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9个种源野生黑果枸杞实生苗变异系数研究

2017-05-17李承科翟红莲吴海涛张子汉孙仲序

山东林业科技 2017年3期
关键词:丛枝黑果种源

李承科 ,翟红莲 ,张 峰 ,吴海涛,张子汉,孙仲序

(1.山东博华高效生态农业科技有限公司,山东 滨州 256500;2.山东农业大学;3.博兴县科学技术局)

1 引言

黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murray)为茄科(Solanaceae)枸杞属(Lycium)的多年生落叶多棘刺灌木、因其具有抗旱、耐寒、耐盐碱、根蘖性强等特点,常以群落形式分布在盐碱、干旱的荒漠与半荒漠地区、青海柴达木盆地、新疆塔里木盆地是黑果枸杞资源分布最广、资源量最大的分布区[1],柴达木盆地主要分布于德令哈、格尔木、都兰、乌兰等盆地中东部地区。黑果枸杞根蘖性强,兼具有性和无性两套繁殖系统,其植株具有夏眠的特性,被掩埋后仍有存活的可能[3]。国外则分布于欧洲的东南部、高加索和中亚、蒙古、地中海沿岸的北非以及南欧各国等地、黑果枸杞果实中含有丰富的花青素、氨基酸、维生素等,《维吾尔药志》中记载,黑果枸杞果实及根皮对尿道结石、癣疥、齿龈出血等疾病疗效显著[14],在食品、药品以及保健行业发展潜力巨大。故近年来全国各地引种栽培力度加大,卢文晋等[5]研究了与野生状态下相比,黑果枸杞在人工栽培条件下的性状变异,结果表明,人工栽培条件下黑果枸杞叶片、果实、枝条的形态变化明显,平均单果鲜重是野生状态下的1.86倍,叶长、叶宽、叶面积明显增大,更有利于提高植株的光合效率,另外,人工栽培条件下枝刺减少,更易于果实采收、杨春树等[12]用德令哈和格尔木两个种源的种子进行容器育苗试验,结果表明,两种源进入出苗高峰期时间不同,出苗期有差异,另外,发芽率也有不同。郑卓然等[15]根据辽宁地区黑果枸杞育苗和栽培管理中的生产实践,创新栽培技术,摸索出垄作技术及配套栽培技术,提出适宜辽宁地区生产的黑果枸杞繁育技术体系。汪洋[10]以黑果枸杞组培苗为试验材料,研究了其在北京引种栽培过程中移栽基质筛选、移栽环境和方式选择、最佳施肥量等问题,为黑果枸杞在北京地区人工种植提供可行性依据,以及可参考的栽培措施。张峰等[13]以青海野生黑果枸杞种子为试验材料,研究温室育苗技术,并在山东滨海地区盐碱地进行造林试验,造林成活率在85%以上,为其在滨海盐碱地的推广提供了技术支持和指导。

表1 黑果枸杞种源地经纬度

阿力同·其米克等[1]采用 ISSR分子标记对新疆南部黑果枸杞6个自然居群及甘肃6个自然居群共115个样品进行了DNA多态性分析,结果表明,黑果枸杞在物种水平上具有较高的遗传多样性,其遗传变异主要存在于居群内(77%),而居群间的遗传分化较小(23%),与Liu等[4]对甘肃、宁夏、青海和新疆4地黑果枸杞居群的遗传多样性的研究结果一致,认为其保持较高遗传多样性水平的重要原因是黑果枸杞具有以异交为主的繁育系统。

本研究以9个不同种源野生黑果枸杞种子播种后获得的实生苗为试验材料,研究其在山东黄三角盐碱地区引入地的生长情况和性状表现,通过分析,探究黑果枸杞引种栽培上的种源选择。

2 试验材料

搜集黑果枸杞野生资源种子9份,9份资源种源地及种源地经纬度如表1所示。

试验地点位于山东黄河三角洲博兴蔡寨试验区(N37°18′,E118°09′),2013 年 11 月 份 在 温 室 用12*13营养钵进行播种,基质为草炭和珍珠岩的混合基质,体积比为5:3。

