贵州小果油茶种实表型性状多样性分析

朱亚艳，姚 渊，徐嘉娟，王 港＊

（1．贵州省林业科学研究院，贵州贵阳550005；2．黎平县林业局，贵州黎平557300）

贵州小果油茶种实表型性状多样性分析

朱亚艳1，姚 渊2，徐嘉娟1，王 港1＊

（1．贵州省林业科学研究院，贵州贵阳550005；2．黎平县林业局，贵州黎平557300）

为了解贵州小果油茶的自然变异情况，以贵州黎平和榕江的5个居群30个小果油茶优良单株为研究对象，测定并分析果高、果形、高径比、果皮厚度、单个果重、单果中籽粒数、籽粒重和出籽率等8个种实性状，采用多重比较、变异系数、相关性分析、聚类分析和Shannon－Weiner多样性指数等方法，分析小果油茶种实性状的多样性及群体间和群体内的变异特征与变异规律。结果表明：小果油茶不同种实性状的多样性指数为1．014～2．242，种实性状多样性高，在群体间和群体内均存在丰富的变异；经相关分析，小果油茶的果皮厚度与出籽率呈极显著负相关，果高与果径、果形指数、果皮厚度和单果籽粒数呈极显著正相关；表型性状聚类结果与居群分布一致。

小果油茶；表型性状；种实；贵州

小果油茶（Camellia meiocarpaHu．）系山茶科（Theaceae）山茶属（Camella L．）油茶组的灌木或小乔木，是山茶科中重要的油用物种［1］。主要分布在浙江、福建、广东、广西、江西、湖南和贵州等地，栽培面积及产量仅次于普通油茶，具有结实量高且稳定、果皮薄、出籽率高、含油率高、抗逆性强及居群效应好等优点，有较高的经济价值和良好的开发利用前景［2］。贵州小果油茶主要分布在黔东南的榕江、黎平等县，目前以人工栽培为主，伴有野生及半野生两种状态，为异花虫媒受粉树种，长期的天然杂交繁殖及生境多样性导致杂种后代的性状类型丰富，为选育优质、高产及高抗的优良种质提供了丰富的材料，育种潜力大。目前，关于贵州小果油茶的研究报道不多。殷建强等［3］对小果油茶良种黎平3号的选育方法及步骤进行了详细阐述，但关于贵州小果油茶的表型性状、遗传分化等良种选育方面的基础研究未见报道。表型性状多样性是植物遗传多样性的重要组成部分，植物的表型性状包括叶、花、种实及树体性状等，但对于产果类经济树种来说，种实性状尤为重要［4］。小果油茶生产的目的是获取茶籽，其果实性状直接决定着茶籽的质量，而果实形态特征是最直观、最易于辨别的质量性状。为了解小果油茶的自然变异情况，笔者通过对贵州黎平和榕江两个小果油茶主产区5个居群的30株表现优良的单株进行表型变异及遗传多样性进行研究，旨在为进一步筛选优良单株及遗传改良提供理论指导。

1材料与方法

1．1试验材料

根据连续观测，选取贵州省小果油茶主产区黎平县和榕江县5个地理居群，群体的分布地点及生态地理因子见表1，当年气象资料来自贵州省气象台。每个居群选取5～7株长势好、结实量稳定的单株，每株随机测定果实20个。

表1 小果油茶采样点的生态地理因子Table 1 Ecological and geographical factors of C．meiocarpasampling sites

1．2试验方法

1．2．1种实表型性状的测定 对采集的果实逐一用游标卡尺测定其果高、果径、果皮厚度，计算果形指数（果高／果径）；用天平测定单果重量和籽粒重，统计单果中的籽粒数，计算鲜果出籽率。鲜出籽率＝（鲜籽重／鲜果重）×100%［5］。

