刺用皂荚优树无性系苗期选择研究

武红柱

(山西省国有林场和种苗工作总站，山西 太原 030012)

皂荚(Gleditsiasinensis)是一种典型的生态经济型树种，主要分布在华北、华东、华南和东北、西南的部分地区，其种子、果肉、树叶等均有很高的经济价值。皂荚刺即皂荚树的枝刺，别名天丁、皂针、皂刺，主要成分含黄酮、酚类、氨基酸等，为我国传统中药材，是中医治疗乳腺癌、肺癌等多种癌症常用的配伍药之一。目前，有关刺用皂荚良种选育等方面的研究很少，可供生产直接推广利用的刺用皂荚优树几乎没有。笔者在山西省进行了刺用皂荚优树选择，并建立了优树无性系，根据这些无性系2年生嫁接苗的苗高、地径、刺长、刺基径、单株产刺量等性状开展无性系的评价及选择，以期为刺用皂荚优良无性系的早期选择提供理论和试验依据。

1 试验地概况

试验地设在山西省林业和草原科学研究院襄汾试验基地，位于襄汾县西贾乡义顺村，地理坐标35°52′51″N，110°12′39″E，海拔579.7 m.属温带季风气候，年平均气温12.6 ℃，7月份最高气温36.3 ℃，极值39.5 ℃；1月份最低气温-4.5 ℃，极值-18.3 ℃.年降水量519.5 mm，6月下旬进入雨季，7月至9月降雨占全年的65%.无霜期185 d.

2 材料和方法

2.1 试验材料

试验使用的28个无性系接穗来源于山西不同气候区的28株刺用皂荚优树。

2.2 研究方法

2018年4月，以试验地当地种源的皂荚2年生实生苗作为砧木嫁接皂荚优树，株行距2.0 m×1.5 m.将28个优树无性系的接穗进行插皮接，试验采用完全随机区组设计，3次重复，每个小区30株。嫁接后每年进行抹芽除孽、修剪施肥、除草浇水、病虫害防治等栽培管理。

2.3 苗期指标测定

2018年11月至2019年11月连续2年测定嫁接苗的生长指标和单株产刺量。方法：在各无性系每个小区中随机选取6株，测定其苗高(精确到1.00 cm)、地径(精确到1.00 mm)，并将每株皂刺全采混匀，随机抽取25个皂刺，测量刺长(精确到1.00 cm)，刺基径(精确到1.00 mm)，单株产刺量(精确到1.00 g)。2019年11月采集各无性系生长健壮的皂刺，测定槲皮素含量。方法：将皂刺烘干、粉碎，过60目筛。精密称取5 g皂刺粉末，置于索式提取器中，加入40 mL甲醇，浸泡过夜。再加100 mL甲醇，加热至沸腾，提取4 h，放冷，蒸干滤液。加甲醇溶解并定容至10 mL，过0.22 μm有机微孔滤膜后测定。

2.4 数据分析

采用SPSS和Excel进行方差分析、多重比较、相关性分析，采用主成分分析法选择优良无性系。无性系重复力(R)按照公式(1)计算，变异系数(C)按照公式(2)计算。

R=1-(1-F).

(1)

式中：F——统计量。

C=S/X×100%.

(2)

式中：S——标准差；

X——某一性状的群体平均值。

3 结果与分析

3.1 无性系性状比较

2年生刺用皂荚优良无性系嫁接苗调查结果见表1.

表1 2年生刺用皂荚优良无性系嫁接苗调查结果

无性系间各性状方差分析及主要遗传参数见表2.

由表2可以看出，28个无性系嫁接苗各性状的差异均达到极显著水平。其中，2年生无性系的苗高、地径、刺长、刺基径、单株产刺量及槲皮素含量的最大值分别达到最小值的2.77倍、3.06倍、2.42倍、2.43倍和9.95倍。随着苗龄增加，嫁接苗各性状的变异系数逐渐减小，从21.2%～26.6%降低至17.3%～25.5%.嫁接苗各性状的重复力均在0.5以上，并随着苗龄增加而增加。表明随着苗龄增加，无性系性状的稳定性也随之提高。上述结果表明，无性系之间存在较丰富的遗传变异基础，开展无性系选择可提高皂刺产量。

表2 无性系间各性状方差分析及主要遗传参数

3.2 无性系性状相关分析和多重比较

对2年生嫁接苗各性状进行相关分析，结果见表3.

表3 2019年无性系间各性状的相关分析

由表3可知，苗高、地径与刺长、刺基径之间均呈极显著正相关性，苗木苗高和地径的规格越大，其刺长和刺基径的生长量也越大。

3.3 无性系性状综合评价

将表1进行标准化转换，采用主成分分析法对28个无性系进行综合评定。通过对刺长、刺基径、单株产刺量、槲皮素含量等性状的主成分分析，将原来的4个性状降维成3个相互独立的能充分反映总体信息的因子，结果见表4和第4页表5，图1.

表5 因子分析综合评价得分表

由表4可知，F1主成分具有最大的贡献率44.58%，该主成分包括刺长、刺基径指标；第2主成分F2贡献率为25.37%，该主成分包括单株产刺量指标；第3主成分F3贡献率为25.03%，该主成分包括槲皮素含量指标。3个主成分的累积贡献率达到94.97%，即这3个主成分已能反映4个指标蕴含信息的94.97%.图1中，类群F1代表表型性状占优势的无性系，类群F2代表经济性状优良的无性系，类群F3反映无性系的功能性状。利用主成分分析对各无性系综合性状进行评价，可知优良无性系苗期表现最好的是LKYZC-13，平均刺长5.28 cm，刺基径5.09 mm，单株产刺量264.15 g，槲皮素含量为0.009 5%.生长较好的其它系号有LKYZC-18，LKYZC-04，LKYZC-11，LKYZC-17.根据各因子的总得分，可将28个无性系划分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ级3个等级。其中，总得分在50以上的5个无性系被评价为1级，总得分在20以上的6个无性系被评价为Ⅱ级。入选Ⅰ，Ⅱ的11个无性系，其刺长、刺基径、单株产刺量、槲皮素含量较群体均值分别提高了 8.27%，9.67%，47.01%，70.76%.

图1 旋转后的公因子载荷散点图

表4 无性系性状主成分分析

4 结论与讨论

本研究结果表明，刺用皂荚无性系间苗高、基径、刺长、刺基径、单株产刺量、槲皮素等性状具有显著或极显著差异。嫁接繁殖可能受到砧木、砧木和接穗互作效应的影响，合理的组合可提高无性系材料的整体性能。本研究选择了采自同一皂荚母株的种子苗作为砧木，尽量减少外源差异对无性系的影响。

本研究针对28个刺用皂荚无性系2年生嫁接苗的生长、适应及抗性性状进行分析，利用主成分分析法对各性状值进行综合评价，选出11个刺用皂荚优良无性系，其平均刺长、刺基径、单株产刺量、槲皮素含量较群体均值分别提高了8.27%，9.67%，47.01%，70.76%.入选的11个皂荚优良无性系中，排名第1的LKYZC-13号皂刺最粗，排名第5的LKYZC-17号刺长最长，排名第3的LKYZC-4号单株产刺量最高，排名第7的LKYZC-3号槲皮素含量最高。入选的11个无性系包含了单个性状最优异的无性系，说明选择刺长、刺基径、单株产刺量、槲皮素含量4个指标进行刺用皂荚苗期选择具有科学性、合理性。利用2年生材料能否准确筛选出优良无性系，还需要通过造林试验进一步进行验证。