橡胶树魏克汉种质资源的胶乳产量与生理性状变异分析

2020-06-19杨湉赵祺李小琴张凤良毛常丽胡永华吴裕

热带作物学报 2020年5期

杨湉赵祺李小琴张凤良毛常丽胡永华吴裕

摘要：本研究以128个开割的魏克汉种质橡胶树无性系为研究对象，测定年均刀次胶乳产量、干胶含量以及胶乳中蔗糖、无机磷、硫醇、总固形物等生理参数，结合2017年底橡胶树胸径围数据进行群体变异和相关性分析。结果表明，蔗糖含量变幅为3.14～35.50 mmol/L，变异系数最大（53.2%）;年均刀次膠乳产量变幅为24.2～475.0 mL，变异系数为51.5%;蔗糖含量与干胶含量和年均刀次胶乳产量呈显著负相关（P<0.05）。对年均刀次胶乳产量进行K-均值聚类分析，将128份无性系分为3个类型，第I类约占10%，年均刀次胶乳产量最高（351.0 mL），胸径围均值最大（59.5 cm），第4刀胶乳产量最高（196.2 mL），但蔗糖含量平均值最低（7.83 mmol/L），其他生理指标差异不显著。

关键词：橡胶树;种质资源;胶乳生理;胶乳产量;变异

中图分类号：S794.1 文献标识码：A

Variations Analysis of Latex Yield and Physiological Traits in Hevea brasiliensis Wickham Germplasm Resources

YANG Tian， ZHAO Qi， LI Xiaoqin， ZHANG Fengliang， MAO Changli， HU Yonghua， WU Yu*

Yunnan Institute of Tropical Crops， Jinghong， Yunnan 666100， China

Abstract： 128 clones of Wakeham germplasm rubber trees， which were tapped， were used as the research object in this study. The average annual latex yield of each tapping from clonal ramet， dry rubber content in latex and sucrose content， inorganic phosphorus content， mercaptan content， total solids content in latex were determined， and the correlation analysis of population variation was analyzed combined with the data of rubber tree diometer at breast height （DBH） at the end of 2017. The sucrose content was in the range of 3.14–35.50 mmol/L， with the largest coefficient of variation for 53.2%. Average annual latex yield of each tapping from clonal ramet was in the range of 24.2–475.0 mL， with a variation coefficient 51.5%. Sucrose content and dry rubber content， average annual latex yield of each tapping from clonal ramet was significantly negative correlated （P<0.05）. All clones could be divided into three types by K-means cluster analysis. The first class was accounted for 10%， with the highest average annual latex yield of each tapping from clonal ramet （351.0 mL） and the highest average DBH circumference （59.5 cm）. The fourth tapping latex yield was the highest （196.2 mL） with the lowest sucrose content （7.83 mmol/L） and no significant difference of other physiological indexes.

Keywords： Hevea brasiliensis; germplasm resources; latex physiology; latex yield; variation

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.05.008

种质资源保护是物种安全和农业安全的需要。种质资源是开展良种培育的原始材料，因而开展种质资源的性状鉴定和遗传学分析是开展良种培育的前提和基础。橡胶树是我国规模最大的热带作物，种植面积达到113万hm2，在国防建设和经济建设中有其他热带作物不可替代的作用。由于我国没有橡胶树的野生资源，为了实现我国的天然橡胶自给，20世纪50年代后我国从东南亚国家引种橡胶树，并且注重种质资源的收集和保护工作[1]。

橡胶树（Hevea brasiliensis）是南美洲巴西亚马孙河流域的野生树种。由于巴西橡胶树具有产量高、品质好、经济寿命长的特点，加之容易栽培、采割方便、生产成本低等优点，成为人工栽培最重要的橡胶树。1876年，魏克汉（Wickham）从巴西将种子运到英国邱园（Kew Garden）育苗，再送到斯里兰卡、马来西亚和印度尼西亚等国种植，其后代统称为魏克汉种质资源，以此为材料在南亚国家培育了诸多优良品种，是目前橡胶树种植品种的主要来源[2]。

农业部于2009年同时授牌农业部景洪橡胶树种质资源圃和农业部澹州橡胶树种质资源圃，对我国建设最完善的2个橡胶树种质资源圃实行挂牌保护，并开展相应的种质资源研究和良种培育工作。农业部景洪橡胶树种质资源圃收集了来自国内外的优良无性系（并非品种）以3 m×6 m的株行距种植保存，基本符合生产胶园的种植模式。建圃以來，科研工作者对圃内保存的橡胶树种质资源进行了植物学、分子生物学等方面的研究[3-9]。2018年已达到正式割胶树龄，本研究将从胶乳生理方面开展，认识胶乳生理指标在群体内的变异式样及其与胶乳产量的相关性，为种质资源的鉴定评价和良种培育提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

