生物农药用银杏优良无性系的选育

曹福亮，郁万文，张远兰

（南京林业大学 森林资源与环境学院，江苏 南京 210037）

生物农药用银杏优良无性系的选育

曹福亮，郁万文，张远兰

（南京林业大学 森林资源与环境学院，江苏 南京 210037）

以40个20年生银杏无性系为研究对象，研究了外种皮酚酸含量、单株种实产量、出皮率和单株经济产量的变异规律。结果表明：不同无性系间的单株产量、酚酸含量、单株经济产量差异显著，出皮率达到显著性水平。结合银杏无性系的种实产量、出皮率、外种皮酚酸含量和单株经济产量，采用欧氏距离和最长距离法进行聚类，把40个无性系分成4大类。其中第四类（16号（南林外1）、38号（南林外2））无性系的外种皮酚酸含量高，单株种实产量高，外种皮出皮率中等偏高，单株经济产量最高，可以为新型生物农药银杏定向栽培提供材料，具有较高的引种试验和推广潜力。

银杏无性系，外种皮，酚酸，生物农药

我国银杏种核产量占世界的90%以上，并保持8.0%～10.0%的年递增率。据统计，我国每年约有3万吨外种皮作为废物被丢弃。银杏外种皮中含量较高的成分酚酸类化合物[1-2]，是制备生物农药的天然原料。多年来对银杏资源的开发一直以银杏叶和白果为主，而银杏外种皮因尚无成熟可靠的工业化加工利用方法，往往被废弃，散发出恶臭，而且所含的酚酸类有毒成分还会被水浸取而对周围水域造成污染，毒死鱼虾，威胁到人畜饮用水的安全。现今，随着银杏果、叶深加工产业的发展，银杏良种化集约经营、大规模农田林网建设等生产模式必在国内进一步迅速扩大，这样势必会生产更多的外种皮，因而尽快找到一条经济有效的外种皮利用途径显得十分必要和迫切。

随着国家对环境保护的日益重视，开发植物源杀虫剂、杀菌剂已经成为迫切的需要。利用银杏外种皮开发生产银杏外种皮的医药和农药及其他产品，可充分利用了外种皮资源，减少对环境的污染，提高我国农产品无公害的生产水平，延长银杏的产业链，显著提高银杏的经济总量，增加农民收入，具有十分重大的实际意义。据邢世岩2004年统计，目前中国有核用品种或优株209个，叶用24个，观赏25个，雄株42个，材用4个[3]。银杏变种及品种的多样性为开展该物种遗传多样性和定向选育研究奠定了良好的种质基础。针对银杏不同优株、品种、无性系间存在较大的遗传变异，本研究对40个优良无性系的单株产量、种实出皮率、外种皮酚酸含量及单株经济产量的差异性进行研究，并结合聚类方法，初步筛选单株产量、种实出皮率、外种皮酚酸含量及单株经济产量均较高的无性系，为新型生物农药用银杏定向栽培提供种质资源。本研究将进一步丰富银杏优良无性系选育的内容。

1 材料与方法

1.1 试验材料

材料来源于江苏省邳州市陈楼镇银杏种质资源圃，为嫁接20年生的40个核用银杏无性系。参试的40个无性系(见表1)，每个无性系有3～6个嫁接单株，每个单株上嫁接3～4个接穗。定植株行距为7 m×6 m，树冠轮廓多为半圆形。

2008年4月19日至4月20日，采用溶液喷雾法进行人工授粉，授粉一次性完成。胚珠吐水时间较迟的，隔2、3天再授粉。每个无性系重复3次。选取花期相遇的单一雄株花粉等量混合。2008年9月29日采用人工击落法对种实进行采收，堆沤20天后，用搓揉等外力使种子和外种皮分离。银杏外种皮晒干后，放入60℃恒温鼓风干燥箱内烘干至发脆，用植物粉碎机粉碎，过40目筛，保存备用。

