李 田，何素琳，溫 強(qiáng)，樓浙輝，幸偉榮，桂麗靜

（江西省林業(yè)科學(xué)院，江西 南昌330013）

小果冬青（Ilex micrococca）是冬青科冬青屬落葉高大喬木。冬青屬的相關(guān)科研成果不多，主要集中在有觀賞性且耐寒的北美冬青（I.verticillata）、有藥用和食用價(jià)值的鐵冬青（I.rotunda）、毛冬青（I.pubescens）、大葉冬青（I.latifolia）等樹種，目前小果冬青的研究主要是繁育技術(shù)方面的[1-2]，而其具備的速生、藥用特性都有研究?jī)r(jià)值。為了能篩選出適合觀賞的品種，用不同種源的小果冬青種子，對(duì)種實(shí)性狀數(shù)據(jù)上的差異來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而找出表現(xiàn)優(yōu)秀的種源，對(duì)于后續(xù)的選優(yōu)育種工作有很大的幫助。

1 主要特征

1.1 生長(zhǎng)特征

小果冬青花白色，雌雄異株，花期5－6月，果期9－10月。小枝粗壯，無(wú)毛，具白色、圓形或長(zhǎng)圓形的氣孔。葉紙質(zhì)，先端長(zhǎng)漸尖，邊緣具芒狀鋸齒[3]。

1.2 分布區(qū)域

本文得到中國(guó)數(shù)字植物標(biāo)本館網(wǎng)站（CVH）的大力協(xié)助，免費(fèi)提供了國(guó)家標(biāo)本資源共享平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中小果冬青標(biāo)本的采集信息。圖1為利用這些標(biāo)本信息數(shù)據(jù)，按省份進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)而繪制的條形圖?？梢钥吹叫」嘣陂L(zhǎng)江以南各省均有分布，但在云貴川等高海拔省份分布較多，這些省份都有眾多高山山脈及其余脈，說(shuō)明小果冬青不耐北方的低溫，更適宜生長(zhǎng)在海拔較高、氣候溫濕的亞熱帶地區(qū)。小果冬青的果實(shí)是鳥類過(guò)冬的食物來(lái)源之一，鳥類的傳播使小果冬青分布區(qū)域很廣，但在采種過(guò)程中極少見(jiàn)到有小果冬青種群，多數(shù)呈單株分布[4-6]。

1.3 分布生境

小果冬青生境為山地常綠闊葉林，圖2是對(duì)所有標(biāo)本采集的海拔高度進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)后繪制的柱狀圖，可以看出小果冬青偏向于海拔較高的闊葉林，主要分布于海拔600~1 100 m的區(qū)域范圍內(nèi)。常綠闊葉樹種由于爭(zhēng)奪陽(yáng)光普遍比較高大，作為高大喬木的小果冬青也能輕松適應(yīng)生存競(jìng)爭(zhēng)，但是樹齡較長(zhǎng)、胸徑較大的小果冬青難以見(jiàn)到[7-8]。

圖2 現(xiàn)有小果冬青標(biāo)本采集的海拔統(tǒng)計(jì)Fig.2 The altitude chart of existing specimens of I.micrococca

1.4 果實(shí)特征

小果冬青果實(shí)的直徑一般在3~4 mm，漿果，外果皮很薄，中果皮肉質(zhì)化，內(nèi)果皮為革質(zhì)，果蒂是平展近圓形的宿存花萼，有淺裂，直徑2 mm左右，與果枝相連處略有突起；果臍是宿存的柱頭，呈厚盤狀，直徑在1 mm左右。果序與花序相同，都呈二到三回三歧聚傘狀排列（圖3），即中間的果枝兩側(cè)分生一對(duì)側(cè)枝，側(cè)枝通常相較主枝更為粗壯；兩個(gè)側(cè)枝的枝頂又以同樣方式各分生出一組三歧果枝，甚至還會(huì)著生出第三級(jí)的三歧果枝。這是小果冬青區(qū)別于其它冬青科植物的重要特征。

