林业科学  2009, Vol. 45 Issue (1): 62-66   PDF    
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李秀霞, 杨永年, 马军亭.
Li Xiuxia, Yang Yongnian, Ma Junting
平欧杂种榛坚果与葇荑花序的相关性
Correlations of the Nut and Catkin Quantity Properties of Corylus heterophylla × C. avellana
林业科学, 2009, 45(1): 62-66.
Scientia Silvae Sinicae, 2009, 45(1): 62-66.

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收稿日期:2008-01-28

作者相关文章

李秀霞
杨永年
马军亭

平欧杂种榛坚果与葇荑花序的相关性
李秀霞1,2, 杨永年2, 马军亭2     
1. 哈尔滨师范大学生命科学与技术学院生物系 哈尔滨 150025;
2. 佳木斯大学生命科学学院 佳木斯 154007
摘要: 根据在榛子抗寒鉴定圃对平欧杂种榛无性世代榛树7年(2000—2006)的观察与研究提出:1)平欧杂种榛无性世代的雄花葇荑花序一般比雌花早2~3年;2)坚果大小和葇荑花序柱体大小的数量性状指标间呈现出显著或极显著正相关,而坚果壳厚度与葇荑花序柱体长度(L)和中部横径(R)的比值(T)呈现显著的负相关;3)根据本文提出的回归方程在榛树结果前2~3年预测坚果大小和果壳的厚度,提前淘汰葇荑花序过细小的株系或品系,缩短育种年限。
关键词:平欧杂种榛    葇荑花序柱体    相关    回归方程    
Correlations of the Nut and Catkin Quantity Properties of Corylus heterophylla × C. avellana
Li Xiuxia1,2, Yang Yongnian2, Ma Junting2    
1. Department of Biology, College of Life Sciences and Technology, Harbin Normal University Harbin 150025;
2. College of life Science, Jiamusi University Jiamusi 154007
Abstract: According to observation and study on filbests of agamic generation of Corylus heterophylla × C. avellana in a testing plot of cold-resistance hazelnut for 7 years (2000—2006), the results are reported for the first time at home and abroad in the crossbreeding field of hazelnut as follows: 1)The flower of catkin of the agamic generations of C.heterophylla × C. avellana was generally 2~3 years earlier in comparison with blossoming female and bearing fruit; 2) There was a significantly or extreme significantly positive correlation between nut size and column size of the catkin, while there was significantly negative correlation between thickness of nut shell and ratio (T) of the length(L) to central section horizontal diameter (R) of catkin column; 3) The nut size and the shell thickness were able to be predicted in advance of 2~3 years before bearing the hazelnut, therefore those plants with small catkin column could be eliminated in order to shorten the crossbreeding time.
Key words: Corylus heterophylla × Corylus avellana    catkin column    correlation    regession    

平欧杂种榛(Corylus heterophylla×C.avellana)是以我国辽宁野生平榛(C. heterophylla)为母本与引进的欧榛(C. avellana)栽培种杂交后代F1的无性系栽培种或栽培品系的总称,定名为Corylus heterophylla×Corylus avellana。从1999年在辽宁省推广的薄壳红、达维等5个榛子栽培品种,是由辽宁省经济林研究所培育出来的平欧杂种榛F1无性系栽培种榛子,当地俗称杂交榛子或大果榛子(国家林业局,2006李秀霞等,20052007梁维坚等,2000)。为将平欧杂种榛子引种到黑龙江北部山区驯化栽培,配合实施黑龙江省科技攻关项目计划,建立平欧杂种榛抗寒鉴定圃(Kosenko,20002002)。自2000年起相继栽植从辽宁省经济林研究所杂交榛选种圃引进的33个平欧杂种榛品系的树苗,按抗寒、薄壳、大果的目标进行选种。因此,根据国内外相关的研究报道,从引栽开始对每个平欧杂种榛品系的生长速度、年枝条生长量、株型、叶型、光合作用强度、葇荑花序出现的年份、雌花开放和结果年份,以及坚果大小、壳厚度等生物学特征进行连年系统观察和测定(Whitcher et al., 2001Giovanni et al., 1996; Xie et al., 2005; Rovira, 1996)。2002年起在平欧杂种榛抗寒鉴定圃中,对每个结实的品系标定树的坚果和葇荑花序柱体的大小、果壳厚度等数量性状进行对应性测量和相关分析,旨在为榛子引种和杂交育种于榛树结实前,根据葇荑花序柱体形态大小提早选择提供科学依据(Kosenko,2005Gorbani,1996Liang et al., 1996)。