3 试验方法

3.1 定植

9个种源黑果枸杞实生苗中,挑选大小相近?生长势相似的植株,于2014年8月份进行大田定植,株行距1.5m*0.5m,每个种源栽植15株,3次重复。常规管护,不对其进行整形修剪。

3.2 数据测定

2015年7月份进行数据观测,包括每个种源黑果枸杞的成活率,每株株高、丛枝数、丛枝高度一致性、茎粗、丛枝茎粗一致性、节间大小、刺长短、主枝上分枝数、叶大小及厚度、树形、生长势等指标。其中,株高为直立性最好、最高的主枝高度,茎粗为主枝茎基部粗度;丛枝高度一致性和粗度一致性分为三个等级,记为1、2、3,分别表示不一致、较一致、一致;节间大小、刺长短、叶大小、叶厚度分为三个等级,记为 1、2、3,分别表示较小、正常、较大;树形记为1、2、3,分别表示丛枝倾斜生长、主枝明显且丛枝直立生长、单干型且主枝直立生长三种树形;生长势记为 1、2、3,分别表示较弱、正常、较强。

4 结果与分析

根据记录的每株黑果枸杞数据,计算每个种源3次重复的各指标均值、标准差以及变异系数。

4.1 各性状的变异系数

变异系数表示的是各观测性状的变异程度,反映了某品种群体与个体之间的差异。计算公式为变异系数(C.V)=标准差/平均值。

表2 不同种源黑果枸杞各指标的平均值(Average)

根据计算结果,人为划分变异程度,变异系数在0~0.1的数值上标计空白,如0.01,表示性状无变异;变异系数在0.1~0.2之间的数值上标计*,如0.19*,表示弱变异;变异系数在0.2~0.3之间的数值上标计**,如0.25**,表示中度变异;变异系数在0.3~0.4之间的数值上标计***,如0.35***,表示高度变异;变异系数大于0.4的数值上标计****,如0.45****,表示高强度变异。如表3所示。

从表3中可以看出,变异程度最小的性状为叶厚度,平均变异系数仅有0.01,其次是节间大小,两个性状认为“无变异”;叶大小、刺长短两个性状平均变异系数分别为0.14和0.18,为“弱变异性状”;性状最不稳定的是主枝上分枝数,平均变异系数高达0.55,其次是丛枝数,为“高强度变异”性状,这也充分说明黑果枸杞萌芽、萌蘖力强的特点;另外,部分性状种源间变异系数差异较大,如高度、根茎粗度、粗度一致性、树形、生长势,可以根据栽培生产目的选择合适的种源。

如表4所示,用EXCEL统计工具将不同种源每个性状的变异系数从小到大依次排序,每个性状分别排出前两位和末两位,计算9个种源出现的次数(表5),结果表明,统计的12个性状中,青海柴达木种源(1)表现最为稳定,综合变异程度最小,其次是新疆昌吉种源(9);变异程度最大的两个种源是宁夏银川(4)和新疆库尔勒(5)。可以根据引种栽培目的,合理选择适合的种源,比如黑果枸杞规模化生产建议引种各性状变异系数小、表现整齐一致的柴达木种源。

表3 不同种源黑果枸杞各性状变异系数(c.v)比较

表4 每个性状各种源变异系数由小到大排序表

表5 前两位和末两位各种源出现的次数

4.2 生长势

统计不同种源黑果枸杞的成活率,计算3次重复后每一个种源平均成活率,综合每个种源植株的生长势情况和生长势变异系数,如图1所示,西藏林芝地区(7)种源植株成活率最低(51.11%),生长势最弱(均值为2.211),且长势个体间差异较大(生长势变异系数为0.314),故山东黄三角地区引种黑果枸杞时不建议引该地区种源;青海柴达木(1)种源植株成活率最高,达84.44%,但总体长势较弱(生长势均值为2.333,变异系数为0.202),需后期持续观测,综合考虑其他因素;成活率较高、生长势较强且变异系数较小的种源为青海西宁(8)。

