张妍妍
(黑龙江省林业科学研究所,速生林木培育重点实验室,哈尔滨150081)
哈尔滨市主栽花楸优树筛选
张妍妍
(黑龙江省林业科学研究所,速生林木培育重点实验室,哈尔滨150081)
在已筛选出欧洲花楸US-05为哈尔滨地区绿化和药用多用途优良种源的前期研究基础上,通过对欧洲花楸US-05的30个单株的生长节律、开花结实情况、果实成分的测定与分析和抗寒性研究,并经过初选、复选、决选3个步骤的优树筛选。结果表明:优良种源欧洲花楸US-05的优树中,单株US-05-01的年平均高生长量、平均坐果率、种子千粒质量、单果平均直径、果实可溶性总糖、总黄酮和芦丁含量均显著高于其他单株,分别达到95.5cm、73.73%、3.81g、12.18mm、6.508%、 1.7023%和7.486744μg/mL,从而筛选出单株US-05-01为优良种源欧洲花楸US-05的优树,为后续建立花楸优良无性系提供基础研究。
花楸;优良种源;优树筛选
花楸(Sorbusspp.)为蔷薇科花楸属落叶小乔木,是典型的多用途树种,主要兼具城市及风景园林绿化、果材兼用等多方面的特点[1]。它不仅可以大面积山区绿化以提高景观质量,更适于城市道路、河渠两侧、公园等绿化美化,特别是冬天花楸树红色的果实仍然悬挂在树上,可为干枯无味的哈尔滨冬季增添很多生命的气息[2]。此外,花楸的果实富含黄酮、花青素、双联苯酚、类山梨酸甙、氰甙类等化合物,营养丰富,使其在食品、饮料、药物、保健品等方面具有广阔的开发利用前景[3]。然而,目前哈尔滨市栽植的花楸品种参差,开花结实以及生长情况差别均较大。前期通过对作为哈尔滨市绿化树种进行栽植的5个花楸种源进行测定分析,筛选出欧洲花楸US-05为哈尔滨地区绿化和药用多用途的优良种源。本研究通过对欧洲花楸US-05的30个单株的生长节律、开花结实情况、果实成分的测定与分析和抗寒性研究,并经过初选、复选、决选三个步骤比较分析,筛选出欧洲花楸US-05-01为该种源的优良单株,为后续规模化、工厂化生产花楸优良品系提供基础研究。
1.1 供试材料
前期对作为哈尔滨市绿化树种进行栽植的5个花楸种源进行测定分析,筛选出欧洲花楸US-05(种源地为俄罗斯布拉戈维申斯克市)为哈尔滨地区绿化和药用多用途的优良种源,本研究的供试材料为欧洲花楸US-05的树龄3a的30个单株。
1.2 优良单株的筛选方法
1.2.1 初选。2010~2012年,对花楸优良种源US-05的30个单株通过调查树势、树高、冠幅、物候期、结实性状、病虫害情况等指标进行优树调查,对调查区域的优树进行初步选择[4]。
1.2.2 复选。通过对初选优树调查资料和采集样品测定结果的综合分析,对初选出的相对优良的单株进行复选。复选时采用的主要指标包括种子形态、坐果率和果实表型性状、抗寒能力以及果实内含物分析测定。具体分析方法如下:
1.2.2.1 种子形态:每个花楸单株随机选取50粒种子,用1/10 000天平称重,重复3次,计算种子千粒重。每个花楸单株随机选取30粒饱满种子,测量种子长度和宽度(测量精度0.1mm),计算种子长/宽比值。
1.2.2.2 坐果率:选取供试单株各20个花序,在开花期调查每簇开花数量,果实成熟前调查每簇坐果数,最后根据调查的2个数值计算出每个花序的坐果率。
1.2.2.3 果实表型性状:随机选取各单株50粒完整果实,记录果实颜色特征;用游标卡尺测量果长、果径,计算长/径比;用1/10 000天平称单果重。
1.2.2.4 抗寒性测定:选用供试单株1年生枝条各5个,分别在-15、-20、-25、-30、-35、-40℃下进行冷冻处理,每个处理24h。升温和降温速度均为4℃/h。
①电解质渗出率的测定。将各处理后的1/3枝条切成厚度为0.2cm的薄片,之后称取1.5g放入试管中,加入15g的蒸馏水,浸泡12h,用电导仪测定溶液的电导值,记为E1。煮沸15min后,冷却,当温度降为室温后,测定溶液总电导率,记为E2,以及无离子水电导率E0。最后计算电解质渗出率(P),计算公式:P(%)=(E1-E0)/(E2-E0)×100%。
②组织褐变率的测定。将各处理后的1/3枝条置于0~4℃下化冰,并进行室温恢复,之后置于20~25℃的室温中进行水培,7d后解剖并用显微镜观察茎切面褐变情况。
③发芽率的测定。发芽率测定方法同组织褐变法,即将各处理后1/3枝条置于0~4℃下化冰,并进行室温恢复,之后置于20~25℃的温室中进行水培,1个月后观测发芽情况。
