余祖華,舒相才
(1.云南省騰沖縣林業(yè)局森林資源管理站,云南騰沖 679100; 2.云南省騰沖縣林業(yè)局農(nóng)村能源站,云南騰沖 679100)
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云南省騰沖縣5個(gè)香葉樹天然種群果實(shí)性狀變異分析
余祖華1,舒相才2*
(1.云南省騰沖縣林業(yè)局森林資源管理站,云南騰沖 679100; 2.云南省騰沖縣林業(yè)局農(nóng)村能源站,云南騰沖 679100)
對云南省騰沖縣5個(gè)香葉樹天然種群的果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、果形指數(shù)、單果質(zhì)量、鮮果出籽粒等5個(gè)性狀指標(biāo)的總體差異及性狀間的相關(guān)性進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:①種群間果形指數(shù)差異極顯著,果實(shí)橫徑和單果質(zhì)量差異顯著,果實(shí)縱徑和鮮果出籽率差異不顯著;②從5個(gè)種群總體來看,5個(gè)性狀指標(biāo)的總體變異系數(shù)從大到小依次為鮮果出籽率(24.73%)、單果質(zhì)量(17.64%)、果實(shí)縱徑(6.66%)、果形指數(shù)(6.24%)、果實(shí)橫徑(5.44%);③鮮果出籽率與其他性狀之間沒有顯著的相關(guān)性,果實(shí)橫徑與果形指數(shù)之間有顯著的相關(guān)性,其他性狀之間有極顯著的相關(guān)性;④采用主成分回歸分析法建立了回歸方程Y=0.039 22X1+0.039 19X2+0.129 91X3-0.484 25,可用于預(yù)測香葉樹的單果質(zhì)量。
香葉樹;天然種群;果實(shí)性狀;變異;相關(guān)性;回歸分析
香葉樹(Linderacommunis)是樟科山胡椒屬的常綠喬木樹種[1-2],具有適應(yīng)性強(qiáng)、 干形良好、 根系發(fā)達(dá)、生長迅速的特點(diǎn)[3]。廣泛分布于陜西南部、甘肅南部、湖南、湖北、江西、浙江、福建、臺灣、廣東、廣西、云南、貴州和四川等省(區(qū)),中南半島也有分布[4]。香葉樹木材結(jié)構(gòu)細(xì)致、質(zhì)堅(jiān)重、耐腐,是農(nóng)具、家具和細(xì)木工板的優(yōu)良用材[2,5];果實(shí)和種子均富含油脂,其果實(shí)(包括種子)含油率41%~47%,種子含油率47%~56%[6],是制皂、潤滑油和油墨等化工制品和制藥的優(yōu)質(zhì)原料[7];葉和莖皮可用于治療跌打損傷、外傷出血和瘡癰等;果皮可提取香油[5];其樹干通直,樹冠濃密,是優(yōu)良的景觀綠化樹種[1]。由于香葉樹用途廣泛,近年來對其研究逐漸增多,但對香葉樹果實(shí)性狀變異的研究未見報(bào)道。對不同天然種群香葉樹果實(shí)的性狀特征進(jìn)行分析研究,對揭示香葉樹遺傳多樣性、環(huán)境適應(yīng)性,指導(dǎo)香葉樹良種選育和培育利用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
1.1 果實(shí)采集2014年10月,分別在云南省騰沖縣清水鄉(xiāng)茅草壩、蒲川鄉(xiāng)香果園、滇灘鎮(zhèn)大嶺子、界頭鎮(zhèn)小田河、曲石鎮(zhèn)小河邊5個(gè)香葉樹天然種群中設(shè)置20 m×20 m的方形樣地,在每個(gè)樣地選擇生長正常的10株樣株,分別從每株樣株上采摘25個(gè)果實(shí)放入保鮮袋帶回室內(nèi),共采集到50株樣株的1 250個(gè)果實(shí)。5個(gè)天然種群的生態(tài)因子詳見表1。
表1 5個(gè)天然種群生態(tài)因子
1.2 性狀指標(biāo)的選擇、測定和計(jì)算
