洪榮艷，王 森，邵鳳俠，左毅成，楊昌宏

(1.中南林業(yè)科技大學經(jīng)濟林培育與保護教育部重點實驗室，湖南 長沙 410004；2.湖南省南方丘陵山地生態(tài)經(jīng)濟林產(chǎn)業(yè)工程技術研究中心，湖南 長沙 410004；3.通道黑老虎中藥材合作社，湖南 通道 418500)

黑老虎[Kadsuracoccinea(Lem.) A. C. Sm. var.coccinea]又名冷飯團、大血藤[1]，為五味子科[2]南五味子屬黑老虎種，多年生常綠藤本植物，是一種藥食兩用新型野生水果[3]。黑老虎果實富含豐富的木脂素、氨基酸、花青素等微量元素[4]，根、藤、果、籽均可入藥，具有抗肝炎、抗氧化和神經(jīng)保護等功能[5]，經(jīng)常食用，延年益壽，故侗族同胞稱之為“布福娜”，意為長壽之果。黑老虎為常綠攀援藤本，喜光好溫、耐陰耐寒，生于海拔500～1 000 m的山地疏林中，在溫度18～25 ℃、微酸性至中性土壤、溫暖濕潤的條件下生長良好，常纏繞于大樹上，長3～6 m，莖下部僵伏土中，上部纏繞，枝圓柱形，棕褐色，疏生白色點狀皮孔。在山區(qū)、坡地均可種植黑老虎,既可園林綠化，也可防坡固土，是“四季果園”的最佳新品種[6]，其主產(chǎn)于華中和華南地區(qū)，分布于湖南、江西、海南、廣西、四川、福建等地，以野生品種為主。

黑老虎為單性花，雌雄同株異花授粉植物，遺傳多樣性使其后代分離現(xiàn)象嚴重，產(chǎn)量低且差異顯著。目前，前人對黑老虎有關分類學[7-8]、藥理活性[9]、藥物化學[10]等方面的研究報道較多，但對其綜合性狀的相關性研究報導罕見[11]。毛云玲等[12]分析結果表明，不同單株間營養(yǎng)指標變化較大,優(yōu)良單株可選擇性較強；謝碧霞等[13]通過對華中五味子果實性狀進行相關性分析，結果表明，單穗質(zhì)量與穗長、穗粗、柄長、種粒縱徑、單穗質(zhì)量、千粒質(zhì)量、千粒果皮質(zhì)量等果實性狀均表現(xiàn)顯著差異；白鑫磊等[14]對樹高等21個表型性狀分析，結果表明，單果產(chǎn)量、單株產(chǎn)量、果實產(chǎn)量、葉形、種形、果形、樹形共7個重要指標對其貢獻率較大。為探明各性狀相互關系對綜合性狀的影響，對50株黑老虎單株25個性狀指標(莖長、新梢節(jié)間數(shù)、新梢皮孔數(shù)、地徑、葉片縱徑、葉片橫徑、葉片厚度、葉密度、果實橫徑、果實縱徑、果粒質(zhì)量、果皮厚度、果皮質(zhì)量、果肉質(zhì)量、種粒橫徑、種?？v徑、單果種粒數(shù)、單果種粒質(zhì)量、單株結果數(shù)、單果質(zhì)量、單株果實質(zhì)量、單株百粒質(zhì)量、可食率、出籽率、含油率)進行觀測，并采用遺傳變異、相關性分析和主成分分析等方法，對影響其主要因素進行分析與探討，以期為黑老虎良種選育及利用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于湖南省通道縣紅香村，自然條件優(yōu)越，植物資源豐富，其地理位置為東經(jīng)109°25′～110°02′，北緯25°51′～26°30′，屬于亞熱帶濕潤季風氣候，氣候溫和，降水充沛，年平均氣溫為16.6 ℃，平均降雨量為1 480.8 mm。

