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大兴安岭地区野生蓝莓果实的形态变异

2014-01-22郭有燕余宏远王恩久刘志科李彦华

经济林研究 2014年2期
关键词:果长大兴安岭地区单果

郭有燕,余宏远,吕 彪,王恩久,刘志科,李彦华

(1.河西学院,甘肃 张掖 734000;2.大兴安岭职业学院,黑龙江 加格达奇 165000;3.青岛农业大学,山东青岛 266109)

蓝莓Vaccinium corymbosumL又名笃斯越桔,为杜鹃花科Ericaceae越橘属Vaccinium植物,其果实富含有大量花青素、天然视紫质、尼克酸及黄酮等多种酚类生理活性成分[1],具有增强免疫力和抗癌的功效。因为蓝莓果实具有极高的营养价值和独特的保健功效,被誉为世界“水果之王”[2]。蓝莓果实抗氧化能力强,联合国粮农组织将其列为“五大健康食品之一”。我国野生蓝莓资源大面积分布于大兴安岭地区,其中以图强、阿木尔、新林、塔河和漠河分布较为集中[3]。目前,关于蓝莓的研究主要集中在花青素提取[4]、化学成分分析[5]和蓝莓繁殖等方面[6-7],而关于蓝莓果实形态方面的研究未见相关报道。蓝莓果实形态变异较大,果实是遗传变异的重要特征之一[8-9],本文中通过研究大兴安岭地区野生蓝莓不同集中分布区域及同一区域不同果实间果实形态的变异,以期为蓝莓育种工作提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料采集

2008年7月分别在大兴安岭地区野生蓝莓集中分布区域图强、漠河、新林、阿木尔、塔河进行蓝莓果实采集。经充分踏查,在蓝莓集中分布区分别设置面积为10m×10m的样地3个,每个样地内随机选取20个样株,每个样株采摘20个果,不足20个果的全部摘取。

1.2 试验方法

1.2.1 分布区环境因子的测定

环境因子测定于2008年7月15~25日完成。经度、纬度用全球卫星定位系统(global positioning system,GPS)测定。各样地沿对角线取3个0~20cm的土壤样品,应用烘干(105℃)法测定土壤水分含量。土壤全氮含量用半微量凯氏定氮法测定,有机质含量用重铬酸钾容量法测定,pH值用酸度计测定。

1.2.2 果实表型测定

表征蓝莓果实大小的指标包括长度、宽度和单果质量;表征蓝莓果实形状的指标为长宽比。将采集到的蓝莓新鲜果实即时进行测定,用游标卡尺测量果实的长度和宽度,精确到0.01cm。单果质量用1/100的天平称量。

1.2.3 数据分析

采用SPSS16.0线性模型嵌套设计方差分析,研究产地间和产地内单株间2个水平上的差异。果实观测值的线性模型为:Yijk=μ+Pi+Tj(i)+eijk。其中,Yijk为第i个群体第j个单株的第k个观测值,μ为总均值;Pi为第i个群体的效应值;Tj(i)表示第i个群体内的第j个单株的效应值;eijk为试验误差。用变异系数来衡量产地间和产地内果实性状的变异水平(变异系数=标准差/平均值)。对各性状之间以及与地理因子之间的关系进行相关性分析,采用Q型聚类对不同群体进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 蓝莓果实性状的差异分析

大兴安岭地区野生蓝莓产地间果实形态测定结果见表1。

表1 大兴安岭地区不同产地野生蓝莓果实形态指标Table 1 The morphology indexes of wild V.corymbosum fruits from different producing areas of Daxinganling

对表1中果实形态指标值进行方差分析结果如表2所示。从表2中可以看出,大兴安岭地区不同产地间、产地内单株间,野生蓝莓果实除长宽比无显著差异外,其它各性状均有极显著差异。通过产地间F值比较,大兴安岭地区野生蓝莓4个形态指标中果宽的F值最大(212.14),其次为果长(97.577),长宽比最小(0.588)。产地内单果质量的F值最大(105.209),其次为果宽(212.14),长宽比最小(1.886)。

大兴安岭地区不同产地间,野生蓝莓果宽的变异系数最大(28.83%),果长的变异系数次之(26.14%),产地内各单株间长宽比变异系数最大(25.08%),果长的变异系数次之(16.71%)。单果质量在产地间和产地内的变异系数较低,表明单果质量具有较高的稳定性[10-11]。

