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四川银杏叶片表型差异研究

2020-07-09胡娉婷严贤春罗建勋刘芙蓉杜阳平

四川林业科技 2020年3期
关键词:种源叶面积古树

胡娉婷, 严贤春, 罗建勋, 刘芙蓉, 杜阳平

1. 西华师范大学生命科学学院,四川 南充 637000;

2. 四川省林业科学研究院,四川 成都 610081

银杏(Ginkgo biloba L.)为银杏科(Ginkgoaceae)银杏属(Ginkgo)植物,为世界上最古老的孑遗的稀有树种,该物种已被列为国家Ⅰ级重点保护野生植物,被誉为“植物界的活化石”,是集食用、材用、绿化和观赏等于一体的植物[1],四川历来被认为是银杏重要产区,有关银杏的研究有一些文献报道,朱益川[2]对四川盆地重点银杏产区进行了区域划分和种质资源调查,按照用途可将其分为:观赏型银杏、材用型银杏、果用型银杏[3]和叶用型银杏。现以叶用型银杏栽培较广泛,因其银杏叶片中主要含有黄酮和萜内酯等活性药用物质[4,5],还有丰富的微量元素[6],对预防和治疗心脑血管疾病、老年痴呆等具有很好的效果[7],银杏叶片应用广泛,还可作银杏叶提取物制品、银杏叶保健饮料、银杏叶茶等[8]。本文以四川银杏的14 个主产区为试验样地进行叶片的采集,分析探讨了四川地区不同种源银杏叶片表型的差异性,为我省银杏产业发展提供材料,供生产中推广利用[9,10]。

1 材料和方法

1.1 试验材料

2017 年秋季在四川收集的14 个乡土叶用银杏种源的叶片作为研究材料,对四川省内银杏主要栽培区域及典型代表区域的资源进行调查,详见表1,并采集叶片进行8 个不同性状分析,筛选出优良种源。

1.2 种源调查及叶片测定方法

对四川省内不同种源的银杏古树资源进行调查,2017 年秋季从每株古树的4 个方位上随机采取30~40 片无明显病虫害叶片,采用Image-J 软件测定叶片长度、叶片宽度、叶面积和叶柄长度,用游标卡尺(精度0.01 mm)测定叶片厚度,用电子天平(精度0.01 g)称量单叶鲜重。

表1 银杏种源位置和生长状况Tab. 1 Provenance location and growth status of Ginkgo biloba

1.3 数据统计分析方法

利用Excel 2007 进行数据整理,利用DPS 7.05进行方差分析和多重比较,最后评选出优良种源。

2 研究结果与分析

2.1 不同银杏的种源分布及类型

在四川省内银杏的主要栽培区内,按四川盆中丘陵区和盆地东、南、西、北方向选择具有典型代表的区域,并对14 个不同种源的银杏古树资源进行调查,见表1。其中大邑县和名山区主要是银杏古树群,青川县和万源市包括部分古树群。本次调查的不同种源银杏古树平均胸径变幅为44.07 cm~95.89 cm,其中以青川县和万源市的银杏古树平均胸径较大,而成都市区和岳池县的银杏古树平均胸径较小。

2.2 不同种源银杏的单叶重量分析

14 个种源区的银杏古树叶片重量,方差分析和多重比较结果分别见表2、表3,不同种源银杏的单叶重量差异达到极显著水平(P<0.01)。从表3 可知,不同种源的银杏单叶重量变幅为0.393~0.573 g,其中单片银杏古树叶片平均值最高的是泸州市区种源、南充高坪区种源和广元青川县种源,其中大邑县金星乡银杏古树群和青川县的银杏古树位于乡村郊区,树龄达500 以上,该古树群的银杏相对受人为干扰程度较低,种源代表性较好;而南充市区和泸州市区的银杏古树受城市建设和人为干扰程度相对较大,部分古树由外面购买,部分古树的枝条受到剔枝和修剪等干扰。而名山区蒙顶山的银杏古树群叶片重量相对较低,仅为0.40 g,这可能是由于该古树群主要是雌株,雌株由于结实量较好,在一定程度上影响了叶片的营养生长,同时名山区蒙顶山的银杏古树群叶片重量的变异系数相对较低,仅为20.66%,表明性状较稳定。此外,成都市区的银杏古树单叶重量为0.393 g,变异系数达33.48%,可见成都市区银杏古树叶片重量差异大,这可能是由于成都市的银杏古树资源受城市建设和人为干扰的程度较大。

表2 14 个种源区银杏叶片重量方差分析Tab. 2 Variance analysis of leaf weight of ginkgo biloba in 14 provenance regions

