综合性状选优，选出坚果性状优良的平榛可以为今后平榛的育种工作提供材料。

[1] 邵则夏.国外榛子的育种与栽培综述[J].云南林业科技,1997,80(3):66-70.

[2] Solara A,Stampar F. Characterisation of selected hazelnut cultivars:phenology,growing and yielding capacity, Market quality and nutraceutical value[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2011,91(7):1205-1211.

[3] Cristofori V, Ferramondo S, Bertazza G, et al. Nut and kernel traits and chemical composition of hazelnut (CorylusavellanaL.) cultivars[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2008,88(6):1091-1098.

[4] Baldwin B. The effects of site and seasonal conditions on nut yield andkernel quality of hazelnut genotypes grown in Australia[J]. Acta Hort,2009,845:83-88.

[5] Grau P， Bastias R. Productivity and yield efficiency of hazelnut (CorylusavellanaL.) cultivars in Chile[J]. Acta Hort,2005，686:57-64.

[6] 李殿彬,贡倩,赵国辉.平榛资源开发前景和技术[J].长春大学学报,2010,20(10):52-55.

[7] 庞发虎,王勇,杜俊杰.榛子的特性及在我国的发展前景[J].河北果树,2002,132(2):1-2.

[8] 李德成,白冰,姜薇,等.铁岭平榛资源现状和发展对策[J].辽宁林业科技,2009(2):57-58.

[9] 李宁,苏淑钗,景淼,等.榛子的国内外研究概况[J].山东林业科技,2011,41(1):96-98.

[10] 宋新芳.平榛优良单株选育及半同胞实系子代测定[D].泰安：山东农业大学,2007.

[11] 何伟.平榛优系的筛选及组培快繁技术的研究[D].延吉：延边大学,2009.

[12] 赵娣.我国东北野生榛子种质资源调查及选优[D].北京：北京林业大学,2013.

[13] 赵刚.福建樟树精油生化类型与优良单株选择的研究[D].福州：福建农林大学,2005.

[14] 胡雪华.矮杨梅种质资源评价及繁殖技术的研究[D].贵阳：贵州师范大学.2007.

[15] 周永丽,吴晓明,万军,等.毛叶木姜子优良单株选择初报[J].四川林业科技,2008,29(4):46-55.

[16] 时燕,刘冬芝,赵登超,等.山东鸡爪绵核桃果实经济性状鉴定与选优[J].经济林研究,2010,28(4):72-77.

[17] 孙琳琳.文冠果种质资源评价与优良单株选择[D].济南：山东师范大学,2012.

[18] 李秀霞.榛子杂交后代的遗传分析与良种选育工作[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学,2010.

[19] 徐永杰,吴代坤,罗治建.主成分分析法在核桃选优中的应用[J].中国农学通报,2011,27(25):45-48.

[20] 张春晖,丁秋红,商翎,等.铁岭市东部山区野生经济植物榛子营养元素地球化学特征[J].地质与资源,2006,15(4):299-303.

Superior Individual Selection ofCorylusheterophyllafor Nut Production in Tieling, China

Zhao Shuang, Kou Yanru(Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China); Wang Zhong, Sheng Shuyan(Tieling Forestry Research Institute); Zhang Bing, Su Shuchai(Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University)//Journal of Northeast Forestry University，2015,43(6)：15-21.

CorylusheterophyllaFisch.; Superior individual selection ofCorylusheterophylla;Corylusheterophyllanuts; Fruit morphology ofCorylusheterophylla; Principal component analysis

1)国家林业局重点项目(2011-03)。

赵爽，女，1989年10月生，省部共建森林培育与保护重点实验室(北京林业大学)，硕士研究生。E-mail：zhaoshuang122012@163.com。

苏淑钗，省部共建森林培育与保护重点实验室(北京林业大学)，教授。E-mail：sushuchai@sohu.com。

2014年12月29日。

S664.4

责任编辑：潘 华。