表1 银杏无性系编号及原产地Table 1 Number and origin place of ginkgo clones

1.2 方法

（1）单株种实和外种皮产量的统计

种实成熟后，对参试无性系单株采用人工击落法，分别实测每个无性系的株产，每个无性系3个重复。

（2）出皮率测定

随机抽取90粒种实，分成3份，先测定种实的重量，再将种实剥下外种皮，并称重，按照下列公式测定出皮率。

（3）银杏外种皮酚酸含量的测定

采用超声波法，按照“超声波萃取时间45 min-乙醇质量分数80%-乙醇与外种皮液固比15 ml/g”的工艺[4]提取外种皮酚酸。采用紫外分光光度法对银杏无性系外种皮酚酸含量进行测定。

（4）银杏无性系单株经济产量计算

按照下列公式计算银杏无性系单株经济产量(生物农药用)。

单株经济产量(g)=单株种实产量(kg)×出皮率(%)×酚酸含量(mg/g)。

1.3 数据处理

所有数据分析采用EXCELL结合SPSS for Windows V8.01软件进行方差分析和Duncan多元范围检测(Duncan's Multiple Test)、相关分析及聚类分析等。

2 结果与分析

2.1 银杏无性系种实产量的变异

由图1看出，不同无性系间种实产量存在较大差异。方差分析表明，不同银杏无性系种实产量间的差异达到极显著水平（F=101.698，P＜0.01）。所有无性系种实产量均值是95.51 kg。种实产量最大的16号，为259.5 kg；种实产量最小的是63号，仅为11.0 kg。无性系间的变异系数达到62.32%。种实产量较大的无性系是16、38、29、36、48号，较小的是54、53、68、39、63号（见图1）。

2.2 银杏无性系出皮率的变异

方差分析表明，无性系间的出皮率差异显著（F=4.72，P＜0.05）。各无性系出皮率的平均值是74.19%，无性系间的变异系数是5.48%，变动幅度63.64%～80.32%。出皮率较大的无性系是54、52、35、55、66号，较小的是48、27、10、28、46号（见图2）。

2.3 银杏无性系酚酸含量的变异

方差分析表明，无性系间的酚酸含量差异极显著（F=26.18，P＜0.000 1）。各无性系外种皮酚酸含量的均值是6.46 mg/g，无性系间的变异系数是80.38%，变动幅度2.750～10.32 mg/g。酚酸含量较高的是52、38、16、20、45号，较低的无性系是50、27、63、13、19号（见图3）。

图1 银杏优良无性系单株种实产量Fig.1 Fruit yield per plant of ginkgo clones

图2 银杏优良无性系的出皮率Fig.2 Meat output ratio of ginkgo clones

图3 银杏无性系的外种皮酚酸含量Fig.3 Phenolic acid content of ginkgo clones exopleura

2.4 银杏无性系单株经济产量的变异

方差分析表明，无性系间的经济产量差异显著（F=46.62,P＜0.01）。各无性系单株经济产量均值是348.50 g，无性系间的变异系数为5.48%，变动幅度20.43～1 500.48 g。单株经济产量较高的无性系是16、38、48、45、36号，较低的是63、68、60、47、39号（见图4）。

图4 银杏优良无性系的单株经济产量Fig.4 Economic yield per plant of ginkgo clones

2.5 生物农药用银杏优良无性系初选

结合银杏无性系的种实产量、出皮率、外种皮酚酸含量和单株经济产量，对数据进行标准化转换，采用欧氏距离（聚类距离）和最长距离法（聚类方法）对无性系进行聚类，以距离3.74为标准，可将40个无性系划分为4大类，第一类为10、27、28、13、29、36、45、48号，第二类为11、14、25、32、30、62、24、46、47、34、19、50、60、68、63号，第三类为15、18、35、39、40、53、23、66、33、59、26、55、20、52、54 号，第四类为16、38（见图5）。

如表2所示，第一类（10、27、28、13、29、36、45、48号）无性系的外种皮酚酸含量较低，单株种实产量中等，外种皮出皮率低，单株经济产量中等；第二类（11、14、25、32、30、62、24、46、47、34、19、50、60、68、63号）无性系的外种皮酚酸含量低，单株种实产量低，外种皮出皮率中等偏低，单株经济产量低；第三类（15、18、35、39、40、53、23、66、33、59、26、55、20、52、54号）无性系的外种皮酚酸含量中等，单株种实产量低，外种皮出皮率高，单株经济产量低；第四类（16号（南林外1）、38号（南林外2））无性系的外种皮酚酸含量高，单株种实产量高，外种皮出皮率中等偏高，单株经济产量最高。综上所述，第四类可以作为生物农药用银杏无性系加以选择，并进行推广。