1.2 試驗材料

在通道縣紅香村人工林內(nèi)隨機選取當?shù)厣L健壯的50株5年生黑老虎實生單株，株行距為2 m×3 m。

1.3 試驗方法

調(diào)查試驗于2018年10月至2019年11月中旬進行，分兩個階段完成：2018年果實成熟期(10～11月),初次進行黑老虎各表型性狀及相關產(chǎn)量調(diào)查；2019年重點觀測、解剖與提油。各表型性狀均在室外測量，果實帶回室內(nèi)進行內(nèi)部結構解剖，油在實驗室用索氏提取。

莖長(X1，m)采用米尺測量；新梢節(jié)間數(shù)(X2，個)與新梢皮孔數(shù)(X3，個 · cm-2)采用人工計數(shù)法，每一單株選取3個新梢；地徑(X4，mm)采用游標卡尺測量, 精確到0.01 mm；葉片縱徑(X5，cm)、葉片橫徑(X6，cm)、葉片厚度(X7，mm)采用游標卡尺測量, 從樹體的東、西、南、北4個方向分別隨機采取3個枝條和10片成熟葉片；葉密度(X8，個)人工計數(shù)每個新梢的葉片數(shù)，從樹體的東、西、南、北4個方向分別采摘3個新梢，取平均值; 果實橫徑(X9，mm)、果實縱徑(X10，mm)、果皮厚度(X12，mm)均采用游標卡尺測量，從每一單株中隨機挑選3個成熟優(yōu)良果實；果粒質(zhì)量(X11，g)、果皮質(zhì)量(X13，g)、果肉質(zhì)量(X14，g)均采用千分之一的電子臺秤測量；種粒橫徑(X15，mm)、種?？v徑(X16，mm)采用游標卡尺測量, 從每一單株中隨機抽取50粒；單果種粒數(shù)(X17，個)、單株結果數(shù)(X19，個)均采用人工計數(shù)法；單果種粒質(zhì)量(X18，g)、單果質(zhì)量(X20，g)、單株果實質(zhì)量(X21，g)、單株百粒質(zhì)量(X22，g)均采用百分之一的電子臺秤測量，精確到0.01 g；可食率(X23， %)：果肉質(zhì)量/果實質(zhì)量×100；出籽率(X24， %)：單株種粒質(zhì)量/單株果實質(zhì)量×100；含油率(X25， %)： [1-(m2-m濾紙)]/[(m1-m濾紙)]×100[m1為樣品質(zhì)量(g)，m2為取出樣品烘至恒溫質(zhì)量(g),m濾紙為濾紙質(zhì)量(g)]。均進行3次重復。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22.0和Excel 2019軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 結果與分析

