陈红星,周先尧,张龙满,陈秀元,汤富彬,张苏炯
(1.磐安县自然资源和规划局,浙江 磐安 322300;2.中国林科院 亚热带林业研究所,浙江 富阳 311400)
磐安长榧是从浙江省磐安县分布的香榧Torreya grandis ‘Merrillii’和榧树T.grandis 古树中发现的一个种实、种核为细长型的类型,其种实成熟期与普通香榧(以细榧T.grandis ‘Xifei’为代表)相同,为9 月上旬,但假种皮、核壳更薄,种仁品质更加松脆,商品性能更优[1]。根据调查,按照种实形状划分,磐安长榧主要有长香榧、特长榧、弯长榧三个无性系品种(名称为当地俗称),其中长香榧、特长榧的优株为嫁接古树,弯长榧的优株为实生榧树古树。该类型资源极其稀少,在磐安县栽培古树仅发现十多株,鲜种实售价要比普通香榧高10~20元·kg-1,市场行情供不应求,是一个极有推广价值的珍稀类型。目前,国内关于磐安长榧的专门研究还未见报道[2],本研究对其种实特性进行了调查研究,以期能较好地掌握其生长结实特性,为进一步开展良种选育、丰产栽培和推广种植提供参考。
种实样品采自磐安县安文街道、大盘镇等磐安长榧主产地,共采集了磐安长榧的长香榧、特长榧、弯长榧3个无性系和对照‘细榧’的种实样品,各样品产地地理因子见表1。采样方法如下。
1.1.1 种实生长节律调查 在磐安长榧主产村,选择正常生长结实的1 株磐安长榧(长香榧古树,树龄500 a)作为观测样株,于种实生长的充实期—成熟期,每隔半个月采样1 次,每次随机采样20个鲜种实(成熟时采样30个种实)进行测定,采样时间为2016年7 月16 日、7 月31 日、8 月15 日、8 月30 日、9 月7 日(成熟时)。
1.1.2 种实性状特征调查 每个无性系和对照各选择代表性单株1~4 株,样株树龄古树均为500 a 以上,子代结实幼树为10~15 a,共计选取4个品种,样株11 株,其中古树8 株、子代幼树3 株。于种实成熟期(2016年9 月上旬),每株随机采摘1 kg 成熟鲜种实作为样品,从中随机取30个种实用于种实质量、大小等指标测定,其余样品用于种仁含油率、脂肪酸组成等指标测定。
1.1.3 优株与子一代种实性状遗传变异调查 在磐安长榧主产村,选择正常生长结实的3 株优株(古树)和3株相应的子一代结实幼树,子代样株为随机选择,其中长香榧子代2 株、特长榧子代1 株,于种实成熟期取样测定,取样方法同上。子一代为实生砧木通过嫁接繁殖的初产期结实幼树,树龄10~15 a,种植在相应优株附近,气候、土壤条件与优株相同。
表1 各无性系和细榧样品产地的地理因素Table 1 Geographical factors of clones and CK
测定内容为鲜单实质量、种实纵径、种实横径、种形指数(种实纵径/种实横径)、鲜单核质量、种核纵径、种核横径、核形指数(种核纵径/种核横径)、干单实质量、干单核质量、干单仁质量、鲜出核率、干出核率、干核出仁率、假种皮厚、核壳厚、鲜种实每千克个数及种仁含油率、蛋白质含量、总糖含量、油脂脂肪酸组成共21个种实性状指标。种实纵径、种实横径、种核纵径、种核横径、假种皮厚、核壳厚用精度为0.02 mm 的游标卡尺测定,种实横径、种核横径均测量种实(核)中部横断面的直径作为横径,假种皮厚、核壳厚均测量种实(核)中部假种皮、核壳的厚度;种实、种核、种仁单个质量用电子天平测定,精度0.1 g;种实、种核、种仁干质量测定采用置80℃烘箱烘至恒质量(16~18 h),冷却后测定;鲜种实每千克个数为根据取样的1 kg种实总个数和精准总质量再换算求得;种仁品质指标委托国家林业和草原局经济林产品质量检验检测中心(杭州)测定:含油率依据GB/T 5009.6-2003《食品中脂肪的测定》测定,蛋白质含量依据GB 5009.5-2010《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》,总糖含量依据NY/T 1278-2007《蔬菜及其制品中可溶性糖的测定 铜还原碘量法》测定,脂肪酸组成依据GB/T 17376-2008《动植物油脂 脂肪酸甲酯制备》、GB/T 17377-2008《动植物油脂 脂肪酸甲脂的气相色谱分析》测定,测定时间为2016年11 月。
数据处理用Microsoft Excel,用SPSS22 进行方差分析、多重比较(采用Scheffe 法)、平均数的差异显著性检验(采用t 检验)[3-5]。
