鹤岗和铁力红松种子园种子形态特征的比较研究

杨柏林，张 振，张 磊，张含国，姜 莹

(1.黑龙江省铁力林业局，黑龙江伊春 152500;2.东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室，黑龙江 哈尔滨

150040)

红松(Pinus koraiensis)为松科松属乔木，是我国东北地区重要的用材树种，也是一种经济价值很高的树种［1，2］，在我国主要分布于长白山及其北部的张广才岭、老爷岭、完达山和小兴安岭［3～5］。黑龙江省作为中国红松的主产区，从上世纪80年代就开始针对红松资源的生产和利用进行了深入研究，建立了大批种子园良种生产基地。但由于生长周期长、生长较慢，严重阻碍了红松良种产业的发展。随着红松籽产业的不断发展，对选择育种的目标和策略进行调整，选育坚果型优良无性系极其重要。目前，对红松种子园无性系开花结实及种子形态已有初步了解，但缺乏系统研究，更缺少不同无性系种子形态的评价。笔者通过对亲本优树来源一致的种子园无性系种子形态的变异分析，筛选出坚果型无性系，旨在为坚果园和高世代种子园营建提供基础材料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2011年秋于黑龙江省铁力市和鹤岗市的红松种子园内分别采集15个无性系的种子。铁力和鹤岗种子园均于1979年营建，亲本优树均来源于黑龙江省五营优树。铁力红松种子园位于小兴安岭南部，地理位置:47°16'55.26″N，128°26'19.07″E。年降雨量 641 mm，年蒸发量1193.3 mm;年日照时数 2 420 h;年均温1.4℃，7月均温21.4℃。鹤岗红松种子园地理位置:47°28'26.3″N，130°35'07.55″E。年降雨量646.0 mm，年蒸发量 1 190.0 mm;年日照时数2 566.8 h;年均温2.6℃，7 月均温21.0℃。

1.2 测定方法

千粒重:采用四分法，取平均值;出仁率:随机选取100 g松籽，出仁率=脱皮后的松仁质量/松籽质量×100%;种长、种宽:随机选取50粒种子为1次重复，每个试验均设置3次重复。

1.3 数据的处理和分析

使用SPSS18.0软件进行数量性状及遗传参数的统计和分析。

2 结果与分析

2.1 红松种子的形态性状

对鹤岗种子园及铁力种子园内红松无性系种子形态性状进行方差分析，结果见表1。

表1 鹤岗和铁力红松无性系种子形态性状表现及方差分析结果

从表1中可以看出，所有性状在无性系间均存在极显著或显著差异，其中:鹤岗种子园无性系间出仁率、千粒重、种仁重、种皮重、种仁重/种皮重、种长、种宽的差异极为显著，长宽比指标在5%水平上达到显著差异;铁力种子园无性系间所有性状在1%水平上达到极显著差异。

鹤岗种子园中，出仁率、千粒重、种仁重、种皮重、种仁重/种皮重、种长、种宽、长宽比的变异系数分别为:5.78%、10.13%、10.61%、11.05%、9.01%、8.30%、12.19%、12.91%;铁力种子园中，出仁率、千粒重、种仁重、种皮重、种仁重/种皮重、种长、种宽、长宽比的变异系数分别为:12.96%、17.43%、21.90%、18.48%、18.14%、8.43%、12.66%、12.62%。铁力种子园中除长宽比指标的变异系数稍低于鹤岗种子园外，其余各性状指标的变异系数均高于鹤岗种子园。与红松种子质量相关的指标(出仁率、千粒重、种仁重、种皮重、种仁重/种皮重)的变异系数在两个种子园中差异较大，而种子形态指标(种长、种宽、长宽比)的变异系数差异较小。说明种子质量受环境因子影响较大，而种子形态受影响较小。这与种子形态是植物对自然环境长期适应、相对稳定的结果一致。

2.2 种子园内无性系间的比较分析

鹤岗种子园中，出仁率、千粒重、种仁重、种皮重、种长、种宽的平均值分别为34.64%、556.03g、0.1924g/粒、0.3637g/粒、14.25mm、8.84mm。对其进行多重比较，结果见表2;每个性状排名前5位的无性系见表3。

