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广西普通油茶叶片性状和叶绿素含量的变异规律研究

覃柳辉  
【摘要】:油茶(Camellia oleifera Abel)为我国特有的木本食用油料树种,是国际粮农组织重点推荐的健康型食用油,与油棕、油橄榄和椰子并称为世界四大木本食用油料植物。油茶主要分布于我国长江流域及以南的18个省市,栽培面积约为400多万公顷,在木本食用油料树种种植中,其面积占80%以上。当前,我国粮油缺口巨大,进口植物油已占国内市场的大部分,已成为世界最大的食用植物油进口国,对进口的依存度很高,导致价格上涨压力不断增大,实现粮油长期供求平衡面临着巨大的压力。因此,充分开发利用我国特色木本油料资源,对于保障植物食用油供应及粮油安全,增加农民收入及改善生态环境,具有十分重要的意义。本研究采用植物遗传育种学、植物生理学、生物统计学和多元统计学的方法,以广西国有三门江林场收集的油茶种质资源为材料,调查和测定普通油茶叶片相关性状及叶绿素含量,开展较为系统的变异分析,阐明其变异规律,为利用杂交育种培育高光效油茶新品种奠定基础。本研究取得如下主要结果。1.普通油茶叶片相关性状的变异分析本研究调查和测定了普通油茶叶片10个性状(叶长、叶柄长、叶宽、宽基距、脉左宽、叶厚、叶尖角、叶脉数、叶形指数和叶脉密度),并进行分析,分析结果表明,叶片不同性状都存在变异,不同性状的变异大小不同变异系数的范围为8.93%到36.56%,最高者为最低者的4倍左右,叶片大多数性状的变异系数在15.00%-20.00%。不同性状变异系数由大到小的顺序为:叶尖角叶形指数脉左宽叶宽叶柄长宽基距叶脉密度叶长叶厚叶脉数。叶片性状间的相关分析结果表明,在45个相关分析中,8个(叶厚与叶片、叶柄长、叶宽、宽基距;叶尖角与宽基距和叶厚;叶形指数与叶厚)不相关;另外11对(叶尖角与叶长;叶脉数与叶厚;叶形指数与叶宽、脉左宽、叶角尖;叶脉密度与叶长、叶柄长、叶宽、宽基距、脉左宽、叶厚)呈极显著的负相关;其余均为极显著的正相关关系。相关系数的变化也很大,从-0.80(叶脉密度与叶长)到0.83(脉左宽与叶宽)。依据普通油茶叶片10个性状进行系统聚类分析,可将78份优良单株分为3类,第1类由55、143、61和142这4个单株组成,为叶形较小的类型;第2类由21、168、91、107、152、98、95、108、175、57、79、54、80、146、124、89和56这17个单株组成,为叶形较大的类型;剩余的57单株一起构成了第3类,叶形处于第1类和第2类之间的中间类型。2.普通油茶叶片相关性状的主成分分析本研究利用主成分分析法对叶片性状进行分析,结果表明,前3个主成分(特征值1)累积贡献达75.38%,即这3个主成分所含的信息占总信息的75.38%,能相对完整的反映78个无性系的10个性状的综合信息。前3个主成分特征值和累积贡献率分别如下:第1主成分特征值为3.61,贡献率为36.09%,为最主要的成分;第2主成分特征值为2.52,贡献率为25.24%,是仅次于第1主成分的主要成分,累积贡献率为61.34%;第3主成分特征值为1.40,贡献率为14.05%,累积贡献率为75.38%。因此,将10个叶片性状转化为3个相互独立的综合指标,分别定为第1主成分、第2主成分和第3主成分,其分别代表叶片大小、叶片形状和叶脉的相关信息。第1主成分:y1=0.474809x1+0.361271x2+0.379208x3+0.361271x4+0.353346x5 +0.353346x6+0.023829x7+0.159509x8+0.083600x9-0.354871x10第2主成分:y2=-0.222774x1-0.053306x2+0.407320x3-0.053306x4+ 0.421481x5+0.421481x6+0.442483x7-0.085932x8-0.592887x9+0.157412x10第3主成分:y3=-0.016380x1+0.154857x2-0.023771x3+0.154857x4-0.005441x5-0.005441x6+0.049252x7+0.752243x8+0.004155x9+0.558532x10本研究中,第1、2和3个主成分能反映75.38%的综合信息,因此,这3个主成分能够较好的代表原有10个指标的信息。用y1、y2、y3分别代表这3个主成分。同时,以第1、2、3主成分的方差贡献率a1、a2和a3作为权重,构建叶片综合评价的模型:F=a1y1+a2y2+a3y3,其中,F为叶片的综合评价指标;并对参试材料的叶片进行了综合评价。3.普通油茶叶片叶绿素含量的变异分析本研究对普通油茶种质资源库中的102份油茶遗传资源的叶绿素含量调查分析发现,叶绿素含量的平均值为96.94,标准差为32.79,极小值为13.00,极大值为412.90,为极小值的32倍左右;变异系数为33.83。对普通油茶叶绿素含量的方差分析表明,线性模型的F值为6.99,表现为极显著差异,说明该模型是合适的;重复之间的F值为0.93,重复间不存在显著差异,说明重复间的差异不显著,基因型/单株之间的F值为7.53。通过对普通油茶不同品种的叶绿素进行系统聚类分析,结果表明,可将102个普通油茶单株分为2类,第1类由94(柳州三伯岭)、127(桂林龙胜)、138(桂林)、113(百色)和117(百色田阳)五个单株组成,其叶绿素含量较高,五个单株叶绿素含量的平均值为144.47,为高叶绿素含量类;其余97个单株组成第2类,其叶绿素含量相对较低。而高叶绿素含量类中的五个单株中,有一株来自柳州,两株来自桂林,两株来自百色,没有明显地理效应。本研究利用相关分析的方法对叶绿素和叶片形态性状进行分析,相关分析表明,普通油茶叶绿素含量与10个叶片相关性状均不存在显著的相关关系。


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