3个杂交油橄榄品种实生后代果实性状的多样性分析

马 婷，王 玺，张艳丽*，宁德鲁*

(1.云南省林业和草原科学院 经济林木研究所，云南 昆明 650201；2.高原木本油料种质创新与利用技术国家地方联合工程研究中心，云南 昆明 650201)

油橄榄(Oleaeuropaea)为木犀科(Oleaceae)木犀榄属(Olea)小乔木，油脂被誉为“液体黄金”，与油茶、油棕和椰子并称世界四大木本食用油料[1]。油橄榄栽培历史悠久，种质资源丰富，世界上现有2 000多个油橄榄品种，其中主栽320种，我国自20世纪60年代引种至今保留有157种[2]。近60 a的引种推广，油橄榄已在全国9个省得到发展，以甘肃、云南和四川规模最大，由于我国气候、环境条件与原产地不同，引进品种虽在初期能得到较好的生长和结果，但生命周期短、树体早衰、产量不稳定等情况在各产区频繁发生[3-5]。除依靠品种选择和栽培管理提高适应性外，创制适宜我国气候和环境特点的油橄榄品种，已成为中国油橄榄产业发展的必然趋势[6-7]。

杂交育种作为种质创新和新品种选育最有效的方法，在经济林果育种中得到广泛应用[8-10]。西班牙、意大利和以色列等油橄榄原产国，均将杂交育种作为培育新品种的有效手段，通过种内杂交，现已选育出Barnea、Askal、Fs-17、Sikitita、Arno和Moncita等新品种[11-16]；国内相关机构也开展了一些种内杂交试验，但仅发展到获得F1代种实或苗木，尚未选育出新的品种[7,17]。为扩大遗传变异，国外有学者开展了栽培油橄榄与野生油橄榄的远缘杂交工作但并未选出优良单株或新品种[18]，国内云南省林业科学院以油橄榄品种‘佛奥’为母本，乡土树种尖叶木樨榄(Oleacuspidata)为父本选出云杂1号、云杂2号和云杂3号3个优良单株，其中云杂3号于2014年被定名为 ‘金叶佛樨榄’获云南省园艺植物新品种注册登记[19-20]，并通过SSR标记对其种间杂交真实性进行鉴定[21]。

云杂系列油橄榄品种在多年的生产中表现出较好的适宜性，耐酸性土壤、根系发达，丰产、稳产性能好。但其果实较小，含油率和果肉率不高，因此亟须通过与大果、高含油率品种进一步杂交，选育出更优良的品种[22]。人工杂交育种周期长、过程复杂、结果难以估测，从天然杂交后代中选取有目的性状的优良个体进行扩繁，可直接固定优良性状并缩短育种年限[23]。因此，本研究以3个云杂油橄榄品种实生播种后代为研究对象，对其果实描述和数量性状进行综合分析，以期筛选出综合表现较好的个体，为我国油橄榄品种创制及利用研究提供基础材料和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

云杂1号、2号和3号种子采自云南省楚雄州永仁县糯达油橄榄种质资源圃，播种育苗2 a后从中挑选出发育良好、无病虫害且叶片形态逐步脱离幼化的苗木80株，2015年8月定植于永仁县国有林场小尖山林区——云南省林业和草原科学院油橄榄中长期试验基地。种植地海拔1 580 m，年均气温17.5 ℃，无霜期267 d，年平均降雨量868.4 mm，土壤类型为黏壤土，pH5.8。栽植后进行中耕、除草、整形修剪、灌溉施肥等常规抚育管理。2020年果实成熟期对其中23株正常结果的树体，采集果实进行相关性状测定。

1.2 测定指标

1.2.1 果实性状描述 根据云南省地方标准DB53/T 542《油橄榄种质资源特性记载规范》对果形、对称形、果顶、果基、乳头、果粉、果面斑点、果核形状等性状进行描述[24]，描述型性状按标准分级赋值(表1)。

表1 描述性状及代码

1.2.2 果实表型性状测量 每份种质随机取10颗，使用游标卡尺分别测量纵横径；称重法测量单果质量，去除果肉后测量果核质量，再用游标卡尺测量果核纵、横径，并计算果肉率。

果肉率=(单果质量-果核质量)/(单果质量)×100%

1.2.3 果实成熟度指数 从果实样品中随机抽取100颗果实，根据油橄榄果实成熟时果皮和果肉的颜色变化，将油橄榄成熟度划分8类别[25]。按照不同类别果实数量，计算出成熟度指数。

