我國鐵嶺地區(qū)平榛優(yōu)良單株選育1)

趙爽 寇艷茹

(省部共建森林培育與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))，北京，100083)

王忠 盛淑艷 張兵 蘇淑釵

(遼寧省鐵嶺市林業(yè)科學(xué)研究院) (省部共建森林培育與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué)))

我國鐵嶺地區(qū)平榛優(yōu)良單株選育1)

趙爽 寇艷茹

(省部共建森林培育與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))，北京，100083)

王忠 盛淑艷 張兵 蘇淑釵

(遼寧省鐵嶺市林業(yè)科學(xué)研究院) (省部共建森林培育與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué)))

為了在我國鐵嶺地區(qū)選育出堅(jiān)果品質(zhì)優(yōu)良的平榛單株，通過實(shí)地調(diào)查與室內(nèi)測量的方法，初選出栽培平榛優(yōu)良單株87株和野生平榛優(yōu)良單株58株。對初選優(yōu)良平榛單株堅(jiān)果品質(zhì)進(jìn)行復(fù)選，結(jié)果表明，平榛堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)變異程度較大，具有很大的改良潛力。栽培平榛的堅(jiān)果品質(zhì)高于野生平榛，栽培平榛果仁質(zhì)量平均值比野生平榛果仁質(zhì)量平均值高26.67%，出仁率平均值比野生平榛出仁率平均值高2.51%，說明栽培管理措施可以提高野生平榛的品質(zhì)。平榛堅(jiān)果形態(tài)的相關(guān)性分析表明，堅(jiān)果大小與果皮厚顯著影響堅(jiān)果的質(zhì)量，可通過改良果實(shí)的大小，降低果皮厚來提高出仁率。通過聚類分析可將栽培平榛分為7類，野生平榛分為5類，從栽培平榛的第五類和野生平榛的第四類中可以選育出果皮薄、出仁率高的優(yōu)良單株；從栽培平榛第六類和野生平榛第五類可以選育出大果、果實(shí)和果仁質(zhì)量較大的優(yōu)良單株。通過主成分分析選出堅(jiān)果品質(zhì)綜合性狀優(yōu)良的栽培平榛單株6株，野生平榛單株4株。

平榛；平榛優(yōu)良單株選育；平榛堅(jiān)果；平榛果實(shí)形態(tài)；主成分分析

We took field investigation and indoor measurement to select superior nuts quality ofCorylusheterophyllaindividuals in Tieling area of China. Through initial selection, we selected 87 cultivationC.heterophyllaand 58 wildC.heterophylla(pure wild) superior plants, and checked the quality of the primaries trees. The nuts had a great potential for improvement because of large fruit morphological index variation. Compared to the wildC.heterophylla, the cultivationC.heterophyllawas higher with regard to the kernel weight and the shelling percentage, which indicated that cultivation and management measures could improve the quality of the nuts. By correlation analysis, the size of the nuts and the shell thickness significantly affected the weight of the nuts. The shelling percentage could be improved by changing the size of the nuts and reducing the shell thickness. By cluster analysis, the cultivationC.heterophyllawas divided into seven classes, and the wild one was divided into five types. The thin shell thickness, high shelling percentage superior individuals, the heavy nut and kernel superior individuals both could be selected from two types of hazel. By principal component analysis, six superior nuts quality cultivationC.heterophyllaindividuals and four wildC.heterophyllaindividuals were selected.

國外栽培最多的榛屬植物為歐洲榛(CorylusavellanaL.),其堅(jiān)果大而美觀,出仁率高,經(jīng)濟(jì)價(jià)值也較高，受到消費(fèi)者的喜愛。國外許多國家十分重視其育種工作，已選育出上百個(gè)栽培品種[1],并對其品質(zhì)和產(chǎn)量進(jìn)行大量的研究[2-5]。目前，原產(chǎn)我國的榛子大部分野生狀態(tài)，雖然堅(jiān)果大小與產(chǎn)量低于歐洲榛，但其抗寒性強(qiáng)。

