云南保存橡胶树部分种质资源叶表型变异分析1)

倪书邦 毛常丽 吴 裕 余文才 许彦国

(云南省热带作物科学研究所，景洪，666100)

植物叶子的形态特征是鉴定植物种类的重要依据之一，在种内不同个体间表现相同或相近，种间则差异明显。但是，由于同一种植物分布在不同的地域，选择压力使得同一物种形态特征表现出适应性分化，再加上被子植物双受精作用使得种内遗传变异更加丰富，所以被子植物叶子的形态多态性普遍存在。

橡胶树(Hevea brasiliensis)是巴西亚马逊河流域的野生树种，引种到亚洲后，迅速发展为商业化种植的主要树种之一。为了获得更多的种质资源，国际橡胶组织(IRRDB)于1981年到亚马逊河流域进行橡胶树种质资源考察和搜集，采回种质资源称为“橡胶树81'IRRDB种质”。中国参加了此次考察活动，引回8 000份种质资源的芽条嫁接保存，到2004年保存 6 041 份于海南澹州橡胶研究所内［1－2］。2007年云南省热带作物科学研究所从橡胶研究所引种嫁接成活2036份，2008年定植，2009—2010年是形态鉴定的最佳时期。

橡胶树种质资源采用无性系活体保存方式。橡胶树无性系外部形态受环境影响变化较大，以往橡胶树育种科研单位的形态鉴定专家认为，不论发生何种生态型的局部形态变异，蜜腺部分的特征不容易受到影响，大叶枕、小叶柄和叶脉等器官的特征也比较稳定［3－4］。以《橡胶树种质资源描述规范和数据标准》［5］为依据，选择14个较稳定的性状进行调查记录和分析，以期为种质资源的进一步研究提供依据。

1 研究地自然概况

研究地位于云南省西双版纳州景洪市“农业部景洪橡胶树种质资源圃”内(99°55'～101°50'E，21°08'～22°40'N)，海拔 500 ～600 m，属北热带和南亚热带湿润季风气候，长夏无冬，干湿季分明，全年基本无霜。年平均气温18.6～21.9℃，最冷月份平均气温(1月份)15.6℃，最热月份平均气温(7月份)25.2℃;受印度洋和太平洋暖湿气流的影响，雨量充沛，其中80% ～90%的雨量集中在5—10月份的雨季，年平均降雨量1 200 mm;土壤为酸性红土，pH值4.5～5.5，土层深厚，适宜于橡胶树正常生长发育。

2 材料与方法

研究材料为“橡胶树81'IRRDB种质”。砧木为GT1自然受粉种子苗，芽条于2007年7月份采自橡胶研究所，芽接后于2008年6—7月份定植于“农业部景洪橡胶树种质资源圃”内，株行距为3 m×3 m。定植后，按常规管理，苗木生长良好。

2009年底至2010年初，苗木主杆直立，保留多个叶蓬，适合于性状描述。以《橡胶树种质资源描述规范和数据标准》［5］为依据，对叶蓬、叶柄、叶片和蜜腺的14个性状进行调查记录。数据输入计算机，采用Excel 2003软件分析处理;采用DPS中的Upgma和Furthest Neighbor2种方法进行聚类分析。

3 结果与分析

对1 854份种质资源的叶蓬形状、大叶柄形状、叶枕伸展形态、小叶柄形态、蜜腺形态、腺点排列方式、腺点面形态、叶形、叶基形状、两侧小叶基外缘形态、叶端形状、叶缘波浪、叶片横切面形态、三小叶间距等14个性状的调查统计数据列于表1。

