多花山竹子地理种源初步评价与早期选择

李肇锋，黄华明，周俊新，余荣卓，陈 杰

(1.福建林业职业技术学院，福建 南平 353000； 2.福建南平葫芦山国有林场，福建 南平 353000)

多花山竹子(GarciniamultilloraKhamp.) 别名山桔子、山枇杷等，为藤黄科(Guttifere)藤黄属(Garcinia)常绿小乔木，树高可达3～12 m，适应性较强，广泛分布于中国西南、东南等省区中亚热带山区的深谷沟溪旁，及南亚热带的密林边缘；其枝叶浓密树型优美，可用于园林绿化；其果实和树皮具收敛生肌消炎止痛之功效，临床上常用于治疗疮疡溃烂及烧烫伤等；其种子含油率高达51.22%，可作肥皂和机械润滑油[1]。

多花山竹子作为兼具观赏、药用、油脂等价值于一体的优良乡土树种，具有较大的开发利用价值。经调查发现，目前市场上对观果类观赏园林植物的需求日益增加，而多花山竹子尚未被开发利用，其市场开发利用前景看好。但因其自然分布的生长环境各异，在进化适应过程中，会产生一定的遗传变异。遗传改良作为植物选育的基础性工作，地理种源试验和早期表现评价选择是植物遗传改良的有效手段，可为人工培育多花山竹子提供优良品种，而目前有关多花山竹子的地理种源试验和评价选择的研究尚未见报道。为此，本研究收集福建省18个多花山竹子地理种源，在福建林业职业技术学院教学林果场开展种源试验，调查3年生多花山竹子的生长性状，了解其早期表现的遗传变异规律，并采用多目标决策方法进行其早期表现初步评价选择[2]，旨在为多花山竹子的优良品种选育提供参考。

1 试验地概况

试验地位于福建林业职业技术学院教学林果场苗圃地，地处东经117°54′、北纬26°44′，海拔170 m，地形平缓开阔，沙壤土质，pH值5.3，肥力适中。气候湿润，年均降水量1663.9 mm，年均气温19.5 ℃，年无霜期268 d。

2 材料与方法

2.1 材料来源

2016年冬在福建省境内18个多花山竹子地理种源自然分布地区选择天然起源、生长正常的植株采种，每个种源至少采集5株的种子进行混合。各种源点的海拔及地理坐标情况见表1。对所采集的种子实施相同的砂藏处理。2017年3月播种，苗圃地实施相同的管理技术措施。

2.2 试验设计

采用完全随机区组试验设计，18个处理(地理种源)，3次重复。试验小区(面积15 m2)均采用各地理种源种子培育[2-3]的1年生、顶芽与根系完整的健壮苗，于2018年3月移栽定植，每个小区定植40株，试验期间各小区的管理技术相同。

2.3 评价与选择方法

采用多目标决策中的一维比较法进行各地理种源生长性状早期表现评价和选择[2，4]。

1)把不同表型特征性状评价指标的计量单位转换为统一的效用单位。将不同量纲的项目换算成同一效用单位，先求出每个目标的最大值Vmax和最小值Vmin，效用单位的最大值为Umax，效用单位的最小值为Umin。当目标值为Vmax时，Umax=1.0；当目标值为Vmin时，Umin=0.1。因为植株高度、基径、生物量鲜质量等3个表型特征性状评价指标都是愈高愈好，呈递增关系，它们的效用值U采用下式转换公式：U=1-0.9(Vmax-V)/(Vmax-Vmin)[2，5]。

表1 多花山竹子地理种源海拔高度与地理坐标情况

2)权重系数确定。根据选育目标，通过专家咨询，确定株高度、基径、生物量鲜质量3个表型特征性状评价的权重系数[2]。

3)综合评价值计算。按照性状评价值=性状效用值×性状权重系数，分别计算地理种源的各个性状评价值(Vi)，综合累加为地理种源的综合评价值(V)[2]。

4)地理种源评价与选择。根据地理种源的综合评价值的大小，确定其优劣排序，按15%的中选比例确定优选地理种源[2]。

2.4 数据采集与处理

2019年12月，对试验小区的多花山竹子树高、基径分别用钢卷尺、游标卡尺进行逐株测量、记录；每试验小区分别抽取接近平均值的10株标准植株进行生物量(鲜质量，下同)测量，生物量(鲜质量)采用电子天平全株称量法计量。取试验小区各性状指标的算术平均值作为小区代表值[2-3]。

3 结果与分析

3.1 不同地理种源多花山竹子生长性状早期差异

多花山竹子作为园林观果观赏和药用、油料植物，进行品种选育和人工栽培，速生丰产是其遗传改良的重要方向之一。多花山竹子的树高、基径、生物量是直接关系其品质优劣、生长快慢、培育难易的关键性状，是衡量多花山竹子速生丰产的重要因素。为此，选择树高、基径、生物量[2]作为衡量多花山竹子地理种源早期生长性状表型特征的主要评价指标。

