倪沙　姚旭東　劉庚　賈慶彬

摘要：? 以胸徑、冠幅、枝下高、分枝角、通直度、葉片花色素苷含量6個(gè)性狀為主要指標(biāo)，在吉林省臨江、汪清、灣溝、紅石4個(gè)地點(diǎn)的天然群體中選擇擰筋槭觀賞型優(yōu)樹。在野外調(diào)查獲得40株初選優(yōu)樹的基礎(chǔ)上，采用主成分分析法對(duì)初選優(yōu)樹進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與篩選，最終確定觀賞型優(yōu)樹19株。采用Pearson相關(guān)分析法對(duì)性狀間相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：擰筋槭觀賞性狀間相關(guān)表現(xiàn)較弱，相關(guān)性未達(dá)到顯著水平。

關(guān)鍵詞：? 擰筋槭；? 觀賞性狀；? 主成分分析；? 優(yōu)樹選擇

中圖分類號(hào)：? ?S 722. 5? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：１００1 － 9499（２０23）06 － 0011 － 05

Study on the Selection of Plus tree of Ornamental

Type Maple （Acer triflorum）

NI Sha YAO Xudong LIU Geng JIA Qingbin

（1.? Lishu County State Forest Farm，? Jilin Siping 136500；? 2.? Jilin Provincial Academy of Forestry Science，? Jilin Changchun 130033）

Abstract Taking the 6 traits of diameter at breast height （DBH）， crown width （CW）， height under branches （HUB）， branch angle （BA）， straightness and leaf anthocyanin content （LAC） as the main indexes， the ornamental plus trees of maple （Acer triflorum） were selected from natural forests in Linjiang， Wangqing， Wangou and Hongshi in Jilin Province. On the basis of 40 primary select trees obtained from field investigation， the primary select trees were comprehensively evaluated and screened by principal component analysis， and 19 ornamental plus trees were finally determined. Pearson correlation analysis was used to analyze the correlation between characters. The results showed that the correlation between ornamental characters was weak， and didn't reach a significant level.

Key words Acer triflorum； ornamental traits； principal component analysis； plus tree selection

擰筋槭（Acer triflorum）又名三花槭，屬落葉喬木，其秋季葉色紅艷、觀賞性強(qiáng)，是我國(guó)東北地區(qū)優(yōu)良的園林綠化樹種之一[ 1 - 3 ]。作為北方具有特色的彩葉樹種，觀賞性狀的遺傳改良一直是擰筋槭良種選育研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容[ 4 - 5 ]。目前，林木的性狀改良主要通過人工選擇的方法來實(shí)現(xiàn)，選擇方式包括表型選擇與遺傳型選擇[ 6 - 8 ]，其中優(yōu)樹選擇即是表型選擇的具體應(yīng)用。經(jīng)過多年的研究與實(shí)踐，現(xiàn)階段優(yōu)樹選擇的常用方法主要有優(yōu)勢(shì)木比對(duì)法、分級(jí)評(píng)價(jià)法、綜合指數(shù)法等[ 9 - 11 ]。鄭丹菁等[ 12 ]在對(duì)宮粉紫荊進(jìn)行優(yōu)樹選擇時(shí)，根據(jù)觀賞特性確立了花密度、花冠長(zhǎng)、冠幅、分枝角等10個(gè)選優(yōu)性狀，通過主成分分析確定性狀權(quán)重并進(jìn)行綜合評(píng)分，達(dá)到了良好的選優(yōu)效果。田力等[ 13 ]在青錢柳藥用優(yōu)良單株選擇與評(píng)價(jià)的研究中以葉面積、分枝角、冠型等表型性狀作為選擇依據(jù)進(jìn)行第1輪優(yōu)株選擇，再以葉片總黃酮、多糖含量等為依據(jù)對(duì)優(yōu)株進(jìn)行2次篩選，最終在36株優(yōu)良個(gè)體中確定優(yōu)樹3株，所選優(yōu)樹具有較好的綜合表現(xiàn)與穩(wěn)定性。

本文以擰筋槭觀賞型優(yōu)樹選擇為主要研究?jī)?nèi)容，將冠幅、分枝角、葉片花色素苷含量等6個(gè)觀賞性狀作為選優(yōu)指標(biāo)，在野外初選的基礎(chǔ)上采用主成分分析法進(jìn)行二次篩選，減少人工選擇誤差，確保入選優(yōu)樹具有較好的綜合表現(xiàn)，對(duì)今后擰筋槭優(yōu)樹選擇方法的研究具有一定的參考價(jià)值。在進(jìn)行優(yōu)樹選擇的同時(shí)，本研究對(duì)所選優(yōu)樹的種質(zhì)資源進(jìn)行保存與繁育，對(duì)優(yōu)樹無性系間差異性進(jìn)行比較與分析，以期為擰筋槭觀賞性狀的遺傳改良及優(yōu)良品種選育提供基礎(chǔ)材料。