平榛(CorylusheterophyllaFisch.)在我國北方地區(qū)分布廣泛，主要分布在東北三省，在山西、山東、河南、河北等地也有分布[6-7]，我國榛林面積167萬hm2，其中平榛在我國的分布達(dá)到95%以上。鐵嶺野生平榛歷史悠久，到目前為止，鐵嶺榛子面積達(dá)8萬hm2[8-9]。雖已進(jìn)入人工栽培，但仍未選育出優(yōu)良品種。我國對平榛的研究也有了一定的進(jìn)展[10-11]，趙娣[12]等對我國鐵嶺地區(qū)平榛的種質(zhì)資源進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明鐵嶺黃金溝地區(qū)的平榛性狀優(yōu)于其他地區(qū)。主成分分析[13]是利用降維的方法來減少大量數(shù)據(jù)分析的復(fù)雜性，并且能夠減少信息損失，使搜集的資料得到全面的分析。目前主成分分析在許多選優(yōu)工作中得到了廣泛的應(yīng)用[14-19]，本試驗(yàn)旨在對黃金溝地區(qū)的平榛進(jìn)行初步分析的基礎(chǔ)上，利用主成分分析的方法，進(jìn)而篩選出堅(jiān)果品質(zhì)綜合性狀優(yōu)良的平榛單株。

1 試驗(yàn)地概況

鐵嶺市位于遼寧省北部,松遼平原中段,屬溫帶季風(fēng)型大陸氣候,黃金溝位于鐵嶺市東南部，地處北緯41°59′～43°23′,東經(jīng)123°27′～125°06′，年平均氣溫7.8 ℃,全年日照時(shí)間2 700 h,年平均降水量為696 mm,無霜期148 d,四季分明,雨量適中[12，20]。

2 材料與方法

于2013年8月對鐵嶺黃金溝地區(qū)的平榛植株進(jìn)行整體調(diào)查，在栽培平榛(有栽培管理措施的實(shí)生野生平榛)和野生平榛(純野生)的優(yōu)良林分中分別選擇植株生長健壯，自然生長狀態(tài)下樹姿開張、無病蟲害的植株。用GPS對調(diào)查的植株進(jìn)行定位，將調(diào)查的各植株編號(ZP代表栽培平榛，YS代表野生平榛)，同時(shí)掛標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)記。將其果實(shí)采下，并于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測量堅(jiān)果的外觀品質(zhì)，每株隨機(jī)選取15個(gè)單果測定其縱徑、橫徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量、果皮厚和出仁率。初選標(biāo)準(zhǔn)參考宋新芳[10]對平榛初選的標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合黃金溝具體調(diào)查情況制定本研究初步選優(yōu)指標(biāo)：單果質(zhì)量大于1.0 g，果仁質(zhì)量大于0.3 g，果殼厚度小于2.4 mm，出仁率大于0.3。結(jié)果篩選出栽培平榛優(yōu)良單株87株，野生平榛優(yōu)良單株58株。

3 結(jié)果與分析

3.1 平榛單株堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)變異情況

對初選平榛優(yōu)良單株堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)的變異情況進(jìn)行分析，由表1和表2可知，平榛單株的縱徑、橫徑變異相對穩(wěn)定，其他指標(biāo)變異程度較大。與野生平榛相比，栽培平榛縱徑、橫徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量和出仁率的平均值均較高，但果皮較厚。栽培平榛縱徑平均值(14.61 mm)比野生平榛縱徑平均值(13.04 mm)高12.04%；栽培平榛橫徑平均值(15.08 mm)比野生平榛橫徑平均值(13.90 mm)高8.49%；栽培平榛單果質(zhì)量平均值(1.458 g)比野生平榛單果質(zhì)量平均值(1.180 g)高23.56%；栽培平榛果仁質(zhì)量平均值(0.532 g)比野生平榛果仁質(zhì)量平均值(0.420)高26.67%；栽培平榛出仁率平均值(0.367)比野生平榛出仁率平均值(0.358)高2.51%；但栽培平榛果皮厚平均值(1.85 mm)比野生平榛果皮厚平均值(1.72 mm)高7.56%。

3.2 平榛單株堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)相關(guān)性

對初選平榛優(yōu)良單株的堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，由相關(guān)性分析結(jié)果(見表3)可知，單果質(zhì)量與縱徑、橫徑、果仁質(zhì)量、果皮厚在0.01水平上均成顯著正相關(guān)；果仁質(zhì)量與縱徑、橫徑、單果質(zhì)量、果皮厚、出仁率在0.01水平上均成顯著正相關(guān)；出仁率與縱徑、果仁質(zhì)量在0.01水平上成顯著正相關(guān)，與橫徑在0.05水平上成顯著正相關(guān)，與果皮厚在0.01水平上成顯著負(fù)相關(guān)。

表1 栽培平榛各指標(biāo)情況

表2 野生平榛各指標(biāo)情況

表3 平榛各形態(tài)指標(biāo)相關(guān)性

注：** 在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)；*在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