图5 生物农药用银杏无性系聚类分析Fig.5 Clustering analysis of ginkgo clones for biological pesticide use

表2 四大类无性系酚酸含量、单株种实产量、出皮率和单株经济产量Table 2 Phenolic acid content, fruit yield per plant, meat output ratio and economic yield per plant of four kinds of ginkgo clones

3 结论与讨论

银杏的优良单株、品种或无性系由于遗传特性及生境的差异，造成银杏的优良单株、品种或无性系的丰产性、不同构件中有效成分（黄酮、萜内酯、酚酸等）含量[5-7]的显著差异。邢世岩等[8]的研究表明，20个品种的产量性状的标准差及变异系数变异较大，3 a～6 a的6个性状除结果株率外，变异系数均在50%以上。邢世岩等[9]对全国86个银杏叶单株无性系的方差分析结果表明，3个主要产量指标小区叶产量、叶面积系数和叶数/株具有较高的F值及遗传力，说明这些性状的遗传因素对表型值的影响较大。本研究表明，不同无性系间的单株产量、酚酸含量、单株经济产量均达到极显著水平，出皮率也达到显著性水平，说明不同无性系间存在较大差异，有利于从中筛选出4个指标均较高的无性系。结合银杏无性系的种实产量、出皮率、外种皮酚酸含量和单株经济产量，对40个无性系进行聚类，将其划分为4大类。第一类（10、27、28、13、29、36、45、48号）无性系的外种皮酚酸含量较低，单株种实产量中等，外种皮出皮率低，单株经济产量中等；第二类（11、14、25、32、30、62、24、46、47、34、19、50、60、68、63号）无性系的外种皮酚酸含量低，单株种实产量低，外种皮出皮率中等偏低，单株经济产量低；第三类（15、18、35、39、40、53、23、66、33、59、26、55、20、52、54号）无性系的外种皮酚酸含量中等，单株种实产量低，外种皮出皮率高，单株经济产量低；第四类（16号（南林外1）、38号（南林外2））无性系的外种皮酚酸含量高，单株种实产量高，外种皮出皮率中等偏高，单株经济产量最高，可以作为生物农药用银杏无性系进一步扩繁，为新型生物农药用银杏的定向培育提供材料，具有较高的引种试验和推广潜力。

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[2] 成 亮, 楼凤昌. 银杏外种皮中银杏酚酸的研究概况[J].药学进展,2004,28(5):209-213

[3] 邢世岩, 郭彦彦, 王 利, 等.银杏种质遗传多样性研究评述[J].经济林研究,2004, 22(4):65-70

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Selection and brooding of Ginkgo clones used as bio-pesticide

CAO Fu-liang, YU Wan-wen, ZHANG Yuan-lan
(College of Forest Resources and Environment, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China)

Variations of phenolic acid content, fruit yield per plant, husk yield rate and economic yield per tree of 40 Ginkgo clones of 20-year-old were studied. The results were as follows: the differences of the four indexes of the clones were very signif i cant, that of husk yield rate were also very signif i cant; By taking into account the yields of seed & fruit, husk yield rate, content of phenolic acids from exopleura and economic yield per tree, and using Euclidean distance method and most long distance method, the 40 Ginkgo clones were clustered and then divided into 4 groups. Group 4 including 16# (Nanlin Wai-1)and 38#(Nanlin Wai-2) clone which had high phenolic acid contents, were medium high husk yield rate of exopleura fruit yield per tree, and had the highest economic yield per tree, hence,they can be used as the orientation and cultivation tree species to make new bio-pesticides, have higher values in introduction test and popularization.

Ginkgo clones; exopleura; phenolic acid; biological pesticide

S722.1+3

A

1673-923X(2012)12-0120-05

2012-06-13

林业公益性行业科研项目“银杏叶和外种皮加工产业化关键技术研究”（编号：201004015）

曹福亮( 1957- ) , 男, 江苏姜堰人。教授, 博士生导师, 主要从事经济林栽培的研究

[本文编校：罗 列]