胡長貴
(黃山市林業(yè)科學研究所,安徽 黃山 245000)
榧樹(Torreya grandis)是紅豆杉科榧屬植物,為我國重要的經(jīng)濟林樹種,具有較高的食用價值和藥用價值,其種仁香味獨特,營養(yǎng)豐富,油脂富含功能性的亞油酸和油酸。榧樹主要分布在我國北亞熱帶至中亞熱帶的東南部,其中野生資源最多的有浙江天目山區(qū)、會稽山區(qū),其次為安徽皖南山區(qū)、大別山區(qū)。著名干果香榧(Torreya grandis cv. Merrillii)是榧樹中的優(yōu)良人工栽培變種,其植物性狀屬于榧樹范疇。
黟縣位于皖南地區(qū),具有悠久的榧樹栽培歷史和豐富的榧樹種質(zhì)資源。南宋時期《新安志》便有“柀之小而美者,出于黟”的記載。沈登峰等對黟縣宏村鎮(zhèn)、雙聯(lián)鎮(zhèn)天然榧樹種質(zhì)進行調(diào)查分析表明,黟縣地區(qū)榧樹種質(zhì)資源豐富,性狀變異復雜多樣,一些優(yōu)良單株果實性狀達到甚至超越香榧水平。本次對黟縣榧樹種質(zhì)資源開展全面調(diào)查,并對調(diào)查結(jié)果進行分析整理和評價,目的是掌握全縣榧樹種質(zhì)資源現(xiàn)狀與動態(tài),為制定榧樹種質(zhì)資源長期保護、開發(fā)利用、品種創(chuàng)新提供科學依據(jù),從而實現(xiàn)黟縣榧樹種質(zhì)資源的科學有效保護和合理開發(fā),促進榧樹資源可持續(xù)發(fā)展。
黟縣隸屬于安徽省黃山市,地處安徽省南端,位于 117°38′30″~118°6′00″E、29°47′00″~30°11′30″N。整體地形為低山丘陵地貌,海拔180~1 430 m。屬亞熱帶季風氣候區(qū),年平均氣溫15.5 ℃,年均降雨量1 783.6 mm,無霜期214~245 d,全年有效積溫4 986 ℃。
調(diào)查試驗于2017 年9 至10 月在黃山市黟縣進行,室內(nèi)試驗于2017 年10 月在黃山市林業(yè)科學研究所實驗室進行。
2017 年9 至10 月,在收集有關(guān)黟縣榧樹資源分布相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上,采取實地調(diào)查、樣方調(diào)查、標本采集、室內(nèi)考果等方法,對黟縣榧樹的自然分布、生態(tài)條件與資源分布狀況等進行調(diào)查,并進行優(yōu)良單株的選擇。
在前期調(diào)查的基礎(chǔ)上,共篩選出34 株特殊種質(zhì)榧樹。由于榧樹種子成熟期不一,調(diào)查中僅采集上述榧樹單株資源中的31 株榧樹種子。每株隨機采集種子各100 顆,分別記錄種子縱徑、橫徑、種型指數(shù)、核型指數(shù)、種核重、鮮出籽率等性狀指標并統(tǒng)計分析。
手持 GPS 定位儀(品牌:FOLOUFO,精度:3~10 m),10 m 鋼卷尺(品牌:TaJima,精度:1 mm),1/10 000天平(品牌:LICHEN,精度:0.000 1 g),游標卡尺(品牌:三量,量程:0~150 mm,精度:0.01 mm)。
采用Excel 和SPSS 軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析。
黟縣天然榧樹資源分布面積為2 071.52 hm,總株數(shù)33 695 株,其中成年樹23 499 株、幼樹2 731株、幼苗7 465 株。黟縣榧樹自然分布格局呈島嶼化斑塊狀;位于黃山西南坡的宏村鎮(zhèn)泗溪村是黟縣榧樹的分布中心,占總株樹的77.85%;洪星鄉(xiāng)分布相對集中;宏譚鄉(xiāng)和美溪鄉(xiāng)呈零星分布。
