油茶果实主要数量性状分析及育种指标体系筛选

（湖南省林业科学院 国家油茶工程技术研究中心，湖南 长沙 410004）

种质资源鉴定和评价是种质资源合理利用的前提，也是种质资源研究工作的重要环节之一，而数量性状的合理分级是种质资源评价的基础，对种质资源的研究与利用具有重要的指导意义[1]。传统的数量性状分级是建立在经验基础上的等差分级，虽然简单易行，但是不能正确反映性状取值的概率分布情况[1-2]，对枣树Ziziphus jujube19 个数量性状进行概率分级，分级结果能客观地反映数量性状的变异规律[2]，与传统的经验分级相比，概率分级主要有以下优点：一是性状分级有了客观依据和统一的标准。二是供试样本代表性越高，分级结果更具合理性。三是能客观反映性状在品种群中的离散程度及变异状况，因而具有更大的指导价值[3-4]。对中国传统大菊Chrysanthemum×morifolium18 个数量性状进行概率分级，得到的理论值分点值、调整后的分点值，对《菊花DUS 测试指南》中的分点值进行了适当调整，使其更加规范化和完善[3]。该分级方法也用在杜仲Eucommia ulmoides[4]、杧果Mangifera indica[5]、枣[6]、杏Armeniaca vulgaris[7]、核桃Juglans regia[8]、桃Amygdalus persica[9]等植物主要经济性状数量性状分级上，并取得了较为理想的结果。

油茶Camellia oleifera是我国南方主要的经济树种，与油棕Elaeis guineensis、油橄榄Olea europaea和椰子Cocos nucifera并称世界四大木本食用油料树种，多分布于南方低山丘陵地区[10]。靳高中等[11]对腾冲红花油茶Camellia reticulatef.simplex果实主要性状研究结果表明，单果质量变异系数最大为39.01%，果高、果径变异系数相对较小，分别为16.98%、14.59%；在油茶杂交组合单株间果实纵横径比、单果鲜出籽率、果皮厚度3个性状的变异系数均存在极显著的差异[12]，但是在这些文献中没有针对油茶的数量性状的数量化和规范化进行描述，使得油茶表型性状选择缺乏统一的标准。油茶果实数量性状与经济性状存在一定的相关性，干籽含油率与果形指数呈显著正相关，干仁含油率与鲜籽含水率呈显著负相关，两者均与果径、果高、鲜果质量等指标呈负相关[13-14]，由于油茶一些性状存在相关关系，在油茶良种选育中可以利用易测性状的早期测定来辅助和预测其他目标性状[15]。本研究选取了1 361 份油茶品种，对其11 个数量性状进行测定与分析，得出数量性状的分布规律及变异情况，并运用概率分级的研究方法，提出油茶果实主要数量性状的等级划分标准，同时分析了各数量性状间的相关关系，可为油茶种质资源的科学评价和利用、油茶果实的分级及育种指标体系的选择、优良种质筛选与评价等方法的研究提供科学依据。

1 试验材料

供试的1 361 份不同油茶种质均为油茶，试验所需材料分别在2013—2016年收集测定376 份、401 份、349 份、235 份。试验样果的采集范围从云南德宏州（24°26′08″N，98°35′05″E）到陕西商南县（33°31′58″N，110°52′34″E），海拔从湖北省23 m 到贵州省正安县1 350 m。油茶果实进入成熟期后，在采样地选择盛产期的油茶树进行全株采摘，采摘后的果实随机取2 kg，装入密封袋并标记，当天或第2 天低温保存带回实验室测定果实的经济性状指标。

2 试验方法

2.1 果实性状的测定

每份样果随机抽取3 份，每份15 个样果，测定分析单果质量、果高、果径、果皮厚、每果籽数、每500 g 鲜籽数、鲜籽含水率和干籽含油率。测定结果为3 份样果的平均值。

单果质量（g）用1/10 000 电子天平称量每个样果质量；果高（mm）、果径（mm）和果皮厚度（mm）用游标卡尺测量；每果籽数（个)以3 份样果的鲜籽数换算为每果籽数；每500 g 鲜籽数（个）以单位质量的鲜籽数换算为500 g 鲜籽数；鲜籽含水率采用烘箱恒重法测定，含油率采用核磁共振法测定。

鲜出籽率、鲜籽含水率、干籽含油率及鲜果含油率的计算公式如下：

2.2 数据分析

利用Office 2003 软件和SPSS16.0 软件完成数据处理。正态性检验利用SPSS16.0 软件中的One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test 进行，对符合正态分布的数量性状参照刘孟军[2]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)、（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%、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，也使各级出现的概率分别为10%、20%、40%、20%、10%。