1．2．2小果油茶种实多样性指数分析 小果油茶种实的数值性状划级方法和Shannon－Weiner多样性指数（H＇）计算参照姚小华（2013）等［6］的方法。

式中，H＇为Shannon－Weiner多样性指数，Pi为某个性状第i级内材料份数占总份数的百分比［7－8］。

1．2．3小果油茶形态分类 小果油茶的形态分类参照文献［9］的方法，根据果形指数和实际目测的效果对其进行分类。

1．3数据分析

利用Excel和SPSS 18．0软件对数据进行差异显著性、相关性及聚类分析。

2结果与分析

2．1小果油茶居群间种实性状的表型变异特征

2．1．1不同居群小果油茶种实性状 从表2看出，5个居群间表型性状差异显著。P2居群的果实个体大，果高、果径和单果重均显著高于其他居群，平均单果重为4．982g，最重达8．1g。平均果皮厚度依次为P4＜P2＜P5＜P3＜P1，鲜果出籽率依次为P2＞P4＞P5＞P3＞P1。由此看出，果皮厚度直接影响着小果油茶的出籽率，果皮越薄，出籽率越高。果形指数是划分果形的重要依据。

表2 小果油菜5个居群的表型性状Table 2 Phenotypic characters of five C．meiocarpapopulations

2．1．2不同居群间小果油茶种实性状的变异系数变异系数是统计学上衡量各观测值离散程度的重要指标，变异系数越大，说明各观测性状的离散程度越大［1011］。在不同的生态地理环境下，各居群的形态性状的变异系数有一定差异，同一居群不同性状间的变异程度亦不相同［12－13］。从表3看出，5个居群的种实性状平均变异系数为23．413%，变化范围为：7．997%～53．664%，变动区间较大。居群间种实性状变异系数依次为P2（16．573%）＜P3（22．597%）＜P4（23．140%）＜P1（26．234%）＜P5（26．438%），说明P2居群性状最稳定。性状间变异系数为QS（41．990%）＞WS（34．820%）＞WSF （33．880%）＞TF（31．202%）＞WF（12．40%）＞LF （11．970%）＞RS（11．390%）＞LF／WF（9．652%）。表明，小果油茶的果形指数变异系数最低，稳定性最好；籽粒数和籽粒重变异程度最高，最不稳定。

表3 小果油茶5个居群表型性状的变异系数Table 3 Variable coefficients of phenotypic characters of five C．meiocarpapopulations%

2．2小果油茶居群内单株种实性状的表型变异特征

2．2．1居群内单株种实性状差异 由表4可知，同一群体不同单株间存在显著差异，不同性状在不同个体和不同居群间的差异性并无规律，同一居群内某些单株间部分性状存在显著差异而部分性状间无显著差异，说明小果油茶的种实性状稳定性低，在群体间和群体内存在广泛的变异。

2．2．2居群内单株种实性状变异系数 同一居群内不同单株间种实性状的变异幅度存在一定差异。P2居群的平均变异范围最小，为6．505%～28．337%；其次为居群P3，平均变幅为7．285%～32．359%；居群P1种实性状的平均变异幅度为8．123%～41．511%；居群P4变幅为6．102%～39．506%；居群P5变幅为6．612%～44．690。居群内种实性状差异大，性状表现不稳定。

2．3小果油茶种实性状间相关性

从5个居群小果油茶种实性状相关性分析结果（表5）看出，果高与果径、果形指数、果皮厚度和单果籽粒数呈极显著正相关，与出籽率呈显著负相关；果径与果皮厚、单果重、籽粒数、籽粒重呈极显著正相关，与果形指数呈极显著负相关；单果重与籽粒数和籽粒重呈极显著正相关；果皮厚度与出籽率呈极显著负相关。因此，在小果油茶优良单株或品种的筛选中，果皮厚度可作为一个重要的参考指标。

表4 小果油茶居群内不同单株的表型性状Table 4 phenotypic characters of different plants in the same population

表5 小果油茶种实性状的相关性Table 5 Correlations between different phenotypic characters in fruit and seed of C．meiocarpa

2．4小果油茶不同居群种实表型性状聚类

利用种实性状的平均值，计算5个不同居群小果油茶的遗传距离（表6），并对其进行聚类（图示）。小果油茶5个居群的遗传距离为1．436～9．491；居群P4和P5遗传距离最近，为1．436；其次为P3和P5居群，居群P1和P4遗传距离最远。以欧氏平均距离5为阀值，可将5个不同居群的小果油茶分为3类，居群P3、P4、P5居群归为一类，P1和P2居群单独为一类。P3、P4和P5居群分别位于榕江八开、平江和忠诚镇；P1居群位于黎平东风林场，P2居群位于黎平洪州。聚类结果与小果油茶产地分布完全一致，说明环境因素对小果油茶的种实性状具有重要影响。