磐安长榧开花期4 月中旬,种实第二年9 月发育成熟,从开花授粉到种子成熟历时17个月,经缓生期、速生期、充实期、成熟期四个发育阶段[6]。
表2 长香榧种实充实期-成熟期的生长特性Table 2 Growth characteristics of seeds at different development stage
从表2 可看出:
(1)随着时间的延长,干单实质量、干单核质量、干单仁质量均值均逐渐增大,成熟时达最大水平,而相应的单个间的CV 却逐渐减小,成熟时为最小,且降幅最大。
(2)随着时间的延长,鲜单实质量、鲜单核质量均值在成熟前差别不大,成熟时有明显增长,相应的单个间的CV 在成熟前也差别不大,成熟时降到最小,且降幅较大。
(3)随着时间的延长,种实纵径、种核纵径均值均呈增大趋势,但增长量不大;种实横径、种核横径均值在成熟前差别不大,成熟时有较明显增长。
(4)随着时间的延长,鲜出核率均值总体呈减小趋势,成熟时为最小;干出核率、干核出仁率均值呈增大趋势,成熟时为最大;而相应的CV,鲜出核率呈增大趋势,成熟时为最大,干出核率、干出仁率呈下降趋势,成熟时为最小。
长香榧、特长榧、弯长榧主要特征及与对照的差异见表3。表4 是磐安长榧不同无性系及对照间种实各性状的单因素方差分析结果。从表4 可以看出,磐安长榧3个无性系及对照间种实的鲜单实质量、鲜单核质量、鲜出核率、种实纵径、种实横径、种形指数、种核纵径、种核横径、核形指数、干单实质量、干单核质量、干单仁质量、干出核率、干核出仁率、假种皮厚、核壳厚这16个性状指标均存在极显著的差异,这说明磐安长榧种实性状在不同无性系间的变异是很丰富的,而且与对照间差异显著。
表3 磐安长榧各无性系主要性状比较Table 3 Comparison on main seed traits among 3 clones
表4 不同无性系及对照间种实性状的方差分析Table 4 ANOVA on seed traits among 3 clones and control
2.2.1 单个种实和种核鲜质量变异分析 从表5 可知,鲜单实质量磐安长榧平均为7.2 g,比对照均值9.4 g 轻,无性系间平均变幅为6.8~8.0 g,质量最大的是弯长榧,为8.0 g,其次是特长榧,为7.4 g,最小的是长香榧,为6.8 g。通过多重比较可看出,鲜单实质量不同无性系与对照均存在显著的差异(P<0.05),弯长榧与特长榧差异不显著,但两者与长香榧均存在显著的差异(P<0.05)。
鲜单核质量磐安长榧平均为2.62 g,比对照均值3.2 g 轻,无性系间平均变幅为2.52~2.75g,最大的是特长榧,为2.75 g,其次是弯长榧,为2.66 g,最小的是长香榧,为2.52 g。通过多重比较可看出,鲜单核质量不同无性系与对照均存在显著的差异(P<0.05),长香榧与特长榧间存在显著的差异(P<0.05),长香榧与弯长榧、特长榧与弯长榧间差异不显著。
表5 不同无性系及对照种实各性状的均值、标准差、CV 及多重比较Table 5 Mean values,standard deviation,coefficient of variance and multiple comparisons on seed traits among 3 clones and control
2.2.2 种实纵横径的变异分析 从表5 可知,种实纵径磐安长榧平均为3.70 cm,比对照均值3.35 cm 大,无性系间平均变幅为3.62~3.78 cm,最大的是弯长榧、特长榧,均为3.78 cm,最小的是长香榧,为3.62 cm。多重比较可看出,种实纵径不同无性系与对照均存在显著的差异(P<0.05),长香榧与特长榧、弯长榧间存在显著的差异(P<0.05),特长榧与弯长榧间差异不显著。
种实横径磐安长榧平均为1.75 cm,比对照均值2.16 cm 小,无性系间平均变幅为1.73~1.85 cm,最大的是弯长榧,为1.85 cm,其次是特长榧,为1.75 cm,最小的是长香榧,为1.73 cm。通过多重比较可看出,种实横径不同无性系与对照均存在显著的差异(P<0.05),弯长榧与特长榧、长香榧间存在显著的差异(P<0.05),长香榧与特长榧间差异不显著。
2.2.3 种核纵横径的变异分析 从表5 可知,种核纵径磐安长榧平均为3.53 cm,比对照均值3.14 cm 大,无性系间平均变幅为3.45~3.63 cm,最大的是特长榧,为3.63 cm,其次是弯长榧,为3.55 cm,,最小的是长香榧,为3.45 cm。多重比较可看出,种核纵径不同无性系与对照均存在显著的差异(P<0.05),长香榧与特长榧间存在显著的差异(P<0.05),弯长榧与长香榧、特长榧间差异不显著。
