越南油茶40年生实生林优株筛选与遗传多样性分析

陈静 郭钰柬 王佩璇 王红 杨成坤 周开兵

摘  要  為了筛选越南油茶实生老林优株和探讨实生变异的遗传多样性，在海南省保梅岭生态保护区以40年生油茶老林32个丰产单株为试验材料，开展了主要农艺性状、经济性状和品质性状的田间调查和实验室检测。结果表明：从32个丰产单株中筛选出果实丰产性良好或果实、种子含油率较高的优株共20株，其中金波5号和23号果实丰产、果实和种子含油率较高;32个单株茶籽油理化性质和脂肪酸含量基本上都达到了《油茶籽油》（GB/T11765-2018）的要求;依据农艺和经济性状、茶籽油理化性质和茶籽油脂肪酸组成等差异分别作聚类分析，可以分别归属成6类（r²=0.932）、10类（r²=0.864）和7类（r²=0.937），3项聚类分析结果都能区分出丰度较高和较低的基因型种类，20个优株分别归属到全部6类、10类中的7类和全部6类中，说明越南油茶实生变异存在丰富的遗传多样性、不同种类基因型存在丰度差异，不同优株分属不同基因型种类。可见，越南油茶的育种目标应以丰产性和稳产性为主，金波5号和23号是有希望上升为品种的优株;越南油茶具备丰富的遗传多样性，且不乏有特色的稀有种质。

关键词  越南油茶;实生老林;优株;遗传多样性;聚类分析中图分类号  S794.4     文献标识码  A

The Selection of Superior Trees and Analysis of the GeneticDiversity of Forty Years Old Seedling Forest of Camelliavietnamensis

CHEN Jing， GUO Yujian， WANG Peixuan， WANG Hong， YANG Chengkun， ZHOU Kaibing^*

Engineering Research Center of Selecting and Breeding New Tropical Crops Varieties， Hainan University， Ministry of Education， Haikou， Hainan 570228， China

Abstract  In order to select superior trees and discuss the genetic diversity among the forest of the adultCamellia vietnamensisseedling trees， surveys and experimental studies about agronomic characters， economic characters and quality characters were carried out in 32 high-yielding seedling trees from 40-year-old forest at Baomeiling Nature Reserve in Hainan. Results indicated that 20 trees proved to be high yield and rich in oil content; meanwhile， the physical-chemical properties and the fatty acid content of the seed oil are essentially in accordance with the quality standards ofOil-tea camellia seed oil（GB/T 11765-2018）. The analysis of cluster based on the difference of agronomic characters， economic characters， physical-chemical properties and the fatty acid component demonstrated that the 32 high-yielding seedling trees could be clustered specially into 6 clusters （r²=0.932）， 10 clusters （r²=0.864） and 7 clusters （r²=0.937）. Each of the three cluster-analysis can distinguish the abundance between different genotypes， and the 20 superior trees can be clustered respectively into all in 6 clusters， 7 in 10 clusters and all in 6 clusters， thus all of the results above illustrated that abundant genomic diversity existed in seedling trees， especially in the aspect of the abundance and genotypes. In conclusion， the breeding efforts should aim to high and stable yields. There are ones which can be expected to be cultivated into superior strains such as Jinbo 5 and 23. The genetic diversity ofC.vietnamensisis very high， and some rare germplasm resources can be discovered for breeding.

Keywords  Camellia vietnamensis; old seedling forest; superior trees; genetic diversity; cluster analysis

