蘭士波

(黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所經(jīng)濟(jì)林研究室,哈爾濱 150081)

篤斯越桔(Vaccinium uliginosumLinn.)為杜鵑花科(Ericaceae)、越桔屬的一種野生珍貴果類之一,果肉細(xì)膩,酸甜適口,營養(yǎng)豐富,具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。全世界越桔屬植物400余種,中國91個(gè)種、28個(gè)變種,廣泛分布于東北和西南地區(qū),黑龍江省分布4種2變種1變型[1-4],具有野生集中分布的特點(diǎn)。篤斯越桔喜光、耐水濕,對水分要求嚴(yán)格,抗?jié)澈涂购芰O強(qiáng),適宜腐殖質(zhì)豐富的強(qiáng)酸性土壤。在光照充足的空曠地、林緣或疏林下生長茂盛;在水濕沼澤地,生長季內(nèi)始終處于積水狀態(tài),若萌芽期、開花期和果實(shí)開始膨大期水分不足直接影響結(jié)實(shí)量,嚴(yán)重干旱導(dǎo)致絕產(chǎn)。

筆者利用篤斯越桔極強(qiáng)的抗寒性和抗?jié)承?在天然群體果實(shí)性狀變異分析的基礎(chǔ)上[5],系統(tǒng)進(jìn)行林分類型間植株生長、單株結(jié)實(shí)量的對比分析與綜合評價(jià),選育出極具培養(yǎng)價(jià)值的優(yōu)異種質(zhì),并創(chuàng)新提出組織培養(yǎng)規(guī)模化苗木繁育的關(guān)鍵技術(shù),為種質(zhì)資源的遺傳改良和優(yōu)異種質(zhì)的創(chuàng)新利用提供科技支撐與示范。

1 試驗(yàn)地自然概況

試驗(yàn)地選設(shè)在大興安嶺篤斯越桔天然群體內(nèi),包括:加格達(dá)奇、新林、呼瑪、呼中、勁濤、塔河及漠河等7個(gè)群體(表1)。該區(qū)域地勢呈北寬南窄之勢,北部和西部起源于額爾納河,西南與海拉爾臺地相接,南至阿爾山五叉溝,東向嫩江平原過渡,東北以黑龍江為界。氣候?qū)俸疁貛Ъ撅L(fēng)氣候,冬季漫長少雪,春、秋和夏季短暫,溫差較大。平均氣溫-4.9℃,極端低溫-47℃,1月份平均氣溫-25.5℃,7月份平均氣溫20℃,降水量400～500mm,多集中于5～8月份,約占全年降雨量70%以上,相對濕度70%,日照時(shí)數(shù)2 600h,≥10℃的年有效積溫1655.21℃,無霜期80～120d。土壤類型包括:棕色針葉林土、灰色森林土、河灘森林土、草甸土和沼澤土,以棕色針葉林土為主。

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2 試驗(yàn)材料和統(tǒng)計(jì)分析方法

2.1 試驗(yàn)材料

在不同林分類型的天然群體內(nèi)分別設(shè)置5塊1 000m2的固定標(biāo)準(zhǔn)地,對其果實(shí)性狀進(jìn)行變異分析和綜合評價(jià),廣泛開展優(yōu)異群體選擇。同時(shí),選擇結(jié)實(shí)量高、果實(shí)飽滿、生長勢較強(qiáng)的優(yōu)良單株,收集頂芽或腋芽飽滿的健壯休眠枝條作為組織培養(yǎng)的外植體。

2.2 統(tǒng)計(jì)分析方法

數(shù)據(jù)處理分析包括:方差分析、LSR檢驗(yàn)、T檢驗(yàn)等,其中:方差分析、LSR檢驗(yàn)采用SPSS13.0的General Linear Model中的Univariate軟件,T檢驗(yàn)采用SPSS13.0的Compare Means中的Independent-Samples Test軟件[6]。

方差分析采用Yijk=μ+Bi+Fj+BFij+ε ijk線性固定模型,式中:Yijk為第i個(gè)區(qū)組第 j個(gè)家系的第 k個(gè)觀測值;μ為總體平均值;Bi為區(qū)組;Fj為家系;BFij為家系與區(qū)組間的交互作用;ε ijk為誤差。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 天然篤斯越桔優(yōu)異種質(zhì)選擇技術(shù)

3.1.1 林分類型間植株生長及果實(shí)性狀對比分析

林分類型間篤斯越桔的植株生長、果實(shí)類型、果實(shí)大小、單株結(jié)實(shí)量及結(jié)實(shí)特性存在一定差異,為系統(tǒng)開展天然篤斯越桔優(yōu)異種質(zhì)選擇,分別測定7個(gè)群體5種林分類型的植株生長、果實(shí)類型、結(jié)實(shí)量及結(jié)實(shí)特性(表2)。其中:A、白樺+柴樺+柳樹+篤斯越桔+杜香;B、白樺+柳樹+篤斯越桔;C、白樺+赤楊+柴樺+柳樹+篤斯越桔+越桔+杜香;D、柴樺+杜鵑+篤斯越桔+越桔+杜香;E、篤斯越桔甸子。

