天然篤斯越桔優異種質選擇及苗木規模化生產技術1)

蘭士波

(黑龍江省林業科學研究所經濟林研究室,哈爾濱 150081)

篤斯越桔(Vaccinium uliginosumLinn.)為杜鵑花科(Ericaceae)、越桔屬的一種野生珍貴果類之一,果肉細膩,酸甜適口,營養豐富,具有較高的經濟價值和廣闊的發展前景。全世界越桔屬植物400余種,中國91個種、28個變種,廣泛分布于東北和西南地區,黑龍江省分布4種2變種1變型[1-4],具有野生集中分布的特點。篤斯越桔喜光、耐水濕,對水分要求嚴格,抗澇和抗寒能力極強,適宜腐殖質豐富的強酸性土壤。在光照充足的空曠地、林緣或疏林下生長茂盛;在水濕沼澤地,生長季內始終處于積水狀態,若萌芽期、開花期和果實開始膨大期水分不足直接影響結實量,嚴重干旱導致絕產。

筆者利用篤斯越桔極強的抗寒性和抗澇性,在天然群體果實性狀變異分析的基礎上[5],系統進行林分類型間植株生長、單株結實量的對比分析與綜合評價,選育出極具培養價值的優異種質,并創新提出組織培養規模化苗木繁育的關鍵技術,為種質資源的遺傳改良和優異種質的創新利用提供科技支撐與示范。

1 試驗地自然概況

試驗地選設在大興安嶺篤斯越桔天然群體內,包括:加格達奇、新林、呼瑪、呼中、勁濤、塔河及漠河等7個群體(表1)。該區域地勢呈北寬南窄之勢,北部和西部起源于額爾納河,西南與海拉爾臺地相接,南至阿爾山五叉溝,東向嫩江平原過渡,東北以黑龍江為界。氣候屬寒溫帶季風氣候,冬季漫長少雪,春、秋和夏季短暫,溫差較大。平均氣溫-4.9℃,極端低溫-47℃,1月份平均氣溫-25.5℃,7月份平均氣溫20℃,降水量400～500mm,多集中于5～8月份,約占全年降雨量70%以上,相對濕度70%,日照時數2 600h,≥10℃的年有效積溫1655.21℃,無霜期80～120d。土壤類型包括:棕色針葉林土、灰色森林土、河灘森林土、草甸土和沼澤土,以棕色針葉林土為主。

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2 試驗材料和統計分析方法

2.1 試驗材料

在不同林分類型的天然群體內分別設置5塊1 000m2的固定標準地,對其果實性狀進行變異分析和綜合評價,廣泛開展優異群體選擇。同時,選擇結實量高、果實飽滿、生長勢較強的優良單株,收集頂芽或腋芽飽滿的健壯休眠枝條作為組織培養的外植體。

2.2 統計分析方法

數據處理分析包括:方差分析、LSR檢驗、T檢驗等,其中:方差分析、LSR檢驗采用SPSS13.0的General Linear Model中的Univariate軟件,T檢驗采用SPSS13.0的Compare Means中的Independent-Samples Test軟件[6]。

方差分析采用Yijk=μ+Bi+Fj+BFij+ε ijk線性固定模型,式中:Yijk為第i個區組第 j個家系的第 k個觀測值;μ為總體平均值;Bi為區組;Fj為家系;BFij為家系與區組間的交互作用;ε ijk為誤差。

3 試驗結果與分析

3.1 天然篤斯越桔優異種質選擇技術

3.1.1 林分類型間植株生長及果實性狀對比分析

林分類型間篤斯越桔的植株生長、果實類型、果實大小、單株結實量及結實特性存在一定差異,為系統開展天然篤斯越桔優異種質選擇,分別測定7個群體5種林分類型的植株生長、果實類型、結實量及結實特性(表2)。其中:A、白樺+柴樺+柳樹+篤斯越桔+杜香;B、白樺+柳樹+篤斯越桔;C、白樺+赤楊+柴樺+柳樹+篤斯越桔+越桔+杜香;D、柴樺+杜鵑+篤斯越桔+越桔+杜香;E、篤斯越桔甸子。