3 结果与分析

3.1 油茶果实数量性状的变异情况

油茶果实数量性状的变异系数均在14%以上，变化范围在14.10%～40.97%之间（表1），其中，500 g 鲜籽数、单个鲜果质量、每果籽数、鲜果含油率变异程度较大，分别为40.97%、40.04%、37.61%、36.67%，油茶果实果形指数的变异系数相对较低，果径、果高、果皮厚度分别为14.88%、14.10%、18.79%。

表1 油茶果实数量性状的变异†Table 1 Variation of quantitative traits among Camellia oleifera fruits

3.2 油茶果实数量性状正态性检验及频数分布

3.2.1 油茶果实数量性状正态性检验

经Kolmogorov-Smirnov 正态性检验，果径、果高、果皮厚度、干籽含油率、鲜出籽率、鲜籽含水率等6 个性状指标的Sig值均大于0.05，符合正态分布，而其他的5 个性状指标的Sig值均小于0.05，不符合正态分布（表2）。对不符合正态分布的数量性状进行χ2检验，鲜果出干籽率符合χ2分布（Sig值＞0.05）。

3.2.2 油茶果实数量性状频数分布

在对油茶果实11 个数量性状变异情况统计分析的基础上，绘制了数量性状分布频数图，对符合正态分布的性状指标并做了对应的概率密度曲线（图1）。

3.3 油茶果实数量性状的概率分级

根据Kolmogorov-Smirnov 检验，对油茶果实符合正态分布的数量性状按照（X-1.281 8S）、（X-0.524 6S）、（X+0.524 6S）、（X+1.281 8S）4 个点分为5 个等级；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，使数量性状的描述更加规范化（表3）。

表2 油茶果实数量性状Kolmogorov-Smirnov 正态性检验Table 2 Kolmogorov-Smirnov test of quantitative traits of Camellia oleifera fruit

图1 油茶果实数量性状分布频数Fig.1 Frequency distribution of quantitative traits of Camellia oleifera fruit

续图1Continuation of Fig.1

表3 油茶果实数量性状概率分级标准Table 3 Hierarchical criterion of probability grading of Camellia oleifera fruit

3.4 油茶果实数量性状的频率分布及概率密度函数

3.4.1 每果籽数

每果籽数的平均值为5 个，变异幅度为1～15个，变异系数37.61%（表1）。每果籽数分级的频率分布分别为：1 级＜3 个占11.98%，2 级3～4个占21.31%，3 级4～6 个占40.85%，4 级6～8个占20.28%，5 级＞8 个占5.58%（表3）。

3.4.2 单个鲜果质量

单个鲜果质量的平均值为21.95 g，变异幅度为2.87～66.47 g，变异系数40.04%（表1）。单个鲜果重分级的频率分布分别为：1 级＜12.29 g占9.99%，2 级12.29～16.59 g 占20.06%，3 级16.95～25.45 g 占40.04%，4 级25.45～33.35 g占20.06%，5 级＞33.35 g 占9.85%（表3）。

3.4.3 果径

果径的平均值为33.47 mm，变异幅度为17.51～55.09 mm，变异系数14.88%（表1）。果径分级的频率分布分别为：1 级＜12.29 mm占9.99%，2 级12.29～16.59 mm 占20.06%，3 级16.95～25.45 mm 占40.04%，4 级25.45～33.35 mm 占20.06%，5 级＞33.35 mm 占9.85%（表3）。其概率密度函数为f(x)=0.080 1exp[-0.020 2(x-33.47)2]（图1）。

3.4.4 果高

果高的平均值为33.97 mm，变异幅度为17.46～53.48 mm，变异系数14.10%（表1）。果高分级的频率分布分别为：1 级＜27.83 mm 占8.89%，2 级27.83～31.45 mm 占20.79%，3 级31.45～36.48 mm 占42.40%，4 级36.48～40.10 mm 占18.37%，5 级＞40.10 mm 占9.55%（表3）。其概率密度函数为f(x)=0.083 3exp[-0.021 8(x-33.97)2]（图1）。

3.4.5 果皮厚度

果皮厚度的平均值为4.55 mm，变异幅度为1.15～8.74 mm，变异系数18.97%（表1）。果皮厚度分级的频率分布分别为：1 级＜3.44 mm 占8.16%，2 级3.44～4.10 mm 占20.57%，3 级4.10～5.00 mm 占43.42%，4 级5.00～5.66 mm 占18.81%，5 级＞5.66 mm 占9.04%（表3）。其概率密度函数为f(x)=0.463 8exp[-0.676 0(x-4.55)2]（图1）。

3.4.6 500 g 鲜籽数

500 g 鲜籽数的平均值为305 个，变异幅度为69～865 个，变异系数40.97%（表1）。500 g鲜籽数分级的频率分布分别为：1 级＜172 个占9.99%，2 级172～228 个 占20.06%，3 级228～348 个 占40.19%，4 级348～478 个 占20.06%，5 级＞478 个占9.70%（表3）。