1 研究地概况

平欧杂种榛抗寒鉴定圃设在地处46°31′—46°52′N,129°61′—130°33′E的佳木斯市西南岗,属于寒温带大陆性气候,全年多西北风,平均风速3.6 m·s-1。年平均气候2.9 ℃,极端最低气温-41.1 ℃(近5年不到-35 ℃),最高温度38.1 ℃,≥10 ℃有效积温2 521 ℃。年平均降水量510.7 mm,年平均日照2 525.3 h,5—7月平均日照1 175.3 h。平均年无霜期130 d,最高年份无霜期长154 d,肥沃黑土pH值7左右,标定树营养面积1 m×1 m, 未施肥。

2 材料与方法 2.1 试验材料

用抗寒鉴定圃中能连续3年以上正常结实的13个不同平欧杂种榛品系,标定树上每年的葇荑花序和采收后经7个月以上自然风干的坚果作为本研究的试验材料(图 1)。

图 1 13个不同平欧杂种榛葇荑花序柱体与坚果直观对比 Figure 1 Audio-visual comparison of the catkin and nut in 13 different Corylus heterophylla × C. avellana 1.C0R0,2.Z-9-3,3.Z-9-4,4.Z-9-8,5.Z-9-13,6.Z-9-18,7.Z-9-19,8.Z-9-22,9.Z-9-25,10.Z-9-26,11.Z-9-30,12.Z-9-34,13.Z-9-36
2.2 试验方法

每年3月中旬至4月初对每个品系标定树上一年秋季采收的、已自然风干的坚果中随机抽取20粒坚果进行考种;4月中旬按考种结果依次到每个品系标定树上随机抽5个雄花枝标记后,测量。

2.2.1 考种

用150 mm/0.02 mm型卡尺测量样本中每个坚果:1)竖径(H):坚果基部至顶端最大距,横径(R′):沿坚果壳缝合线平面最宽距,侧径(C):坚果壳缝合线平面垂直方向最大宽距。2)用0.01 g的感量天平测出每个坚果质量(W),之后破壳用卡尺测量壳中部厚度(t),同时测果仁的质量。用SHAP EL-5100s计算器计算出每个品系标定树坚果的竖径、侧径、单果质量、壳厚度和径平均值(d3)等数量性状的平均数和标准误,用下式估算每个品系单果体积(V′),

式中0.8为校正系数。

2.2.2 葇荑花序柱体的抽样测量

用150 mm/0.02 mm型卡尺直接在每个品系标定树上测量已标记5个花枝的每个花序柱体由基部至顶端的长度(L)和中部横径(R)。分别计算出其每个品系2个数量性状的平均数和标准误,并用下列公式推算每个平欧杂种榛品系的葇荑花序柱体的体积及其长度与中部横径的比值(T),

式中,L为葇荑花序柱体长,R为葇荑花序中部横径。

2.2.3 数据处理

采用Microsoft Excel软件。

3 结果与分析 3.1 试验结果

从每个平欧杂种榛引入当年开始以标定树为固定观测点,对每个品系进行连年定位的观察发现,无论2年生或3年生龄树苗,引栽当年秋均形成发育正常的葇荑花序。但是,第2年平欧杂种榛均未出现雌花,第3年仅有Z-9-36,Z-9-39,Z-9-29和2001年引入的C0R03年龄树出现少量的雌花并结实。直到2003年才从33个品系中筛选出13个结实较稳定的平欧杂种榛类型,平欧杂种榛F1无性系世代雄花要比雌花早分化发育2~3年(表 1)。在考种中发现葇荑花序较长的平欧杂种榛坚果壳偏薄(表 23)。