表2 林分類型間篤斯越桔植株高生長及果實(shí)性狀表現(xiàn)

續(xù)表2

測定結(jié)果表明:“白樺+柴樺+柳樹+篤斯越桔+杜香”及“白樺+柳樹+篤斯越桔”林分類型內(nèi)的篤斯越桔植株較高,分別為67.14cm和85.57cm,且樹姿開張,每果穗含果實(shí)2～5粒,產(chǎn)量較高,單株結(jié)實(shí)量分別為18.0g和26.0g。果實(shí)藍(lán)色,具長形、橢圓形、扁平形、圓形和梨形等5種果實(shí)類型,以球形果植株結(jié)實(shí)量最高,其次為長形果植株。“篤斯越桔甸子”上的植株矮化,平均高僅50.30cm,單株結(jié)實(shí)量最少(14.50g),遺傳改良價(jià)值較低?！鞍讟?赤楊+柴樺+柳樹+篤斯越桔+越桔+杜香”林分類型內(nèi)的篤斯越桔植株矮化,平均高 48.7cm,且樹姿開張,單株結(jié)實(shí)量最高(90.0g),每果穗含5粒果實(shí),深藍(lán)色,僅球形1種果實(shí)類型?！安駱?杜鵑+篤斯越桔+越桔+杜香”林分類型內(nèi)的篤斯越桔植株平均高58.0cm,單株結(jié)實(shí)量19.33g,每果穗僅含2粒果實(shí)。

3.1.2 林分類型間植株高與單株產(chǎn)量變異分析

為度量4種林分類型間篤斯越桔株叢高、單株產(chǎn)量的差異,分別對其進(jìn)行方差分析(表3),統(tǒng)計(jì)出各變量平方和、自由度、均方、確切F值及F檢驗(yàn)顯著性概率。結(jié)果表明:2個(gè)性狀顯著概率均小于0.01,林分類型間的株叢高、單株產(chǎn)量均具極顯著差異,顯著性概率在0.000～0.009之間。同時(shí),在此基礎(chǔ)上,對株叢高、單株產(chǎn)量進(jìn)行多重比較(表4)。

表3 林分類型間篤斯越桔株叢高、單株結(jié)實(shí)量方差分析結(jié)果

表4 林分類型間篤斯越桔株叢高、單株結(jié)實(shí)量多重比較結(jié)果

方差分析結(jié)果(表3)表明:林分類型對篤斯越桔株叢高、單株結(jié)實(shí)量具有一定影響,相同林分類型內(nèi)篤斯越桔的株叢高、單株結(jié)實(shí)量差異較小,林分類型間的株叢高、單株結(jié)實(shí)量差異極顯著。多重比較結(jié)果(表4)表明:4種林分類型的株叢高由大至小的排列順序?yàn)锽→A→D→C,單株結(jié)實(shí)量由小及大的順序?yàn)镈→A→B→C。由此可見,林分類型C內(nèi)篤斯越桔單株結(jié)實(shí)量最高(88.2962g),且植株趨于矮化(59.87cm),果實(shí)球形、深藍(lán)色。

3.1.3 果實(shí)類型間體篤斯越桔果實(shí)性狀變異分析

天然篤斯越桔果實(shí)可劃分為長形、橢圓形、扁平形、圓形和梨形5種類型,以球形果和長形果居多。果實(shí)類型間果實(shí)的大小存在顯著差異,果實(shí)最大直徑達(dá)2.0cm,最小僅0.6cm;果實(shí)縱徑、橫徑及縱橫比3個(gè)性狀變異及方差分析結(jié)果(表5、表6)表明:果實(shí)類型間縱徑和橫徑2個(gè)性狀變異較大,達(dá)到差異顯著水平,變異幅度分別在0.06%～0.93%、0.32%～2.80%范圍內(nèi);縱徑與橫徑的比值變異較小,變異幅度 0.87%～1.65%。相同果實(shí)類型的縱徑與橫徑2個(gè)性狀變異較小,僅扁平形果實(shí)的縱徑和長形果實(shí)的橫徑變異較大,變異系數(shù)分別為0.93%、2.80%。果實(shí)類型間果實(shí)的風(fēng)味差異明顯,圓形果實(shí)酸甜,風(fēng)味最佳,極具開發(fā)利用價(jià)值。

表5 果實(shí)類型間果實(shí)性狀變異分析結(jié)果

表6 果實(shí)類型間果實(shí)性狀方差分析結(jié)果

3.2 篤斯越桔優(yōu)異種質(zhì)組織培養(yǎng)苗木繁育關(guān)鍵技術(shù)