3年生多花山竹子的树高、生物量、基径等生长性状见表2。由表2可知，参试的18个地理种源的树高、生物量、基径的平均值分别为0.436 m、85.32 g、0.323 cm，其中表现最好的是泉州德化种源，分别为51.68 cm、112.72 g、0.40 cm，表现最差的是莆田仙游种源，分别为32.84 cm、72.78 g、0.24 cm，2个种源间的差异分别高达1.57倍、1.55倍、1.67倍。方差分析结果表明，F树高=16.045**、F生物量=10.757**、F基径=19.795**，均大于F0.01=1.75。说明多花山竹子的树高、生物量、基径等生长性状表型特征早期表现在种源间均存在显著差异[7]。

表2 不同地理种源多花山竹子生长性状早期表现

3.2 生长性状遗传参数

遗传力是植物性状的主要遗传参数。对某一树种进行遗传改良，首先要了解该树种的遗传特性，以便制定相应的育种策略和改良程序[6-13]。3年生多花山竹子的树高、生物量、基径等生长性状的遗传参数见表3。由表3可知，多花山竹子种源的树高、生物量、基径的广义遗传力分别为0.8219、0.7009、0.8674，表明多花山竹子不同种源的3个生长性状表型特征早期表现差异主要与其遗传力及遗传变异有关。3个生长性状的变异系数介于11.18%～26.58%之间，变异系数排序为生物量>树高>基径，属中等程度变异，这为优选地理种源选择[9]提供了可能和理论依据。

表3 多花山竹子生长性状表型特征早期表现的遗传参数

3.3 优选地理种源选择与评价

利用多目标决策方法进行地理种源优选[15]，在观赏型南方红豆杉、风藤地理种源选择[2]等研究中得到广泛应用，并取得良好成效。为此，本研究采用多目标决策方法[15]进行多花山竹子地理种源多性状表型特征早期表现的综合评价与选择。

1)把不同生长性状目标的计量单位转换为统一的效用单位[2]，结果见表4。

表4 效用值

2)综合评价值计算与优良地理种源选择。根据综合评价值=性状指标效用值×对应性状指标权重系数[4]的累和，进行综合评价值计算，依据综合评价值的大小[13]，进行优选地理种源排序和选择。考虑到多花山竹子的特点以及3个性状的重要性，经专家咨询，分别赋予相应权重值。其生物量性状的权重值为0.4，其它2个生长性状权重值均为0.3[2]。18个多花山竹子地理种源综合评价值计算结果见表5。由表5可知，18个地理种源综合评价值排名前三的分别是泉州德化、南平浦城、南平延平种源，其综合评价值分别为1.4782、1.3454、1.2835。按照15%的优选地理种源入选比例，泉州德化、南平浦城、南平延平种源可作为多花山竹子的优选地理种源。

表5 综合评价值

3)优选地理种源的性状表型特征早期表现及遗传增益。为准确评价优选地理种源生长性状表型特征早期表现以及遗传增益[6]情况，将中选优选地理种源的生长性状表型特征早期表现及遗传增益情况单列，见表6。由表6可知，泉州德化优选地理种源的树高、生物量、基径等3个生长性状表型特征早期表现的遗传增益分别为29.24%、41.55%、32.68%，南平浦城优选地理种源的树高、生物量、基径等3个生长性状表型特征早期表现的遗传增益分别为30.38%、15.35%、3.06%，南平延平优选地理种源的树高、生物量、基径等3个生长性状表型特征早期表现的遗传增益分别为5.53%、24.58%、10.80%；3个中选优选地理种源的树高、生物量、基径等3个生长性状表型特征早期表现的平均遗传增益分别为21.72%、27.16%、15.51%。

表6 优选地理种源生长性状表型特征早期表现及遗传增益

4 结论

3年生多花山竹子地理种源试验结果表明，在参试的18个地理种源中，树高、生物量、基径等生长性状表型特征的早期表现均存在显著性差异，其变异系数分别为17.45%、26.58%、11.18%，广义遗传力分别是0.8219、0.7009、0.8674。综合考虑树高、生物量、基径等生长性状表型特征的早期表现，采用多目标决策方法，按15%入选率，优选出泉州德化、南平浦城、南平延平等3个地理种源。3个优选地理种源的树高、生物量、基径等生长性状表型特征早期表现的平均遗传增益[6]显著，分别为21.72%、27.16%、15.51%，这与罗宁[6]开展的闽楠优良地理种源选择和李肇锋[2]开展的风藤优良地理种源选择的结果一致。说明采用生长性状表型特征的早期表现对多花山竹子种源评价与选择具有重要的现实意义。

本试验首次综合了树高、生物量、基径等多个生长性状表型特征进行地理种源早期表现评价与选择，突破了采用单一性状进行种源选优的不足，为今后其它植物种源早期评价与选择提供了有益的参考。但由于本试验仅以3年生的多花山竹子生长性状表型特征早期表现为研究对象进行地理种源的初步评价与选择，随着其龄级的增长，后期各生长性状表型特征表现如何，有待于进一步深入研究。