1 材料與方法

1. 1 擰筋槭優(yōu)樹選擇方法

在臨江林業(yè)局鬧枝林場(chǎng)、汪清林業(yè)局塔子溝林場(chǎng)、灣溝林業(yè)局大安林場(chǎng)、紅石林業(yè)局紅石國(guó)家森林公園4個(gè)地點(diǎn)，對(duì)天然林內(nèi)擰筋槭野生群體進(jìn)行調(diào)查，以枝下高（≥2 m且≤4 m）、胸徑（≥20 cm）、冠幅（≥2 m且≤4 m）、分枝角（≥45°）、通直度（≥0.7）、花色素苷含量（以瑞典NCS colour AB色卡對(duì)葉片進(jìn)行比色，選擇紅艷度超過色卡NCS S 0580-? Y90R以上的植株，在相同冠層采集葉片100 g，置于冰袋中帶回，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行花色素苷含量測(cè)定）6個(gè)性狀作為擰筋槭觀賞型優(yōu)樹的選擇指標(biāo)，每個(gè)地點(diǎn)選擇10株，4個(gè)地點(diǎn)共計(jì)40株。

1. 2 花色素苷含量測(cè)定

稱取100 mg樣品放入具塞三角瓶中，加10 mL鹽酸乙醇溶液，在60 ℃水浴中加10 mL提取液浸提30 min，把上清液倒入容量瓶中，分別加5 mL提取液重復(fù)提取2次。合并上清液定溶到25 mL。以0.1 mol/L鹽酸乙醇溶液作參比液，用分光光度計(jì)測(cè)定提取液在530，620，650 nm波長(zhǎng)下的光密度A。

花色素苷的光密度：

A=（A-A）-0.1（A-A）

花色素苷含量：

ω（花色素苷）=A/ε×V/m×1 000

式中，A為花色素苷的光密度（mg/g）；ε為花色素苷摩爾消光系數(shù)4.62×10；V為提取液總體積（mL）；m為樣本干重（g）；1 000表示將計(jì)算結(jié)果換算成mg的倍數(shù)。

1. 3 數(shù)據(jù)分析方法

變異系數(shù)采用以下公式計(jì)算：

C=σ/μ×100%

式中，C為變異系數(shù)，σ為性狀均值的標(biāo)準(zhǔn)差，μ為性狀均值。

文中涉及的方差分析、多重比較、主成分分析、相關(guān)分析等均采用SPSS 18軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2. 1 擰筋槭觀賞型優(yōu)樹選擇

對(duì)4個(gè)地點(diǎn)野外初選優(yōu)樹各指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果（表1）顯示：初選優(yōu)樹各性狀平均值在1倍標(biāo)準(zhǔn)差區(qū)間內(nèi)窄幅變動(dòng)，枝下高2.756 （汪清）～2.964 m（灣溝）；胸徑20.258（灣溝）～23.442 cm（汪清）；冠幅3.330（紅石）～3.640 m（臨江）；分枝角48.660°（紅石）～57.652°（臨江）；通直度0.784（灣溝）～0.840（紅石）；花色素苷含量3.159（灣溝）～3.430 mg/g（紅石）。初選優(yōu)樹各性狀平均變異系數(shù)分別為25.26%（枝下高）、19.41%（胸徑）、24.62%（冠幅）、21.23%（分枝角）、11.51%（通直度）、12.81%（花色素苷含量），性狀整體變異幅度較小，反映出初選優(yōu)樹群體性狀同一性較好，野外人工選擇較為理想，按優(yōu)樹評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的初選誤差相對(duì)較小。

在野外初選的基礎(chǔ)上，采用降維分析的方法，對(duì)初選優(yōu)樹6個(gè)觀賞性狀進(jìn)行主成分分析，綜合性狀總體表現(xiàn)進(jìn)行多性狀聯(lián)合比較與選擇。主成分分析結(jié)果（表2）顯示：通過正交轉(zhuǎn)換后，各變量產(chǎn)生3個(gè)特征值>1的主成分，其特征值分別為1.453、1.317、1.018，其余變量特征值均<1，表示該主成分對(duì)數(shù)據(jù)變異的解釋程度比單個(gè)變量小，在此予以剔除。

3個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率分別為第一主成分為24.21%，第二主成分為21.95%，第三主成分為16.97%，三者累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為63.14%，可以解釋原始數(shù)據(jù)信息量的60%以上，對(duì)于野生環(huán)境下選擇的初選優(yōu)樹，轉(zhuǎn)換后的變量信息保存量亦可接受。3個(gè)主成分變量中，第一主成分主要由枝下高、通直度、花色素苷含量決定，第二主成分主要由冠幅、分枝角、花色素苷含量決定，第三主成分主要由胸徑、冠幅、通直度決定。

表2 擰筋槭初選優(yōu)樹各性狀主成分分析

利用各性狀占主成分貢獻(xiàn)值計(jì)算相應(yīng)的特征向量，根據(jù)特征向量矩陣分別計(jì)算，得到主成分得分計(jì)算公式：

Y= 0.753x-0.703x-0.081x-0.213x+0.353x+0.463x

Y=-0.049x+0.006x+0.538x+0.837x-0.001x+0.569x

Y=0.037x+0.418x+0.238x-0.090x+0.877x-0.093x

對(duì)初選優(yōu)樹各性狀測(cè)量值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)化，得到性狀值標(biāo)準(zhǔn)化向量矩陣，將擰筋槭初選優(yōu)樹各性狀轉(zhuǎn)化后的標(biāo)準(zhǔn)化向量帶入主成分得分計(jì)算公式，分別得到各主成分的得分矩陣，以該得分矩陣為基礎(chǔ)，再將各主成分的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，進(jìn)行綜合得分計(jì)算，計(jì)算公式為：

