不同种源牛角瓜果实经济性状及引种早期生长比较

曾祥艳，蓝金宣，黄晓露，陈金艳，廖健明

（广西壮族自治区林业科学研究院 广西特色经济林培育与利用重点实验室，广西南宁 530002）

牛角瓜（Calotropis gigantea）为萝藦科（Asclepia⁃daceae）牛角瓜属直立灌木，又名断肠草和五狗卧花，阳性植物，耐干旱和盐碱，主要分布于亚洲和非洲的热带亚热带地区。牛角瓜属有6 种植物，在我国分布有种植最广泛的两个种。一种为牛角瓜（C.gigantea），主要生长在海南、广东、四川和云南，花色为紫色；另一种为白花牛角瓜（C.procera），在广东、广西和云南有零星分布[1-2]。牛角瓜在民间作为传统中草药，具有消炎、抗菌、化痰、解毒和抗癌等作用[3-4]，受到国内外学者的广泛关注，在强心苷类、萜类、甾类、多酚类、烃类、酯类、黄酮类及氨基酸类等牛角瓜中的化学成分上开展了很多研究[5-9]。牛角瓜种毛纤维为天然纤维素纤维，具有纤维细长、中空度大和纤维表面有光泽等特点[10]，透气性、舒适性及抗菌性好，是一种生态环保的新型纤维材料[11]。很多学者对牛角瓜纤维染色工艺和纺纱工艺进行了研究[12-17]。当前，人们的生活水平不断提高，对天然纤维的需求逐渐增加，而棉花的供应量难以持续扩大，新型天然纤维材料作为棉纤维的替代和补充非常必要，因此，牛角挂在纺织领域有很好的应用前景。

目前，大多数牛角瓜资源以野生状态分布于河滩、沟谷和山坡向阳地等[18]，自然更新较差，结果率低，人工栽培研究刚起步，鲜有种质资源调查及遗传选育等方面的相关报道。种质资源是集约栽培的资源基础，对研究物种遗传多样性和抗逆性有非常重要的作用。种源试验可以揭示林木种内变异规律，有助于选育高产的优良种质资源[19]。本研究通过分析4个不同种源牛角瓜果实的经济性状及其在广西引种后的生长表现，对不同种源牛角瓜进行综合评价，以期为牛角瓜纤维用优良种质筛选和适应性驯化提供一定的参考。

1 材料与方法

1．1 试验地概况

试验地位于南宁市北郊广西壮族自治区林业科学研究院试验地（108°21′E，22°56′N），海拔95 m，属亚热带季风气候。年均日照时长1 600 ～1 800 h，年均气温21．6 ℃左右，年均降水量超过1 347 mm，年均相对湿度约80%。土壤为赤红壤，pH 值5．0 ～6．0，肥力中等。

1．2 材料

供试材料来源于广西玉林（GXYL）、云南元江（YNYJ）、四川攀枝花（SCPZH）及海南儋州（HNDZ）4个地区（表1）。2017年9—10月，每个种源均混合采收新鲜成熟果实装入网袋，并立即带回室内进行考种，取出的种子放入密封袋，置于-18 ℃冰箱中贮藏备用。

表1 牛角瓜种源地的地理位置和气候因子Tab.1 Geographical location and climatic factors of origins of C.gigantea

1．3 方法

1．3．1 果实经济性状测定

每个种源随机选择20个成熟但未开裂的果实，用游标卡尺测量长度（精确至0．01 mm），用电子天平秤量单果鲜重（精确至0．001 g）。取出种子后，将种毛分离，并分别称重，用直尺测量纤维（绒毛）长度（精确至0．01 cm）。计算出种率和出纤率。重复3次。

1．3．2 生长测定

2018年3月中旬，将种子用清水洗净、浸泡高锰酸钾溶液消毒后置于湿润椰糠中催芽，待露白后取出进行容器点播。容器内装有表土、椰糠和珍珠岩（2∶1∶1）混合基质。试验采用完全随机区组设计，3 个重复，进行常规水肥管理。种子点播后50天可达到出圃要求，此时用钢卷尺（精确至0．01 cm）与游标卡尺（精确至0．01 mm）随机实测3 个重复的苗高、地径，叶片数采用人工单株计数，每个种源共测定30 株。6月，按1．5 m×1．5 m的密度，将各种源苗木移栽至试验地，种植穴规格为40 cm×40 cm×40 cm，每穴施0．5 kg 有机肥作为基肥，跟踪调查种至2019年底的单株结果累计数。