⑸果实内含物测定。主要包括可溶性糖、总黄酮及芦丁含量的测定。
1.2.3 决选。对复选出的优良单株开展重复调查采样和果实内含物分析测定,进行优树决选工作。
1.3 优良单株的筛选标准
1.3.1 初选标准。在初选优良单株时,选择树体健壮,树冠开张,年平均高生长量90cm以上,年平均径生长量3cm以上,花楸果实整齐、饱满,大小均匀,色泽美观,无明显病虫害的植株。
1.3.2 复选标准
品质指标:花楸种子千粒质量3.60g以上,单果平均质量0.5 g以上,果形美观,果面颜色亮红色,可溶性总糖含量≥6.40%,总黄酮含量≥1.60%,芦丁含量≥7.0μg/mL。
生长结实指标:平均每簇开花数量173个以上,平均坐果率70%以上。树冠开张,树形优美。
特殊优良性状:无明显病虫害,抗寒性强,在-35℃时,电解质渗出率≤40%、组织褐变率≤7%、发芽率≥90%。
1.3.3 决选标准。决选标准与复选标准相同,根据复选标准于2011、2012年连续2年对复选出的优良单株开展年度重复调查和选择,在复选标准的相关指标基础上最终筛选出品质优良、生长稳定的优良单株。
1.4 数据统计方法
所得数据采用Excel软件和SPSS13.0分析软件,进行方差分析及多重比较分析。
2.1 优良单株的筛选
对3年生欧洲花楸US-05的30个单株(标记为从US-05-01~US-05-30)进行综合评价,以筛选出优良无性系后用于哈尔滨地区园林绿化。
2010~2012年,在哈尔滨市林科院试验地内调查欧洲花楸US-05优树单株30株,根据初选标准评定,初选出相对较优的单株13株。同时采集初选优树的果实样品进行室内品质测定,每株随机抽取30粒,测定果实内含物的可溶性总糖含量、总黄酮含量、芦丁含量等3个主要指标。通过对初选优树调查资料和测定结果的综合分析评价,筛选出具有优良品质的花楸优树进入复选。对复选出的优树进一步开展年度复查、采样并再次对其果实内含物作分析测定,最终筛选出欧洲花楸US-05优良种质资源5份。
2.2 品质性状评价
花楸优良种源US-05优选单株品质性状评价结果见表1。通过表1可以看出,决选评选出的5株优良单株,各项指标均优于初选优树均值。其中,优良单株US-05-01在3种主要内含物含量、种子千粒质量和单果平均直径评价上,均高于其他4个优良单株,优树US-05-23单果平均质量0.5632g,高于其他4个优良单株。
表1 优选单株品质性状评价结果
2.3 生长性状评价
花楸优良种源US-05优选单株生长性状评价结果见表2。优树US-05-01年平均高生长量95.5cm和平均坐果率73.73%,高于其他4个单株,US-05-03每簇开花数和平均每簇坐果数均高于其他4个单株。
表2 优选单株生长性状评价结果
2.4 抗寒性评价
由表3可以看出,在低温处理下,供试单株电解质渗出率均随着温度的下降而增加。优选的5个单株在-15~-35℃范围内,电解质渗出率变化不明显,但当温度降至-40℃时,电解质渗出率明显增加,说明在-40℃时低温已经伤害到受冻枝条的细胞质膜。而在-40℃时,欧洲花楸US-05-11电解质渗出率最小,为46.57%,低于其他4个单株的电解质渗出率。
表3 低温对不同单株电解质渗出率影响
5个供试花楸单株在-15~-30℃均未发生组织褐变,-35℃时开始发生褐变,此时欧洲花楸US-05-11的褐变率为5.9%,低于其他4个单株,当温度降至-40℃时,5个单株组织褐变率均明显下降,此时US-05-11的组织褐变率已经达到40.2%。
表4 低温对不同单株组织褐变率影响 %
在-15~-30℃范围内,供试花楸单株发芽率均为100%。当温度降至-35℃时,发芽率开始下降,降幅最大的为US-05-01,下降了9.6个百分点。欧洲花楸US-05-11发芽率最高,-40℃时,发芽率也维持在56.8%,这个结论与前面的组织褐变率结果一致。试验结果见表5。
表5 低温对不同单株发芽率影响 %
通过对优良种源5个优良单株在低温影响下电解质渗出率、组织褐变率、发芽率的测定,可以得出,US-05-11是5个单株中抗寒性最强的,但与其他4个单株差异不显著,筛选出的5个优良单株均能抵抗-35℃的低温。
2.5 优良单株总体特征
通过对以上各评价结果统计可知,决选出的5个US-05优良单株主要性状均高于标准值,且5个单株间抗寒性指标差异不显著。筛选出的花楸优良种源主要用于绿化和药用价值研究,所以主要内含物含量、坐果率、单果平均质量及平均直径这些指标更为重要。通过综合评价,筛选出US-05的优树US-05-01作为优良单株,用于后续无性系的建立与研究。