2.1 表型性狀變異分析

由表1可知，50株黑老虎的25個性狀指標變異具多樣性,其性狀指標變異程度顯著，變異系數(shù)在9.21%～35.49%之間。根據(jù)變異系數(shù)的大小，變異程度由高到低為：果肉質(zhì)量(X14)>單株結果數(shù)(X19)>可食率(X23)>果粒質(zhì)量(X11)>莖長(X1)、地徑(X4)>新梢皮孔數(shù)(X3)>葉片橫徑(X6)>果皮厚度(X12)>果皮質(zhì)量(X13)>單果質(zhì)量(X20)>出籽率(X24)>單果種粒質(zhì)量(X18)>單株百粒質(zhì)量(X22)>單株果實質(zhì)量(X21)>單果種粒數(shù)(X17)>葉片厚度(X7)>果實縱徑(X10)>葉密度(X8)>種?？v徑(X16)>新梢節(jié)間數(shù)(X2)>含油率(X25)>果實橫徑(X9)>葉片縱徑(X5)>種粒橫徑(X15)。其中，變異程度最大為果肉質(zhì)量(X14)，最大值為9.36 g，變異系數(shù)為35.49%，表明單株之間果肉質(zhì)量差別顯著；變異程度最小為種粒橫徑(X15)，最小值為7.33 g，變異系數(shù)為9.21%，表明其變化相對穩(wěn)定。根據(jù)變異程度的大小將其劃分為兩種類型，即10%≤變異系數(shù)<80%為中變異型，0%≤變異系數(shù)<10%為弱變異型。其中果肉質(zhì)量(X14)、地徑(X4)、莖長(X1)、單株結果數(shù)(X19)、可食率(X23)、新梢皮孔數(shù)(X3)、葉片橫徑(X6)、果皮厚度(X12)、果皮質(zhì)量(X13)、單果質(zhì)量(X20)、出籽率(X24)、單果種粒質(zhì)量(X18)、單株百粒質(zhì)量(X22)、單株果實質(zhì)量(X21)、單果種粒數(shù)(X17)、果粒質(zhì)量(X11)、葉片厚度(X7)、葉密度(X8)、果實縱徑(X10)、果實橫徑(X9)、種粒縱徑(X16)、新梢節(jié)間數(shù)(X2)、含油率(X25)共23個性狀指標均為中變異型；弱變異型包括2個性狀指標，即葉片縱徑(X5)、種粒橫徑(X15)。

表1 黑老虎表型性狀的變異分析結果Table 1 Variation analysis results for phenotypic characteristics in K. coccinea

2.2 表型性狀相關性分析

黑老虎表型性狀的相關性分析見表2。單果質(zhì)量(X20)與單株果實質(zhì)量(X21)、果實縱徑(X10)均呈極顯著正相關；單株結果數(shù)(X19)與莖長(X1)呈極顯著正相關；單株百粒質(zhì)量(X22)與單株果實質(zhì)量(X21)呈極顯著正相關；果實縱徑(X10)與果實橫徑(X9)、種粒橫徑(X15)、單果質(zhì)量(X20)、單株果實質(zhì)量(X21)均呈極顯著正相關；新梢節(jié)間數(shù)(X2)與果皮質(zhì)量(X13)呈極顯著正相關；葉片橫徑(X6)與葉密度(X8)呈極顯著正相關；種?？v徑(X16)與橫徑(X15)、單株果實質(zhì)量(X21)、單果質(zhì)量(X20)、莖長(X1)均呈顯著正相關；可食率(X23)與果肉質(zhì)量(X14)、果粒質(zhì)量(X11)、地徑(X4)均呈極顯著正相關，與果皮厚度(X12)、果皮質(zhì)量(X13)呈顯著負相關。

2.3 表型性狀主成分分析

由表3可知，前7個主成分的特征值均大于1，累積貢獻率為72.961%，能夠反映25個性狀指標的綜合信息。

由表4可知，主成分1中貢獻較高的有單果質(zhì)量(X20)、果肉質(zhì)量(X14)、果粒質(zhì)量(X11)等指標，最高累積貢獻率為25.705%，主要表示果實產(chǎn)量指標；主成分2中貢獻較高的有單株結果數(shù)(X19)、單株果實質(zhì)量(X21)，最高累積貢獻率為34.133%，主要表示單株產(chǎn)量指標；主成分3中貢獻較高的有果實縱徑(X10)、果實橫徑(X9)，最高累積貢獻率為43.695%，主要表示果形指標；主成分4中貢獻較高的有新梢節(jié)間數(shù)(X2)、果皮質(zhì)量(X13)、莖長(X1)、地徑(X4)，最高累積貢獻率為52.255%，主要表示樹形指標；主成分5中貢獻較高的有種?？v徑(X16)、種粒橫徑(X15)，最高累積貢獻率為60.187%，主要表示種形指標；主成分6中貢獻較高的有葉片橫徑(X6)、葉片縱徑(X5)、葉密度(X8)，最高累積貢獻率為66.492%，主要代表葉形指標；主成分7中貢獻較高的有可食率(X23)、出籽率(X24)，最高累積貢獻率為72.961%，主要表示經(jīng)濟品質(zhì)指標。