2.3 不同种源银杏的叶片厚度分析

14 个种源区的银杏古树叶片厚度的方差分析和多重比较是表4 和表5。从表4 可看出不同种源银杏的叶片厚度差异均达到极显著水平(P<0.01)。从表5可知,不同种源的银杏单叶厚度变幅为0.226 mm~0.336 mm,其中单片银杏古树叶片厚度平均值最高的是德阳市、广元青川县,分别为0.336 mm 和0.3 mm,其变异系数相对较低,其变异系数分别为16.41%、11.07%。其中名山区蒙顶山的银杏古树群叶片平均厚度相对较低,平均厚度仅为0.245 mm,变异系数16.34%,这与其单叶重量较低的结果相一致。大竹县的银杏叶片厚度为0.118 mm~0.328 mm 之间,平均厚度最低,仅为0.226 mm,变异系数为17.72%,差异明显。

表3 14 个种源区银杏古树叶片重量差异Tab. 3 Leaf weight differences of ginkgo biloba in 14 provenance regions

表4 14 个种源区银杏古树叶片厚度方差分析Tab. 4 Variance analysis of leaf thickness of ancient ginkgo biloba in 14 provenance regions

2.4 不同种源银杏的单位枝条的叶片数量和叶片重量分析

14 个种源区的银杏古树单位枝条叶片数量,从表6 可看出,不同种源的银杏单位枝条上的叶片数量为101.29~163.41 片,平均数量为135.94 片,变异系数为11.51%~40.65%。其中单位枝条上的叶片数量平均值最高的是大竹县种源和五通桥区种源,分别为163.41 片和162.28 片;其次为泸州市区、自贡市区和德阳市区种源,平均值在150~160 片之间。而大邑县、名山区、阆中市和岳池县的叶片数量均相对较低,为101.29~110.14 片之间。

表5 14 个种源区银杏古树叶片厚度差异Tab. 5 Leaf thickness differences of ancient ginkgo biloba in 14 provenance regions

表6 14 个种源区银杏古树单位枝条叶片数量差异Tab. 6 Differences in leaf number of unit branch of ancient ginkgo trees in 14 provenance regions

对14 个种源区的银杏古树单位枝条上的叶片重量进行了分析,从表7 可知,不同种源的银杏单位枝条上的叶片重量为43.75 g~86.35 g,平均重量为66.86 g,变异系数为20.89%~62.65%。其中单位枝条上的叶片重量平均值最高的是泸州市种源和德阳市种源,均达80 g 以上;其次为五通桥区、大竹县、自贡市区和青川县种源;而名山区种源的单位银杏枝条的叶片重量最低,仅为43.75 g。

表7 14 个种源区银杏古树单位枝条的叶片重量差异Tab. 7 Leaf weight differences of unit branch of ancient ginkgo trees in 14 provenance regions

对不同种源区的银杏古树单位枝条上的叶片数量及重量进行了方差分析,结果见表8,不同种源银杏单位枝条上的叶片数量及重量差异均达到极显著水平(P<0.01)。

表8 14 个种源区银杏古树叶片数量及重量方差分析Tab. 8 Variance analysis of leaf number and weight of ancient ginkgo biloba in 14 provenance regions

2.5 不同种源银杏的叶柄长度分析

对14 个种源区的银杏古树的叶柄长度进行了方差分析和多重比较,结果见表9 和表10,不同种源银杏叶柄长度的差异均达到极显著水平(P<0.01)。多重比较结果见表10,平均叶柄长度为4.85 cm~6.47 cm,变异系数为19.31%~35.53%。其中叶柄长度最大的是万源市种源、自贡市种源和高坪区种源,平均叶柄长度分别为6.47 cm、6.40 cm 和6.25 cm;其次大邑县、名山区、五通桥区、岳池县和德阳市种源的银杏叶柄长度为5.00 cm~6.00 cm 之间;成都市区种源、青川县种源和都江堰市种源的叶柄较短,分别为4.85 cm、4.87 cm 和4.87 cm,显著低于万源市、自贡市和高坪区种源。

表9 14 个种源区银杏古树叶柄长度方差分析Tab. 9 Variance analysis of petiole length of ancient ginkgo biloba in 14 provenance regions

表10 14 个种源区银杏古树叶柄长度差异Tab. 10 Differences in petiole length of ancient ginkgo biloba in 14 provenance regions

2.6 不同种源银杏的叶片长度和宽度分析

银杏叶片大小受到遗传、环境、营养成分等多种因素的影响,是叶用型银杏的主要经济指标,也是银杏光合作用的主要场所,直接关系着植株有机物质的合成和积累。

对不同种源区的银杏古树的叶片长度进行了分析,多重比较结果见表11,平均叶柄长度为3.10 cm~5.18 cm,变异系数为6.29%~18.66%。其中叶片长度最大的是万源市种源、大竹县种源,平均叶片长度分别为5.18 cm 和5.10 cm,显著高于其他种源的银杏叶片长度;成都市区种源和都江堰市种源的叶片长度较短,分别为3.10 cm 和3.95 cm,其中成都市区种源显著低于其他种源。