1.2.1性狀指標(biāo)的選擇。選擇果實(shí)縱徑、橫徑、果形指數(shù)、單果質(zhì)量、鮮果出籽率5個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析,其中果形指數(shù)指果實(shí)縱徑與橫徑的比值,鮮果出籽率指從鮮果到干籽的出籽率。
1.2.2性狀指標(biāo)的測定和計(jì)算。將果實(shí)帶回室內(nèi)后,當(dāng)天用游標(biāo)卡尺測量果實(shí)的縱徑、橫徑,用0.01 g天平稱量單果質(zhì)量,分單株除去果皮,洗凈,在烘箱內(nèi)恒溫烘干,分單株用0.1 g天平稱量種子的質(zhì)量。各指標(biāo)按以下公式計(jì)算:
1.3 分析方法計(jì)算各指標(biāo)單株平均值、變異系數(shù)和各指標(biāo)總體變異系數(shù),分析各指標(biāo)在種群內(nèi)單株間和種群間的差異,并對各指標(biāo)間的相關(guān)性進(jìn)行分析,采用回歸分析的方法選擇適合的單果質(zhì)量回歸方程。
所有數(shù)據(jù)均采用Excel進(jìn)行整理,并采用DPS 14.5數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2.1 果實(shí)性狀的變異特征
2.1.1種群間果實(shí)性狀的變異特征。對各性狀指標(biāo)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明,不同種群之間果形指數(shù)差異極顯著,單果質(zhì)量和果實(shí)差異顯著,果實(shí)縱徑和鮮果出籽率差異不顯著(表2)。從表3可以看出,果實(shí)縱徑從大到小依次為曲石鎮(zhèn)小河邊種群、滇灘鎮(zhèn)大嶺子種群、界頭鎮(zhèn)小田河種群、蒲川鄉(xiāng)香果園種群、清水鄉(xiāng)茅草壩種群,曲石鎮(zhèn)小河邊與清水鄉(xiāng)茅草壩果實(shí)縱徑差異顯著,其他種群之間差異不顯著;果實(shí)橫徑從大到小依次為清水鄉(xiāng)茅草壩種群、曲石鎮(zhèn)小河邊種群、蒲川鄉(xiāng)香果園種群、界頭鎮(zhèn)小田河種群、滇灘鎮(zhèn)大嶺子種群,清水鄉(xiāng)茅草壩與界頭鎮(zhèn)小田河、滇灘鎮(zhèn)大嶺子種群間果實(shí)橫徑存在顯著差異,其他種群之間沒有顯著差異;果形指數(shù)從大到小依次為滇灘鎮(zhèn)大嶺子種群、界頭鎮(zhèn)小田河種群、曲石鎮(zhèn)小河邊種群、蒲川鄉(xiāng)香果園種群、清水鄉(xiāng)茅草壩種群,滇灘鎮(zhèn)大嶺子與曲石鎮(zhèn)小河邊、蒲川鄉(xiāng)香果園、清水鄉(xiāng)茅草壩種群間果形指數(shù)有顯著差異,界頭鎮(zhèn)小田河與蒲川鄉(xiāng)香果園種群、清水鄉(xiāng)茅草壩種群間果形指數(shù)有顯著差異,曲石鎮(zhèn)小河邊與滇灘鎮(zhèn)大嶺子、清水鄉(xiāng)茅草壩種群間果形指數(shù)有顯著差異;平均單果質(zhì)量從大到小依次為界頭鎮(zhèn)小田河種群、滇灘鎮(zhèn)大嶺子種群、曲石鎮(zhèn)小河邊種群、蒲川鄉(xiāng)香果園種群、清水鄉(xiāng)茅草壩種群,界頭鎮(zhèn)小田河、滇灘鎮(zhèn)大嶺子與蒲川鄉(xiāng)香果園、清水鄉(xiāng)茅草嶺種群間單果質(zhì)量存在顯著差異,曲石鎮(zhèn)小河邊與清水鄉(xiāng)茅草嶺種群間單果質(zhì)量存在顯著差異,其他種群相互之間差異不顯著;鮮果出籽率從大到小依次為曲石鎮(zhèn)小河邊種群、界頭鎮(zhèn)小田河種群、清水鄉(xiāng)茅草壩種群、蒲川鄉(xiāng)香果園種群、滇灘鎮(zhèn)大嶺子種群,各種群相互之間沒有顯著差異。
表2 種群間性狀指標(biāo)的方差分析
注:P<0.05說明差異顯著;P<0.01說明差異極顯著。
表3 5個(gè)天然種群果實(shí)性狀指標(biāo)的均值、多重比較和變異系數(shù)
注:均值后字母相同或部分相同的表示0.05水平差異不顯著,字母完全不同的表示0.05水平差異顯著。
