毒豆半同胞家系种子表型特征研究

谭好国,鲁仪增,刘立江,付建坤,袁洪振,董 敏

(1.山东鸿林工程技术有限公司,山东 济南250101;2.山东省林木种质资源中心,山东 济南250102;)

毒豆半同胞家系种子表型特征研究

谭好国1,鲁仪增2∗,刘立江2,付建坤2,袁洪振1,董 敏1

(1.山东鸿林工程技术有限公司,山东 济南250101;2.山东省林木种质资源中心,山东 济南250102;)

3个毒豆半同胞家系的种子长、种子宽、种子表面积和种子长宽比4个表型性状在家系间和家系内均有丰富变异,其中家系3变异最大(12.2%),家系1次之(9.69%),家系2最小(8.68%);性状间,以种子表面积变异最大(14.47%),宽度变异次之(10.74%),种子长(6.97%)和种子长宽比(8.57%)变异相对较小。3个半同胞家系的种子长、种子长宽比两指标的差异均达到显著水平,家系2的种子表面积与家系1、家系3种子表面积之间的差异达到显著水平。但是4个种子表型性状之间均存在一定的相关性,除种子表面积与种子长宽比之间的相关性水平未达到显著水平外,其余均达到极显著水平。以组内联接、Euclidean距离对3个毒豆半同胞家系种子表型数据进行系统聚类,在距离2处可将其分为2组。其中第1组为家系3;第2组为包括家系1和家系2,此两个家系的种子表型性状具有较大相似性。

毒豆;半同胞家系;种子;表型特征

林木种子表型变异具有较高稳定性,是林木长期遗传和环境自然选择的综合体现[1－2],是遗传多样性研究的先导和基础,其对于林木遗传育种具有非常重要的意义[3]。孙荣喜等[4]、李伟等[5]、董雷鸣等[6]对国槐(Sophora japonica)、皂荚(Gleditsia sinensis)、榧树(Torreya grandis)等树种的种子表型性状研究表明,不同种源家系的种子表型变异丰富,对于其研究群体遗传多样性,开展种质资源的收集保护、评价、品种选育利用等具有重要的价值。

毒豆(Laburnum anagyroidesMedic.),又称金链花,为豆科(Leguminosae)毒豆属(LaburnumFabr.)中重要的观赏植物,原产欧洲南部,我国东北、西北有栽培[7]。近年来,毒豆与其同属苏格兰金链树(L.alpinum)在我国引种栽培范围逐步扩大,部分已成为山东的良种[7－9]。但是,各文献资料对它们种子表型性状的描述均甚少,其中《中国植物志》及《青岛树木志》记载,毒豆的种子黑色,有毒[7－8]。《山东林木良种》记载种子棕褐色,千粒重29.4g[9]。

本文根据近年来引种的毒豆不同家系种子为材料,开展其种子表型特征研究,以其为毒豆种质资源引种收集、适应性评价、新品种选育等提供支撑。

1 材料与方法

1.1 引种地概况

试验引种地点设在山东林木种质资源枣园库,地处章丘市枣园镇。土壤及环境因子条件见文献[10]。

1.2 试验材料

2007年引种定植(2年生苗木),株距不小于5m。自2012年开花结实逐渐稳定。2015年8月底按家系采集种子,分别获得家系1、家系2和家系3的种子。

1.3 试验方法

参照文献[4],利用加拿大Regent Instrument公司WinSeedle软件结合Epson4990型平面扫描仪,获得种子长、种子宽、种子表面积(按照椭圆形计算)和种子长宽比等指标。每家系分析30粒种子。利用Excel2010分析国槐家系种子性状间的平均值,变异系数;利用SPSS19.0进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 表型变异特征

3个毒豆半同胞家系的种子长、种子宽、种子表面积和种子长宽比4个表型性状在家系间和家系内均存在丰富的变异(表1),4个种子表型性状的平均变异系数分别为6.97%、10.74%、14.47%、8.57%,种子表面积变异最大,宽度变异次之,种子长和种子长宽比变异相对较小;4个半同胞家系的各性状平均变异系数为10.19%,其中家系3变异最大(12.2%),家系1次之(9.69%),家系2最小(8.68%)。