表2 林分類型間篤斯越桔植株高生長及果實性狀表現

續表2

測定結果表明:“白樺+柴樺+柳樹+篤斯越桔+杜香”及“白樺+柳樹+篤斯越桔”林分類型內的篤斯越桔植株較高,分別為67.14cm和85.57cm,且樹姿開張,每果穗含果實2～5粒,產量較高,單株結實量分別為18.0g和26.0g。果實藍色,具長形、橢圓形、扁平形、圓形和梨形等5種果實類型,以球形果植株結實量最高,其次為長形果植株。“篤斯越桔甸子”上的植株矮化,平均高僅50.30cm,單株結實量最少(14.50g),遺傳改良價值較低。“白樺+赤楊+柴樺+柳樹+篤斯越桔+越桔+杜香”林分類型內的篤斯越桔植株矮化,平均高 48.7cm,且樹姿開張,單株結實量最高(90.0g),每果穗含5粒果實,深藍色,僅球形1種果實類型。“柴樺+杜鵑+篤斯越桔+越桔+杜香”林分類型內的篤斯越桔植株平均高58.0cm,單株結實量19.33g,每果穗僅含2粒果實。

3.1.2 林分類型間植株高與單株產量變異分析

為度量4種林分類型間篤斯越桔株叢高、單株產量的差異,分別對其進行方差分析(表3),統計出各變量平方和、自由度、均方、確切F值及F檢驗顯著性概率。結果表明:2個性狀顯著概率均小于0.01,林分類型間的株叢高、單株產量均具極顯著差異,顯著性概率在0.000～0.009之間。同時,在此基礎上,對株叢高、單株產量進行多重比較(表4)。

表3 林分類型間篤斯越桔株叢高、單株結實量方差分析結果

表4 林分類型間篤斯越桔株叢高、單株結實量多重比較結果

方差分析結果(表3)表明:林分類型對篤斯越桔株叢高、單株結實量具有一定影響,相同林分類型內篤斯越桔的株叢高、單株結實量差異較小,林分類型間的株叢高、單株結實量差異極顯著。多重比較結果(表4)表明:4種林分類型的株叢高由大至小的排列順序為B→A→D→C,單株結實量由小及大的順序為D→A→B→C。由此可見,林分類型C內篤斯越桔單株結實量最高(88.2962g),且植株趨于矮化(59.87cm),果實球形、深藍色。

3.1.3 果實類型間體篤斯越桔果實性狀變異分析

天然篤斯越桔果實可劃分為長形、橢圓形、扁平形、圓形和梨形5種類型,以球形果和長形果居多。果實類型間果實的大小存在顯著差異,果實最大直徑達2.0cm,最小僅0.6cm;果實縱徑、橫徑及縱橫比3個性狀變異及方差分析結果(表5、表6)表明:果實類型間縱徑和橫徑2個性狀變異較大,達到差異顯著水平,變異幅度分別在0.06%～0.93%、0.32%～2.80%范圍內;縱徑與橫徑的比值變異較小,變異幅度 0.87%～1.65%。相同果實類型的縱徑與橫徑2個性狀變異較小,僅扁平形果實的縱徑和長形果實的橫徑變異較大,變異系數分別為0.93%、2.80%。果實類型間果實的風味差異明顯,圓形果實酸甜,風味最佳,極具開發利用價值。

表5 果實類型間果實性狀變異分析結果

表6 果實類型間果實性狀方差分析結果

3.2 篤斯越桔優異種質組織培養苗木繁育關鍵技術

無性繁殖未經兩性細胞受精過程,后代能保持原始親本的性狀和特性,表現出無性繁殖下的遺傳穩定性,具有獲取最大遺傳增益的能力[7]。組織培養繁殖不受季節限制,以此方式獲得的篤斯越桔植株較常規扦插苗基部的分枝數量提高2～3倍,且光合面積增加,花芽量增多,單株結實量較高,為篤斯越桔優異種質規模化生產的重要途徑[8-9]。

3.2.1 外植體采集和滅菌技術。選取頂芽或腋芽飽滿的健壯休眠枝條,剪除基部較老和頂梢細弱部分,在20～25℃溫度范圍內,用清水浸泡催芽,且清水噴霧2～3 N/d。然后,剪取1.0～2.0cm長帶芽莖段,清水反復沖洗后,在超凈工作臺上用0.1%HgCl2溶液表面滅菌3min,置無菌水中浸泡40～60min。