2.1.2種群內(nèi)果實(shí)性狀的變異特征。從表3可以看出:果實(shí)縱徑變異系數(shù)為4.43%~8.81%,從大到小依次為蒲川鄉(xiāng)香果園種群、清水鄉(xiāng)茅草壩種群、曲石鎮(zhèn)小河邊種群、滇灘鎮(zhèn)大嶺子種群、界頭鎮(zhèn)小田河;果實(shí)橫徑變異系數(shù)2.86%~7.68%,從大到小依次為蒲川鄉(xiāng)香果園種群、滇灘鎮(zhèn)大嶺子種群、界頭鎮(zhèn)小田河種群、曲石鎮(zhèn)小河邊種群、清水鄉(xiāng)茅草壩種群;果形指數(shù)變異系數(shù)為3.39%~5.82%,從大到小依次為曲石鎮(zhèn)小河邊種群、界頭鎮(zhèn)小田河種群、清水鄉(xiāng)茅草壩種群、滇灘鎮(zhèn)大嶺子種群、蒲川鄉(xiāng)香果園種群;單果質(zhì)量的變異系數(shù)為8.06%~28.47%,變異系數(shù)從大到小依次為蒲川鄉(xiāng)香果園種群、滇灘鎮(zhèn)大嶺子種群、界頭鎮(zhèn)小田河種群、清水鄉(xiāng)茅草壩種群、曲石鎮(zhèn)小河邊種群;鮮果出籽率變異系數(shù)為4.65%~46.94%,從大到小依次為曲石鎮(zhèn)小河邊種群、滇灘鎮(zhèn)大嶺子種群、蒲川鄉(xiāng)香果園種群、界頭鎮(zhèn)小田河種群、清水鄉(xiāng)茅草壩種群。蒲川鄉(xiāng)香果園的單果質(zhì)量、縱徑、橫徑變異系數(shù)大,但果形指數(shù)變異系數(shù)小,說明該種群果實(shí)大小不穩(wěn)定,但果實(shí)形狀較穩(wěn)定;曲石鎮(zhèn)小河邊種群單果質(zhì)量、縱徑、橫徑變異系數(shù)較小,但果形指數(shù)變異系數(shù)較大,鮮果出籽率變異系數(shù)極大,說明該種群果實(shí)大小較穩(wěn)定,但形狀較不穩(wěn)定,出籽率極不穩(wěn)定。
5個(gè)天然種群總體變異系數(shù)最大的是鮮果出籽率(24.73%),其次是單果質(zhì)量(17.64%),第3是果實(shí)縱徑(6.66%),第4是果形指數(shù)(6.24%),最小的是果實(shí)橫徑(5.44%),說明鮮果出籽率和單果質(zhì)量不穩(wěn)定,而果實(shí)縱徑、果形指數(shù)、果實(shí)橫徑比較穩(wěn)定。
2.2 香葉樹果實(shí)性狀間的相關(guān)關(guān)系由表4可知,果實(shí)縱徑與果實(shí)橫徑、果形指數(shù)、單果質(zhì)量之間,果實(shí)橫徑與單果質(zhì)量之間,果形指數(shù)與單果質(zhì)量之間的顯著性概率均小于0.01,說明它們之間有極顯著的相關(guān)性。果實(shí)橫徑與果實(shí)指數(shù)之間的顯著性概率小于0.05,說明兩者之間有顯著的相關(guān)性。而鮮果出籽率與其他性狀之間的顯著性概率均大于0.05,說明鮮果出籽率與其他性狀沒有顯著的相關(guān)性。
表4 果實(shí)性狀間的相關(guān)分析
因子果實(shí)縱徑果實(shí)橫徑果形指數(shù)單果質(zhì)量鮮果出籽率果實(shí)縱徑0.0001<0.0001<0.00010.4953果實(shí)橫徑0.51240.01130.00030.3235果形指數(shù)0.6182-0.35560.00140.1055單果質(zhì)量0.81790.48800.44080.7192鮮果出籽率0.0987-0.14250.2316-0.0521
注:1.表中左下數(shù)據(jù)為相關(guān)系數(shù),右上數(shù)據(jù)為顯著性概率。2.P<0.05,則在5%水平下顯著;P<0.01,則在1%水平下極顯著。