垂直分布上,榧樹種群在海拔100~800 m 均有分布,以海拔300~500 m 的低山丘陵地區(qū)分布最為集中,生長狀況最為良好。生境分布上,榧樹多分布于河溪兩岸坡地和山谷坡地,呈小塊狀純林或散生狀態(tài), 常見伴生種為杉木(Cunninghamia lanceolata)、毛竹(Phyllostachys pubescens)、青岡(Cyclobalanopsls glauca)、馬尾松(Pinus massoniana)、楓香(Liquidambar formosana)三尖杉(Cephalataxus fortunei)、紅豆杉(Taxus chinensis)、檫木(Sassafras tsumu)、樸樹(Celtis sinensis)及其他殼斗科、樟科等樹種。榧樹對地質(zhì)環(huán)境與土壤適應較為廣泛,山地紅壤、紅黃壤、黃紅壤、石灰性土壤均有種群分布。
黟縣榧樹經(jīng)長期自然雜交、演變,種質(zhì)資源十分豐富。相關(guān)學者在對安徽榧樹資源進行調(diào)查發(fā)現(xiàn),一些榧樹種質(zhì)綜合性狀優(yōu)良、品質(zhì)達到或超過香榧,并將黟縣的花生榧、小米榧、糯米榧、和尚榧歸為優(yōu)株。然而,在對榧樹長期的栽培利用和品種選擇過程中,往往把注意力只集中在少數(shù)生產(chǎn)需要的經(jīng)濟性狀,而忽略了其他性狀,長此以往易導致榧樹群體或個體的遺傳基礎(chǔ)變窄,品種退化在所難免,因此需要有豐富的榧樹種質(zhì)資源進行不斷改良。本次對黟縣范圍內(nèi)具有特殊性狀的榧樹開展全面調(diào)查,共收集34 株具有特殊性狀的榧樹單株。
在收集的種質(zhì)資源中,均具有特殊或優(yōu)良的特性,其中一些特性與種仁口感風味相關(guān),如和尚榧、葉里笑,口感松脆,種仁可切片;小米榧、米榧種仁白膩,易脫衣,風味極佳;糯米榧質(zhì)如糯米,具有黏性的口感。一些特性與種子的成熟期相關(guān),如下霜榧,種子成熟期遲,霜降時節(jié)仍有掛果;而黟-32 則為早熟品種,成熟期為9 月中旬;還有一些特性與種子的結(jié)實特性相關(guān),如葡萄榧種子簇生性極強,形如葡萄,便于采摘。此外,一些單株特性可作為用材林或風景林培育,如黟-26、黟-33 樹形挺拔通直,樹型優(yōu)美,可用作珍貴用材或園林綠化。不同種質(zhì)的葉形、種子形狀、種皮紋路亦存在明顯差異。對這些具有特性的種質(zhì)資源,筆者希望通過豐富的榧樹種質(zhì)資源進行不斷改良。
3.3.1 種實性狀變異系數(shù)分析
榧樹種質(zhì)資源種內(nèi)性狀變異復雜多樣,其中最豐富、最直觀也具經(jīng)濟意義的是種子的性狀變異。分析表明(見表1),種核重變異系數(shù)最高,達到35.48%;種子縱徑、種子橫徑、種核縱徑、鮮出籽率等變異系數(shù)較大,均超過15%;其余性狀的變異系數(shù)均在10%左右。這可能與榧樹雌雄異株異花授粉、實生繁殖,種內(nèi)基因交流頻繁,及栽種歷史悠久有關(guān),說明黟縣榧樹具有極大的育種潛力。
表1 黟縣榧樹特殊種質(zhì)種實性狀變異系數(shù)
3.3.2 種實性狀聚類分析
聚類分析法多用于研究植物遺傳多樣性和親緣關(guān)系,用SPSS 數(shù)據(jù)處理軟件對31 株特殊種質(zhì)榧樹種子各性狀數(shù)據(jù)進行聚類分析,得樹狀圖(如圖1所示),聚類效果不明顯,說明黟縣天然榧樹親緣關(guān)系較近。在遺傳距離閾值為10 處分為4 類,參考俞飛飛的分類方法,按種核形態(tài)與重量,可以劃分為小圓榧、圓榧、大圓榧和長榧類。
圖1 黟縣31 株特殊種質(zhì)種實性狀聚類分析樹狀圖
第一類:黟-15、黟-22、黟-14、黟-23、黟-07、黟 -13、黟 -01、黟 -27、黟 -30、黟 -09、黟 -21、黟-25 號單株,平均核型指數(shù)為1.42,平均種核重3.96 g,屬于圓榧類。
