摘要:為選育玉屏油茶優(yōu)良無(wú)性系,對(duì)自然生長(zhǎng)群體的油茶果實(shí)性狀進(jìn)行了變異程度、相關(guān)性和主成分分析。結(jié)果表明,個(gè)體間單株鮮子重、鮮果產(chǎn)量及鮮果含油率間存在明顯差異,干子含油率最高為42.23%、最低為17.19%;單株鮮果產(chǎn)量與單株總果數(shù)間呈極顯著正相關(guān)(r=0.759);鮮子含油率與干子含油率呈極顯著正相關(guān)(r=0.664),與果皮厚度呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.397);12個(gè)數(shù)量性狀可歸納為4個(gè)主成分,分別為產(chǎn)量因子、含油量因子、果型因子和果皮厚度因子,積累貢獻(xiàn)率為76.887%。為選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品系,可依據(jù)各主成分貢獻(xiàn)率的大小,以主成分為單位選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的油茶個(gè)體,優(yōu)先選擇果大、皮薄、高干子含油率性狀結(jié)合的個(gè)體作為后代材料。
關(guān)鍵詞:油茶(Camellia oleifera);自然群體;果實(shí)性狀;相關(guān)性分析;主成分分析
中圖分類號(hào):S794.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2016)03-0673-05
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.03.032
Abstract: Aiming to breed superior clones of Camellia oleifera,variation degree,correlation coefficient and principal component of C. oleifera’s fruit traits were analyzed for nature populations. The results indicated that,there were significant differences for weight of fresh seeds, weight of fresh fruits and fresh fruit oil content among different individuals. The highest oil content in dry seeds could reach 42.23%,and the lowest was only 17.19%;Weight of fresh fruits were significantly positively correlated with the number of fruits(r=0.759); Fresh seed oil content were significantly positively correlated with dry seed oil content(r=0.664),and significantly negatively correlated with peel thickness(r=-0.397); Twelve quantitative traits of C. oleifera could be divided into 4 principal components by principal component analysis,that was the yield factor,oil content factor, fruit type factor and fruit peel thickness factor,these additive contribute proportions were 76.887%. For the breeding of a new line or variety with high yield and good quality,accoring to the contribution rate of principal component,principal component could be chosen to breed the individual with high yield and good quality,the line or variety with big fruits and thin peel, high oil content in dry seeds was preferentially selected as progeny materials.
Key words:Camellia oleifera;natural populations;fruit traits;correlation analysis;principal component analysis
中國(guó)利用的植物食用油中,木本油料所占比重較小。隨著生活水平的提高,人們對(duì)植物食用油的需求越來(lái)越多,但由于中國(guó)人多地少,利用更多土地種植草本油料植物很困難,因此發(fā)展木本食用油料是解決食用油供應(yīng)不足的最好出路[1]。油茶(Camellia oleifera)屬山茶科山茶屬常綠灌木或小喬木,是中國(guó)南方主要的經(jīng)濟(jì)林木,與油棕、油橄欖和椰子并稱為世界四大木本食用油料樹(shù)種[2]。從油茶子中制備的茶油是中國(guó)特有的木本油脂[3],被譽(yù)為“東方橄欖油”[4],長(zhǎng)期食用能增強(qiáng)血管彈性和韌性,延緩動(dòng)脈粥樣硬化,增加腸胃吸收功能,促進(jìn)內(nèi)分泌腺體激素分泌,防治神經(jīng)功能下降,提高人體免疫力等[5]。