表1 橡胶树叶子形态特征变异统计

3.1 叶蓬形态变异

橡胶树为三小叶复叶互生，但是复叶在枝条上的分布不均匀，在一个生长季节内枝条不连续的伸长生长形成多个叶蓬，叶蓬的“伞形”特征更有利于接收阳光。不同基因型植株叶蓬的形态特征不同，所以叶蓬形态是鉴定无性系品种的主要指标之一。根据前人的总结，把叶蓬形态分为4种类型，即半球形、弧形、圆锥形和截顶圆锥形。本次调查表明，弧形的最多，占59.29%;其次为半球形(占29.67%);截顶圆锥形的占9.26%;圆锥形最少(占1.78%)。调查中发现，弧形的变异非常大，只要叶蓬纵切面未达到半球形的都归为弧形，实际上半球形和圆锥形就是弧形的两个变异极端。另外，还发现有些叶蓬比较特别，表现为叶枕上仰，大叶柄直，小叶柄直或上仰，整个叶蓬的叶片挤在一起。

3.2 叶柄形态变异

叶柄形态包括大叶柄形状、叶枕伸展形态、叶枕沟有无、叶枕膨大特征、叶枕弯曲、小叶柄形态、小叶柄沟有无等。调查表明，大叶柄直的最多，占64.19% ，以后依次为弓形(占19.25%)、S形(占8.49%)、反弓形(8.06%)，但大叶柄的直是相对的，大多数都表现轻微的弓形或反弓形。一般情况，同一份种质资源的各个分株大叶柄形态相似，但是在同一株内也存在一定变异，而且，个别种质资源的株内变异较大。

叶枕平伸的占78.60%，叶枕上仰的占15.16%，下垂的占6.24%，实际上，上仰的程度也有所不同，个别种质资源叶柄与茎的夹角近于45°;小叶柄平伸的占82.85%，上仰的占10.05%，内弯的占7.10%，其中有极少数表现为下垂状态。

3.3 蜜腺形态变异

蜜腺形态包括蜜腺形态、腺点着生状态、腺点排列方式、腺点周边、腺点面形态等。腺点形态指全部腺点所组成的群体突起于大叶柄先端的程度。蜜腺的特征不容易受到环境影响，是比较稳定的性状，也是橡胶树无性系鉴定的主要指标之一。由表1可看出，蜜腺微突起的占62.47%，突起的占25.16%，显著突起的占2.26%，平的占10.11%，也就是说，约90%都表现不同程度的突起。这与王文泉等［6］报道的81'IRRDB种质中蜜腺微突的比例较高的结果基本一致。腺点排列方式与腺点数相关，3个腺点排成品字形的占53.49%，4个腺点排成方形的占6.72%，2个腺点排成前后形的占0.97%，腺点数多而杂排列不规则的占33.60%，排为11字形的占5.22%;腺点顶部与腺点周边所形成的平面状态平的占54.53%，突起的占32.69%，下陷的占12.78%。

3.4 叶片形态变异

由表1可看出，叶片横切面为舟形和平的共占85.49%，U形和 V形的共占14.51%;三小叶间距显著分离和分离的共占92.18%，靠近和重叠的共占7.83%。橡胶树的原产地是亚马逊丛林，林间光照条件较差，叶片横切面较平，三小叶间距较大，叶片可接收阳光的机会就更大，有利于植株生长。

叶片的整体形态、叶先端、叶基、叶缘是植物种类鉴定的重要依据。调查表明，叶片总体形态为倒卵形和倒卵状椭圆形的共占67.69%，椭圆形的占28.53%，卵形和菱形的共占3.77%;两侧小叶基外缘形态完整的占58.79%，外斜的占26.43%，内斜的占14.78%;叶先端钝尖的占76.86%，急尖的占1 8.61%，芒尖的占4.53%;叶缘有波浪的占89.01%，无波浪的占10.09%;叶基渐尖和楔尖的共占97.46%，钝尖的只占2.54%。叶片的先端尖、叶基尖、边缘具波浪等性状都有利于雨后叶片上积存的雨水迅速流掉，以便及时进行光合作用。

3.5 表型聚类分析

基于1 854份橡胶树种质资源的14个表型性状描述数据(未列出)，利用 Upgma和 Furthest Neighbor法进行聚类分析。结果表明，在Upgma法聚类中，当欧式距离为5.11时，所有样本聚为5类，但大部分样本集中聚成1类，包括1847份，占99.62%，其他4类只包括0.38%的样本，还包括了几个单一组;在Furthest Neighbor法聚类中，在欧式距离为7.0时，所有样本聚成6组，每组样本数存在差异。Upgma法与Furthest Neighbor法聚类的结果差异较大(图1;样本量大，未能标出名称)。

