木姜叶柯种源内不同家系种实生物学性状变异研究

杨 军， 杨志玲， 谭梓峰， 汪 峰， 田朝霞

(1. 江西婺源森林鸟类国家级自然保护区管理中心， 江西 上饶 333200; 2. 中国林业科学研究院亚热带林业研究所， 浙江 杭州 311400; 3. 江西省婺源县大鄣山林场， 江西 上饶 333200)

木姜叶柯(Lithocarpuslitseifolius)为壳斗科(Fagaceae)柯属(LithocarpusBl.)植物，产于秦岭南坡以南各省区，为山地常绿林的常见树种，喜阳光、耐旱，在次生林中生长良好，生长最高限约在海拔2 200 m，常与苦槠(Castanopsissclerophylla)、青冈(Cyclobalanopsisglauca)和某些樟科植物混生组成常绿阔叶林，在海南，常与竹类及省藤(Calamussimplicifolius)等混生[1]。

木姜叶柯利用历史可追溯到南朝刘宋景平元年[2-4]。南方山区民间俗称其为“甜茶”，其嫩叶具有甜味，属低热能的天然甜味剂[5，6]。多部药学专著记载：以甜茶叶入药，具有清热利尿、滋润肝肾、润肺镇咳等功效，可用于防治温热痢疾、皮肤瘙痒、痈疽恶疮等症[7，8]。最新研究表明，其含有多种黄酮类、三萜类、甾体、氨基酸和微量元素等成分，具有“三抗”(抗氧化、抗过敏、抗癌变)、“三降”(降血压、降血糖、降血脂)作用[9-11]，并于2017年6月被国家卫生和计划生育委员会批准为新食品资源植物[12]。基于良好的开发利用前景，少数科研单位已经开展了资源繁育工作[13，14]，因其资源长期处于野生状态，对其总体认识还不充分，需要从多方位加强研究。本文从原分布区采集野生资源，对3个种源内不同家系种实生物学性状遗传变异开展了研究，旨在为驯化培育和优质资源选育提供指导。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

材料采集点为浙江庆元、江西赣州、广东惠州，其气象因子状况见表1。采用3个省份3个种源25个家系材料为研究对象。于2020年10月至11月初种子完全成熟期采种，每点采集壮龄母株，每单株随机抽取30个果穗，将单株果穗上果实混匀后，每家系保留果实0.5 kg，以湿沙混匀种实样品，沙藏备用。

表1 木姜叶柯种源采集点地理气候因子状况

1.2 性状测定

取30个单果用于测定果实性状数量值，3次重复。用游标卡尺分别测定果长、果穗长，单位精确到小数点后2位，用精度为1/100电子天平称量单果重。每果穗的果实数量在处理其他生物学性状之前进行记数。

1.3 数据统计

用EXCEL 2013建立种实生物学性状原始数据文档，运用SPSS 20.00软件进行方差分析、相关性分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 种源内家系间种实生物学性状特征

浙江庆元种源家系间种实生物学性状变异及方差分析见表2，浙江庆元种源的9个家系中单果重、果长、果穗长及每果穗果实数的均值分别为0.98±0.17 g、11.14±1.0 mm、8.56±1.57 cm及11.67±2.80个；单果重、果长、果穗长及每果穗果实数的极差分别为1.86～0.59、14.70～4.60、13.80～4.17及23～5；单果重、果长、果穗长及每果穗果实数的变异系数分别为16.82 %、10.73 %、18.29 %和24.00 %，4个变异系数中以果长变异较小，每果穗果实数量变异较大。

经对浙江庆元种源9个家系种实4个生物学性状方差分析，发现家系间的单果重、果长、每果穗果实数、果穗长等生物学性状均达到极显著差异(P<0.01)，详见表2。该种源家系内种实遗传多样性变异丰富，建议以种实生物学性状为基础，结合种实营养、药效成分及苗木质量联合进行优良家系筛选。

表2 浙江庆元种源家系间种实生物学性状变异及方差分析

江西赣州种源家系间种实生物学性状变异及方差分析见表3，江西赣州种源10个家系中单果重、果长、果穗长及每果穗果实数的均值分别为1.70±0.36 g、15.61±0.97 mm、12.78±2.49 cm及15.21±4.68个；单果重、果长、果穗长及每果穗果实数的极差分别为4.41～0.89、18.00～11.00、21.00～6.00及28～6；单果重、果长、果穗长及每果穗果实数的变异系数分别为20.08 %、6.26 %、19.48 %和27.85 %，4个变异系数果长数值变异较小，每果穗果实数量变化较大，与浙江庆元种源家系种实生物学性状变异趋势基本相似。

表3 江西赣州种源家系间种实生物学性状变异及方差分析

经对江西赣州种源10个家系种实4个生物学性状方差分析，发现家系间单果重、果长和果穗长3个生物学性状达到极显著差异(P<0.01)，每果穗果实数达到显著水平(P<0.05)。建议对该种源内优良家系筛选时以分析果重、果长和果穗长生物学性状为主，同时结合种实营养、药效成分及苗木质量指标共同筛选较为适宜。

表3(续)

广东惠州种源家系间种实生物学性状变异及方差分析见表4，广东惠州种源6个家系中单果重、果长、果穗长及每果穗果实数均值分别为2.19±0.22 g、15.83±0.63 mm、19.16±1.33 cm及13.51±4.19个；单果重、果长、果穗长及每果穗果实数的极差分别为3.16～1.51、16.79～14.66、28.00～6.80及32～5；单果重、果长、果穗长及每果穗果实数的变异系数分别为9.81 %、3.99 %、19.50 %和30.79 %，4个变异系数中果长数值变异较小，每果穗果实数量变化较大。