3.1 对筛选出的优良种源欧洲花楸US-05的30个单株进行了生长节律、开花结实情况、果实成分分析和抗寒性研究等综合评价,通过初选、复选和决选3个步骤,筛选出欧洲花楸US-05-01为该种源的优良单株。
3.2 选定的优良单株欧洲花楸US-05-01可作为建立优良无性系的材料。
[1]周丹,宿宗艳,李文娟,等.欧洲花楸应用价值的探讨[J].中国林副特产,2007(5):83-85.
[2]庄凤君,王继丰,王臣.国产及引进花楸属植物研究与应用发展[J].国土与自然资源研究,2008(1):94-96.
[3]惠兴学,洪新,黄丽华,等.欧洲花楸引种栽培初步研究[J].防护林科技,2012(5):27-29.
[4]刘玮,李长海,庄倩,等.欧洲花楸引种及生物学特性[J].东北林业大学,2007(2):29-30.
Plus Tree Selection of the Main PlantingSorbuspohuashanesisFruit in Harbin
Zhang Yanyan
(Key Laboratory of Fast-growing Tree Cultivating, Forestry Research Institute of Heilongjiang Province, Harbin 150081)
The study screened out the US-05 from fiveSorbuspohuashanesisspecies which for multipurpose provenance such as gardening and medicinal etc. in Harbin. Base on the research, 30 plants of the US-05 has been measured on their growth rhythm, flowering, seed setting, measurement and analysis of fruit ingredient, and cold tolerance which through original slelection, multiple slelction, and detrminative selection of three-step screening for plus tree. The results showed that: the indicators of US-05-01 were all significantly higher than the others, such as the average annual increment of height, the average fruit-bearing rate, thousand grain weight, the average of fruit diameter, total soluble sugar, total flavonoids and rutin, respectively reached at 95.5cm, 73.73%, 3.81g, 12.18mm, 6.508%, 1.7023% and 7.486744μg/mL. Thereby screened out the US-05-01 as plus tree in the US-05 optimal provenance, which would provided the basic research on establishedSorbuspohuashanesisExcellent clones.
Sorbuspohuashanesis; Optimal provenance; Plus-tree selection
2015-06-02
黑龙江省科研机构创新能力提升专项计划项目(YC2014D005);黑龙江省财政厅自拟项目(2010-01);黑龙江省林业科学院青年基金项目(201405)
张妍妍(1981-),女,助理研究员,硕士,从事森林培育研究,E-mail: zhangyanyan8132@163.com。
S792.25
A
DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.04.010