来宾地区岑溪软枝油茶果实数量性状概率分级
2020-08-08梁乃鹏吕曼芳廖维建郝丙青
梁乃鹏,吕曼芳,廖维建,郝丙青
(1.广西壮族自治区国有维都林场,广西来宾 546100;2.广西壮族自治区林业科学研究院 广西特色经济林利用与培育重点实验室,广西南宁 530002)
普通油茶(Camellia oleifera)原产和主栽于我国,是我国南方重要的经济林树种,其主要产品茶油的油酸含量超过80%,被誉为“东方橄榄油”[1-2]。岑溪软枝油茶(Cenxi soft-branchedC.oleifera)为农家品种,2008年通过国家审定,具有结实早和产量高等优点,在广西大部分地区均有种植[3]。
来宾市位于广西中部,北回归线横穿中部,是广西油茶核心发展区,目前油茶林面积超过8 000 hm2,但由于品种和树龄老化及栽培措施不当,绝大部分油茶林产量不足150 kg/hm2,经济效益不高[4]。广西目前可使用的通过审(认)定的油茶良种有29个,均从来宾以外地区选育,从当地选育出适宜推广的良种对来宾发展油茶产业至关重要[4-5]。科学全面地了解和评价来宾地区油茶的种质资源是油茶选育的基础,果实性状指标是油茶种质资源评价的基础,其重要经济性状指标多为数量性状,表现出连续的变异特性,受基因和环境影响效应显著,因此数量性状的合理分级对良种选育具有重要的指导意义[6]。
数量性状的变异特征可以用概率分级评价,概率分级克服了传统经验分级的缺点,使数量性状的分级有了统一的标准。目前此种分级方法已在杜仲(Eucommia ulmoides)[7]、平榛(Corylus heterophyl⁃la)[8]、西瓜(Citrullus lanatus)[9]、草莓(Fragaria×anan⁃assa)[10]、核桃(Juglans regia)[11]、葡萄(Vitisspp.)[12]、菊花(Chrysanthemum×morifolium)[13]、毛花猕猴桃(Ac⁃tinidia eriantha)[14]和梯棱羊肚菌(Morchella importu⁃na)[15]的研究中取得了较好的应用。目前还未见对油茶果实数量性状的规范化描述,因此有必要对油茶果实数量性状进行科学分级,完善油茶种质资源果实数量性状的评价系统。
本研究对2010年定植于来宾市兴宾区的岑溪软枝油茶进行调查,通过测定果实数量性状,对已进入盛产期的岑溪软枝油茶果实数量性状进行概率分级,旨在了解其变异情况并为油茶良种选育提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于来宾市兴宾区凤凰镇(109°28'E,23°91'N),位于广西中部,属亚热带季风气候,年均降水量1 225~1 942 mm,年均日照时长1 325~1 734 h,年均气温18.1~21.2 ℃。林地造林前种植甘蔗(Saccharum officinarum),地势平坦,以砂质土壤为主,土层深厚,排水良好,pH 值4.5~6.0,有机质及磷、钾等矿物元素含量较高,肥力较高[5]。
1.2 试验材料
苗木为广西壮族自治区林业科学研究院提供的岑溪软枝油茶实生容器苗,2009年春季点播育苗。2010年4月雨后造林,造林时苗木高度大于30 cm,地径超过0.4 cm,定植株行距2 m×3 m,定植前每株施腐熟农家肥5 kg,定植后进行常规水肥管理。
1.3 果实数量性状测定
2019年11月初,随机挑选90 株生长良好的岑溪软枝油茶植株,每株摘30 个果实,带回实验室测定。采用天平称量单果重和鲜籽重(精确至0.01 g),游标卡尺测量果高、果径和果皮厚(精确至0.1 mm),计数法数单果籽粒数,计算单籽重和鲜出籽率。
1.4 数据处理与分析
采用Excel 2007 计算平均值,采用SPSS 17.0 软件One-Sample Kolmogorov-Smirnov 检验法对果实各性状进行正态检验,对符合正态分布的数量性状参照刘孟军[6]的概率分级方法进行分级,即用(X - 1.281 8S)、(X - 0.524 6S)、(X + 0.524 6S)和(X + 1.281 8S)4 个点分为5 个等级,使1~5 级的出现概率分别为10%、20%、40%、20%和10%,其中X 代表各性状的平均值,S 代表各性状的标准差;对于不符合正态分布的数量性状,按其实际分布情况进行分级,使各级出现的概率分别为10%、20%、40%、20%和10%。
2 结果与分析
2.1 岑溪软枝油茶果实数量性状变异情况分析
果实单果重和鲜籽重平均值分别为22.87 和9.44 g,平均籽粒数为5.91 粒,单籽重和鲜出籽率平均值分别为1.82 g 和39.85%(表1)。单籽重变异系数最大(52.00%),果高和果径变异幅度较小,分别为13.00%和14.00%。变异系数的差异反应性状在遗传可塑性或进化保守方面的差异,单籽重、籽粒数和鲜籽重的变异系数较大,在油茶群体中这3 个性状指标遗传变异性大。
表1 岑溪软枝油茶果实数量性状变异情况Tab.1 Variations of quantitative traits of Cenxi soft-branched C.oleifera fruits
2.2 岑溪软枝油茶果实数量性状正态性检验及频率分布
果实的8 个数量性状中,除单籽重不符合正态分布外,单果重、果高、果径、果皮厚、籽粒数、鲜籽重和鲜出籽率均符合正态分布(表2)。除单籽重频率分布图呈偏正态分布外,其余均呈正态分布(图1)。