無性繁殖未經(jīng)兩性細(xì)胞受精過程,后代能保持原始親本的性狀和特性,表現(xiàn)出無性繁殖下的遺傳穩(wěn)定性,具有獲取最大遺傳增益的能力[7]。組織培養(yǎng)繁殖不受季節(jié)限制,以此方式獲得的篤斯越桔植株較常規(guī)扦插苗基部的分枝數(shù)量提高2～3倍,且光合面積增加,花芽量增多,單株結(jié)實(shí)量較高,為篤斯越桔優(yōu)異種質(zhì)規(guī)?；a(chǎn)的重要途徑[8-9]。

3.2.1 外植體采集和滅菌技術(shù)。選取頂芽或腋芽飽滿的健壯休眠枝條,剪除基部較老和頂梢細(xì)弱部分,在20～25℃溫度范圍內(nèi),用清水浸泡催芽,且清水噴霧2～3 N/d。然后,剪取1.0～2.0cm長帶芽莖段,清水反復(fù)沖洗后,在超凈工作臺上用0.1%HgCl2溶液表面滅菌3min,置無菌水中浸泡40～60min。

3.2.2 培養(yǎng)條件控制。在篤斯越桔組織培養(yǎng)所需培養(yǎng)基中均加入20g/L蔗糖和6g/L日產(chǎn)瓊脂粉,培養(yǎng)條件嚴(yán)格控制在:酸堿度pH5.8,白天溫度25±1℃,夜間溫度20±1℃,光照強(qiáng)度2 000 lx,光照時(shí)間12h/d。

3.2.3 側(cè)芽萌發(fā)生長誘導(dǎo)及增殖培養(yǎng)技術(shù)。以Ca(NO3)2?4H2O、KNO3代替原WPM 培養(yǎng)基中K2SO4、CaCI2,在無菌條件下,將單芽莖段接種于改良WPM(改良)+ZT 0.5mg/L培養(yǎng)基上誘導(dǎo)側(cè)芽萌發(fā)生長,約10d側(cè)芽開始萌動(dòng),15d節(jié)間伸長,小葉展開。剪切具1個(gè)腋芽的莖段,待腋芽伸長后,轉(zhuǎn)接入WPM(改良)+6-BA 1.0mg/L+ZT 1.0mg/L上增殖培養(yǎng)25d,其中:6-BA為6-芐基腺嘌呤,ZT為玉米素。

3.2.4 試管苗生根培養(yǎng)與溫室馴化技術(shù)。剪取高2.0cm的單芽莖段,轉(zhuǎn)接于 1/2 WPM(改良)+IBA 0.1mg/L培養(yǎng)基上生根培養(yǎng)。在培養(yǎng)室中,轉(zhuǎn)移經(jīng)20d暗處理的試管苗至弱光條件下,培養(yǎng)35～40d后,移栽生根植株或未生根新梢到草炭土∶河沙=1∶1的基質(zhì)上,用塑料封閉保濕40d。弱小植株恢復(fù)健壯生長后開始通風(fēng),且每天噴霧數(shù)次,間隔 15d澆灌 1次0.5%FeSO4溶液。

4 結(jié)論與討論

4.1 通過對天然群體篤斯越桔株叢高、單株結(jié)實(shí)量及果實(shí)性狀變異程度的測定和分析,確定“白樺+赤楊+柴樺+柳樹+篤斯越桔+越桔+杜香”、“白樺+柴樺+柳樹+篤斯越桔+杜香”及“白樺+柳樹+篤斯越桔”林分類型內(nèi)的篤斯越桔為優(yōu)良群體。綜合考慮植株生長、單株產(chǎn)量、果實(shí)類型及果實(shí)性狀變異程度,初步認(rèn)定:生長在“白樺+赤楊+柴樺+柳樹+篤斯越桔+越桔+杜香”林分類型內(nèi)的篤斯越桔為優(yōu)異種質(zhì),其單株結(jié)實(shí)量最高,且植株趨于矮化,樹姿開張,果實(shí)球形、深藍(lán)色。

4.2 采取組織培養(yǎng)無性繁殖技術(shù)能保持原始親本的優(yōu)良遺傳品質(zhì),而且不受季節(jié)限制,為篤斯越桔優(yōu)異種質(zhì)規(guī)?；a(chǎn)的重要途徑。篤斯越桔側(cè)芽萌發(fā)生長誘導(dǎo)、增殖培養(yǎng)及生根培養(yǎng)的適宜培養(yǎng)基分別為WPM(改良)+ZT 0.5mg/L、WPM(改良)+6-BA1.0mg/L+ZT1.0mg/L、1/2WPM(改良)+IBA0.1mg/L。在所需培養(yǎng)基中均加入20g/L蔗糖和6g/L日產(chǎn)瓊脂粉,培養(yǎng)條件嚴(yán)格控制在:酸堿度 pH5.8,白天溫度25±1℃,夜間溫度 20±1℃,光照強(qiáng)度2 000 lx,光照時(shí)間12h/d。

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