3.4.7 鲜籽含水率

鲜籽含水率的平均值为47.06%，变异幅度为13.33%～73.28%，变异系数16.90%（表1）。鲜籽含水率分级的频率分布分别为：1 级＜36.87% 占10.73%，2 级36.87%～42.89% 占16.97%，3 级42.89%～51.23% 占41.88%，4级51.23%～57.25% 占21.68%，5 级＞57.25%占8.74%（表3）。其概率密度函数为f(x)=0.050 2exp[-0.007 9(x-47.06)2]（图1）。

3.4.8 鲜出籽率

鲜出籽率的平均值为43.42%，变异幅度为16.87%～79.10%，变异系数16.74%（表1）。鲜出籽率分级的频率分布分别为：1 级＜34.11% 占8.45%，2 级34.11%～39.61% 占20.57%，3 级39.61%～47.24% 占41.88%，4级47.24%～52.74% 占19.62%，5 级＞52.74%占9.48%（表3）。其概率密度函数为f(x)=0.054 9exp[-0.009 5(x-43.42)2]（图1）。

3.4.9 鲜果出干籽率

鲜果出干籽率的平均值为23.00%，变异幅度为8.47%～50.15%，变异系数22.80%（表1）。鲜果出干籽率分级的频率分布分别为：1 级＜16.27% 占8.16%，2 级16.27%～20.24% 占21.97%，3 级20.24%～25.75% 占43.13%，4级25.75%～29.72% 占16.90%，5 级＞29.72%占9.85%（表3）。其概率密度函数为f(x)=0.076 1exp[-0.018 2(x-23.00)2]（图1）。

3.4.10 干籽含油率

干籽含油率的平均值为29.64%，变异幅度 为6.82%～48.80%，变异系数22.13%（表1）。干籽含油率分级的频率分布分别为：1 级＜21.23% 占10.43%，2 级21.23%～26.20% 占18.66%，3 级26.20%～33.08% 占39.53%，4级33.08%～38.04% 占21.45%，5 级＞38.04%占9.92%（表3）。其概率密度函数为f(x)=0.060 8exp[-0.011 6(x-29.64)2]（图1）。

3.4.11 鲜果含油率

鲜果含油率的平均值为6.93%，变异幅度为1.15%～18.71%，变异系数36.67%（表1）。鲜果含油率分级的频率分布分别为：1 级＜3.97%占10.07%，2 级3.97%～5.46% 占20.06%，3 级5.46%～8.00% 占39.97%，4 级8.00%～10.43%占19.99%，5 级＞10.43%占9.92%（表3）。

3.5 油茶果实数量性状的相关性

油茶果实数量性状间的Pearson 相关分析表明，各指标之间均有极显著或显著的相关关系（表4）。鲜果含油率与干籽含油率者之间呈极显著正相关（P＜0.01），鲜果含油率、干籽含油率与鲜出籽率、鲜果出干籽率之间呈极显著的正相关（P＜0.01），鲜籽含油率与其他7 个指标之间呈极显著的负相关（P＜0.01）；鲜果含油率、鲜出籽率、鲜果出干籽率与500 g 鲜籽数、果皮厚度呈极显著负相关（P＜0.01）。

4 结论与讨论

4.1 油茶果实数量性状多样性分析

群体内性状变异程度或变异幅度越大，对种质变异和创新贡献率越高[16]，通过对油茶果实11个数量性状统计的分析，发现这11 个数量性状的变异系数均在14%以上，其中500 g 鲜籽数、单个鲜果质量、每果籽数、鲜果含油率变异程度较大，变异分别为40.97%、40.04%、37.61%、36.67%，而与果实相关的果形指数变异系数相对较低，这表明油茶果实在单个鲜果质量、每果籽数、鲜果含油率等方面具有更加丰富的遗传多样性。单个鲜果质量、每果籽数、鲜果含油率变异系数较大，也在一定程度上说明了该数量性状进化较快[17]，这也与油茶育种过程中以果重、出籽率高及含油率高为重要指标相符合[17]。