表11 14 个种源区银杏古树叶片长度差异Tab. 11 Leaf length differences of ancient ginkgo biloba in 14 provenance regions

对不同种源区的银杏古树的叶片宽度进行了分析,多重比较结果见表12,平均叶片宽度为6.05 cm~8.70 cm,变异系数为11.38%~23.09%。其中叶片宽度最大的是万源市种源、大竹县种源,平均值分别为8.70 cm 和8.36 cm,显著高于其它种源的银杏叶片宽度;成都市区种源和都江堰市种源的叶片宽度较短,分别为6.05 cm 和6.30 cm,其中成都市区种源显著低于其它种源。

对不同种源区的银杏古树的叶片长度和宽度进行了方差分析,结果见表13,不同种源银杏的叶片长度和宽度的差异均达到极显著水平(P<0.01)。

2.7 不同种源银杏的叶面积分析

14 个种源区的银杏叶面积的方差分析和多重比较是表14 和表15,从表14 可看出,不同种源银杏叶面积的差异均达到极显著水平(P<0.01)。多重比较结果见表14,不同种源的平均叶面积为14.36 cm2~30.84 cm2,变异系数为19.23%~38.73%。其中叶面积最大的是万源市种源和大竹县种源,平均叶面积分别为30.84 cm2和30.13 cm2;成都市区种源和名山区种源的叶面积较小,分别为14.36 cm2和17.63 cm2,显著低于万源市种源和大竹县种源。

表12 14 个种源区银杏古树叶片宽度差异Tab. 12 Differences in Leaf width of ancient ginkgo biloba in 14 provenance regions

表13 14 个种源区银杏古树叶柄长度方差分析Tab. 13 Variance analysis of petiole length of ancient ginkgo biloba in 14 provenance regions

表14 14 个种源区银杏古树叶面积方差分析Tab. 14 Variance analysis of leaf area of ancient ginkgo biloba in 14 provenance regions

3 研究结论

3.1 银杏不同区域种源的分布及生长差异

本文通过对四川不同种源区银杏古树叶片在表型性状上进行比较,筛选出更加适宜四川盆地栽培的优良种源区。结果表明:不同银杏种源分布较分散,但古树群以大邑县和名山区分布较集中;以青川县和万源市的银杏古树较大,以岳池县和成都市区的银杏古树较小,这可能是由于银杏作为城市园林绿化树种,其苗木受到人为调运的影响程度较大造成的。不同种源银杏的叶片数量和叶片重量差异明显[11],不同单株间在叶片大小上也有较大差异,生长较快的古树群是大邑县和青川县古树群,在一定程度上说明银杏古树对环境适应能力存在较大差异。这与刘毅[12]在陕西杨凌地区的研究一致,陕西地区宝鸡县银杏的叶片重量高于其他地区,这可能是对环境适应能力强弱的原因造成的。

表15 14 个种源区银杏古树叶面积差异Tab. 15 Difference in leaf area of ancient ginkgo biloba in 14 provenance regions

3.2 不同银杏种源叶片表型性状差异性分析

通过对四川不同种源区的银杏古树叶片数量和叶片重量分析发现,不同种源银杏单位枝条的叶片数量存在显著性差异[13],且达到极显著水平(P<0.01),其中大竹县的平均叶片数量最多,阆中市的平均叶片数量最少;不同种源银杏单位枝条上的叶片重量存在极显著差异(P<0.01),其中泸州市种源平均重量最大,名山区平均重量最小,且岳池县的叶片重量差异明显,大邑县的叶片重量差异不明显;不同种源银杏的叶片长度、宽度和叶面积均达到极显著水平[9],其中以万源市种源、大竹县种源的叶片长度、叶片宽度和叶面积较大,而以成都市区种源和都江堰市种源的叶片长度、叶片宽度和叶面积较小,表明不同单株在不同种源间的叶片面积上存在较大差异,表明受到环境等多种因素的影响;四川各种源区的叶面积表现出明显差异性,结果与林琰、李小芳等[14]对浙江银杏叶表型性状进行分析的研究相一致,浙江银杏单叶面积差异较大,这可能由树势的强弱造成的。

3.3 银杏优良种源的评价结果及初步选择

本文在不同种源区银杏分布的基础上进行叶片性状分析,包括单叶重量、叶片厚度、单位枝条的叶片数量和叶片重量、叶柄长度、叶片长度和宽度、叶面积。优良种源选择以提高银杏叶片产量为目标,进行方差分析和多重比较,万源市的银杏叶面积较大,乡土银杏古树资源较丰富,可作为我省的叶用银杏采种母树;大邑县的金星乡银杏古群中,银杏雌株较多,单叶重量和叶片厚度均较高,需进一步采集其种子,测定子代苗木叶片黄酮含量,可作为备选优良采种母树,为银杏优良种质资源选择提供参考[14]。

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