表2 鹤岗种子园无性系间各性状的均值与多重比较

表3 鹤岗种子园主要性状前5位的无性系

从表3可以看出:无性系HG23的出仁率最高，高出无性系平均值的9.68%;HG14的千粒重最高，高出平均值的17.84%;HG14的种仁重最高，高出平均值的19.64%;HG39的种长最长，高出平均值的4.46%;HG23的种宽最宽，高出平均值的8.80%。

铁力种子园中，出仁率、千粒重、种仁重、种皮重、种长、种宽的平均值分别为34.33%、478.09g、0.1642g/粒、0.3139g/粒、14.12mm、8.69mm。对其进行多重比较，结果见表4;每个性状排名前5位的无性系见表5。

表4 铁力种子园无性系间各性状的均值与多重比较

表5 铁力种子园主要性状前5位的无性系

从表5中可以看出:无性系TL1357的出仁率最高，高出无性系平均值的 11.91%;TL1194的千粒重最高，高出平均值的24.33%;TL1131的种仁重最高，高出平均值的27.01%;TL1194的种长最长，高出平均值的11.71%;TL1383的种宽最宽，高出平均值的10.35%。

2.3 两个种子园红松种子形态性状的比较分析

由表1可看出，鹤岗种子园红松种子的出仁率、千粒重、种仁重、种皮重、种仁重/种皮重、种长、种宽指标均高于铁力种子园。两个种子园中的无性系亲本均来自五营优树。为比较两个种子园在32a间种子形态的主要性状是否达到数理统计中的显著性水平，对两个种子园各性状进行独立样本T检验，结果见表6。

表6 两个种子园红松种子形态性状的比较

从表6可以看出，千粒重、种仁重、种皮重指标达到统计分析中的极显著差异，出仁率、种仁重/种皮重、种长、种宽、长宽比指标差异不显著。揭示了在32 a间亲本优树来源地一致的两个种子园的松籽质量指标(千粒重、种仁重、种皮重)差异显著，而松籽的形态指标和种仁所占种子整体的比例受环境因素影响较小，表现出的差异不大。

2.4 种子性状间的相关性分析

对红松种子形态性状进行相关性分析，结果见表7。

表7 红松种子性状的相关性分析

从表7中可以看出，红松千粒重指标与种仁重、种皮重、种长、种宽，种仁重与种皮重、种长、种宽，种皮重与种长、种宽，种长与种宽均呈极显著正相关关系，因此，可以选择出千粒重、种仁重、种长、种宽兼优的无性系;出仁率指标与所测性状均无显著相关性，出仁率可做独立选择。

3 结论与讨论

本研究采用的红松种子园无性系亲本均来自五营优树，对种子有关性状的观测数据进行T检验，结果显示，千粒重、种仁重、种皮重指标达到统计分析中的极显著差异，出仁率、种仁重/种皮重、种长、种宽、长宽比指标差异不显著。

红松种子形态性状的相关性表明，千粒重指标与种仁重、种皮重、种长、种宽，种仁重/种皮重与种长、种宽，种皮重与种长、种宽，种长与种宽均呈极显著正相关关系，出仁率指标与所观测性状均无显著相关性。

研究结果还证实，与红松种子质量相关的指标(出仁率、千粒重、种仁重、种皮重、种仁重/种皮重)的变异系数在两个种子园中差异较大，而种子形态指标(种长、种宽、长宽比)的变异系数差异较小，说明种子质量受环境因子影响较大，而种子形态受影响较小，与种子形态是植物对自然环境长期适应、相对稳定的结果一致［6，7］。多重比较结果表明:鹤岗种子园中，无性系HG23的出仁率最高，高出无性系平均值的9.68%;HG14的千粒重最高，高出平均值的17.84%;HG14的种仁重最高，高出平均值的19.64%;HG39的种长最长，高出平均值的4.46%;HG23的种宽最宽，高出平均值的8.80%。铁力种子园中，无性系TL1357的出仁率最高，高出无性系平均值的11.91%;TL1194的千粒重最高，高出平均值的24.33%;TL1131的种仁重最高，高出平均值的27.01%;TL1194的种长最长，高出平均值的11.71%;TL1383的种宽最宽，高出平均值的10.35%。说明红松不同无性系的种子有关性状除受环境影子影响外，还与基因型×环境的交互作用有关［8～11］。本研究结论可为红松种子园的选址和经营管理提供依据。

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