表1 3个毒豆半同胞家系种子表型变异系数

多重比较分析表明(表2),3个毒豆半同胞家系种子的表型性状在家系间均存在差异,其中3个半同胞家系的种子长、种子长宽比两指标差异均达到显著水平,家系2种子表面积与家系1、家系3种子表面积之间的差异也达到显著水平。

表2 3个毒豆半同胞家系种子表型性状变异及多样性比较

相关分析表明,3个半同胞家系的种子长、种子宽、种子表面积和种子长宽比之间均存在一定的相关性,除种子表面积与种子长宽比之间的相关性水平未达到显著水平外,其余均达到极显著水平。说明3个毒豆半同胞家系种子表型性状具有较高的稳定性。

表3 3个毒豆半同胞家系种子表型相关性

2.2 方差分析

3个毒豆半同胞家系种子表型数据满足方差齐性(表4)。方差分析显示(表5),3个半同胞家系的种子长、种子宽、种子表面积和种子长宽比之间,在家系内和家系间均具有差异,其中种子长、种子宽和种子长宽比在家系间的差异均达到显著水平。

表4 3个毒豆半同胞家系种子表型性状数据的方差齐性检验

表5 3个毒豆半同胞家系种子表型性状的方差分析

2.3 聚类分析

图1 3个毒豆半同胞家系聚类图

以组内联接、Euclidean距离对3个毒豆半同胞家系种子表型数据进行系统聚类,得到聚类图1。由图1看出,依据种子长、种子宽、种子表面积和种子长宽比四个表型性状,在距离2处,可将其分为2组。其中第1组为家系3;第2组为包括家系1和家系2,此两个家系的种子表型性状具有较大相似性。

3 结论

3个毒豆半同胞家系的种子长、种子宽、种子表面积和种子长宽比4个表型性状在家系间和家系内均有丰富变异,其中家系3变异最大(12.2%),家系1次之(9.69%),家系2最小(8.68%);性状间,以种子表面积变异最大(14.47%),宽度变异次之(10.74%),种子长(6.97%)和种子长宽比(8.57%)变异相对较小。3个半同胞家系的种子长、种子长宽比两指标的差异均达到显著水平,家系2种子表面积与家系1、家系3种子表面积之间的差异均达到显著水平。但是4个种子表型性状之间均存在一定的相关性,除种子表面积与种子长宽比之间的相关性水平未达到显著水平外,其余均达到极显著水平。以组内联接、Euclidean距离对3个毒豆半同胞家系种子表型数据进行系统聚类,在距离2处,可将其分为2组。其中第1组为家系3;第2组为包括家系1和家系2,此两个家系的种子表型性状具有较大相似性。

[1]罗建勋,顾万春.云杉天然群体表型多样性研究[J].林业科学2005,2(41):66－73.

[2]曾杰,郑海水,甘四明,等.广西西南桦天然居群的表型变异[J].林业科学,2005,2(41):59－65.

[3]赵曦阳,王军辉,张金凤,等.梓树属4个种种子表型性状和发芽特性的研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2008,12(36):149－154.

[4]孙荣喜,郑勇奇,张川红,等.不同群体国槐种子表型变异研究[J].河北农业大学学报,2011,34(3):65－70.

[5]李伟,林富荣,郑勇奇,等.皂荚南方天然群体种实表型多样性[J].植物生态学报,2013,37(1):61－69.

[6]董雷鸣,曾燕如,邬玉芬,等.榧树天然群体中种子表型特征与化学成分的变异分析[J].浙江农林大学学报,2014,31(2):224－230.

[7]中国科学院中国植物志编辑委员会(主编).中国植物志第42卷(2)[M].北京:科学出版社,1998:417－419.

[8]徐金光,解荷锋.山东林木良种.西安:西安交通大学出版社,2015.

[9]曹友强.青岛树木志[M].北京:中国林业出版社,2015:342.

[10]鲁仪增,赵立军,高广臣,等.槭属引进品种秋叶色表达及其与温湿度之间的关系[J].山东林业科技,2014,44(6):46－48.

S722.3＋1

A

1002－2724(2016)05－0059－03

2016－07－12

∗通讯作者:鲁仪增Email:luyizeng＠126.com。