铜仁地区野生油茶果实性状变异研究

石宗坤，胡玉玲，姜佳艳，杨慧琴，龙雪燕，杨小菊，杨胜优，罗 倩，李木良

（铜仁学院·农林工程与规划学院，贵州 铜仁554300）

油茶（Camellia oleifera）为山茶科山茶属常绿灌木或小乔木，是我国特有木本油料树种。茶油为高级食用油，被誉为“东方橄榄油”，长期食用可有效预防心血管疾病，具有很高的经济价值[1-3]，因此，果实性状成为了油茶工作者们衡量油茶经济价值的一个重要指标[4-6]。刘子雷[7]对浙江红花油茶果实经济性状变异研究表明，油茶果实经济性状在单株内、单株间以及产地间均存在着较大的变异。丁晓纲[8]等人对广宁红花油茶果实性状的遗传变异规律研究结果指出，油茶果实含量率变异波动较大。陈永忠[9]对油茶果实生长特性和油脂含量变化的研究，指出霜降籽油茶果实提前采收会对产油量造成很大损失。

目前，油茶相关的研究大多数在围绕高产、出油率高的人工栽培品种进行展开，而有关野生油茶研究相对较少[4-6,10-11]。天然分布的野生油茶林由于环境生长因子各不相同，经过长期的地理隔离和自然选择，使得油茶群体间和群体内存在丰富的变异，其中不乏具有经济性状优良的个体[12-14]。如杨辉荣[15]在很早就进行从野生油茶中提取天然抗氧化剂的研究。金关荣等[16]对野生高产红花大果油茶的引种驯化及利用进行了研究，经考查测定,产油量可达44.45(kg·667m-2)，籽含油率比浙江红花油茶和普通油茶分别高4.30%和17.90%，效果显著。刘小亚[17]等人对庐山和井冈山不同海拔野生油茶籽油及化学成分进行了比较研究，结果表明，不同地区和不同海拔高度油茶籽油脂含量及其化学成分存在很大差别。因此，野生油茶果实性状研究对油茶良种选育和充分利用具有重要意义。

铜仁市具有悠久的油茶栽培历史，境内野生油茶种质资源非常丰富，但是现有栽培品种都不是本地品种，而是源于湖南湘林的“三华”及江西的“长林”系列人工栽培品种[18]。为了能充分利用本地资源，开展铜仁市油茶良种选育工作，本文将铜仁市6个乡镇中表现优良的223株野生油茶果实为研究对象，分析油茶果实性状变异及其相关性，并计算单株得分，以期筛选出具备优良性状的株系，作为铜仁地区油茶良种选育的基础材料。

1 材料与方法

1.1 样地概况

研究样地位于铜仁市范围内4个区县下6个乡镇野生油茶分布区域，地处27°44′47″－28°15′4″N，107°59′1″－109°17′29″E，海拔在505～549 m，土壤类别为红壤、砂壤，林分类型多为纯林，少杂灌混交，林龄为20～80 a（表1）。

表1 样地位置及林地情况Tab.1 Plot location and woodland conditions

1.2 野外调查及果实采集

采取走访和实地调查的方式。查阅档案记载后，咨询有关专家及当地群众，初步了解调查区内野生油茶资源分布状况，以确定调查的区域。在油茶群落中选择结实量高、果实大、颜色鲜艳和果形奇特等表现优良的野生油茶株系进行果实采集，每株采集果实约10个，并分别对选中的种源植株和采集的果实进行编号，已采果实的编号与选中植株的编号相对应，并记录每棵树的性状表现、地理位置、海拔、土壤类型及林龄。将采集的果实带回实验室。

1.3 果实性状的测定

果型和果色。果实形状的描述以目测结果为依据，以常见的形状进行描述，果实颜色的描述以对比原则和目测效果为根据，先确定每种颜色的范围，然后再进行归类，若是混合色，先描述次色，后描述主色[4]。

主要经济指标的测定。对每个编号的果实随机选择4个果，用0.01 g天平、0.01 cm游标卡尺等工具测定指标，包括鲜果重、籽鲜重、干籽重、纵径、横径、皮厚等指标，其中纵径、横径、皮厚取其平均值，籽数采用直接计数。将鲜籽置于105℃烘箱中，烘至恒重，再用天平称其干重，再充分混匀，取3～5 g干仁，利用索氏抽提法测定油脂含量[15]，每样本进行3次重复测定，结果取其平均值。最后利用公式计算出果形指数、干仁出油率、鲜果含油率和变异系数计算方法如下：