為提高油茶產(chǎn)量和改良茶油品質(zhì),中國(guó)學(xué)者在油茶良種選育方面開(kāi)展了一系列工作,目前全國(guó)已選育出優(yōu)良無(wú)性系300余個(gè),正在推廣使用的品種達(dá)200多個(gè)[6],這些優(yōu)良油茶品種為各地區(qū)油茶高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。玉屏(侗族自治縣)種植和經(jīng)營(yíng)利用油茶已有500多年的歷史,現(xiàn)有油茶種植面積1.2萬(wàn)hm2。國(guó)內(nèi)關(guān)于油茶果實(shí)性狀遺傳變異規(guī)律的研究已有較多報(bào)道[7-9],但目前尚未見(jiàn)關(guān)于玉屏油茶自然群體果實(shí)主要性狀變異規(guī)律的報(bào)道。為此,本研究對(duì)玉屏油茶自然生長(zhǎng)群體的果實(shí)產(chǎn)量特征進(jìn)行調(diào)查觀測(cè),對(duì)不同單株的產(chǎn)量和種子含油量等果實(shí)性狀進(jìn)行了變異程度、相關(guān)性和主成分分析,旨在為選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)油茶無(wú)性系提供一定的依據(jù)。
1 材料與方法
2014年10月,在玉屏油茶自然生長(zhǎng)群體中隨機(jī)選擇一片樣地,收集樣地內(nèi)52個(gè)單株(編號(hào)為1~52)的果實(shí),對(duì)果型、果色和果實(shí)性狀進(jìn)行調(diào)查觀測(cè)。
依據(jù)彭邵鋒等[10]的研究結(jié)果,果色可分為紅色、青色、青紅色和青黃色4類,果形可分為橄欖形、卵形、球形和橘形4種。
果實(shí)性狀指標(biāo)主要包括:①果實(shí)縱徑、橫徑及果皮厚度。從每個(gè)單株果實(shí)中隨機(jī)取5個(gè)油茶果,用游標(biāo)卡尺測(cè)量果實(shí)縱徑、橫徑和果皮厚度,計(jì)算平均值;②單株總果數(shù)、單株鮮果產(chǎn)量、單株鮮子重、單果種子數(shù)和單株干子重;③鮮果含油率、鮮子含油率和干子含油率。以索氏抽提法提取的茶油為對(duì)照樣,參考董曉麗等[11]的方法,利用核磁共振含油量測(cè)量?jī)x(HCY-10型)測(cè)定各樣株的干子含油率。鮮出子率=鮮子重÷鮮果重×100%;干出子率=干子重÷鮮子重×100%;鮮子含油率=干子含油率×干出子率;鮮果含油率=鮮子含油率×鮮出子率。
果實(shí)性狀的變異程度、相關(guān)性和主成分分析運(yùn)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行。
2 結(jié)果與分析
2.1 果形和果色
參考彭邵鋒等[10]的分類方法,根據(jù)果實(shí)縱橫徑比的平均值(x)為1.10及標(biāo)準(zhǔn)差(s)為0.14,得出x+s=1.24、x-s=0.96。油茶果實(shí)分為四類:橄欖形(果實(shí)縱橫徑比≥1.24),樣株包括1、3、23、28、31、36、39、47和51;卵形(1.10≤果實(shí)縱橫徑比<1.24),樣株包括2、4、5、6、13、18、20、21、26、30、32、33、48、49和50;球形(0.96≤果實(shí)縱橫徑比<1.10),樣株包括8、9、12、14、15、16、17、19、24、25、27、34、37、38、40、42、43、44和46;橘形(果實(shí)縱橫徑比<0.96),樣株包括7、10、11、22、29、35、41、45和52。其中,橄欖形、卵形、球形和橘形的樣株數(shù)分別占總樣株數(shù)的17%、29%、37%和17%。
52個(gè)油茶樣株中,24個(gè)樣株的果色為青紅色、17個(gè)為青色、2個(gè)為紅色、9個(gè)為青黃色,其中果實(shí)為青紅色和青黃色的樣株占總數(shù)的63%。
2.2 果實(shí)性狀變異程度
從果實(shí)性狀的變異程度(圖1)可以看出,52個(gè)樣株的果實(shí)縱徑介于1.43~2.85 cm之間,平均值為2.28 cm;果實(shí)橫徑介于1.43~2.88 cm之間,平均值為2.09 cm;果實(shí)縱橫徑比介于0.84~1.37之間,平均值為1.10;果皮厚度介于1.09~4.26 mm之間,平均值為2.18 mm;單株結(jié)實(shí)最多的為樣株8(果實(shí)總數(shù)為1 470個(gè))、最少的為17(果實(shí)總數(shù)為4個(gè));單株鮮果產(chǎn)量最高的為樣株7(9 360.60 g),最低的為樣株17(19.77 g);單株鮮子重最高的為樣株27(71 268.70 g),最低的為樣株17(5.72 g);單果種子數(shù)最多的為樣株51(4個(gè))、最少的為樣株13、22和30(1個(gè));單株干子重平均值為170.20 g,最高的為樣株7(1 609.86 g)、最低的為樣株17(3.68 g);鮮果含油率平均值為6.51%,最高的為樣株29(17.77%)、最低的為樣株15(1.25%);鮮子含油率平均值為20.13%,最高的為樣株46(32.68%)、最低的為樣株33(9.15%);干子含油率介于17%~40%之間,其中有3個(gè)樣株的干子含油率達(dá)40%以上,分別為樣株25(41.32%)、樣株39(42.23%)和樣株40(40.13%);玉屏油茶自然生長(zhǎng)群體的52個(gè)樣株12個(gè)果實(shí)性狀均存在明顯變異(表1),根據(jù)變異系數(shù),其變異類型可劃分為兩種:強(qiáng)變異型(CV≥100%),包括4個(gè)性狀指標(biāo):?jiǎn)沃牾r子重、單株干子重、單株鮮果產(chǎn)量和單株總果數(shù);中變異型(10%≤CV<100%),包括8個(gè)果實(shí)性狀指標(biāo):鮮子含油率、果皮厚度、單果種子數(shù)、鮮果含油率、干子含油率、果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑和果實(shí)縱橫徑比。