表2 岑溪软枝油茶果实数量性状Kolmogorov-Smirnov正态性检验Tab.2 Kolmogorov-Smirnov test of normality for quantitative traits of Cenxi soft-branched C.oleifera fruits
图1 岑溪软枝油茶果实数量性状分布直方图Fig.1 Distribution histograms of quantitative traits of Cenxi soft-branched C.oleifera fruits
2.3 岑溪软枝油茶果实数量性状概率分级
岑溪软枝油茶单果重、果高、果径、果皮厚、籽粒数、鲜籽重和鲜出籽率均符合正态分布,按4个点分为5个等级,单籽重不符合正态分布,按实际分布情况进行分级(表3)。
表3 岑溪软枝油茶果实数量性状概率分级Tab.3 Probability grading of quantitative traits of Cenxi soft-branched C.oleifera fruits
2.4 岑溪软枝油茶果实数量性状概率分级的频率分布
单果重概率分级的频率分布为1 级<11.29(极低)占4.81%;2 级11.29 ~18.13(低)占30.74%;3 级18.13 ~27.61(中)占38.15%;4 级27.61 ~34.44(高)占15.93%;5级>34.44(极高)占10.37%。
果高概率分级的频率分布为1 级<27.41(极低)占7.4%;2 级27.41 ~30.72(低)占23.33%;3 级30.72 ~35.32(中)占41.85%;4 级35.32 ~38.63(高)占16.67%;5级>38.63(极高)占10.74%。
果径概率分级的频率分布为1级<28.55(极低)占10%;2级28.55 ~32.26(低)占22.22%;3级32.26 ~7.38(中)占38.52%;4级37.38 ~41.09(高)占20.37%;5级>41.09(极高)占8.89%。
果皮厚概率分级的频率分布为1 级<3.17(极低)占10.74%;2 级3.17 ~3.67(低)占19.63%;3 级3.67 ~4.37(中)占39.63%;4 级4.37 ~4.87(高)占20%;5级>4.87(极高)占10%。
籽粒数概率分级的频率分布为1 级<2.13(极低)占12.22%;2 级2.13 ~4.37(低)占22.96%;3 级4.37 ~7.47(中)占35.19%;4 级7.47 ~9.71(高)占18.15%;5级>9.71(极高)占11.48%。
鲜籽重概率分级的频率分布为1 级<3.17(极低)占4.07%;2 级3.17 ~6.87(低)占22.96%;3 级6.87 ~12.00(中)占49.26%;4 级12.00 ~15.71(高)占12.22%;5级>15.71(极高)占8.89%。
单籽重概率分级的频率分布为1 级<0.67(极低)占2.59%;2 级0.67 ~1.35(低)占35.93%;3 级1.35 ~2.29(中)占35.93%;4 级2.29 ~2.97(高)占12.22%;5级>2.97(极高)占14.44%。
鲜出籽率概率分级的频率分布为1级<33.10%(极 低)占14.44%;2 级33.10% ~36.27%(低)占12.22%;3 级36.27% ~43.43%(中)占41.85%;4 级43.43% ~48.60%(高)占21.48%;5 级>48.60%(极高)占10%。
3 结论与讨论
刘孟军[6]认为,生物的连续性或间断性变量大多遵从正态分布。本研究发现,岑溪软枝油茶果实的单果重、果高、果径、果皮厚、籽粒数、鲜籽重和鲜出籽率7 个性状均较好地遵从正态分布,可见在油茶的科学试验中,正态分布是最常见的一种分布形式,偏正态分布可能也是油茶栽培性状中另一种重要的分布形式。呈偏正态分布的单籽重出现了拖尾现象,呈正态分布的鲜出籽率也出现了一定的拖尾现象,可能是由于人为选择方向所致,即在油茶选育工作中,大籽粒及高出籽率一直是选择的方向和目标,因为这种选择压力,使得油茶栽培群体向此特定方向进化,相应性状的个体增加,形成拖尾现象[6]。
变异系数反映单位均值上的离散度,变异系数越大,性状值离散度越大。通过对岑溪软枝油茶果实的8 个数量性状进行分析,发现油茶果实性状表现出明显差异。8 个数量性状的变异系数范围为13%~52%,表现出丰富的多样性,果高、果径和果皮厚等性状指标变异系数较小,籽粒数、鲜籽重和单籽重的变异系数较高。果实的籽粒数变异幅度大,这与油茶主要依靠昆虫异花授粉和开花时间及气候差异大使得昆虫活动不规律有一定关系,这也使得单籽重变异幅度大,说明开展大籽粒种质的筛选潜力大。来宾地区岑溪软枝油茶果实的数量性状丰富多样,存在很大的变异,可为后期来宾地区优良种质选育提供极大的选择空间。
理想的分级系统应能让使用者准确把握性状的变异特征及性状取值在变异中的位置,从而有效地服务于种质的科学描述、评价和利用[6]。目前,岑溪软枝油茶的良种选育基本上以经验为基础,缺乏客观统一的依据和科学的理论指导,系统性不强,降低了良种选育的效率。本研究首次对岑溪软枝油茶的主要数量性状进行概率分级,提出基于数量性状分布特征的概率分级指标体系,体现了果实性状变异的中值和离散程度及各级性状值在总体变异中的位置,研究结果可为构建全区岑溪软枝油茶选优标准、来宾乃至广西开展岑溪软枝油茶高世代优良种质的筛选提供理论依据。