果形指数=纵径/横径；

干仁出油率(%)=干仁出油量／干仁质量×100%；

鲜果含油率(%)=干籽出仁率×干仁出油率×干出籽率×100%；

变异系数（λ）=标准差/平均值。

2 数据处理

将数据录入Microsoft Excel 2019表格中，再经SPSS 16.0软件进行单因素方差分析，将地区作为自变量，油茶性状指标作为因变量，进行显著性水平为0.05，并进行多重比较。在R-4.0.2软件中的“PerformanceAnalytics”和“vegan”程序包，进行各性状指标间相关性分析和PCA分析，“ggplot2”程序包制图，再利用Microsoft Excel 2019计算出单株综合得分。单株油茶综合得分计算公式为：

式中：S为油茶单株综合得分；P1为第1主成分贡献率；P2为第2主成分贡献率；P3为第3主成分贡献率；Xi为第i号树在PC1上得分；Yi为第i号树在PC2上得分；Zi为第i号树在PC3上得分。

3 结果与分析

3.1 野生油茶果实性状分布

在调查的223株野生油茶的果实形状包括橄榄形、椭圆形、圆形、桃形、橙形、梨形、卵形、桔形、纺锤形、倒卵形。果色包括红色、青色、青红色、红青色、青棕色、青褐色。此外，果实主要性状分布范围，鲜果重23.7～171.6 g，鲜籽重8.8～73.1 g，籽数8～52粒，干籽重5.1～36.4 g，皮厚1.5～5.98 mm，果形指数0.77～1.58 g，干仁出油率9.29%～58.63%，鲜果含油率0.46%～15%。其变异系数按从大到小顺序依次为鲜果含油率＞干籽重＞籽数＞鲜籽重＞鲜果重＞皮厚＞干仁出油率＞果形指数（表2）。

表2 野生油茶果实主要性状特征Tab.2 Main characters of wild C.oleifera fruit

3.2 不同地区野生油茶果实性状差异

由图1可知，合朋溪镇野生油茶果实的鲜果重、鲜籽重和干籽重显著大于其余5个乡镇，且该5个乡镇之间不存在显著差异性。合朋溪镇的籽数显著大于河西街道、坝黄镇和长堡镇，与和平乡、正大镇无显著差异。河西街道的皮厚显著大于正大镇和长堡镇，与和平乡、坝黄镇和合朋溪镇无显著差异。正大镇的果形指数大于和平乡、坝黄镇，与河西街道、长堡镇、合朋溪镇无差异。河西街道的干仁出油率显著大于正大镇，且河西街道、正大镇与其余4个乡镇无显著差异。合朋溪镇的鲜果含油率显著大于坝黄镇、长堡镇，与河西街道、和平乡、正大镇无显著差异。

图1 8个野生油茶性状在不同地区间的差异Fig.1 Differences of eight wild C.oleifera characters in different regions

3.3 主要性状间的相关性分析

由图2可知，鲜果重与鲜籽重、籽数、干籽重和皮厚均存在极显著正相关，与果形指数为显著负相关；鲜籽重与籽数、干籽重存在极显著正相关，而与果形指数为极显著负相关；籽数与干籽重存在极显著正相关，与果形指数呈显著负相关；干籽重与鲜果含油率存在极显著正相关，与果形指数存在显著负相关；干仁出油率与鲜果含油率存在极显著正相关。

图2 野生油茶8个性状指标间的相关性分析结果Fig.2 Correlation analysis results between the 8 personality indicators of wild C.oleifera

3.4 果实性状主成分分析及综合得分排在前10的油茶单株

根据表3可知，能代表充分代表8个果实性状的有第1、第2、第3主成分，其累计贡献率达72.943%。第1主成分贡献率38.682%，特征值为3.095，其中鲜果重（0.281）、鲜籽重（0.285）、籽数（0.232）、干籽重（0.289）的载荷系数均相差不多，可将其归为产量因子。第2主成分贡献率21.131%，特征值为1.690，鲜果含油率（0.528）的载荷系数最大，其次是干仁出油率（0.497）。可归为含油量因子，第3主成分贡献率13.130%，特征值为1.050，皮厚的载荷系数高达（0.852），暂且将其称为果皮因子。根据单株在3个主成分上的得分及3个主成分各自的贡献率计算出每棵树综合得分，抽取综合得分最高的10棵树进行排序（按降序排列），依次为17、216、222、111、50、11、6、221、164、168号，所对应得分依次为2.35、2.09、2.06、1.86、1.84、1.76、1.60、1.55、1.52、1.49（表4）。