2.3 香葉樹果實(shí)性狀回歸關(guān)系的建立以單果質(zhì)量為因變量(Y),以果實(shí)縱徑(X1)、果實(shí)橫徑(X2)、果形指數(shù)(X3)為自變量,在DPS 14.5數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中建立多元線性回歸方程Y=0.094 75X1-0.033 00X2-0.209 33X3-0.041 79,方程的相關(guān)系數(shù)R=0.822 3,決定系數(shù)R2=0.676 2;方差分析統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)F值為32.013 7,P<0.001;回歸系數(shù)t檢驗(yàn)所有系數(shù)P值均大于0.05(表5),說明回歸系數(shù)的擬合效果不符合要求;膨脹系數(shù)VIF較大(表6),說明自變量具有多重共線性,不適合直接采用多元線性回歸建立回歸方程。
表5 多元線性回歸方程回歸系數(shù)t檢驗(yàn)
為消除多重共線性影響,采用主成分回歸分析方法建立回歸方程,從表7可以看出,第3個(gè)主成分的特征值與前2個(gè)相比已非常小,且前2個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率已達(dá)99.946 6%,因此選擇2個(gè)主成分建立了回歸方程Y=0.039 22X1+0.039 19X2+0.129 91X3-0.484 25,方程的相關(guān)系數(shù)R=0.821 0,決定系數(shù)R2=0.674 1;方差分析統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)F值為48.612,P<0.000 1;回歸系數(shù)t檢驗(yàn)顯著性概率除b2在5%水平上顯著外,其余系數(shù)均在1%水平上極顯著,說明主成分回歸分析擬合效果符合要求,明顯優(yōu)于多元線性回歸方程(表8)。
表6 多重共線性分析
表7 自變量主成分分析
表8 主成分回歸分析回歸系數(shù)t檢驗(yàn)
(1)對云南省騰沖縣香葉樹5個(gè)天然種群果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、果形指數(shù)、單果質(zhì)量、鮮果出籽率5個(gè)性狀指標(biāo)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明種群間果形指數(shù)差異極顯著、果實(shí)橫徑和單果質(zhì)量差異顯著、果實(shí)縱徑和鮮果出籽率差異不顯著。性狀指標(biāo)的變異幅度從大到小依次為鮮果出籽率(24.73%)、單果質(zhì)量(17.64%)、果實(shí)縱徑(6.66%)、果形指數(shù)(6.24%)、果實(shí)橫徑(5.44%),說明香葉樹經(jīng)濟(jì)性狀中的鮮果出籽率變異幅度大,極不穩(wěn)定,但受環(huán)境影響小,主要是受遺傳因素的影響,單果質(zhì)量變異幅度也很大,受環(huán)境影響影響也較大;表型性狀中果實(shí)形狀受環(huán)境影響最大,果實(shí)橫徑受環(huán)境影響較大,而果實(shí)縱徑受環(huán)境影響較小。
(2)相關(guān)分析結(jié)果表明:鮮果出籽率與其他性狀之間沒有顯著的相關(guān)性,果實(shí)橫徑與果形指數(shù)之間有顯著的相關(guān)性,其他性狀之間有極顯著的相關(guān)性。
(3)回歸分析結(jié)果表明:線性回歸方程存在多重共線性,通過主成分回歸分析去除共線性建立了回歸方程Y=0.039 22X1+0.039 19X2+0.129 91X3-0.484 25,可用于預(yù)測香葉樹的單果質(zhì)量。
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余祖華(1974- ),男,云南騰沖人,工程師,從事森林培育和林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究。*通訊作者,高級工程師,從事森林培育、林業(yè)項(xiàng)目管理、林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究。
2015-03-09
S 718.54
A
0517-6611(2015)11-156-03