圖3 小果冬青的二回三歧聚傘狀果序Fig.3 Dichotomous tridentate cymose infructescence of I.micrococca

小果冬青果實(shí)呈聚傘狀排列，未成熟時(shí)呈綠色，成熟后變紅，這種團(tuán)狀的果序使得落葉后，遠(yuǎn)觀枝頭時(shí)像掛著無(wú)數(shù)個(gè)紅球，有強(qiáng)烈的景觀效果。新摘的果實(shí)脆硬，存放數(shù)天后會(huì)變得柔軟多汁。和冬青科其它冬青品種一樣，小果冬青也存在結(jié)黃色果實(shí)的變種。小果冬青為雌雄異株，但是在野外經(jīng)常發(fā)現(xiàn)周圍只存在單株的情況下依然果實(shí)累累，可能是沒(méi)有完全退化，有自花授粉的功能。

1.5 種子觀察

小果冬青的種子呈桔子的瓤瓣?duì)罹鄢汕蛐?，顏色為深棕色，肉眼可以隱約看出種子外面附著一層薄的白色物質(zhì)。在40倍的顯微鏡下可以看出外面是一層白色膠狀物質(zhì)（圖4），用清水無(wú)法清洗掉。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，無(wú)論是用草酸或是燒堿浸泡，均無(wú)法使其被腐蝕。刮去膠質(zhì)層后露出土黃色的種殼，其表面的紋路類似花生殼的網(wǎng)絡(luò)狀脈紋。

圖4 小果冬青種子外層的膠狀物質(zhì)（左）及種殼（右）Fig.4 The gelatinous material on the outer layer of I.micrococca seeds(left)and the shell(right)

2 材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)材料

為了研究小果冬青的種實(shí)性狀，從全國(guó)各地收集不同單株的果實(shí)9份，共計(jì)7個(gè)種源，3個(gè)家系。每個(gè)種源的基本情況見(jiàn)表1。

表1 不同種源母株的生長(zhǎng)特性Tab.1 Growth characteristics of different provenances seed tree

2.2 試驗(yàn)方法

果實(shí)性狀：每個(gè)種源隨機(jī)取50個(gè)果實(shí)，測(cè)量其橫徑、縱徑、千粒重、千粒脫水重、含水率以及每個(gè)果實(shí)中種子數(shù)量。

種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)：將儲(chǔ)藏的小果冬青果實(shí)用水浸泡2~3 d后搓去果皮及果肉，清洗干凈后繼續(xù)浸泡，直到水面飄浮極少的種子。隨機(jī)選取100粒種子播于發(fā)芽沙箱，用保溫膜覆蓋，放置到溫度和陽(yáng)光相對(duì)穩(wěn)定的地方。在種子發(fā)芽后開(kāi)始每日記錄，在連續(xù)3 d發(fā)芽數(shù)不發(fā)生變化開(kāi)始統(tǒng)計(jì)：發(fā)芽率=（發(fā)芽種子粒數(shù)÷測(cè)試種子粒數(shù)）×100%；用統(tǒng)計(jì)期內(nèi)發(fā)芽數(shù)最多的一天進(jìn)行計(jì)算：發(fā)芽勢(shì)=（規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)芽種子粒數(shù)÷測(cè)試種子粒數(shù)）×100%。

數(shù)據(jù)處理：使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行分析，對(duì)不同種源的小果冬青種實(shí)性狀用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差來(lái)表示，并進(jìn)行LSD多重差異比較。最后，加入發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的數(shù)據(jù)后進(jìn)行不同種源的主成分分析和聚類分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 種實(shí)指標(biāo)描述統(tǒng)計(jì)

