不同种源香合欢种子和叶表型性状变异分析_高风.pdf

Vol.43 No.2Feb.2023第 43 卷 第 2 期2023 年 2 月中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Journal of Central South University of Forestry&Technologyhttp:/收稿日期：2022-04-11基金项目：国家自然科学基金青年项目（32001229）；广西科技计划项目（桂科AB21220026）；广西林业科技项目（桂林科研 2022ZC第 29 号）；南宁市青秀区科技计划项目（2020008）。第一作者：高风（），硕士研究生。通信作者：韦铄星（），高级工程师。引文格式：高风,文仕知,韦铄星,等.不同种源香合欢种子和叶表型性状变异分析 J.中南林业科技大学学报,2023,43(2):57-66.GAO F,WEN S Z,WEI S X,et al.Variation analysis of seed and leaf phenotypic traits of Albizia odoratissima from different provenancesJ.Journal of Central South University of Forestry&Technology,2023,43(2):57-66.不同种源香合欢种子和叶表型性状变异分析高 风1，文仕知1，韦铄星2，欧汉彪2，王智慧2，刘雄盛2，韦秋思3，韩俊学3（1.中南林业科技大学 林学院，湖南 长沙 410004；2.广西壮族自治区林业科学研究院 a.国家林业与草原局中南速生材繁育实验室；b.广西优良用材林资源培育重点实验室，广西 南宁 530002；3.广西壮族自治区国有雅长林场，广西 百色 533209）摘 要：【目的】通过分析不同种源香合欢种子和叶的表型性状差异，探究其地理变异规律及其环境驱动机制。【方法】以海南、广西、云南 4 个典型地理种源 68 个家系的叶片和种子为研究对象，采用多重比较、主成分分析、相关性分析等方法进行研究。【结果】各表型性状种源间叶面积变异系数最高（23.02%），叶片厚度最小（10.70%），种子的千粒重最高（16.54%），种子宽最小（5.15%）；种源内云南版纳变异系数最高（16.20%），海南尖峰岭最小（10.87%）。相关性分析表明种子长与其他种子性状均呈极显著相关。结合变异系数，主成分分析和相关性分析，筛选出叶长、第 2 回羽状复叶叶柄长、叶脉厚、小叶长和种子千粒重、种子宽为表型变异的主要性状。叶片表型受纬度、年均气温和年均日照的影响较大，随纬度升高，年均温和年均日照逐渐降低，叶片增长变薄；种子表型受经度、纬度、海拔、年均温和年均日照影响较大，随着经度的减小，纬度、海拔的升高，年均温和年均日照逐渐降低，种子增宽增重；区域试验结果表明树高与叶长、小叶长、种子千粒重和种子宽显著相关，叶片短、种子狭长轻薄的表型特征下树高优势明显；胸径与叶片长度显著相关，羽叶较长时，胸径优势明显。香合欢表型性状变异广泛，变异来源丰富，在香合欢遗传改良过程中，要充分考虑种源间和种源内的变异分布，结合不同的育种需求选择合适的种群单株。关键词：表型性状；环境因子；香合欢；相关性分析；变异系数中图分类号：S792.99 文献标志码：A 文章编号：1673-923X(2023)02-0057-10Variation analysis of seed and leaf phenotypic traits of Albizia odoratissima from different provenancesGAO Feng1,WEN Shizhi1,WEI Shuoxing2,OU Hanbiao2,WANG Zhihui2,LIU Xiongsheng2,WEI Qiusi3,HAN Junxue3(1.College of Forestry,Central South University of Forestry&Technology,Changsha 410004,Hunan,China;2.a.Key Laboratory of Central South Fast-growing Timber Cultivation of National Forestry and Grassland Administration;b.Guangxi Key Laboratory of Superior Timber Trees Resource Cultivation,Guangxi Forestry Research Institute,Nanning 530002,Guangxi,China;3.Guangxi State-owned Yachang Forest Farm,Baise 533209,Guangxi,China)Abstract:【Objective】The phenotypic traits of seeds and leaves of different provenances of Albizia odoratissima were analyzed to investigate the pattern of geographical variation and its environmental driving mechanisms.【Method】The leaves and seeds of 68 families of Albizia odoratissima from four typical provenances in Hainan,Guangxi and Yunnan were used for the study,and multiple comparisons,principal component analysis and correlation analysis were used.