湖南不同产地果用型无患子经济性状评价

吴际友，程 勇，魏志恒，陈家法，张 珉，司红英，盛克寨

（1.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；2.湖南绿村生态科技有限公司，湖南 长沙 410004；3.湖南无患子农林发展有限公司，湖南 石门 415300）

无患子Sapindus mukorossi为无患子科无患子属落叶大乔木，别名木患子、洗手果，原产中国长江流域以南各地以及中南半岛各地、印度和日本，现今零散分布于我国东部及南部低山丘陵地区，对土壤要求不严，喜光，耐寒能力较强，并且对二氧化硫抗性很强，是工业城市生态绿化的首选树种[1]。

无患子是多功能树种，以其为原材料的加工产品种类繁多，涉及美容化妆、日化、生物洗涤剂、生物能源、药材、茶品、工艺品等众多领域。无患子可作为景观林和行道绿化树种，观赏效果好，同时也是石漠化治理的好树种，因此无患子具有广阔的市场应用前景[2-4]。

国内外对无患子的研究大多集中在其生理特性、皂苷提取以及工业化加工方面[5-7]，而未见有果用型无患子良种选育的相关文献报道。同时，目标主导产品不明确,无患子良种选育针对性不强。另一方面无患子栽培热潮由台湾率先发起，已经被作为园林绿化树种予以大量栽培，而无患子遗传变异及定向改良研究尚处于起步阶段[8-9]。

本研究通过开展湖南地区不同产地果用型无患子的种实质量性状、形态性状及皂苷含量变异研究，来探讨湖南地区果用型无患子种质资源分布情况及分布规律，为优良果用型无患子单株选择和遗传改良提供前期研究基础。

1 材料与方法

1.1 无患子果实的采集与处理

2018年9—12月在湖南省6 个不同无患子产地采集成熟的无患子果实，6 个产地分别为浏阳、长沙、鼎城、武陵、临澧、石门，各产地具体的气候及立地因子如表1所示。依据当地无患子林分具体情况，每个产地选择10 株左右结实正常、生长良好的无患子植株作为果实采集样株，样株间距保持50 m 以上。每个样株随机采集无患子果实2 kg 左右作为果实样本，从果实样本中随机选择30 粒果实，测量果鲜质量、果横径、果纵径等果实形态指标，剥去果皮后继续测量果皮质量、种子质量、种子横径、种子纵径、种子侧径等种子形态指标；为了更好地反映果实和种子的形态特征，分别计算了果实大小指数，果横径×果横径×果纵径；果肉果核比，果皮质量/种子质量；果实形态指数，果横径/果纵径；种子大小指数，种子横径×种子纵径×种子测径；种子形态指数，种子横径/种子纵径。

表1 果用型无患子各产地气候因子及地理位置Table 1 Climatic factors and geographical location of different habitats of Sapindus mukorossi

1.2 果用型无患子皂苷含量的测定

测定种实性状之后，选择优良样株30 株进行果实皂苷含量的测定，皂苷含量的测定由中国林业科学研究院亚热带林业研究所试验中心完 成[10-12]。利用Excel 2003，SPSS18.0 完成数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同产地间及产地内株间的果用型无患子种实性状差异

如表2～3 所示，鼎城、石门产地内果用型无患子株间种实性状均表现出显著差异（P＜0.05），临澧、浏阳和武陵3 个产地内果用型无患子株间绝大部分种实性状具有显著差异（P＜0.05），而长沙产地内的果用型无患子株间差异不显著（P＞0.05）。

从表2～3 可知，除果实形态指数及种子形态指数外，其他性状指标在产地间均存在显著差异（P＜0.05）；其中石门产地的无患子果实性状表现最为突出，其果横径、果纵径、果鲜质量、果肉质量、果实大小指数分别为25.11 mm、21.12 mm、5.40 g、3.62 g 和13 644，与其他产地差异极显著（P＜0.01），同时要显著高于上述性状的总平均值22.67 mm、19.75 mm、4.55 g、2.90 g 和10 412。另一方面就种子质量性状而言，鼎城产地果用型无患子表现较为突出，其果核质量、种子横径、种子纵径、种子侧径、种子大小指数分别为1.80 g、14.71 mm、14.91 mm、13.19 mm 和2 929，显著高于上述性状平均值1.63 g、14.29 mm、14.33 mm、12.69 mm 和2 649；各产地间种子质量性状存在显著差异，但与果实质量性状差异并不完全一致。

表2 果用型无患子产地内、产地间性状变异方差分析†Table 2 Variance analysis of intra-and inter-origin characters of Sapindus mukorossi

表3 不同产地果用型无患子种实性状差异†Table 3 Variation of seed and fruit characters of Sapindus mukorossi from different habitats

2.2 果用型无患子性状变异系数分析

分别计算各性状在不同产地内的变异系数（表4），同时计算产地间各性状的总变异系数（表5）。由表4可知，长沙产地的果用型无患子林分种实各性状变异系数均要小于其他产地，表明长沙产地的果用型无患子种实变异较小，相对稳定；石门产地果用型无患子的果实质量、果核质量、果实大小指数、种子大小指数均为最大，表明石门产地存在丰富的种质性状变异。