种核横径磐安长榧平均为1.18 cm,比对照均值1.40 cm 小,无性系间平均变幅为1.14~1.19 cm,差异很小,最大的是特长榧,为1.19 cm,其次是长香榧,为1.18 cm,最小的是弯长榧,为1.14 cm。多重比较可看出,种核横径不同无性系与对照均存在显著的差异(P<0.05),但长香榧、弯长榧、特长榧三者间差异不显著。
2.2.4 种形与核形指数的变异分析 从表5 可知,种形指数磐安长榧平均为2.12,比对照均值1.56 大,无性系间平均变幅为2.05~2.17,最大的是特长榧,为2.17,其次是长香榧,为2.10,最小的是弯长榧,为2.05。多重比较可看出,种形指数不同无性系与对照均存在显著的差异(P<0.05),特长榧与长香榧、弯长榧间存在显著的差异(P<0.05),弯长榧与长香榧间差异不显著。
核形指数磐安长榧平均为3.01,比对照均值2.26 大,无性系间平均变幅为2.95~3.11,最大的是弯长榧,为3.11,其次是特长榧,为3.07,最小的是长香榧,为2.95。多重比较可看出,核形指数不同无性系与对照均存在显著的差异(P<0.05),长香榧与特长榧、弯长榧间存在显著的差异(P<0.05),弯长榧与特长榧间差异不显著。
2.2.5 干单实质量、单核质量与单仁质量的变异分析 从表5 可知,干单实质量磐安长榧平均为2.43 g,比对照均值3.07 g 稍轻,无性系间平均变幅为2.32~2.73 g,最大的是弯长榧,为2.73 g,其次是特长榧,为2.47 g,最小的是长香榧,为2.32 g。多重比较可看出,干单实质量不同无性系与对照均存在显著的差异(P<0.05),弯长榧与特长榧、长香榧间存在显著的差异(P<0.05),长香榧与特长榧间差异不显著。
干单核质量磐安长榧平均为1.68 g,比对照均值2.05 g 稍轻,无性系间平均变幅为1.63 g~1.74 g,最大的是弯长榧,为1.74 g,其次是特长榧,为1.72 g,最小的是长香榧,为1.63 g。多重比较可看出,干单核质量不同无性系与对照均存在显著的差异(P<0.05),但长香榧、特长榧、弯长榧三者间差异不显著。
干单仁质量磐安长榧平均为1.15 g,比对照均值1.39 g 稍轻,无性系间平均变幅为1.13 g~1.23 g,最大的是弯长榧,为1.23 g,其次是特长榧,为1.16 g,最小的是长香榧,为1.13 g。多重比较可看出,干单仁质量不同无性系与对照均存在显著的差异(P<0.05),但长香榧、特长榧、弯长榧三者间差异不显著。
2.2.6 干鲜出核率的变异分析 从表5 可知,鲜出核率磐安长榧平均为36.72%,比对照均值34.38%大,无性系间平均变幅为32.87%~37.46%,最大的是特长榧,为37.46%,其次是长香榧,为37.13%,最小的是弯长榧,为32.87%。多重比较可看出,鲜出核率长香榧、特长榧与对照间存在显著的差异(P<0.05),弯长榧与对照间差异不显著,弯长榧与长香榧、特长榧存在显著的差异(P<0.05),长香榧与特长榧差异不显著。
干出核率磐安长榧平均为69.47%,比对照均值66.83%大,无性系间平均变幅为63.56%~70.40%,最大的是特长榧,为70.40%,其次是长香榧,为70.24%,最小的是弯长榧,为63.56%。多重比较可看出,干出核率不同无性系与对照均存在显著的差异(P<0.05),弯长榧与长香榧、特长榧存在显著的差异(P<0.05),长香榧与特长榧差异不显著。
2.2.7 干核出仁率的变异分析 从表5 可知,干核出仁率磐安长榧平均为68.51%,比对照均值67.62%稍大,无性系间平均变幅为67.21%~70.12%,最大的是弯长榧,为70.12%,其次是长香榧,为69.08%,最小的是特长榧,为67.21%。多重比较可看出,干核出仁率不同无性系与对照差异不显著,特长榧与长香榧、弯长榧存在显著的差异(P<0.05),长香榧与弯长榧差异不显著。
2.2.8 假种皮厚与种核壳厚的变异分析 从表5 可知,假种皮厚磐安长榧平均为0.34 cm,比对照均值0.38 cm略小,无性系间平均变幅为0.33~0.37 cm,差别不大,最大的是弯长榧,为0.37 cm,其次是特长榧、长香榧,均为0.33 cm。多重比较可看出,假种皮厚长香榧、特长榧与对照间存在显著的差异(P<0.05),弯长榧与对照间差异不显著,弯长榧与长香榧、特长榧存在显著的差异(P<0.05),特长榧与长香榧差异不显著。