Y=0.242 1Y+0.219 5Y+0.169 7Y

各初選優(yōu)樹綜合得分結(jié)果詳見表3。

經(jīng)過對(duì)擰筋槭初選優(yōu)樹6個(gè)觀賞性狀進(jìn)行聯(lián)合比較與分析，按綜合得分進(jìn)行排序，選擇保留得分為正值的初選優(yōu)樹，最終確定WG-2015-30、LJ-2015-06等19株個(gè)體作為擰筋槭觀賞型優(yōu)樹（表4）。所選優(yōu)樹可為擰筋槭優(yōu)良品種選育等研究提供基礎(chǔ)繁育材料，對(duì)今后擰筋槭觀賞性狀的遺傳改良具有積極意義。

2. 2 ? 性狀間相關(guān)性分析

采用Pearson相關(guān)分析法對(duì)擰筋槭觀賞性狀進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果（表5）顯示：各性狀間相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平，相關(guān)關(guān)系表現(xiàn)較弱。其中，花色素苷含量與胸徑和冠幅呈現(xiàn)微弱負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.173和-0.029，與其他性狀均表現(xiàn)為微弱正相關(guān)關(guān)系。通直度與分枝角表現(xiàn)為微弱負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.084，與其他性狀均表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系。其他性狀中，枝下高與胸徑、分枝角呈微弱負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.295和-0.114。胸徑與分枝角、通直度為正相關(guān)關(guān)系，與其他性狀均表現(xiàn)為微弱負(fù)相關(guān)。

3 結(jié)論與討論

優(yōu)樹作為林木遺傳育種研究的基礎(chǔ)材料，對(duì)性狀改良進(jìn)程與效果具有重要影響。針對(duì)特定的育種目標(biāo)，科學(xué)有效的選優(yōu)方法可以為優(yōu)樹選擇的準(zhǔn)確性提供重要保障[ 17 - 18 ]。以往研究結(jié)果顯示，在對(duì)單一性狀進(jìn)行選優(yōu)時(shí)，一般僅通過野外調(diào)查進(jìn)行測(cè)量與比較，即可在天然群體中確定符合選擇標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)良單株，此方法簡(jiǎn)便易行，可有效提高工作效率。當(dāng)同時(shí)考慮多個(gè)性狀作為選擇指標(biāo)時(shí)，在野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，需采用降維分析的方法對(duì)備選個(gè)體進(jìn)行多性狀聯(lián)合選擇，通過性狀綜合得分進(jìn)行評(píng)價(jià)與篩選，可有效提高選優(yōu)精度及入選優(yōu)樹的整體表現(xiàn)[ 19 - 21 ]。以往肖澤鑫等[ 22 ]在臺(tái)灣相思優(yōu)樹選擇標(biāo)準(zhǔn)和方法的研究、黃鈺等[ 23 ]在云南油茶優(yōu)樹多指標(biāo)綜合選擇的研究、陳國(guó)德等[ 24 ]在枝花木奶果優(yōu)樹選擇的研究中均采用了此類方法，獲得了較好的選優(yōu)效果。本研究在對(duì)擰筋槭6個(gè)主要觀賞性狀進(jìn)行選優(yōu)時(shí)，首先在天然群體中對(duì)目標(biāo)性狀進(jìn)行野外初選，在獲得一定數(shù)量備選單株的基礎(chǔ)上，采用主成分分析法對(duì)多個(gè)性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，通過二次篩選減少了人為選擇誤差，提高了優(yōu)樹選擇的準(zhǔn)確性，最終在40株初選個(gè)體中確定觀賞型優(yōu)樹19株，對(duì)今后擰筋槭觀賞型良種選育的研究具有積極意義。

性狀間相關(guān)分析結(jié)果顯示，擰筋槭觀賞性狀間相關(guān)表現(xiàn)較弱。樹體形質(zhì)指標(biāo)中，枝下高、分枝角、通直度與葉片花色素苷含量間表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系；胸徑、冠幅與葉片花色素苷含量為負(fù)相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平。該結(jié)果反映出觀賞性狀中葉片花色素苷含量與生長(zhǎng)性狀間很可能相互獨(dú)立遺傳，性狀受到不同遺傳因素控制，不適宜進(jìn)行間接選擇，今后在對(duì)擰筋槭觀賞性狀進(jìn)行人工改良時(shí)，可以通過子代遺傳測(cè)定試驗(yàn)計(jì)算遺傳參數(shù)，針對(duì)特定目標(biāo)對(duì)單一性狀進(jìn)行重點(diǎn)改良，采用直接選擇的方式獲得優(yōu)良群體。

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