3.3 平榛單株堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)的主成分和聚類分析

3.3.1 平榛單株堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)主成分的確立

對初選平榛優(yōu)良單株的堅(jiān)果形態(tài)進(jìn)行主成分分析，選擇主成分的依據(jù)主要是主成分的特征值和貢獻(xiàn)率，由栽培平榛堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)主成分的方差貢獻(xiàn)率表(見表4)可知，前2個(gè)主成分的特征值大于1，分別為2.952和1.864，總方差的80.263%的貢獻(xiàn)來自前2個(gè)主成分，這說明前2個(gè)主成分能夠代表全部性狀的80.263%的信息，因此可以去掉后4個(gè)主成分。由栽培平榛堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)相關(guān)矩陣的特征向量(見表5)可知，第一個(gè)主成分主要反映橫徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量的綜合信息，第二個(gè)主成分主要反映縱徑、果皮厚、出仁率的綜合信息?？傻贸鲋鞒煞趾瘮?shù)式如下：

Y1=0.275X1+0.514X2+0.565X3+0.522X4+ 0.258X5-0.012X6，

Y2=0.351X1-0.098X2-0.066X3+0.283X4- 0.575X5+0.672X6。

式中：Y1為第一主成分；Y2為第二主成分；X1為縱徑；X2為橫徑；X3為單果質(zhì)量；X4為果仁質(zhì)量；X5為果皮厚；X6為出仁率。

表4 栽培平榛堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)主成分的方差貢獻(xiàn)率

表5 栽培平榛堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)相關(guān)矩陣的特征向量

由野生平榛堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)主成分的方差貢獻(xiàn)率和累計(jì)方差貢獻(xiàn)率表(見表6)可知，前2個(gè)主成分的特征值大于1，分別為3.574和1.823，總方差的89.956%的貢獻(xiàn)來自前2個(gè)主成分，這說明前2個(gè)主成分能夠代表全部性狀的89.956%的信息，因此可以去掉后4個(gè)主成分。

表6 野生平榛堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)主成分的方差貢獻(xiàn)率

由野生平榛堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)相關(guān)矩陣的特征向量(見表7)可知，第一個(gè)主成分主要反映縱徑、橫徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量的綜合信息，第二個(gè)主成分主要反映果皮厚、出仁率的綜合信息?？傻贸鲋鞒煞趾瘮?shù)式如下：

Y1=0.454X1+0.490X2+0.494X3+0.470X4+ 0.269X5+0.136X6，

Y2=-0.009X1+0.074X2-0.227X3+0.311X4- 0.599X5+0.698X6。

式中：Y1為第一主成分；Y2為第二主成分；X1為縱徑；X2為橫徑；X3為單果質(zhì)量；X4為果仁質(zhì)量；X5為果皮厚；X6為出仁率。

表7 野生平榛堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)相關(guān)矩陣的特征向量

3.3.2 平榛單株堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)的聚類分析

對初選平榛單株的堅(jiān)果形態(tài)進(jìn)行聚類分析，變量的變異性大以及變量間存在相關(guān)性等因素會影響聚類結(jié)果[13]，為了降低這些差異，本文對各變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以主成分分析中的各主成分得分矩陣為依據(jù)進(jìn)行聚類分析。

由栽培平榛堅(jiān)果形態(tài)聚類分析圖(圖1)可知，當(dāng)閾值為8時(shí)可將87株栽培平榛分為7類。由栽培平榛堅(jiān)果形態(tài)聚類結(jié)果(見表8)可知，第一類包括植株ZP17、ZP37、ZP52和ZP54，其縱徑平均值最小為13.63 mm，比全體植株的平均值低8.09%，出仁率平均值最低為0.315，比全體植株的平均值低15.55%，果皮厚最厚達(dá)2.12 mm，比全體植株的平均值高14.59%；第二類包括植株ZP1、ZP2、ZP4等35株，其堅(jiān)果性狀比較中庸，各指標(biāo)均處于中間水平；第三類包括植株ZP7、ZP8、ZP12等17株，也屬于較中庸的一類，但與第二類比較果實(shí)較大，果皮較厚為2.09 mm，比全體植株的平均值高12.97%；第四類包括植株ZP13、ZP20、ZP31等13株，其橫徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量平均值均最低，分別為13.89 mm、1.153 g、0.415 g，分別比全體植株平均值低8.85%、23.69%、26.62%；第五類包括植株ZP10、ZP28、ZP45等8株，其平均果皮厚最薄為1.45 mm，比全體植株的平均值低21.62%，出仁率平均值最高為0.427，比全體植株的平均值高14.48；第六類包括植株ZP24、ZP59，其縱徑、橫徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量平均值均最高，分別為16.23、17.14 mm、2.004、0.830 g，分別比全體植株的平均值高9.43%、12.48%、32.63%、46.75%；第七類包括植株ZP3、ZP5、ZP15等8株，其果實(shí)也較大，僅次于第六類。