1．4 数据处理

采用Excel 和SPSS 11．0 软件进行统计分析。

2 结果与分析

2．1 不同种源牛角瓜的果实经济性状

4 个种源牛角瓜的果实经济性状指标有不同程度的差异（表2）。海南儋州种源的鲜果最长（8．14 cm），与云南元江种源差异不显著，与四川攀枝花和广西玉林种源差异显著（P＜0．05）；海南儋州种源的单果鲜重最重（14．41 g），与其他3 个种源均差异显著（P＜0．05）；4 个种源的种子重及纤维重均差异显著（P＜0．05），均为海南儋州种源表现最好；海南儋州种源的纤维长度最长（3．82 cm），显著高于其他种源（P＜0．05），其他3 个种源间差异不显著；云南元江种源的出种率最高（16．12%），其次为海南儋州种源（15．96%），两者间差异不显著；海南儋州种源的出纤率最高（15．27%），显著高于其他种源（P＜0．05）。总体上看，海南儋州种源果实的经济性状明显优于其他种源。

表2 不同种源牛角瓜果实经济性状Tab.2 Economic characters of fruits from different provenances of C.gigantea

续表2 Continued

2．2 不同种源牛角瓜的早期生长表现

不同种源牛角瓜在南宁引种后，表现出一定的适应性，能正常生长结实。四川攀枝花种源的幼苗生长较整齐，生长速度较快，株高（30．54 cm）、地径（0．83 cm）和叶片数（14．32）均显著高于其他种源（P＜0．05）。广西玉林种源的株高（20．52 cm）和地径（0．52 cm）均为最低，与云南元江和海南儋州种源差异不显著；广西玉林种源的叶片数也最少（7．00），与云南元江种源差异不显著，显著低于海南儋州种源（P＜0．05）（表3）。4 个种源的平均单株累计结实量差异均显著（P＜0．05），云南元江种源的最多（30．45），海南儋州种源次之（22．81），广西玉林种源最少（11．73）。总体来看，广西玉林种源引种后的早期生长表现最差。

表3 不同种源牛角瓜引种生长指标Tab.3 Growth indexes of different provenances of C.gigantea

2．3 不同种源牛角瓜的主成分分析

主成分为综合变量且相互独立，用主成分值作为选择指标，可以较准确地了解各种质的综合表现。将牛角瓜7 个果实经济性状指标及4 个生长指标作为变量，进行主成分分析（表4）。第1 和第2 主成分的贡献率分别为65．53%和27．01%，累计贡献率为92．55%；纤维重和纤维长为第1 主成分特征向量较大的因子，分别为0．45和0．47，反映了经济性状的优劣；第2主成分特征向量较大的因子为株高、地径和叶片数，反映了引种后的植株生长表现。

通过因子的得分系数矩阵确定出第1 和第2主成分的得分回归模型，将原始变化量标准化，得到的数值代入得分模型，计算各个种源的两个主成分得分值，然后再将得分值代入公式F = ( 65．54 F1+27．01 F2）/92．55 进行加权汇总，得到各种源的综合得分（表5）。综合表现最优的种源为海南儋州，然后依次为云南元江、四川攀枝花和广西玉林种源。

表4 主成分分析Tab.4 Principal component analysis

续表4 Continued

表5 不同种源主成分值Tab.5 Principal component values of different provenances

3 结论与讨论

对4 个参试地理种源的牛角瓜进行考种比较，鲜果长、单果鲜重、种子重、纤维重、纤维长、出种率和出纤率7 个果实经济性状指标在种源间差异显著，说明种源间存在丰富的遗传变异。海南儋州种源的鲜果在形态上表现出个体较大的特征，纤维重量及纤维长度等主要经济指标明显优于其他种源,这可能是受本身的遗传特性及环境的影响。牛角瓜属强阳性植物，海南儋州为热带湿润季风气候，阳光充足，雨量充沛，年平均气温为24．0 ℃，自然条件较适合牛角瓜的生长。

植物生长性状受遗传特性和环境因素共同影响[20]。参试种源引种广西南宁后，均能正常生长并开花结实，但种源间和单株间差异较大。四川攀枝花种源的植株生长较旺盛，株高、地径和叶片数显著高于其他种源，但平均单株累计结实量不如云南元江及海南儋州种源，可能是由于本研究所用的种子来自野生资源，再加上生长条件的改变，致使生长表现具有较大变异性。于国栋等[21]的研究表明，牛角瓜单株结实受遗传影响，变异系数较大。因此，可进一步筛选结实量大的优良单株，并加以利用。将牛角瓜果实经济性状指标及引种后的生长指标作为变量进行主成分分析后发现，海南儋州种源的综合表现最优，而与引种地地理气候环境差异最小的广西玉林种源表现最差，分析可能是其他产地更适合牛角瓜的生长，有增产潜力更好的遗传资源，这对下一步的选择育种具有一定的指导意义，但仍需进一步验证，同时，可将抗性指标作为重要的评价依据。