通常认为，在自然状态下生物现象的连续性变量或间断性变量是符合正态分布的。通过对1 361 份油茶种质资源果实11 个主要数量性状的分析，发现果径、果高、果皮厚度、干籽含油率、鲜出籽率、鲜籽含水率等6 个性状指标符合正态分布，鲜果出干籽率符合χ2分布，这在菊花[3]、杧果[5]等植物数量性状上也发现过类似的现象，这可能说明了χ2分布是栽培性状的另一种重要分布形式，可将χ2分布性状近似地按正态分布性状处理[2,5]。每果籽数、单个鲜果质量、500 g 鲜籽数、鲜果含油率呈现严重的偏态分布，在杜仲雄花数量性状分析中发现京尼平苷酸、京尼平苷、紫云英苷均呈现严重的偏态分布[4]，中国传统大菊品种数量性状的舌状小花个数、筒状小花个数也均呈现严重的偏态分布[3]，这可能由于一方面种质资源来源地不同，将不同来源地的种质放在一起其数量性状不一定呈正态分布[4]，本研究中油茶果实种质资源分别来源于湖南、江西、广西等10 个省区，其来源地对数量性状产生了影响，同时，不同年份间的种质资源也可能对数量性状产生了影响，2013—2016年种质资源数量分别为27.63%、29.46%、25.64%、17.27%，由于不同年份间因气候因素、大小年现象而对油茶果实数量性状产生差异[18]，进一步对数量性状产生了影响；另一方面可能是由于油茶育种和栽培过程中收到了较大的选择压力，每果籽数、单个鲜果质量、鲜果含油率是育种过程中比较关注的重要经济性状，在长期进化过程中受到了偏好性选择，导致呈现偏态分布。

通过对油茶果实每果籽数、单个鲜果质量、果径、果高、干籽含油率、鲜果含油率等11 个性状指标进行分析，对油茶果实种质资源进行了概率分析，提出了基于数量性状分布特征的概率分级指标体系，使得油茶种质资源果实数量性状的分级有了客观、统一的标准。

4.2 油茶果实数量性状相关性分析

对油茶果实数量性状的相关分析结果表明，鲜果含油率、干籽含油率两者之间呈极显著正相关（P＜0.01），这表明鲜果含油率指标可用来衡量油茶果实含油率的高低。鲜果含油率干籽含油率与鲜出籽率、鲜果出干籽率之间呈极显著的正相关（P＜0.01），干籽含油率与鲜果出干籽率之间呈极显著的正相关（P＜0.01）；鲜果含油率、鲜出籽率、鲜果出干籽率与每500 g 鲜籽数、果皮厚度呈极显著负相关（P＜0.01），这与彭邵锋等[13]研究结果相似。表明在油茶育种过程中，选择油茶果实出籽数高、籽粒大且饱满、果皮薄的为育种材料，可提高鲜果含油率。

4.3 油茶果实数量性状育种目标的对比

油茶果实数量性状是油茶育种的核心目标内容，当前的育种方向正朝着高含油、大籽型、皮薄型等目标前进。将油茶果实数量性状概率分级的分点值与国家标准《油茶良种选育技术规程》（GB/T 28991—2020）[19]、林业行业标准《油茶第1 部分：优树选择和优良无性系选育技术规程》（LY/T 1730.1—2008）[20]中所列的分级标准进行对比，按《油茶良种选育技术规程》，油茶选优的部分指标为干籽含油率在28%、平均鲜果含油率在6.4%以上，鲜出籽率在40%以上，在概率分级标准中此分点值均为3 级；按《油茶 第1 部分：优树选择和优良无性系选育技术规程》，鲜出籽率在40%以上、干出籽率在25%以上，在概率分级标准中此分点值也均是3级，按照概率分级标准，还可对优树中的果实含油率、出籽率等指标进行优中选优，以提高油茶的含油率及出籽率。

4.4 油茶果实数量性状育种目标的建议

按照不同的育种目标要求，如薄皮型、大果型，按概率分级及相关性分析结果，提出了大籽型、薄皮型、大果型的选优指标，可使得油茶在育种过程中选择优树的指标更加完善。

因此，根据以上分析结果，建议针对油茶果实性状的育种目标可按概率分级及相关性分析结果进行选择，可划分为高含油类、高出籽类、大籽类、皮薄类和大果类等五大类，相关育种方向建议划分为两个等级，其一为优级，作为普通优树和良种选择参考；其二为特优级，用于特高性状指标筛选，特优级育种目标数值分别为油茶干籽含油率大于38.04%，或鲜果含油率大于10.43%；鲜出籽率大于52.74%，或鲜果出干籽率大于29.72%；500 g 鲜籽个数小于172 个；果皮厚度小于3.44 mm；单个鲜果质量大于33.35 g。具体的建议指标如表5。

4.5 展 望

本文主要研究了油茶果实的主要数量指标，而气候条件、立地条件或采收时间都有可能对油茶果实性状产生影响，如茶籽含水率变异幅度为13.33%～73.28%，变异幅度较大，这可能与油茶树体在生长过程中受到极端气候的影响有关。油茶果实性状只是影响产量的一个因子，油茶产地、植株年龄、冠幅大小、叶片特征、立地条件等都是影响油茶产量高低的因子，要对影响产量的其他因子进一步分析，同时分析其对茶油脂肪酸组成和活性成分的影响，进而为筛选或培育优质高产高活性的育种材料提供参考。