农业部景洪橡胶树种质资源圃内的魏克汉种质资源，保存了从东南亚植胶区引进的优良无性系、国内其他单位培育的无性系和云南省热带作物科学研究所培育的无性系共560多个。2007年以GT1为砧木嫁接无性系，2008年6—7月定植，株行距3 m×6 m，每个无性系定植4株。按生产性胶园常规管理，林木生长良好。根据2017年12月无性系胸径围数据，挑选出达到开割标准（胸径围>45 cm）的无性系单株1350株，涉及495个无性系，于2018年4月底开始割胶，割制S/2，d/7，无刺激，至11月底一共割胶30刀。选择其中128个无性系取样测定胶乳中的无机磷、硫醇、蔗糖、干胶含量、总固形物含量。

1.2 方法

1.2.1 样品采集在正常割胶的495个无性系中，于第4刀（5月底）选取有单株胶乳产量大于50 mL的无性系，一个无性系随机选择1株胶乳产量大于50 mL的橡胶树进行取样，早晨6：00割胶，8：00开始取样，取样前测量取样单株的胶乳产量记为单刀胶乳产量（为了测量简便、快速，本研究用1 L的量筒测定胶乳体积记为胶乳产量）。取样时先混匀胶碗中的全部胶乳，用移液枪吸取3 mL新鲜胶乳置于已称重的5 mL离心管中，冰浴带回实验室用于胶乳生理参数和总固形物含量测定，同时用盒子取约30 mL胶乳带回实验室用于干胶含量测量，采样共计128个无性系。之后每月测量一次取样株产出的胶乳体积，用于计算无性系内单株一年内年均刀次胶乳产量（胶乳总量/刀数）。

1.2.2 样品处理取2 mL离心管，加入0.2 mL新鲜胶乳，加入1.8 mL 25 g/L的TCA（三氯乙酸）+0.1 g/L的EDTA（乙二胺四乙酸）溶液[10]，经4 ℃下离心（8000 r/min）5 min后把样品清液转移出来开展蔗糖、无机磷、硫醇的测定[11]，每个胶乳样品做3次重复。

1.2.3 胶乳生理参数的测定方法总固形物（total solids content， TSC）含量的测定采用烘干法[10];无机磷含量的测定采用钼酸铵法[12];蔗糖含量的测定采用蒽酮试剂法[12];硫醇含量的测定采用DTNB法[12];干胶含量的测定采用DH925D型微波胶乳测试仪。

1.3 数据处理

采用Excel 2007软件进行数据统计和变异分析;采用SPSS 17.0软件进行聚类分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 橡胶树种质资源生长量、胶乳产量及生理指标群体变异式样

根据2017年底生长量测定数据，统计取样的128个无性系的胸径围（生长量）、年均刀次胶乳产量（简称为“年均刀次产量”）、单刀胶乳产量、无机磷含量、硫醇含量、蔗糖含量、干胶含量、总固形物含量的最小值、最大值、平均值、标准差和变异系数如表1所示。

本研究中2017年（第9年）胸径围大于45 cm的无性系有495个，占魏克汉种质资源总数的88.24%，对其割胶后第4刀胶乳产量大于50 mL

的仅有128个无性系，占开割总数的25.8%。对128个无性系进行变异分析，结果表明年均胶乳产量的群体变幅为24.2～475.0 mL，说明有些无性系的胶乳产量较低。第4刀干胶含量群体变幅为29.3%～49.2%，均值为40.6%;蔗糖含量群体变幅为3.14～35.50 mmol/L，均值为10.71 mmol/L，变异系数为53.22%，是测定的5个生理指标中变异最大的指标。虽然橡胶树魏克汉种质资源群体的遗传基础较窄[12]，但是表型变异大，作为育种材料还有一定的选择空间。

2.2 橡胶树种质资源生长量与胶乳产量及生理指标的群体相关关系分析

植株生长量是最直观的指标，林木育种者往往根据植株长势人为淘汰一部分生长不良的个体，再按育种目标进行测定和选择，橡胶树的选择也符合这条规律。本研究中的128个无性系来自多个育种地，这128个无性系的群体胸径围与年均刀次胶乳产量的相关系数为0.1595，相关系数较低，显著性检验为不显著;胸径围与蔗糖含

量和干胶含量的相关系数分别为?0.2690和0.2450，均达到极显著水平（P<0.01）;蔗糖含量与干胶含量、年均刀次胶乳产量的相关系数分别为?0.3450和?0.2625，呈极显著负相关（P<0.01）。

将胸径围以1 cm间距划分为21级，统计每一级的频数、胸径围均值、相应无性系的胶乳产量、生理指标的均值于表2。以表2的数据进行相关性分析，结果见表3，胸径围与年均刀次胶乳产量的相关系数为0.2098，相关性不显著;与单刀胶乳产量相关性极低（相关系数为?0.1065）;与蔗糖含量的相关系数为?0.6096，呈极显著负相关（P<0.01）;与干胶含量和硫醇含量的相关系数为0.4878和0.4782，为显著正相关（P<0.05）;年均刀次胶乳产量与蔗糖含量、干胶含量的相关系数为?0.6931和0.6546，都达到极显著水平（P<0.01）;年均刀次胶乳产量与单刀胶乳量相关系数为0.4517，呈显著正相关（P<0.05）;干胶含量与蔗糖含量相关系数为?0.5831，呈极显著负相关（P< 0.01）。其他指标间相关性不显著或基本不相关。

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