表3 主成分的特征值與貢獻率Table 3 Eigenvalues, contribution rates, and cumulative contribution rates of the principal components

表4 7個主成分相關矩陣的特征向量Table 4 Eigenvectors of the correlation matrices of seven principal components

3 討論與結論

遺傳變異分析是判定植物群體在生長區(qū)內(nèi)變異水平的高低[15]，其變異系數(shù)表示變異幅度和多樣性程度[16]。本次試驗單株中25個性狀指標的變異系數(shù)均在9.21%～35.49%之間。遺傳變異水平較高的性狀指標分別有果肉質(zhì)量(X14)、果粒質(zhì)量(X11)、單株結果數(shù)(X19)、可食率(X23)，其變異系數(shù)達30%以上；其次是莖長(X1)、地徑(X4)、新梢皮孔數(shù)(X3)、葉片橫徑(X6)、果皮厚度(X12)及質(zhì)量(X13)間也均存在變異，其變異系數(shù)達20%～30%。由分析結果可知，黑老虎表型性狀具豐富性、多樣性，并存在復雜的相互關系，與莊紅衛(wèi)等[17]對華中五味子表型多樣性在種內(nèi)均存在顯著差異的研究結果一致。表明黑老虎表型變異豐富，因而良種選育已成為必然，同時進一步說明了黑老虎具有很大的選擇與優(yōu)化潛力。

相關性分析是兩個或兩個以上處于同等地位的隨機變量間相關關系的統(tǒng)計方法[18]。由分析結果可知，各表型性狀間均存在相互交叉重疊的相關關系，單株果實質(zhì)量(X21)與單果質(zhì)量(X20)、果實縱徑(X10)、果肉質(zhì)量(X14)、果皮厚度(X12)、單株結果數(shù)(X19)、單株百粒質(zhì)量(X22)均呈極顯著正相關，可食率(X23)與果皮厚度(X12)、新梢皮孔數(shù)(X3)呈顯著負相關。與謝碧霞等[13]對華中五味子果實性狀個體變異規(guī)律研究有些類似，其差異可能是因為所選材料的不同而導致，即在進行黑老虎良種選育中可依據(jù)以上指標進行綜合選擇。

主成分分析是把多指標轉化為少數(shù)幾個綜合指標(即主成分)，且每個主成分都能夠反映原始變量的大部分信息[19]。由分析結果可知：主成分1表示單果產(chǎn)量指標；主成分2表示單株產(chǎn)量指標；主成分3表示果形指標；主成分4表示樹形指標；主成分5表示種形指標；主成分6表示葉形指標；主成分7表示經(jīng)濟品質(zhì)指標，其累積貢獻率為72.961%，說明以上7個指標發(fā)揮重要作用，有助于推動黑老虎無性系良種選育的進程，為黑老虎遺傳育種打下直觀、便捷的理論基礎。

通過對50株黑老虎25個表型性狀的遺傳變異分析表明，黑老虎種內(nèi)群體表型變異遺傳系數(shù)大，變異豐富，選擇空間廣，優(yōu)化潛力大。相關性分析表明，單株果實質(zhì)量(X21)與單果質(zhì)量(X20)、果實縱徑(X10)、單株百粒質(zhì)量(X22)均呈極顯著正相關；可食率(X23)與果皮厚度(X12)、果皮質(zhì)量(X13)呈顯著負相關。主成分分析表明，單果質(zhì)量(X20)、單株結果數(shù)(X19)、新梢節(jié)間數(shù)(X2)、果實縱徑(X10)、種?？v徑(X16)、葉片橫徑(X6)、可食率(X23)等可作為初步育種指標，有利于選育出綜合性狀優(yōu)良的無性系品系，為黑老虎良種選育奠定基礎，進一步提高黑老虎產(chǎn)量。