从总体来看，不论是产地间或者产地内株间种实形态相关指标变异系数均较小，比如果径，种径以及与其相关的果实形态指数和种子形态指数其变异系数均处于较低的水平，这表明种实的形态性状主要受控于其遗传基因，环境因子造成的性状差异小。

表4 产地内果用型无患子种实性状变异系数Table 4 Coefficient of variation of seed and fruit characters of Sapindus mukorossi in habitats

表5 不同产地间果用型无患子种实性状变异系数Table 5 Coefficient of variation of seed and fruit characters of Sapindus mukorossi from different habitats

2.3 果用型无患子优株皂苷含量的测定及相关性分析

在测试分析完6 个产地的果用型无患子种实性状之后，根据果实质量、果实大小指数、果核比，从所有的果用型无患子样株中综合选择优株30 株（长沙产地的无患子样株果实均没有达到入选要求），分别测定无患子果实的皂苷含量（表6）。

表6 不同产地果用型无患子的皂苷含量Table 6 Saponin content of Sapindus mukorossi from different habitats

结果表明，石门产地的果用型无患子皂苷含量相对较高，平均值达到了10.42%，同时变异系数相对较小，说明产地内的果用型无患子种实皂苷含量变异较小，表现相对稳定；另外鼎城产地的果用型无患子皂苷含量差异较大，其变异系数达到了41.20%，说明产地内果用型无患子皂苷含量波动较大，存在丰富的变异，这使得在产地内进行单株选择成为可能。

通过相关性分析，表明无患子果实皂苷含量与果实质量性状并无明显的相关性（表7），存在无患子植株果实质量大，果实品质优但其皂苷含量较低的情况，同时也存在果实品质优良且皂苷含量高的无患子植株，所以在对果用型无患子进行单株选择时，若果实的皂苷含量是选择指标，需要综合考虑果实质量及果实皂苷含量的指标情况。

表7 果用型无患子种实性状间相关关系Table 7 Correlation between seed traits of Sapindus mukorossi

另外果皮（果肉）和果核（种子）的质量性状之间也无显著的相关性，表明果实越大并不意味着种子也一定大，其果皮与果核比存在一定的差异性，进行选择时也可充分考虑选择目标，选择出果（果肉）率高或出仁（种子）率高的果用型无患子优株。

3 结 论

3.1 不同产地的无患子果实性状差异显著

通过统计分析发现，湖南地区内6 个产地间的无患子果实及种子性状差异显著，主要表现在果实质量、果实大小、果肉果核比及果实皂苷含量方面；其中石门产地的无患子相对其他5 个产地果实更加优质，该产地内平均单果鲜质量为5.40 g，超出总平均的18.7%，果实大小指数为13 644，超出总平均的31.0%，而平均皂苷含量为10.42%超出总平均的15.9%，其中部分优株平均单果鲜质量超过7 g，果实大小指数达到了18 467，而皂苷含量达到了12.70%。

3.2 无患子产地内存在丰富变异

湖南地区果用型无患子在6 个不同的产地均存在不同程度的变异，并且种实各个性状的变异程度各不相同，其中各个产地中果实质量、种子质量、果核比、果实大小指数等性状变异系数普遍较大，同时石门和武陵产地无患子各性状的变异系数均处于较高水平，说明这两个产地内无患子种实多数性状均存在丰富的变异，有利于开展单株选择工作。

3.3 产地环境因子对无患子果肉产出率、果实大小影响较大

不同产地间果用型无患子变异系数较大的是果肉质量34.91%，其次为果实大小指数29.09%及果肉果核比29.02%，说明无患子果实果肉产出率、果实大小受产地因子影响较大；而无患子的形态指标如果实形态指数、种子形态指数的变异系数最小，仅为6.42%和5.58%，说明无患子形态指标受产地因子影响较小，相对稳定。

3.4 果实皂苷含量与果实质量性状无明显的相关性

通过分析测定各产地的果用型无患子皂苷含量发现，石门产地的果用型无患子皂苷含量相对较高，平均值达到了10.42%，最高可达12.70%；果实皂苷含量与果实质量性状无明显的相关性，在对果用型无患子进行单株选择时，应该综合考虑果实质量及果实皂苷含量。

4 讨 论

物种为了适应不同的自然环境会产生与之相适应的遗传变异，同一物种在不同产地产生的形态差异是遗传型和环境因子共同作用的结果，而无患子果实作为该树种最为重要的经济部位，研究其果实产生的性状变异具有重要意义。试验研究发现湖南地区6 个不同产地的无患子果实性状具有显著的差异，其产地间果实质量、果实大小及皂苷含量的变异系数均处于较高水平，说明无患子果实性状存在丰富的变异，并且无患子种群对环境的适应能力强，有着广阔的遗传改良前景。

本研究主要集中在湖南地区的无患子，地域跨度较小，未进行详细的产地环境调查分析，存在一定的局限性。更多的研究表明无患子的果实形态、果实大小以及皂苷含量与纬度相关性较大，纬度越高无患子果实越大，但果实皂苷含量越低[12-13]。另外无患子果实性状也与其树龄相关，可能存在像山茱萸果实的化学成分含量一样，具有相似起伏周期[14-15]。所以选择合适无患子果实生产地，筛选理想的良种，以及何时何地对果实进行采摘，对于无患子栽培及无患子产业都有重大的影响。