2.3 果實(shí)性狀的相關(guān)性分析
從表2可以看出,果實(shí)縱徑和橫徑間呈極顯著正相關(guān)(r=0.532);果皮厚度與果實(shí)橫徑間呈顯著正相關(guān)(r=0.323),與鮮子含油率間呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.397),表明果皮越厚,鮮子含油率越低。
單株鮮果產(chǎn)量與單株總果數(shù)間呈極顯著正相關(guān)(r=0.759)。單株總果數(shù)與單株鮮子重(r=0.446)和單果種子數(shù)間呈顯著正相關(guān)(r=0.285)。干子含油率與鮮子含油率間呈極顯著正相關(guān)(r=0.664);鮮子含油率則與單株干子重間呈極顯著正相關(guān)(r=0.523);鮮果含油率與果實(shí)橫徑間呈顯著正相關(guān)(r=0.332),與單株總果數(shù)和單株鮮果產(chǎn)量及單果種子數(shù)間呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.948、0.803和0.361。
2.4 果實(shí)性狀的主成分分析
主成分性狀分量中的每個(gè)權(quán)重值代表某一性狀對(duì)綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)值,即每個(gè)性狀的聯(lián)合系數(shù)。能充分代表12個(gè)性狀遺傳信息的第1、2、3和4主成分被選取,因其累積貢獻(xiàn)率達(dá)76.887%(表3)。第1主成分中,DSW的系數(shù)最大(0.932),然后是FFW(0.905)和FN(0.819),這主要反映果實(shí)及種子產(chǎn)量因子,因此,第1主成分可稱為產(chǎn)量因子,其特征值為3.216,貢獻(xiàn)率為26.796%;第2主成分可稱為含油量因子,其性狀系數(shù)大小順序?yàn)镈SOC(0.864)>FFOC(0.850)>FSOC(0.728),其特征值為2.615,貢獻(xiàn)率為21.974%,累積貢獻(xiàn)率為48.770%;第3主成分可稱為果形因子,性狀系數(shù)大小順序?yàn)镕LD(0.755)>FTLDR(0.578)>TD(0.220),特征值1.775,貢獻(xiàn)率為14.790%,累積貢獻(xiàn)率為63.560%;第4主成分可稱為果皮厚度因子,性狀系數(shù)為0.646,特征值1.599,貢獻(xiàn)率為13.327%,累積貢獻(xiàn)率達(dá)76.887%。
2.5 單株含油量分類分析
依據(jù)樣株含油量差異可將其分為3類(圖2)。高產(chǎn)油單株(單株產(chǎn)油量≥500 g)包括:21(682.74 g)、8(630.65 g)和 7(504.54 g)3個(gè)樣株;中產(chǎn)油單株(100 g≤單株產(chǎn)油量<500 g)包括:27(266.78 g)、6(165.24 g)、28(158.55 g)、2(157.78 g)和39(152.35 g)5個(gè)樣株以及單株產(chǎn)油量不足100 g的44個(gè)低產(chǎn)油單株。
3 小結(jié)
試驗(yàn)結(jié)果表明,個(gè)體間單株鮮子重、鮮果產(chǎn)量及鮮果含油率間存在顯著差異,干子含油率最高為42.23%、最低為17.19%;單株鮮果產(chǎn)量與單株總果數(shù)間呈極顯著正相關(guān)(r=0.759);鮮子含油率與干子含油率呈極顯著正相關(guān)(r=0.664),與果皮厚度呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.397);12個(gè)數(shù)量性狀可歸納為4個(gè)主成分,分別為產(chǎn)量因子、含油量因子、果形因子和果皮厚度因子,累積貢獻(xiàn)率為76.887%。
貴州省油茶產(chǎn)量普遍偏低,且存在不均勻性[12],經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),油茶自然生長(zhǎng)群體不同個(gè)體間單株鮮果產(chǎn)量及鮮果含油率間均存在極顯著差異,單株鮮果產(chǎn)量大于6 000 g,干子含油率大于30%的個(gè)體只有2個(gè),多數(shù)個(gè)體單株鮮果產(chǎn)量不足2 000 g,近1/3個(gè)體干子含油率不到30%。因此改善油茶種質(zhì)資源,提高含油率是目前亟待解決的問(wèn)題。單株產(chǎn)油量是油茶高產(chǎn)的直接決定因子。本研究為中國(guó)油茶之鄉(xiāng)玉屏選育高產(chǎn)的油茶優(yōu)良無(wú)性系提供了基礎(chǔ),如高產(chǎn)油茶單株中產(chǎn)油量超過(guò)500 g的可直接選為優(yōu)良單株,經(jīng)過(guò)進(jìn)一步觀測(cè)調(diào)查發(fā)展為優(yōu)良無(wú)性系。
評(píng)價(jià)油茶含油率最常用的指標(biāo)主要有鮮果含油率和干子含油率,生產(chǎn)和科研上主要使用鮮果含油率,較為直觀和易于應(yīng)用,但其常由很多指標(biāo)綜合計(jì)算得到[13],主要受單株鮮果產(chǎn)量及干子含油率的影響。因此為選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)無(wú)性系,可利用單株鮮果產(chǎn)量高的樣株7、21和8結(jié)合干子含油率高的樣株38、24和39作為育種親本組合,以培育高產(chǎn)高含油量的油茶優(yōu)良無(wú)性系。
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