小果冬青的種實(shí)性狀各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)表2，其中縱徑、橫徑、縱橫比和種子數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行了LSD多重比較。為了進(jìn)一步研究種源與種實(shí)性狀間的關(guān)系，再用主成分分析法和聚類分析法進(jìn)一步分析[9-13]。

表2 不同種源的種實(shí)指標(biāo)描述統(tǒng)計(jì)Tab.2 Different provenance of solid indicator describing statistics

3.2 主成分分析

3.2 .1 提取因子

將不同種源的種子按縱徑、橫徑等9個(gè)變量在SPSS中進(jìn)行因子分析，提取因子的方法選擇主成分分析法，設(shè)定特征值需大于1。得到表3。

表3 因子解釋原有變量總方差的情況Tab.3 The factor explains the total variance of the original variable

按照主成分提取的條件，前3個(gè)主成分符合特征值大于1要求，而且他們?cè)诳偺卣髦抵兴急戎乩奂舆_(dá)86.399%，說(shuō)明提取這3組主成分原有變量信息丟失較少，因子分析的效果比較理想。

3.2 .2 各主成分的解釋

表4 左半部分是3組主成分中各變量所占的比重，右半部分是左表實(shí)行正交旋轉(zhuǎn)（目的是為了重新分配各個(gè)因子的的解釋原始變量方差的比例，使每個(gè)主成分中的主要因子更易于歸納總結(jié)其含義[14]）后3個(gè)主成分中各變量所占比重。

表4 旋轉(zhuǎn)前后的因子載荷矩陣Tab.4 Factor load matrix before and after rotation

從旋轉(zhuǎn)后的載荷值可以看出，第1主成分中千粒重、縱徑、千粒脫水重、橫徑4個(gè)因子具有較高載荷，表明種實(shí)的形狀與種實(shí)的重量相關(guān)；第2主成分中橫縱比與種子數(shù)2個(gè)因子有較高載荷，此外橫徑與發(fā)芽率也有一定的載荷，表明種實(shí)的橫徑與所含的種子數(shù)有關(guān)，還與發(fā)芽率有一定相關(guān)性；第3主成分中種子的含水率、發(fā)芽勢(shì)2個(gè)因子有相對(duì)較高的載荷，表明種子含水率的高低與種子的發(fā)芽快慢程度有關(guān)，同時(shí)與種實(shí)的重量呈負(fù)相關(guān)。

3.2 .3 綜合得分

根據(jù)表3中前3個(gè)主成分特征值所占比重，可以得到計(jì)算綜合得分的模型公式為：

計(jì)算過(guò)程略，最終得到綜合得分排名前4位的種源依次是：重慶、江西修水、江西婺源、浙江寧波P2。

3.3 聚類分析

對(duì)所有樣本的果實(shí)性狀指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，圖5是樣本聚類（Q型聚類）得到的樹形圖。

圖5 聚類分析的樹形圖Fig.5 Tree diagram of cluster analysis

從圖5可以看出，在歐式距離D=5處分成了2個(gè)大類，其中第一個(gè)大類又可以分為2個(gè)小類：一個(gè)是千粒重適中，而且其它指標(biāo)也相對(duì)不錯(cuò)的，由浙江的P1和P2、江西婺源、江西龍勝的種源聚類而成；另一個(gè)是千粒重偏小，含水率低，但發(fā)芽率較高的，由江西井岡山和浙江P3的種源聚類而成，這兩個(gè)小類因?yàn)榘l(fā)芽率等指標(biāo)相近合并成了一個(gè)大類。第二個(gè)大類也分為了2個(gè)小類，一個(gè)是千粒重較大，但是發(fā)芽率及含水率偏低，由江西修水和云南景洪的種源聚成，另一個(gè)小類是由重慶種源組成，因發(fā)芽率較高而稍稍有別于前者。