表8 栽培平榛堅(jiān)果形態(tài)聚類結(jié)果

圖1 栽培平榛堅(jiān)果形態(tài)聚類分析

由野生平榛堅(jiān)果形態(tài)聚類分析圖(圖3)可知，當(dāng)閾值為7時(shí)可將58株野生平榛分為5類。由野生平榛堅(jiān)果形態(tài)聚類結(jié)果(見表9)可知，第一類包括植株YS7、YS8、YS9等29株，其橫徑、果仁質(zhì)量、出仁率平均值均最低，分別為13.23 mm、0.361g、0.321，分別比全體植株的平均值低8.35%、21.83%、15.92%；第二類包括植株YS5、YS6、YS34等7株，其縱徑平均值最低為12.75 mm，比全體植株的平均值低3.35%；第三類包括植株YS3、YS36、YS37等14株，其為中庸的一類，各指標(biāo)均處于中間水平；第四類包括植株YS1、YS2、YS4和YS38，其單果質(zhì)量平均值最小為1.034 g，比全體植株的平均值低15.76%，但其平均果皮厚最薄為1.33 mm，比全體植株的平均值低21.67%，平均出仁率最高為0.457，比全體植株的平均值高19.70；第五類包括植株YS50、YS51、YS52和YS55，其縱徑、橫徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量平均值均最高，分別為14.07、16.56 mm、1.655、0.570 g，分別比全體植株的平均值高6.66%、14.71%、34.84%、23.43%，但其平均果皮厚最厚達(dá)2.12 mm，比全體植株的平均值高9.11%。

圖2 野生平榛堅(jiān)果形態(tài)聚類分析

表9 野生平榛堅(jiān)果形態(tài)聚類結(jié)果

3.3.3 平榛單株堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)的主成分得分選優(yōu)

由平榛單株堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)主成分的確立(3.2.3.1)分析結(jié)果可知，栽培植株和野生植株的主成分函數(shù)Y1與Y2，進(jìn)而可以得出主成分綜合得分函數(shù)式：Y=Y1×Y1的方差貢獻(xiàn)率+Y2×Y2的方差貢獻(xiàn)率。

由87份栽培平榛形態(tài)指標(biāo)主成分分析綜合評價(jià)結(jié)果(見表10)可知，排名第6位的綜合得分與第7位的得分相差較大，選取前6位為復(fù)選的優(yōu)良單株，入選率為6.90%。綜合排名第1位的為植株ZP59，其縱徑、橫徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量、出仁率分別為16.99、16.99 mm、1.998、0.826 g、0.413，分別比所有栽培平榛各指標(biāo)平均值高16.29%、12.65%、37.06%、55.21%、12.51%，其果皮厚為1.82 mm，比所有栽培平榛果皮厚的平均值低1.78%。綜合排名第6位的為植株ZP84，其縱徑、橫徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量、果皮厚、出仁率分別為14.96、16.34 mm、1.774、0.709 g、1.96 mm、0.403。分別比所有栽培平榛各指標(biāo)平均值高2.39%、8.34%、21.70%、33.22%、5.78%、9.79%。

表10 栽培平榛堅(jiān)果形態(tài)綜合評價(jià)結(jié)果

由58份野生平榛形態(tài)指標(biāo)主成分分析綜合評價(jià)結(jié)果(見表11)可知，排名第4位的綜合得分與第5位的得分相差較大，選取前4位為復(fù)選的優(yōu)良單株，入選率為6.90%。綜合排名第1位的為植株YS50，其縱徑、橫徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量、果皮厚分別為13.89 mm、17.07 mm、1.775 g、0.582 g、2.16 mm。分別比所有野生平榛各指標(biāo)平均值高6.54%、22.78%、50.40%、38.62%、25.27%。綜合排名第4位的為植株YS55，其縱徑、橫徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量、果皮厚、出仁率分別為14.53 mm、15.66 mm、1.565 g、0.557 g、2.05 mm、0.359。分別比所有野生平榛各指標(biāo)平均值高11.45%、12.64%、32.61%、32.67%、18.89%、0.40%。