表6 小果油茶不同居群间的欧氏距离Table 6 Euclidean distance between different populations in C．meiocarpa

2．5小果油茶种实性状的多样性分析

参照彭邵锋等［9］的方法，根据果形指数和实际目测效果，将参试小果油茶果形分为橄榄形、卵形、球形和桔形4类。小果油茶的果形呈多样化，同一单株兼具有不同的果形。Shannon－Weiner多样性指数是丰富度和均匀度的综合指标［14］。从表7看出，小果油茶不同种实性状的多样性指数为1．014～2．242，变化范围大，均匀度低。居群P3的果皮厚度遗传多样性最高，其次为居群P4的果高（遗传多样性指数2．098）。8个种实性状的平均多样性指数值为1．828，变异丰富。

图示5个居群小果油茶种实性状聚类图Fig．The dendrogram of fruit and seed of five C．meiocarpa populations

表7 小果油茶种实性状多样性指数Table 7 Diversity index of fruit and seed characters in C．meiocarpa

3结论与讨论

研究结果表明，在贵州小果油茶5个居群30个单株的8个表型性状中，居群间和居群内小果油茶种实性状变异丰富，性状间变异系数为籽粒数（41．990%）＞籽粒重（34．820%）＞单果重（33．880%）＞果皮厚度（31．202%）＞果径（12．40%）＞果高（11．970%）＞出籽率（11．390%）＞果形指数（9．652%），果实质量变异范围较大，果形指数（高径比）变异范围最小，与浙江红花油茶变异规律一致［15］。居群间种实性状变异系数依次为P2（16．573%）＜P3（22．597%）＜P4（23．140%）＜P1（26．234%）＜P5（26．438%）；居群内种实性状变异范围依次为：P2（6．505%～28．337%）＜P3（7．285%～32．359%）＜P1（8．123%～41．511%）＜P4（6．102%～39．506%）＜P5（6．612%～44．690），居群间与居群内变异规律基本一致。从差异显著性结果看：小果油茶同一性状在不同居群和不同单株间差异显著。因此，笔者所在的研究团队采用单株选择的方式对小果油茶进行筛选，按照10%的入选率选出结实性状稳定、果皮薄和出籽率高的小果油茶作为杂交育种的候选亲本。

果皮薄是小果油茶区别于其他油茶的显著特征，小果油茶的单株结实量虽然比普通油茶略低，但由于其果皮较薄，出籽率较高，果油含量高，其产油量比普通油茶高［16］。陈守铭［17］对5年生普通油茶、小果油茶和红花油茶3种油茶果实形态进行比较发现，普通油茶平均果皮厚度为3mm，红花油茶为9mm，而小果油茶仅为1mm。通过相关性分析得出：果皮厚度与出籽率呈极显著负相关，相关系数为－0．710，与姚小华等［6］的研究结果一致。因此，笔者所在的研究团队以种皮厚度作为选择标准，选出果皮较薄的P4－3（居群4第3单株，平均果皮厚0．047cm、出籽率73．521%）、P3－3（居群3第3单株，平均果皮厚0．06cm、出籽率68．222%）和P5－4（居群5第4单株，平均果皮厚0．061cm、出籽率72．323%）3株作为优良材料。

变异是人为选择和环境作用的共同结果，对5个居群的小果油茶进行遗传距离和聚类分析结果表明，聚类结果与小果油茶产地分布完全一致，说明小果油茶的变异受到环境因素的影响。5个居群的小果油茶种实性状的Shannon－Weiner遗传多样性指数为1．828，多样性丰富，小果油茶居群间与居群内种实性状变异大，为小果油茶的遗传改良提供了丰富的材料基础。