DOI10.3969/j.issn.1000-2561.2019.12.006

越南油茶（Camellia vietnamensisT. C. Huang ex Hu）分布于广西壮族自治区陆川县和广东省高州市一线以南的华南油茶产区，又称华南油茶、陆川油茶、高州油茶和大果油茶，是我国继普通油茶和小果油茶之后的第3种常见油茶造林用种^[1]，但是，迄今为止，越南油茶尚无审定的造林品种，幸存油茶老林均是实生树，新垦越南油茶林仍是以实生苗造林为主^[2-4]。近年来海南省林业厅在海南产区认定了一些越南油茶良种^[5-6]，目前正在进行芽砧苗培育，并陆续推广营建示范林。由于普通油茶品种不适合在中国热带南亚热带作物区（以下简称“热作区”）造林，越南油茶茶籽油在热作区深受民众欢迎和偏爱，所以选育越南油茶优良品种成为热作区兴起油茶产业唯一出路。油茶种质资源的多样性是油茶新品种选育的基础和关键，要解决越南油茶新品种选育问题，先必须调查越南油茶遗传多样性，并对不同类型的种质资源进行评价，最终用于新品种选育。基于此，本课题组在海南省保梅岭生态保护区寻找到了规模千亩的40年生越南油茶老林，对其中的丰产树从表现型上開展了遗传多样性分析。

1  材料与方法

1.1材料

1.1.1  取样地点  材料取自海南省保梅岭生态保护区，位于海南省昌江黎族自治县境内，与白沙黎族自治县接壤，是海南省西部丘陵地区幸存的热带雨林区，也是石碌水库重要的水源涵养林。具体取样地点为该生态区内海拔高度755 m的马岭林区，丰产单株筛选区域为：东经109°7?9??～ 109°7?33.84??，北纬19°16?21??～19°16?37.95??，面积约3 hm²，这片残存的油茶林系保梅岭林场在20世纪70年代采用实生苗营造的越南油茶经济林，苗木自广东省高州市引入，株行距3.5 m×4.5 m。该林区属于热带海洋季风气候，为半干旱地区，干湿季分明，5—10月为雨季，11月至次年4月为旱季;年平均气温在24.9 ℃，年平均降雨量为1777.4 mm，年平均蒸发量为2070 mm，年平均相对湿度77%，台风、暴雨、干旱、低温阴雨等为主要灾害性天气。土壤类型主要为砖红壤，成土母岩为黑云母花岗岩风化物，土层深厚，厚度在80 cm以上，土壤呈酸性至微酸性。

1.1.2  试验材料  在马岭林区，越南油茶12月至次年1月为主花期，2—3月为生理落果期和春梢抽生期，4—8月为果实膨大期（其中8月为迅速膨大期），5—6月为花芽分化期，9月为油脂快速积累期，10月中旬为成熟期（采收期），此后至11月为秋梢抽生期。2017年10月15日，单株鲜果产量效率1.1 kg/m²树盘以上视作丰产单株（约产毛油35 kg/667 m²），选出树龄40年生丰产单株32株，依次命名为‘金波1号至‘金波32号。

1.2方法

32个丰产单株零散分布于上述油茶残存林区，无法设计区组，类似于小区完全随机排列试验设计。调查各单株树高、地径围（残存林内不同单株树形变异大，不乏主干分支部位极低者，因此，不适合观测胸径）、冠幅（东西径和南北径，其平均值为树盘直径）、单位树盘面积果实产量效率[单株果实产量/（3.14×树盘半径²）];在树冠中部外围四方末级梢采集梢中部叶片30片，测定叶片长度和宽度，求得叶形指数。在树冠中部外围四方随机采集果实30个，测定单果重、纵径和横径、果皮厚度，求得果形指数并统计种子数;测定种子百粒重、干种籽出仁率;采用索氏提取法提取种籽油，检测分析果实和种子含油率;采用《动植物油脂 碘值的测定》（GB/T 5532-2008）快速测定油脂碘值^[7]，采用《动植物油脂 皂化值的测定》（GB/T 5534-1995）测定油脂皂化值^[8]，采用《动植物油脂 过氧化值的测定》（GB/T 5538-2005）测定油脂过氧化值^[9]，采用《动植物油脂 酸值和酸度测定》（GB/T 5530-2005）测定油脂酸价^[10]。采用文献[11]介绍的GC法测定脂肪酸含量，混合标样包含C12～C24脂肪酸，GC色谱仪采用规格为30 m×0.25 mm×0.25 μm的HP-2NNOWax毛细管柱。依据《油茶籽油》（GB/T 11765-2018）鉴定茶籽油品质是否达标^[12]。