种核壳厚磐安长榧平均为0.08 cm,比对照均值0.09 cm 稍小,无性系间平均变幅为0.07~0.08 cm,差别很小,最大的是长香榧、特长榧,为0.08 cm,其次是弯长榧,为0.07 cm。多重比较可看出,种核壳厚长香榧、弯长榧与对照间存在显著的差异(P<0.05),特长榧与对照间差异不显著,弯长榧与长香榧、特长榧存在显著的差异(P<0.05),特长榧与长香榧差异不显著。
2.2.9 种仁品质指标的变异分析 从表6 可知,磐安长榧种仁含油率最高的是弯长榧,为49.51%,其次是长香榧,为44.84%,最小的是特长榧,为42.44%,各无性系的含油率与对照相近或比其高,说明磐安长榧种仁含油率可与对照媲美。在油脂脂肪酸组成中,各无性系亚油酸的比例均比对照高,而油酸的比例均比对照低。
表6 各无性系鲜种实每千克个数及种仁脂肪、蛋白质、总糖含量、油脂脂肪酸组成Table 6 Seed number per kilogram,content of oil,protein,total sugar,fatty acid composition of kernel in 3 clones and control
2.2.10 鲜种实每千克个数的变异分析 从表6 可知,磐安长榧鲜种实每千克个数平均为159个,最多的是长香榧,为170个,其次是特长榧,为150个,最小的是弯长榧,为141个,各无性系鲜种实每千克个数均比对照多,说明磐安长榧鲜种实平均单个质量要比对照小。
从表5 以全部调查的240个磐安长榧种实为样本计算的各性状总变异系数可看出,变异程度最大的性状是干单实质量,变异系数为18.06%;其次较大的性状依次是干单仁质量、鲜单实质量、假种皮厚、种核壳厚、鲜单核质量、干单核质量,变异系数分别为17.66%,17.28%,16.6%,16.44%,16.41%,16.04%;变异程度最小的性状是干核出仁率,变异系数为5.64%;种实纵径、干出核率、种实横径、种核纵径、种核横径的变异程度也比较小,变异系数分别为6.81%,6.91%,7.19%,7.26%,7.28%。由此说明磐安长榧种实各性状中,变异最大的性状是单个种实(种核、种仁)质量、假种皮厚、种核壳厚,其次是鲜出核率、核形指数、种形指数,变异最小的是干核出仁率、干出核率、种实、种核纵横径。
表7 磐安长榧优株与子一代种实各性状的均值、标准差、CV 及优株与子代均值的差异显著性检验Table 7 Significant test on mean values,standard deviation,coefficient variance of seed traits from plus tree and its filial generation
从表7 可看出,磐安长榧优株与嫁接繁殖子一代种实各性状均值的差异显著性t 检验结果,仅种实横径、种形指数、鲜出核率、假种皮厚存在极显著的差异(P<0.01),其余12个性状差异不显著,这说明磐安长榧子一代种实性状的遗传稳定性比较高,变异相对较小。从表8 可知,磐安长榧子一代与母代(优株)相比较,鲜种实每千克个数变多,种仁含油率略有减少,油脂脂肪酸组成中油酸比例降低,亚油酸比例增高。
表8 磐安长榧优株与子一代种仁品质指标及鲜种实每千克个数Table 8 Seed number per kilogram,quality index of kernels from plus tree and its filial generation
(1)种实生长研究表明,磐安长榧成熟时单个种实、种核、种仁鲜质量、干质量、干出核率、干核出仁率均值均达最大水平,且单个间的变异系数为最小,这说明成熟时采摘可获得最大的单个种实、种核、种仁质量,且种仁最饱满,此时采摘经济收益最大,因此,生产中应推广完全成熟采摘,避免摘青现象。
(2)不同无性系种实性状变异研究表明,长香榧、特长榧、弯长榧三个无性系绝大多数种实性状与对照差异显著且彼此间的差异也较大,因此,进一步开展良种选育非常有必要,因为对于选择育种来说,变异的几率越大,变异的幅度越大,则其选择的效果越好[7]。在实际中可从含油率最高的弯长榧、含糖量最高的特长榧、高产的长香榧等方面考虑进一步开展优良品种、无性系选育。
(3)分析磐安长榧优株与子一代种实性状遗传变异特征时,优株与子代是根据对产区林农调查确定的。因此在选择无性系母株和子代时,开展遗传学分析,确保所选单株的遗传一致性,调查结论会更加准确。