2.2 蓝莓果实性状的相关性分析

2.2.1 果实性状间的回归分析

不同产地蓝莓果长与果宽的回归分析结果如表3所示。从表3中可以看出,大兴安岭地区不同产地蓝莓果长与果宽呈紧密的线性正相关。随着果长的增加,果宽也随之增大。5个产地蓝莓果长与果宽均达到了极显著线性相关(P<0.01)。线性回归方程中,当b值越接近于0,表明果长与果宽在遗传上的关联度越小,反之则越大[12-14]。相关指数R2也能反映果长与果宽在遗传上相关度。R2越大,表明果长和果宽的遗传关联度越大。大兴安岭地区不同产地野生蓝莓果长和果宽的相关指数R2的差异,表明各产地蓝莓果长与果宽在遗传关联度上也是不同的。

表2 大兴安岭地区野生蓝莓产地间果实形态的方差分析†Table 2 Variance analysis of morphology indexes of wild V.corymbosum fruit from Daxinganling

表3 不同产地蓝莓果长与果宽的回归分析Table 3 Regression analysis of fruit length with fruit width of wild V.corymbosum from different producing areas

不同产地野生蓝莓果长、果宽与果实质量的回归分析结果如表4所示。从表4中可以看出,不同产地蓝莓果长、果宽与单果质量呈极显著的线性相关(P<0.01),因此可以根据线性方程对单果质量进行预测,但因R2不同,单果质量预测的精度也不同。图强产区蓝莓果长与单果质量相关系数R2最大,通过Y=-0.727+1.469X进行单果质量的预测。其它4个产区果宽与单果质量的相关系数R2较大,通过果宽进行单果质量的预测,精度会更大一些。

表4 不同产地野生蓝莓果长、果宽与果实质量的回归分析Table 4 Regression analysis of fruit length and width with fruit mass of wild V.corymbosum from different producing areas

2.2.2 果实与生态因子的相关性分析

大兴安岭地区野生蓝莓分布区环境因子如表5所示。

对野生蓝莓果实性状与环境因子的相关性进行分析,结果如表6所示。由表6可以看出,仅纬度与单果质量的相关性达到显著水平。

表5 大兴安岭地区野生蓝莓分布区环境因子Table 5 Some environment factors of wild V.corymbosum distribution areas at Daxinganling

表6 野生蓝莓果实形态指标与环境因子的相关性†Table 6 Correlation of morphological indexes of wild V.corymbosum fruits and environment factors

2.3 蓝莓果实性状的聚类分析

采用果实的4个形态指标对5个产地的蓝莓进行聚类分析,在欧式距离为5时,可将5个产地的蓝莓聚为2类(见图1),阿木尔、塔河和漠河的蓝莓聚为一类,其主要特点是果实较大,可表述为“大果型”。图强、新林的蓝莓聚为一类,其主要特点是果实较小,可表述为“小果型”。

图1 大兴安岭地区不同产地野生蓝莓聚类Fig.1 Clustering of wild V.corymbosum from different producing areas of Daxinganling

3 结论与讨论

大兴安岭地区不同产区及产地内果实形态特征存在显著差异,经分析发现产地间的差异显著高于产地内的差异,这与野生黄花苜蓿[15]、野生大豆[16]的研究结论相同,因此,在生物多样性保护及利用中,应尽量采集较多的野生群体。

大兴安岭地区不同产区野生蓝莓果实各性状之间均存在显著的相关性。不同产地蓝莓果长和果宽呈显著线性正相关(P<0.01),果宽随果长的增加而增加。不同产地蓝莓果长、果宽与单果质量也呈显著的线性正相关。这与常君等[9]对美国山核桃的研究、刘子雷等[12]对浙江红花油茶的研究结果一致。

由于不同自然条件的长期作用和地理的阻隔,可使果实在产地间产生较大的差距[16]。相关性分析结果表明,单果质量与纬度呈显著负相关。聚类分析发现,阿木尔、塔河和漠河果实较大,属“大果型”,图强、新林果实较小,属“小果型”。

本研究中只对大兴安岭地区野生蓝莓主要分布区果实特征进行了调查研究,研究的范围较小,仅从果实形态上很难完全揭示野生蓝莓的遗传和亲缘关系,因此,今后的工作应选用更多的形态指标在更大的范围进行取样。

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