1.3数据处理

采用SAS软件作数据统计分析;采用MEANS过程对各指标作描述性统计，求出平均值、标准差和变异系数;采用CLUSTER过程和最小距离法依据农艺性状、理化性质和脂肪酸含量等分别作聚类分析。多角度分析越南油茶种质资源遗传多样性。

2  结果与分析

2.1实生优株筛选

依据不同单株茶籽油脂肪酸组成差异所作聚类分析的结果如图3所示，可以聚成7类（r²=0.937），具有较为理想的聚类效果。第Ⅰ类包括金波1、14和24号3个单株;第Ⅱ、Ⅵ类分别包括金波31、28号各1个单株;第Ⅲ类包括金波2、5、15、29、30和32号6个单株;第Ⅳ类包括金波3、4、7、9、10、11、17、18、20、21、22、23和27号13个单株，包含40.63%的优株，为最普遍的一类基因型;第Ⅴ类包括金波6、12、13、16、19和26号6个单株;第Ⅶ类包括金波8和25号2个单株。可见，前述果实丰产性良好或果实和种子含油率较高的20个优株分布在全部7类当中，且不同基因型丰度也表现出明显差异，这既进一步说明保梅岭越南油茶茶籽油无品质问题（即育种目标主要是丰产性和稳产性），同时又说明这20个单株具备不同的基因型，彰显越南油茶实生老林不同单株间的遗传多样性。必须指出的是，金波5号和金波23号分别归属于第Ⅲ类和第Ⅵ类，说明此二者在脂肪酸组成上属于两类不同的基因型。

3  讨论

本研究结果表明，金波5号和23号果实产量效率高、果实和种子含油率高，在产量目标性状上符合选种要求，是适宜进一步复选的优株。按照现行茶籽油国家质量标准^[12]，供试丰产单株茶籽油的理化性质均达到一级商品油标准，除金波25号亚油酸含量略超出上限外，其余单株脂肪酸含量均达标，因而海南省保梅岭生态保护区的茶籽油基本上没有品质问题，育种目标应该以解决丰产性和稳产性问题为主。

笔者课题组曾报道8年生“琼海优”品系茶籽油出现理化性质不达标现象^[5]，这可能是树龄太低的缘故，因为按照林业行业标准（LY/T 1730.1-2008）规定，实生选种的树龄应在15年生以上^[13]。这2个研究从正、反面证实了对15年生以上成龄树开展选种的合理性。

目前关于油茶遗传多样性的研究，呈现采用SRAP和ISSR等分子标记技术开展研究的趋势^[14-15]，对不同生境、不同树龄、不同品种等的油茶采样研究时，也只能从DNA分子标记水平开展研究才能取得相对可靠的结果，但是，对生境和树龄一致的同种油茶从表型上开展其实生变异遗传多样性研究还是可取的^[16]，依据表型对相同油茶种不同居群开展遗传多样性研究也能取得可靠的结果^[17-18]，因而本研究立足于表型差异的研究结果也应该可以采信。笔者课题组曾从脂肪酸组成表现型上对海南省澄迈县福山镇越南油茶15年生实生成年林丰产单株开展遗传多样性研究，也表明越南油茶实生变异具有较为丰富的遗传多样性，并且不同种类的基因型存在丰度差异^[19]，本研究除脂肪酸组成遗传多样性再一次取得类似的试验结果外，又进一步从单株农艺性状和经济性状、茶籽油理化性质等表型上开展聚类分析研究，也取得了较为理想的聚类分析结果，多角度表明越南油茶实生变异存在丰富的遗传多样性，并且不同种类基因型存在丰度差异，可以预见存在稀有种质，筛选出的20个丰产优株根据农艺性状和经济性状、茶籽油脂肪酸组成和理化性质等性状作聚类分析时能归属入全部基因型种类或绝大部分基因型种类。可见，能够从海南现存越南油茶实生老林中选育出丰产、稳产、优质和具有特色的优良品种。

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