表3 野生油茶果实性状在各主成分上的载荷系数及贡献率Tab.3 Loading coefficients and contribution rates of wild C.oleifera fruit traits on each principal component

表4 综合得分排名前10单株油茶的主成分分值及综合得分Tab.4 Principal component scores and comprehensive scores of the top 10 individual C.oleifera plants with comprehensive scores

4 讨论

1）铜仁地区野生油茶果实性状变异很大，具有较大的选择潜力和丰富的遗传力。通过对铜仁地区223个野生油茶样本的分析，野生油茶果实性状分布和变异系数均不同。其中按变异系数大小依次为:鲜果含油率＞干籽重＞籽数＞鲜籽重＞鲜果重＞皮厚＞干仁出油率＞果形指数（表2）。这与朱雯[6]等人研究结果相比较，相同之处是变异系数最小的性状均为果形指数，不同之处是其变异系数最大的性状是鲜果重，本文研究结果变异系数最大的性状为鲜果含油率。造成两个研究结果不同的原因，可能是试验地环境因子不同。朱雯等人试验地位于广东省，地处亚热带，日照充足，雨量充沛，终年无雪少霜，土壤类型为山地黄红壤，林分管理一般，总体生长良好。本文试验区所在贵州铜仁属于亚热带季风气候，四季分明，冷暖差异较大，日照时间为全国低值区之一，全区土壤类型以红壤、黄壤、砂壤为主，油茶林分为天然分布的野生油茶林，人为干预较少[19]。不同地区油茶对不同环境的适应机制不同，导致其果实性状变异的程度也有所不同。

2）油茶果实性状是油茶经济性状的重要指标[20]，油茶果实性状相关性的研究对油茶种质筛选具有一定指导意义。性状相关性分析结果得到鲜果重与鲜籽重、籽数、干籽重和皮厚均存在极显著正相关，与果形指数呈显著负相关；鲜籽重与籽数、干籽重存在极显著正相关，而与果形指数呈极显著负相关；籽数与干籽重存在极显著正相关，与果形指数呈显著负相关；干籽重与鲜果含油率存在极显著正相关，与果形指数存在显著负相关；干仁出油率与鲜果含油率存在极显著正相关（图2）。这与丁桂娇[21]等人的研究结果有部分相似，如鲜果重与鲜籽重、干籽重均存在极显著正相关，但又有不同之处，如丁桂娇研究结果为皮厚与干籽质量无相关性，本研究结果皮厚与干籽重存在极显著正相关。导致两个实验结果不同的原因，一方面可能是经营管理程度不同。丁桂娇等人实验地的油茶林为人工改造过的林分，经营管理程度高，林分结构合理，土壤肥沃，林分生长良好。本实验样地的油茶林是天然油茶林分布区，很少有人为干扰，林分结构复杂，土壤贫瘠，种间竞争力强，生境相对较恶劣[22]。另一方面可能是品种不同，丁桂娇等人实验材料为无性系改造林，而属于玉屏当地无性系的品种仅有4个，除了从贵州其他地区引进之外，也有从湖南、广西等省份引进。而本实验材料为自然杂交的天然老油茶林，品种繁多。

3）根据单株在主成分上得分计算单株综合得分结果，抽选综合得分排名前10的单株进行排序，17、216、222、111、50、11、6、221、164、168号，对应得分为2.35、2.09、2.06、1.86、1.84、1.76、1.60、1.55、1.52、1.49（表4）。该10株可作为良种培育工作的预选材料。除此之外，部分单株虽综合评分不高，但具有优越的性状，也可作为良种培育的候选材料。如可将干仁出油率高的118号（鲜果重61.5 g，干仁出油率58.63%）与鲜果产量高的111号（鲜果重171.6 g，干仁出油率36.62%）作为杂交亲本，也可将产量表现突出的111号与果皮薄的114号（鲜果重38.1 g，皮厚1.5 mm）进行杂交育种，培育出优质高产的子代[23]，为油茶良种繁育提供丰富的基础材料。

5 结论

本研究结果表明，铜仁地区野生油茶果实性状存在很大变异，其中鲜果含油率变异程度最大，果形指数最小，说明铜仁地区野生油茶具有较大的选择潜力和丰富的遗传力；同时，不同性状间存在一定程度的相关性，如鲜果重与鲜籽重、籽数、干籽重和皮厚均存在极显著正相关，而干籽重又与鲜果含油率存在极显著正相关，因此，鲜果含油率可作为油茶选育的一个重要指标；根据单株综合得分情况，筛选出得分排在前10的单株，依次为17、216、222、111、50、11、6、221、164、168号，可作为油茶育种的基础材料。