表4 广东惠州种源家系间种实生物学性状变异及方差分析

经对广东惠州种源10个家系果实4个生物学性状方差分析，发现家系间单果重、每果穗果实数和果长3个生物学性状达到极显著差异(P<0.01)，果穗长仅达到显著水平(P<0.05)。建议对该种源优良家系筛选时分析单果重、每果穗果实数和果长生物学性状，同时结合种实营养、药效成分及苗木质量指标较为合理。

2.2 种源内家系间种实生物学性状相关分析

为了探讨种源内家系间种实生物学性状之间的相关程度，对家系间生物学性状进行了相关性分析，结果见表5。江西赣州种源家系内单果重与果长、果穗长与每果穗果实数呈现极显著差异，其他性状之间差异不显著，其中每果穗果实数与果长之间呈现负向相关性。广东惠州种源家系内单果重与果长、果穗长与每果穗果实数之间呈现极显著差异，果长与每果穗果实数之间呈现负向极显著差异，其他性状之间差异不显著，且表现负向相关性。浙江庆元种源家系内果穗长与每果穗果实数之间呈现极显著差异，果长与果穗长之间呈现负向显著差异，其他性状之间差异不显著，其中每果穗果实数与单果重、果长负向相关。

表5 木姜叶柯种源内家系间种实各生物学性状相关系数

2.3 种源内家系间种实生物学性状聚类分析

对3个种源内25个家系4个种实生物性状数据进行标准化处理，采用欧氏距离离差平方和进行聚类分析，结果见图1。当欧氏距离为5.0时，3个种源内各家系聚类如下：江西赣州10个家系可分为4类，第J—1类包括JXGZ1、JXGZ7、JXGZ9和JXGZ2家系，这类家系单果较轻、果较长、每果穗果实多、果穗较长；第J—2类包括JXGZ3、JXGZ8和JXGZ10家系，这类家系单果较重、果较长、每果穗果实数较多、果穗最长；第J—3类JXGZ5号家系，5号家系单果较轻、果长较短、每果穗果实数少、果穗较短；第J—4类包括JXGZ4、JXGZ6家系，这2个家系单果较重、果长较短、每果穗果实数少、果穗较短。广东惠州6个家系可分成2类，第G—1类包括GDHZ1、GDHZ3、GDHZ2和GDHZ4家系，这类家系单果较重、果长较短、每果穗果实数少、果穗较短；第G—2类包括GDHZ5和GDHZ6家系，这类家系单果较轻、果较长、每果穗果实数多、果穗较长。浙江庆元9个家系可分成3类，第Z—1类包括ZJBSZ4、ZJBSZ5、ZJBSZ7、ZJBSZ3和ZJBSZ6家系，这类家系单果较轻、果长较长、每果穗果实数少、果穗较长；第Z—2类包括ZJBSZ1、ZJBSZ2和ZJBSZ8家系，这类家系单果较重、果较长、每果穗果实数少、果穗较短；第Z—3类仅ZJBSZ9家系，这个家系单果较重、果长较短、每果穗果实数多、果穗较长。

图1 基于种实生物学性状种源家系间的聚类系统

3 讨论与结论

种实是植物生活史较为稳定和基础的特征之一，同一树种不同家系种子的大小、质量与发芽率等性状均存在变异[15]，更是与后期种子传播、休眠、发芽及幼苗建成等密切相关[16]，种实大小对于家系的选择和苗木的推广种植各有利弊[17]。根据种实大小及萌发情况对引种家系进行选择分析，成为引种工作中必不可少的基础性环节。

许多专家对重要林木种源和家系种实性状进行过研究，获得了大量有实践应用价值的结论，发现同一种源不同家系间生长在不同的小生态环境下易产生遗传变异，并将稳定的表型遗传变异性状反映在家系间种实大小、质量等生物学特征中[15，18-23]。百粒重指示种实的大小和饱满程度，单粒重越大，种实越饱满，内含营养物质越丰富，可以提供促进发芽的物质越多，进而使发芽迅速、整齐，有助于提升幼苗品质[17，24]。木姜叶柯被国家相关部门批准为新食品资源植物时间较短，对其资源研究处于起步阶段[25]，曾祥艳等对来源于广西的4个种源24个单株种子性状变异进行研究，发现单株个体在种子形态上存在很大的异质性，单株间单粒重变异系数最大，为2.58 %～39.36 %，单株间种子形态指标差异达到显著或极显著水平，认为单株选择有潜力和必要[26]。

本研究表明，同一种源不同家系间单果重、果长、每果穗果实数、果穗长4个生物学性状中至少有3个以上表现极显著差异，其中单果重和果长在所有家系中均达到极显著差异，说明在种源内开展优良家系筛选很有意义，且可考虑以特有生物学性状进行筛选。种实生物学特征之间存在一定的相关性，江西赣州和广东惠州种源内家系的单果重与每果穗果实数之间达到极显著水平，江西赣州、广东惠州和浙江庆元种源内家系的果穗长与每果穗果实数间均达到极显著水平，广东惠州果长与每果穗种实数间呈负向显著水平。经对种源内家系间4个种实生物性状进行聚类分析，发现种源内家系均可分成多个小组，它们代表了家系内单果重、果长、每果穗果实数及果穗长等之间的关系，本研究发现木姜叶柯单果较轻时，伴随着果长较长、每果穗果实数多、果穗较长，而单果较重时，伴随着果长较短、每果穗果实数少、果穗较短。种实生物学性状是遗传的重要指标及较稳定的性状[27-31]，同一种源家系间种实生物学性状丰富的变异预示着家系在子代发生分化已有遗传基础，该结论还有待结合幼苗生长特性、幼苗质量及遗传力等共同判断，它们将为优良家系资源的选育提供指导。