4.3 树形、树势

黑果枸杞萌芽、萌蘖力强,野生状态下呈灌木丛状,产量较低,引种栽培时需加强树形管理,培养丰产树形。黑果枸杞多棘刺,整形修剪成本高,在引种栽培时要考虑筛选树形易培养的种源、群体及单株。结合研究中所观测性状,认为树形易管理的种源具有以下特点:主枝较高、茎基较粗,主枝高度、粗度变异系数较小,丛枝数较少、变异系数较小,丛枝高度及粗度差异大(变异系数大)、干性强,树形直立性强,差异小。根据以上特点,以相关性状的平均值和变异系数为考核指标,分别对试验的9个种源的树形、树势易管理性进行排序(方法同4.1中不同种源植株综合变异程度分析方法),排出前4位,统计各种源出现的次数,未考虑各性状对树形管理的影响权重,结果表明,青海柴达木(1)和青海西宁(8)两个种源植株在生产中树形、树势管理较容易,而青海格尔木(6)、新疆昌吉(9)和宁夏银川(4)种源植株则较难培养干性强的结果树形。

5 结论与讨论

5.1 结论

(1)黑果枸杞引种栽培中,统计的12个性状中最为稳定的是叶片厚度,变异系数仅为0.01;最不稳定的是主枝上分枝数,平均变异系数高达0.55,其次是丛枝数,充分说明黑果枸杞具有萌芽、萌蘖力强的特点。

(2)综合分析统计的12个性状,青海柴达木种源(1)表现最为稳定,变异程度最小;变异程度最大的两个种源是宁夏银川(4)和新疆库尔勒(5)种源。

(3)9个种源中,西藏林芝地区(7)种源植株成活率最低,生长势最弱,且长势个体间差异较大,故山东黄三角地区引种黑果枸杞时不建议引该地区种源;青海柴达木 (1)种源植株成活率最高,达84.44%,但总体长势相对较弱,需后期持续观测;成活率较高、生长势较强且变异系数较小的种源为种源青海西宁(8)。

图1 不同种源植株生长势情况

(4)青海柴达木(1)和青海西宁(8)两个种源植株在生产中树形管理容易,树势较强,而青海格尔木市(6)、新疆昌吉(9)和宁夏银川(4)种源植株树形管理较难。

5.2 讨论

(1)数据观测时植株为两年苗,未进入盛果期,开花结果量较少,未考虑开花结实等相关性状,后期需进一步研究相关性状对种源试验结果的影响;

(2)表现型是基因型和外部环境综合影响的结果,已有相关研究表明黑果枸杞自然条件下不同居群的遗传多样性水平都比较高,引种过程中要不断筛选综合性状表现优良的种源,在此基础上筛选性状表现优良的单株,并通过无性繁殖方式进行扩繁,形成优良品系,并加强树形、水肥等规范化管护措施;

(3)本研究未考虑在黑果枸杞生长发育过程中各性状对引种栽培效果的影响权重,后期需研究不同性状对达成栽培目标的影响程度。比如研究植株高度、粗度以及丛枝数等对黑果枸杞开花结果的影响程度,分配各性状影响权重,从而目标性更强地去筛选高产种源、群体以及单株。

参考文献:

[1]阿力同·其米克,王青锋,杨春锋,陈进明.新疆产药用植物黑果枸杞遗传多样性的ISSR分析[J].植物科学学报,2013,31(5):517~524.

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[4]Liu Z G,Shu Q Y,Wang L,Yu M F,Hua Y P,Zhang H G,Tao Y D,Shao Y.Genetic diversity ofthe endangered and medically important Lycium ru-thenicum Murr.revealed by sequence-related ampli-fied polymorphism(SRAP)markers[J].Biochem SystEcol,2012,45:86-97.

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