【Result】In terms of variation coefficient,the maximum leaf area was 23.02%,the minimum leaf thickness was 10.70%,the maximum 1 000-seed weight was 16.54%,and the minimum seed width was 5.15%.Among all provenances,the highest variation coefficient was 16.20%in Yunnan Province and 10.87%in Jianfengling of Hainan Province.Correlation analysis showed that seed length was highly significantly correlated with all other seed traits.Combining the coefficient of variation,principal component analysis and correlation analysis,leaf length,the 2nd pinnate petiole length,leaf vein thickness,leaflet length,seed weight per thousand and seed width were selected as the main traits of phenotypic variation.The leaf phenotype is strongly influenced by latitude,mean annual temperature and mean annual insolation,and with the increase in latitude,mean annual temperature and mean annual insolation gradually decreased,and leaf growth became thinner.The seed phenotype is Doi:10.14067/ki.1673-923x.2023.02.007高 风，等：不同种源香合欢种子和叶表型性状变异分析58第 2 期香合欢Albizia odoratissima属豆科Leguminosae sp.合欢属 Albizia Durazz.高大落叶乔木，别名黑格、铁掖蒿和牛角森等1，在越南、印度、缅甸和马来西亚等东南亚国家均有分布2。在中国，香合欢主要天然分布于海南、广西、广东、云南、四川和贵州等省（区）的典型热带季风气候、亚热带季风性湿润气候、低（干）热河谷气候区3。香合欢生长快，树干直，冠幅小，天然更新能力强，根系发达，固氮根瘤丰富，出材率高4，同时，香合欢树根皮可入药，具有祛风、活血、安神明目、治痛风、跌损、失眠、夜盲等功效5。香合欢具有耐干热高温、耐瘠薄和耐台风等特点，是热带至南亚热带的优良特色乡土阔叶树种，可作为我国南方地区高价值用材林发展的优选树种3。目前，国内对香合欢的研究主要集中在地理分布特征3、种子表型性状变异6、发芽率7、生长规律8等方面。植物在整个生长周期中不能自由移动9，当生长环境随着地理分布变化时，植物会形成诸多自身结构及生理特性调节的适应对策10-11，植物种群或个体间的表型性状可能发生不同程度的形态变异，进而反作用于植物的生长进程。植物种实形态具有较高的稳定性，是树木分类学和遗传学研究的一种重要指标12，而叶片是植物主要的同化器官，其形态与植物的营养、生长、生理生态因子等密切相关。香合欢天然分布于热带和南亚热带多个典型气候类型区，垂直海拔和经纬度跨越大，环境条件差异明显3。而经过长期自然选择作用，不同气候区香合欢种实表型和叶片形态性状是否存在明显变异，不同种源试验林分生长指标是否存在差异显著，未见相关研究报道。本研究以香合欢不同地理种源的 68 个优株种实及其家系试验林为材料开展地理种源变异及优良种源初步筛选研究，旨在系统反映不同种源香合欢表型的地理变异规律及其环境驱动机制，解释香合欢生长对异质环境条件的响应方式，为选择速生和稳定的优良种源提供科学依据。1 材料与方法1.1 研究区概况2018 年 11 月2019 年 2 月，在海南三亚、海南尖峰岭、广西乐业、云南版纳选择 4 个典型气候类型区种源采集香合欢天然群落优株种实和叶片，带回实验室进行种实表型测定，其中海南三亚和海南尖峰岭各 16 株，广西乐业和云南版纳各 18 株，共计 68 个优良单株。采种点地理气候因子见表 1。significantly influenced by longitude,latitude,altitude,mean annual temperature and mean annual insolation,and with the decrease in longitude,and the increase in latitude and altitude,mean annual temperature and mean annual insolation gradually decreased,and seeds became wider and heavier.The results of the regional trials showed that tree height was significantly correlated with leaf length,leaflet length,seed weight per thousand and seed width,and the individuals with short leaves and long and thin seeds showed obviou