果实成熟度指数=∑(果实个数×成熟度类别)/100

1.2.4 果实含水量及含油率 含水量采用烘干称重法，干基含油率测定采用索氏抽提法，并根据含水量换算为鲜果含油率。

鲜果含油率=(100-含水量)×干基含油率/100%

1.3 统计分析

验数据采用Microsoft Excel 2010统计，并计算平均值、标准差、变异系数和Shannon-Wiener多样性指数[26]，将描述性状和数量性状数据Z得分标准化后[27]，利用SPSS 24.0软件进行Pearson相关性分析、主成分分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 果实性状的多样性分析

2.1.1 描述性状多样性分析 23株杂交品种实生后代果实的8个描述性状存在较为广泛的遗传变异。由表2可知，果面斑点和果核形状的多样性指数>1，代表了23份种质多样性的主要差异；果核形状多样性指数最高，为1.505，变异最为丰富；果基的多样性指数最小为0.168，多样性不丰富。从频率分布来看，果形以椭圆形为主占78%，其次是圆球形和卵形均占9%，细长形最少占4%；对称形状中完全对称最多占78%，稍不对称占22%；果顶和果基均以圆为主，分别占87%和96%；果顶大多无乳头占91%，有乳头仅9%；有无果粉分布相对均匀，无占57%，有果粉占43%；果面斑点以<10%居多，占65%，其次是无果面斑点和果面斑点>50%，均占13%，果面斑点在10%～50%的有9%；果核形状短椭圆形最多占40%，其次是长椭圆形26%，圆球形和卵形均占13%，纺锤形和圆锥形较少均为4%。因此，23份种质的果实形态集中于完全对称的椭圆形果实，果顶、果基圆，果顶无乳头，果面无果粉、斑点少，果核短椭圆形。

表2 描述性状的分布频率及多样性指数

2.1.2 数量性状多样性分析 由表3可知，杂交品种实生后代果实10个数量性状存在不同程度的变异。果实数量性状的变异系数范围为8.30%～37.34%，平均值为22.20%。其中单果质量和鲜果含油率的变异系数最大，分别为37.34%和31.99%；果肉率和含水率的变异系数最小，分别为8.30%和10.70%。性状变异系数由大到小顺序为单果质量>鲜果含油率>果核质量>成熟度指数>核横径>果纵径>核横径>果横径>含水率>果肉率。10个数量性状中果肉率、含水率和鲜果含油率的遗传多样性指数最大，分别为1.994、1.931和1.908，核纵径遗传多样性指数最小为1.276。所有性状遗传多样性指数均>1，平均值1.786，说明23份杂交品种实生后代果实的遗传差异较大。

表3 数量性状差异性分析

2.2 相关性分析

对23个实生后代果实的18个性状进行相关分析(表4)，结果表明，果形与果基极显著负相关，与果核形状极显著正相关，与对称形和核横径显著相关；对称形与果顶有无乳头、果核形状极显著正相关；果顶与果粉显著负相关；果基与果核形状极显著负相关；果横径与核横径、单果质量呈极显著正相关，与果纵径、果核质量和果肉率呈显著正相关；果纵径与核纵径、单果质量、果肉率呈极显著正相关，与果核重和鲜果含油率呈显著正相关；核横径与核纵径显著负相关；核纵径和果核质量显著正相关，单果质量和果核质量、果肉率呈极显著正相关，含水率和含油率呈极显著负相关；成熟度与其余指标相关性不显著。

表4 果实性状相关性分析

2.3 主成分分析

对23份杂交品种实生后代果实的18个表型性状进行主成分分析，并从中提取6个主成分，其特征值均>1，累计贡献率达81.236%(表5)。认为这6个主成分能够反映18个性状的绝大部分信息。第1主成分贡献率为21.599%，特征向量值最大的是对称形和果核形状，反映了果实和果核的形状特征；第2主成分贡献率为20.527%，特征向量绝对值最大的是果横径、果纵径、单果质量和果肉率，反映了果实的大小性状；第3主成分贡献率为12.499%，特征向量绝对值最大的是果形、果基和含水率，反映外观及水分特性；第5个主成分贡献率为8.801%，特征向量绝对值最大的是果核质量和鲜果含油率；第6个主成分贡献率为6.725%，特征向量绝对值最大的是果面斑点。综合分析，主成分分析将杂交品种实生后代果实的18个性状简化为14个性状，即：对称形、果核形状、果横径、果纵径、单果质量、果肉率、果形、果基、含水率、果核质量、鲜果含油率和果面斑点，可作为初步选择果实性状较优单株的最优指标。