表 1 13个不同平欧杂种榛葇荑花序出现和开始结坚果年份 Tab.1 The year beginning of the catkin hag arisen and bear nut in 13 different C.heteroplla × C.avellana
表 2 13个不同平欧杂种榛葇荑花序柱体主要数量性状的测量结果 Tab.2 The outcome of measure on the principle quantity properties of the catkin column in 13 different C.heterophylla × C.avellana
表 3 13个不同平欧杂种榛坚果主要数量性状 Tab.3 The outcome of measure on the principle quantity properties of the nuts in 13 different C.heterophylla × C.avellana

根据2004—2007年测量的葇荑花序柱体结果进行统计与计算,平欧杂种榛每个品系的花序长度(L)、中部横径(R)、体积(V)以及花序长度与中部横径的比值(T)等见表 2

根据2004—2006年考种结果的统计和计算,平欧杂种榛每个品系坚果的竖径(H)、横径(R′)、侧径(C)、三径平均值(d3)、单果质量(W)、壳厚度(t)和估算体积(V′)等数据见表 3

3.2 相关与回归分析

表 2表 3的各种统计量,用Microsoft Excel软件依次对葇荑花序柱体长度(L)与坚果竖径(H)、葇荑花序柱体中部横径(R)与坚果横径(R′)、葇荑花序柱体的体积(V)与坚果体积(V′)、葇荑花序柱体中部横径(R)与坚果的质量(W)、葇荑花序柱体的体积(V)与坚果3径平均值(d3)、葇荑花序柱体中部横径(R)与坚果3径平均值(d3)或坚果横、侧径平均值(d2)、葇荑花序柱体的体积(V)与坚果质量(W)、葇荑花序长和中部横径的比值(T)与坚果壳厚(t)等9对数量性状指标的数据进行处理。

9对相关数据处理所得相关系数进行显著性检验,结果表明:1)平欧杂种榛葇荑花序柱体体积的大小与坚果的体积、三径平均值、单果质量间存在极显著的正相关关系,葇荑花序柱体的长度与坚果竖径间亦存在着极显著的正相关关系;2)葇荑花序柱体的中部横径与坚果横径、横侧径平均值、三径平均值、单果质量间呈现出显著的正相关;3)葇荑花序柱体的长度、中部横径的比值(T)与坚果果壳厚度(t)间却存在着显著的负相关关系。根据相关显著回归亦显著生物统计学原理,以葇荑花序柱体的数量性状指标为自变量,坚果数量性状指标为应变量,分别建立起9组葇荑花序柱体大小与坚果大小,以及葇荑花序柱体长度与中部横径的比值(T)对坚果壳厚间ŷ=a+bx的回归方程见表 4(林德光,1982杨永年,1990周概容,1984)。

表 4 平欧杂交榛葇荑花序柱体与坚果9对数量性状的相关与回归分析 Tab.4 The outcome of analysis on the correlation and regression of the 9 pairs quantity properties of the catkin column and nut in C.heterophylla × C.avellana

图 2中8个y=a+bx方程配合的坚果与葇荑花序柱体相关关系回归直线明显看出,在平欧杂种榛13个品系间葇荑花序柱体大小的数量性状指标(长度、中部横径和体积)越高的品系,坚果大小的数量指标(竖径、横径、三径平均值、坚果体积和单果质量等)也高。坚果竖径随其品系葇荑花序柱体长度增加而增加(图 2-A),坚果体积、三径平均值和单果质量随其品系葇荑花序体积增大而变大(图 2-C2-E2-G),坚果横径、三径平均值和单果质量随其品系葇荑花序柱体的中部横径增粗而增加(图 2-B2-D2-F)。坚果壳厚度则随其品系葇荑花序和中部横径的比值(T)增加而变薄(图 2-H)。结果表明:葇荑花序柱体越大,其长与中部横径比值越大的品系,将结果大、壳薄特征的坚果。

图 2 平欧杂种榛葇荑花序柱体积与坚果主要数量性状间回归直线图 Figure 2 Straight figures of regression of the catkin column and nut principal quantity propertiesof C. heterophylla × C.avellana
4 结论与讨论