［1］姚小华，黄 勇，任华东，等．小果油茶不同居群叶表型性状频率分布及多样性指数分析［J］．西南林业大学学报，2014，34（5）：47－52．

［2］黄 勇，谢一青，李志真，等．小果油茶表型多样性分析［J］．植物遗传资源学报，2014，15（2）：270－278．

［3］殷建强，侯 娜，姚 渊，等．“黎平3号”油茶良种选育初报［J］．西部林业科学，2015，44（5）：45－56．

［4］黄 勇，姚小华，王开良，等．小果油茶种实表型性状遗传多样性研究［J］．安徽农业大学学报，2011，38 （5）：698－707．

［5］陈俊杰．小果油茶优良无性系表型特征和经济性质研究［D］．北京：中国林业科学研究院，2015．

［6］姚小华，黄 勇．小果油茶资源与遗传多样性研究［M］．北京：科学出版社，2013．

［7］杨生超，徐绍忠，文国松，等．灯盏花种质资源居群表型多样性研究［J］．西北植物学报，2008，28（8）：1573－1579．

［8］MAUGHAN P J，SAGHAI M A，BUSS G R．Microsatellite and amplified sequence length polymorphisms in cultivated and wild soybean［J］．Genome，1999，38：715－723．

［9］彭邵锋，陈永忠，张日清，等．油茶果形果色分类及经济性状［J］．2007，27（5）：33－39．

［10］柳新红，李因刚，赵 勋，等．白花树天然群体表型多样性研究［J］．林业科学研究，2011，24（6）：694－700．

［11］李林昊，张延龙，牛立新，等．秦岭地区‘凤丹’牡丹居群果期相关性状的表型多样性研究［J］．西北林学院学报，2015，30（4）：127－131．

［12］ZHANG J H．Variation and allometry of seed weight in Aeschynomene American［J］．Annals of Botany，1998，82：843－847．

［13］刘永红，杨培华，韩创举，等．油松不同种源种实性状的变异变异分析［J］．浙江林学院学报，2008，25（2）：163－168．

［14］黄 勇，姚小华，王开良，等．小果油茶种实形态变异频率及其多样性指数分析［J］．江西农业大学学报，2011，33（2）：292－299．

［15］刘子雷，杨水平，姚小华，等．浙江红花油茶果实形态变异研究［J］．林业科学研究，2007，20（2）：263－266．

［16］杨 杨，陈永忠，王 瑞，等．油茶遗传变异特性研究进展［J］．湖南林业科技，2010，37（3）：19－23．

［17］陈守铭．三种油茶的适生性和经济性状比较［D］．福州：福建农林大学，2014．

（责任编辑：姜 萍）

Analysis on Phenotypic Diversity of Fruit and Seed Characters in Camellia meiocarpa

ZHU Yayan1，YAO Yuan2，XU Jiajuan1，WANG Gang1＊
（1．Guizhou Academy of Forestry Sciences，Guiyang，Guizhou 550005；2．Liping Forestry Bureau，Liping，Guizhou557300，China）

The diversity，variation feature and variation regulation of fruit and seed characters among different populations and within different populations in C．meiocarpawere analyzed by using multiple comparison，variable coefficient，correlation analysis，clustering analysis and Shannon－Weiner diversity index methods based on 8fruit and seed characters of fruit length，fruit width，fruit shape index，peel thickness，single fruit weight，seed number，seed weight and seed－producing percentage of 30good C．meiocarpaplants from five C．meiocarpapopulations in Liping and Rongjiang County to discuss natural variation situation of C．meiocarpain Guizhou．Results：The diversity index of different fruit and seed characters is 1．014～2．242and there are significant differences in fruit and seed characters among different populations and within different populations in C．meiocarpa．The peel thickness is negatively related to seed－producing percentage very significantly and the fruit length is positively related to fruit width，fruit shape index，peel thickness and seeds per fruit very significantly．The clustering result of phenotypic characters is no difference with distribution of C．meiocarpapopulations．

Camellia meiocarpa；phenotypic character；fruit and seed；Guizhou

S794．4

A

1001－3601（2016）11－0478－0125－05

2016－07－10；2016－10－20修回

贵州省科技厅重大专项“贵州油茶产业化关键技术研究与示范”［黔科合重大专项字（2009）6004］；贵州省重点成果推广项目“贵州本地油茶良种扩繁及高产栽培技术示范推广”［黔科合成转字（2015）5016］

朱亚艳（1988－），女，研究实习员，硕士，从事林木良种选育与遗传改良工作。E－mail：zyynjfu＠163．com

＊通讯作者：王 港（1979－），男，副研究员，在读博士，从事林木良种选育与遗传改良工作。E－mail：417328697＠qq．com