图1 橡胶树种质资源表型性状聚类图

2种聚类法的结果都表明，橡胶树不同种质资源叶子表型性状存在较大差异，根据这14个表型性状能较好地将这些种质资源进行区分;群体内部存在极丰富的遗传变异，为遗传多样性保护、物种安全和良种选育奠定了物质基础;聚类结果表明叶子表型变异与地理来源无关联。

4 结论与讨论

调查分析表明，在1854份81'IRRDB种质资源的14个性状中，相对性状分布频率最小值为0.59% ～14.78%，最大值为40.08% ～82.85%。橡胶树叶蓬的主要形态类型为弧形至半球形、大叶柄直、叶枕平伸、小叶柄平伸、叶片横切面为舟形至平、三小叶间距分离至显著分离、叶片总体形态为倒卵形和倒卵状椭圆形、叶先端钝尖、叶缘有波浪、叶基渐尖和楔尖。在巴西亚马逊流域丛林中，雨水充沛，热量充足，林中光照较弱，橡胶树虽然属于上层树种，但是在幼树期必须表现出很强的耐阴性。橡胶树的叶蓬呈伞形、叶蓬尽可能宽大、叶片尽可能少重叠、下雨后叶片的积水尽快能干，这些都是保证橡胶树生存和种群发展的生物学基础，也是自然选择的结果。

植物种质类群划分一直备受植物育种学家关注，很多学者先后利用表型性状对种质的多样性进行了分析［9－12］。橡胶树(Hevea brasiliensis)是已知橡胶树属(Hevea)中分布面积最广的种，81'IRRDB种质资源采自于阿克里(Acre)、朗多尼亚(Rondonia)、马托格罗索(Mato－Grosso)等地，水平分布数百千米，存在一定的地理变异。但是由于不清楚每份种质资源的具体采集地点和立地信息，因而也不能分析叶片形态的地理变异规律，通过Upgma和Furthest Neighbor法聚类，叶子性状变异与这3个地区无关联。橡胶树是异花授粉植物，即使是全同胞家系内也存在较大遗传变异。很可能这些野生资源在采集地就存在一定的基因交流，也有可能部分种质具有独立的遗传背景，这些都有必要开展基因组学、细胞学等方面的深入研究，为资源利用提供依据。

关于蜜腺的特征，蜜腺微突起、品字形排列和腺点形态平的比率都在50%以上，虽属于主要特征类型，但是没有叶片和叶柄的形态分布集中。蜜腺对于促进昆虫传粉有一定作用，但是蜜腺的排列方式和形态特征对适应自然选择有什么意义尚需再探讨。

自然选择属于稳定型选择方式，也就是适应于该物种的个体生存和种族繁衍的性状被积累，在群体中表现为主要特征类型［7－8］;与之相反，育种选择则是偏重于极端类型的选择方式，符合育种目标，却不一定符合自然选择方向。作为种质资源保存，人们都追求种内遗传多样性，力求收集保存的群体能代表整个物种群体的遗传变异，往往忽略了自然选择。需知，作为种质资源圃活体保存的植株，避免不了要承受自然选择的压力，环境适应能力差的基因型总是面临被淘汰的厄运。例如，橡胶研究所引种的8 000份，2004 年保存 6 041 份［2］，保存率为 75.50%;云南省热带作物科学研究所引种成活2 036份，现在只有1 900份，保存率为93.30%。所以，种质资源保存，既要重视遗传多样性，也要重视育种目标性状的选择;另一方面，也是最重要的方面，应注意适应性状的保存。建议在活体保存种质资源时，对少部分不适应环境条件的种质资源则可以人为主动淘汰，它们对于种族繁衍和良种选育可能也没有多大意义。

致谢:参加外业工作的还有张长寿、胡永华、肖桂秀、李景波、宁连云、孙小龙。谨此谢忱!

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