第二類:黟 -03、黟 -05、黟 -10、黟 -11、黟 -26、黟 -16、黟 -02、黟 -18、黟 -28、黟 -29、黟 -24 號單株,平均核型指數(shù)為1.22,種核呈近圓型,平均種核重2.88g,屬于小圓榧類。
第三類:黟 -08、黟 -12、黟 -19、黟 -31、黟 -04、黟-17、黟-20 號單株,平均核型指數(shù)為1.36,平均種核重6.17 g,屬于大圓榧類。
第四類:黟-06 號單株,平均核型指數(shù)為1.93,平均種核重6.14 g,屬于長榧類。
黟縣榧樹資源分布面積大,自然分布格局呈島嶼化斑塊狀,黃山西南坡的泗溪村是其分布中心。榧樹天然種群在海拔100~800 m 的范圍內(nèi)均有分布,且以海拔300~500 m 的低山丘陵地區(qū)分布最為集中,呈小塊狀純林或散生狀態(tài)。黟縣榧樹分布范圍相對狹窄,呈零星或零星片狀分布的特點。這與一些學者的調(diào)查結(jié)果類似,歷史上由于中國在第四紀冰期時部分地區(qū)并未被冰川直接覆蓋,為榧樹等古老孑遺植物提供了避難所和保護地,且黃山地區(qū)復雜的地形地貌和濕潤的氣候條件對榧樹的殘存起到了重要作用,這就從歷史格局上導致了榧樹種群分布的斑塊化。垂直分布上,高海拔地區(qū)榧樹分布的主要限制因子為年最低溫度和年有效積溫,如位于北亞熱帶的大別山地區(qū)海拔上限為800~1 000 m;黃山、天目山海拔上限為1 000~1 500 m;而位于武夷山地區(qū)的榧樹種群分布海拔上限則可達1 800~2 000 m。黃山的高海拔地區(qū),因極端最低溫達-20 ℃以下,常受寒潮影響,榧樹多長成灌木狀或小喬木狀;僅避風向陽的溝谷地帶,榧樹能夠正常生長發(fā)育。低海拔地區(qū),榧樹種群受到人類活動的頻繁干擾,僅在地形崎嶇、人類活動不便的河谷坡地零星分布。黟縣的榧樹種群分布特征是本地區(qū)氣候條件、山地生境及人類活動強烈干擾的綜合反映,總體分布特點呈零星或零星片狀。
黟縣榧樹種質(zhì)資源調(diào)查研究表明,種子性狀存在較大的差異。其中種核重變異系數(shù)最高,達到35.48%,種子縱徑、種子橫徑、種核縱徑、鮮出籽率等變異系數(shù)均超過15%,這與一些學者的調(diào)查結(jié)果一致。在未受人為干擾的野生資源中,不同類型單株出現(xiàn)的頻度近于正態(tài)分布,在極端類型之間,變異呈現(xiàn)連續(xù)性,具有極大的育種潛力。吳昊等對51 個榧樹種質(zhì)基因組DNA 用 SRAP 及ISSR 標記進行分析,兩種標記共擴增出141 個位點,其中多態(tài)位點130 個,占92.20%,這也從側(cè)面反映了天然榧樹有較高程度的遺傳多樣性。這可能與榧樹雌雄異株、實生繁殖及悠久的栽植歷史有關(guān),此外不同生境導致的環(huán)境脅迫也會造成榧樹一定程度的變異。榧樹較高程度的遺傳多樣性為選種提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。筆者在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),黟縣不乏優(yōu)良的榧樹種質(zhì),如香脆可口、切片不碎的和尚榧;淀粉比例高、質(zhì)如糯米的糯米榧;品質(zhì)同和尚榧,且脫衣更易的葉里笑。還有一些具有特殊性狀、有育種價值的榧樹種質(zhì),如簇生性極強,形如葡萄,便于采摘的葡萄榧;成熟期遲,可作為晚熟品種培育的下霜榧。這些營養(yǎng)風味、品質(zhì)特性優(yōu)于香榧的單株,說明黟縣榧樹種質(zhì)在選種和育種方面具有巨大的潛力。但這些優(yōu)良種質(zhì)的數(shù)量極少,大多以個位數(shù)的數(shù)量存在,一些良種由于得不到及時的管護,出現(xiàn)腐爛中空甚至枯死的跡象,因此加強對榧樹種質(zhì)源的保護刻不容緩。