3.2.2 培養條件控制。在篤斯越桔組織培養所需培養基中均加入20g/L蔗糖和6g/L日產瓊脂粉,培養條件嚴格控制在:酸堿度pH5.8,白天溫度25±1℃,夜間溫度20±1℃,光照強度2 000 lx,光照時間12h/d。

3.2.3 側芽萌發生長誘導及增殖培養技術。以Ca(NO3)2?4H2O、KNO3代替原WPM 培養基中K2SO4、CaCI2,在無菌條件下,將單芽莖段接種于改良WPM(改良)+ZT 0.5mg/L培養基上誘導側芽萌發生長,約10d側芽開始萌動,15d節間伸長,小葉展開。剪切具1個腋芽的莖段,待腋芽伸長后,轉接入WPM(改良)+6-BA 1.0mg/L+ZT 1.0mg/L上增殖培養25d,其中:6-BA為6-芐基腺嘌呤,ZT為玉米素。

3.2.4 試管苗生根培養與溫室馴化技術。剪取高2.0cm的單芽莖段,轉接于 1/2 WPM(改良)+IBA 0.1mg/L培養基上生根培養。在培養室中,轉移經20d暗處理的試管苗至弱光條件下,培養35～40d后,移栽生根植株或未生根新梢到草炭土∶河沙=1∶1的基質上,用塑料封閉保濕40d。弱小植株恢復健壯生長后開始通風,且每天噴霧數次,間隔 15d澆灌 1次0.5%FeSO4溶液。

4 結論與討論

4.1 通過對天然群體篤斯越桔株叢高、單株結實量及果實性狀變異程度的測定和分析,確定“白樺+赤楊+柴樺+柳樹+篤斯越桔+越桔+杜香”、“白樺+柴樺+柳樹+篤斯越桔+杜香”及“白樺+柳樹+篤斯越桔”林分類型內的篤斯越桔為優良群體。綜合考慮植株生長、單株產量、果實類型及果實性狀變異程度,初步認定:生長在“白樺+赤楊+柴樺+柳樹+篤斯越桔+越桔+杜香”林分類型內的篤斯越桔為優異種質,其單株結實量最高,且植株趨于矮化,樹姿開張,果實球形、深藍色。

4.2 采取組織培養無性繁殖技術能保持原始親本的優良遺傳品質,而且不受季節限制,為篤斯越桔優異種質規模化生產的重要途徑。篤斯越桔側芽萌發生長誘導、增殖培養及生根培養的適宜培養基分別為WPM(改良)+ZT 0.5mg/L、WPM(改良)+6-BA1.0mg/L+ZT1.0mg/L、1/2WPM(改良)+IBA0.1mg/L。在所需培養基中均加入20g/L蔗糖和6g/L日產瓊脂粉,培養條件嚴格控制在:酸堿度 pH5.8,白天溫度25±1℃,夜間溫度 20±1℃,光照強度2 000 lx,光照時間12h/d。

[1]鄭萬鈞.中國樹木志[M].北京:中國林業出版社,1983.

[2]劉新田.中國兩種越桔資源的現狀與開發前景[J].世界林業研究,1998,(2):64-68.

[3]李凌.越桔在世界范圍內的栽培發展趨勢[J].西南園藝,2000,28(2):3-4.

[4]李亞東.越桔栽培與加工利用[M].長春:吉林科學技術出版社,2001,1-10.

[5]蘭士波.落葉松雜交子代生長表現及遺傳增益研究[J].林業科技開發,2007,21(1):22-25.

[6]劉先勇,袁長迎,段寶福,等.SPSS 10.0統計分析軟件與應用[M].北京:國防工業出版社,2002.

[7]陳正華.木本植物組織培養及應用[M].北京:高等教育出版社,1986:303-310.

[8]陳慧都,郝瑞,吳愛年.越桔工廠化育苗研究[J].中國農業研究,1990,23(3):44-50.

[9]羅旭,樸善陽,陳漢江.篤斯越桔的扦插技術研究[J].林業科技,2006,31(3):8-10.