4 結(jié)論與討論

通過(guò)主成分1的因子載荷值，可知千粒重與縱徑有較大相關(guān)性，這是因?yàn)樾」嗟墓麑?shí)大部分呈球形或柿形，縱徑越大意味著果形越大，果實(shí)的質(zhì)量也相對(duì)較大。由于營(yíng)養(yǎng)分配的問(wèn)題，同一株小果冬青的果實(shí)也會(huì)存在大小區(qū)別，甚至同一枝的果形和果徑也存在差異。不同種源間果實(shí)性狀差異更大，比如重慶種源比廣西龍勝種源的橫徑大了22%。但是數(shù)據(jù)也表明，果實(shí)的質(zhì)量大小與發(fā)芽率是呈反相關(guān)的。

《中國(guó)植物志》記載：“小果冬青有分核6~8個(gè)”，但在實(shí)際清點(diǎn)中，發(fā)現(xiàn)每個(gè)種源中都有一部分果實(shí)含有9粒種子，重慶種源的果實(shí)甚至含有12粒種子。果實(shí)的橫徑越大意味著果實(shí)的體積也越大，可以容納更多的種子。主成分2的因子載荷值揭示了橫縱比與種子數(shù)及發(fā)芽率之間存在顯著的相關(guān)性，而且橫縱比與橫徑正相關(guān)，與縱徑反相關(guān)，說(shuō)明果實(shí)呈扁平柿形的種子越多，而且發(fā)芽率越高。由于部分果實(shí)中有1~4粒未成熟的種子，果實(shí)發(fā)育不充分，降低了橫徑與種子數(shù)的關(guān)聯(lián)性。

主成分3顯示果實(shí)含水率和發(fā)芽勢(shì)因子載荷值較高。通過(guò)表2中果實(shí)種子數(shù)與千粒重的折算，1 kg果實(shí)有將近20萬(wàn)粒種子，在發(fā)芽實(shí)驗(yàn)中，剛清洗干凈的種子會(huì)密密麻麻地浮在水面，小果冬青的種子透水過(guò)程十分緩慢，持續(xù)浸泡3~5 d之后，絕大部分種子都會(huì)陸續(xù)沉入水中，說(shuō)明有水分滲入使重量增加了。小果冬青即使催芽了也存在發(fā)芽不整齊的情況，甚至半年之后仍有新芽發(fā)出。不同種源間種子最快出芽時(shí)間相差不大，但是一天內(nèi)出芽數(shù)量存在差別，所以發(fā)芽勢(shì)是一個(gè)重要參考指標(biāo)。

通過(guò)聚類分析，不同種源圍繞千粒重這個(gè)變量劃分成3個(gè)大類，同樣千粒重也是主成分1中載荷最大的，所以它是一個(gè)決定性的重要指標(biāo)。分別查看主成分分析綜合評(píng)價(jià)前4的種源：重慶、江西修水、江西婺源、浙江寧波P2，就能發(fā)現(xiàn)重慶和江西修水種源聚為一類，原因是它們的縱徑數(shù)據(jù)無(wú)顯著差異，千粒脫水重均極大；江西婺源、浙江寧波P2種源另聚一類，原因是它們的含水率和脫水后重量等權(quán)重指標(biāo)值相似。

通過(guò)上述數(shù)據(jù)分析得到的優(yōu)勢(shì)種源可以為品種選優(yōu)提供數(shù)據(jù)支撐，當(dāng)然，這兩種分析方法都有一些局限性，聚類分析法容易受內(nèi)部方差較大的變量影響，主成分分析法又無(wú)法按我們重點(diǎn)關(guān)注的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。小果冬青種子生物學(xué)性狀存在豐富的變異，其他表達(dá)種實(shí)性狀的指標(biāo)存在缺失，種子性狀篩選還需要在全國(guó)不同區(qū)域采集更多種源，再結(jié)合生長(zhǎng)特性試驗(yàn)進(jìn)行綜合判斷，為優(yōu)良種質(zhì)資源評(píng)價(jià)與選育提供理論依據(jù)[15]。