表5 果实性状主成分分析

2.4 聚类分析

对主成分分析结果中前6个主成分的14个性状，进行平方欧式距离聚类分析。在平均欧氏距离20处将23份种质分为Ⅰ和Ⅱ2类：第Ⅰ类包括除第9号外的所有种质；第Ⅱ类仅包含第9号种质。9号在果实描述性状方面与其他种质有类似，但其横纵径、单果质量为所有果实中最小的，且果肉率、含油率也极低。在欧氏距离5处又将第Ⅰ类又分成了5个亚类：第i类包括13号、14号、3号、11号、1号、18号、5号、17号和23号等9个种质，其共同特点为椭圆形果实、果顶圆、果基圆、果顶无乳头，果实横径、纵径、单果质量、果肉率、含水率和鲜果含油率中等；第ⅱ类包括10号、16号和4号3份种质，其特点是果顶圆、果基圆，果实横纵径长，单果质量最大，果肉率最高；第ⅲ类包括6号、7号、8号、15号和21号5份种质，均表现为果顶无乳头、低果肉率；第ⅳ类含2号、12号和20号3个种质，为椭圆形果实、完全对称、果顶圆形、果基圆形、果顶无乳头、果核短椭圆形，果肉率和含水率较低，含油率中低；第ⅴ类包括19号和22号，最大特征是均为高含油率种质，鲜果含油率在24%以上。

3 结论与讨论

研究果实性状多样性及形态特征变异，能够为优良单株筛选、遗传改良和新品种选育提供重要支撑材料[28-29]。本研究通过对油橄榄杂交品种23个实生后代的18个表型性状进行多样性分析，发现其性状存在广泛的遗传变异。其中，10个数量性状多样性指数均>1，且平均值大于8个描述性状，说明数量性状较描述性状遗传多样性更为丰富。从10个数量性状变异程度来看，其变异系数最大的是单果重和鲜果含油率。在油橄榄良种选育过程中，单果重和鲜果含油率均为选优的重要指标，可作为杂交品种实生后代区分依据并应用于实际生产中。

相关性分析表明，实生后代果实性状间存在显著或极显著的正相关，也存在着显著或极显著的负相关。比如，果形与果核形状，对称形与果顶有无乳头，果横径与核横径及单果质量，果纵径与核纵径、单果质量、果肉率，单果质量和果核质量、果肉率均呈极显著正相关；果基与果核形状，含水率和含油率呈极显著负相关；核横径与核纵径显著负相关，核纵径和果核质量显著正相关；而成熟度指数与其余指标均不相关，闫辉强等[30]的研究表明油橄榄单果质量、水分含量及含油率等随成熟度的变化而变化，但因该试验仅研究同一种质某一成熟度，结果与前人有区别也是合理的。根据陈毅琼等[31]的论点，可推测成熟度指数这一性状仅作为判断油橄榄最佳采收时间的指标，在品种选育过程中可能作用不大。

图1 23份油橄榄杂交品种实生后代果实性状的聚类树状图

通过主成分分析，将杂交品种实生后代18个果实性状简化为14个，且能解释信息量占总信息量的81.236%，表明对称形、果核形状、果横径、果纵径、单果质量、果肉率、果形、果基、含水率、果核质量、鲜果含油率和果面斑点，可作为初步选择果实性状优异单株的最佳指标。通过对14个性状进行聚类分析，将23份种质分为2个大类和5个亚类，其中第Ⅱ类仅包含第1份种质，其横纵径、单果质量、果肉率和含油率均低，基本可排除作为果用和油用品种的可能；第ⅱ亚类包括10号、16号和4号3份种质，其特点是果顶圆、果基圆，果实横纵径长，单果质量最大，果肉率最高，后期应重点关注是否有作果用品种的潜力；而第ⅴ亚类包括19号和22号，最大特征是均为高含油率种质，鲜果含油率在24%以上，可重点关注能否作为油用品种发展。

总体而言，杂交品种实生后代果实性状呈现出广泛的变异。云杂1号、2号和3号果实较小，单果质量仅1.5 g，果肉率不足70%，果实含油率16%，而实生后代群体中4号种质平均单果质量3.94 g，果肉率86.76%，已达到果用品种的标准，可作为备选的果用种质继续观测；19号种质和22号种质，鲜果含油率分别为26.90%和24.02%，果实大小1.76 g和2.31 g，均高于云杂1号、2号和3号，可作为备选油用种质继续观测。这些变异的发生，可能和3个云杂品种在种质资源圃中与高含油率、大果等品种自然授粉有关。相关结果为筛选优良单株提供了重要数据，但该试验着重从果实性状方面分析油橄榄种质的多样性，尚未涉及产量、油质等问题，相关研究有待不断深入。