1) 平欧杂种榛无性世代树苗在结果前2~3年便发育形成正常的雄花花序-葇荑花序。

2) 平欧杂种榛坚果的大小与其葇荑花序的大小呈现极显著的正相关,因此,葇荑花序越大的平欧杂种榛株系、品系或品种,其坚果越大。

3) 平欧杂种榛坚果壳厚与其葇荑花序柱体长度和粗度(中部横径)的比值呈现显著的负相关,证明具有细长葇荑花序的品系(或株)所结出坚果壳越薄。

4) 在榛子杂交育种中的F1代无性系选种和引种中,可在榛子结果前2~3年。运用本研究提出回归方程提前预测出株系(或品系)坚果的大小(如体积、单果质量、果径)和坚果壳的厚薄,进行选择,尽早淘汰小果、壳厚的株系(品系),达到节省人力和缩短育种年限。

5) 榛属植物是雌雄同株开花植物,每个种的无性系后代多处于遗传上的杂合体状态,即属于种内杂交种。本项研究结果可作为对榛属植物的每个种的种子繁殖后代和人工种内杂交后代无性系株系(品系)提早选择的依据。

6) 榛属植物不同种间的坚果与葇荑花序是否存在此种遗传相关关系,尚需进一步调查研究。

参考文献(References)
国家林业局. 2006.中华人民共和国林业行业标准LY/T 1650-2005.榛子坚果, 平榛, 平欧杂种榛. Hazelnut nut.北京: 中国标准出版社, 1-2.
李秀霞, 牛成功, 邵红, 等. 2005. 佳木斯地区榛子引种试验初报. 中国野生植物资源, 24(6): 72-74. DOI:10.3969/j.issn.1006-9690.2005.06.023
李秀霞, 邵红, 王仲, 等. 2007. 平欧杂交榛在佳木斯地区的生长表现. 林业科技, 32(6): 60-62.
梁维坚, 解明, 董德芬, 等. 2000. 榛子新品种选育研究. 中国果树, (2): 4-6. DOI:10.3969/j.issn.1000-8047.2000.02.002
林德光. 1982. 生物统计的数学原理. 沈阳: 辽宁人民出版社, 402-479.
杨永年. 1990. 园艺统计学. 哈尔滨: 东北林业大学出版社.
周概容. 1984. 概率论与数理统计. 北京: 高等教育出版社, 575-587.
Giovanni M, Miaja M L, Vallania R, et al. 1996. New hazelnut selections obtained by crossing.Ordu_Turkey: IV International Congress on Hazelnut (Abstracts), 13.
Gorbani A.1996.Investigation, indentification and collection of hazelnut genotypes in Iran. Ordu_Turkey: Proc.Ⅳth In. Congress on Hazelnut(abstracts), 7.
Kosenko I S.2000.Dendrological park Sofiyivka as centre of introduction of genus Corylus L.species in Ukraine. Kiev: ISSN1605-6574. Introduction of Plant, 61-68.
Kosenko I S.2002.Corylus L.in Ukraine.Kiev: Academical Periodic, 20-80.
Kosenko I S.2005.Collection funds of the genus Corylus L.in the Sofiyicka National Dendrological park as a valuable base for filbert breeding. Targon_Spain: Proc VIth Intl Congress on Hazelnut Acta Hort.686 ISHS: 587-602.
Liang W, Ming X, Peng L.1996.Study on introducing and naturalization of european Hazelnut(Corylus avellana) and its adaptability in China. Ordu_Turkey: Proc IV International Congress on Hazelnut(Abstracts), 21.
Rovira M.1996.Genetic variability among hazelnut(C.avellana L.)cultivars. Ordu_Turkey: Proc Ⅳ-4 International Congress on Hazelmut(Abstracts), 10.
Whitcher I N, Wen J. 2001. Phylogeny and biofeography of Corylus (Betulaceae):inferences from ITS sequences. Syst Bot, 26(2): 283-298.
Xie M, Zheng J, Me G, et al. 2005.European hazelnut in China: Present situation and future perspectives.Targon_Spain: Proc VIth Intl Congress on Hazelnut Acta Hort.686 ISHS, 35-40.