4 結(jié)論與討論

本文對鐵嶺黃金溝地區(qū)的平榛堅(jiān)果品質(zhì)進(jìn)行選優(yōu)，初選出栽培平榛優(yōu)良單株87株和野生平榛優(yōu)良單株58株。除縱徑、橫徑變異相對穩(wěn)定外，平榛單株各指標(biāo)變異程度較大，說明平榛具有很大的改良潛力。栽培平榛的堅(jiān)果品質(zhì)高于野生平榛，與野生平榛相比，栽培平榛縱徑、橫徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量和出仁率的平均值均較高，但果皮較厚。說明在沒有栽培管理措施的情況下，平榛堅(jiān)果品質(zhì)較差，這可能是由于水肥欠缺導(dǎo)致野生狀態(tài)下平榛堅(jiān)果品質(zhì)較差，說明通過栽培措施管理可以提高平榛的品質(zhì)。

此外，平榛堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)的相關(guān)性分析表明單果質(zhì)量與縱徑、橫徑、果仁質(zhì)量、果皮厚均成極顯著正相關(guān)；果仁質(zhì)量與縱徑、橫徑、單果質(zhì)量、果皮厚、出仁率均成極顯著正相關(guān)；出仁率與縱徑、果仁質(zhì)量成極顯著正相關(guān)，與橫徑成顯著正相關(guān)，與果皮厚成極顯著負(fù)相關(guān)。說明果實(shí)大小與果皮厚顯著影響堅(jiān)果的質(zhì)量，可通過改良果實(shí)的大小，降低果皮厚來提高出仁率。

表11 野生平榛堅(jiān)果形態(tài)綜合評價(jià)結(jié)果

宋新芳[10]通過對榛子堅(jiān)果形態(tài)和果仁內(nèi)含物的綜合評價(jià)，在泰山和蒙山兩個(gè)種源地選出5個(gè)綜合性狀好的優(yōu)良單株。趙娣[12]等通過對鐵嶺地區(qū)進(jìn)行平榛種質(zhì)資源調(diào)查，選出5個(gè)性狀優(yōu)良的平榛，分別為：HJG16、HJG6、KY1、HJG18、HJG2。HJG16堅(jiān)果較大、堅(jiān)果質(zhì)量較大、淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高；HJG6號果皮薄、出仁率高；KY1果仁質(zhì)量、出仁率較高；HJG18堅(jiān)果大、堅(jiān)果和果仁質(zhì)量大；HJG2堅(jiān)果縱徑大、果皮薄、出仁率高。在5個(gè)優(yōu)株中黃金溝地區(qū)的有4株。因此本文在此基礎(chǔ)上，在黃金溝地區(qū)擴(kuò)大調(diào)查范圍進(jìn)行選優(yōu)。對初選的87株栽培平榛和58株野生植株分別進(jìn)行聚類分析和主成分分析。聚類分析可將87株栽培平榛分為7類，野生平榛分為5類。結(jié)果表明，選育果皮薄、出仁率高的優(yōu)良單株可從栽培平榛第五類和野生平榛第四類中選擇；選育出大果、果實(shí)和果仁較重的優(yōu)良單株可從栽培平榛第六類和野生平榛第五類中選擇。通過主成分綜合得分選出堅(jiān)果綜合品質(zhì)好的栽培平榛榛優(yōu)良單株6株，野生平榛4株。

綜上說明，黃金溝地區(qū)平榛堅(jiān)果形態(tài)具有很大的改良潛力，在栽培平榛和野生平榛中均可選出果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良的單株，雖然野生植株的堅(jiān)果品質(zhì)總體較差，但可以通過栽培措施進(jìn)一步提高其品質(zhì)。本文通過綜合性狀選優(yōu)，選出堅(jiān)果性狀優(yōu)良的平榛可以為今后平榛的育種工作提供材料。

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Superior Individual Selection ofCorylusheterophyllafor Nut Production in Tieling, China

Zhao Shuang, Kou Yanru(Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China); Wang Zhong, Sheng Shuyan(Tieling Forestry Research Institute); Zhang Bing, Su Shuchai(Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University)//Journal of Northeast Forestry University，2015,43(6)：15-21.

CorylusheterophyllaFisch.; Superior individual selection ofCorylusheterophylla;Corylusheterophyllanuts; Fruit morphology ofCorylusheterophylla; Principal component analysis

1)國家林業(yè)局重點(diǎn)項(xiàng)目(2011-03)。

趙爽，女，1989年10月生，省部共建森林培育與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))，碩士研究生。E-mail：zhaoshuang122012@163.com。

蘇淑釵，省部共建森林培育與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))，教授。E-mail：sushuchai@sohu.com。

2014年12月29日。

S664.4

責(zé)任編輯：潘 華。