濒危植物山楂海棠种子产量影响因素相关性分析_周梅妹.pdf

第 卷 第 期北华大学学报（自然科学版）年 月 （）文章编号：（）：濒危植物山楂海棠种子产量影响因素相关性分析周梅妹，王永涛，苑景淇，程晨光，于忠亮，李成宏，王梅芳，兰雪涵，杜凤国，（北华大学林学院，吉林 吉林；贵州省国有龙里林场，贵州 龙里；长白县林业局，吉林 白山；长白山特色森林资源保育与高效利用国家林业局重点实验室，吉林 吉林）摘要：探究影响山楂海棠种子产量各因素间的相关性，为山楂海棠高产优良品种选育提供依据以吉林省长白县母树林林场横山库区为研究地点，测定山楂海棠生长性状、叶性状、果实性状及种子性状，采用相关性分析、通径分析和聚类分析等方法分析各性状结果表明：）多数生长性状（树高与地径）、果实性状、种子性状、叶性状相关性达到显著水平，其中，树高、地径与果实数量、单株种子数均显著正相关，单果种子数量与单株种子数量、叶长、叶宽和叶面积极显著正相关，单株种子数与叶宽和叶面积显著正相关；）果实数量对单株种子数的直接影响和总影响最大，地径对单株种子数的间接影响最大；）通过聚类分析可将山楂海棠分为高产型、中产型和低产型 类，高产型包括单株 和，中产型包括单株、和，低产型包括单株、，其中，第 类与第 类单株种实产量较高，可为进一步选育种实高质高产的优良品种提供依据关键词：山楂海棠；种子产量；相关性分析；通径分析；聚类分析中图分类号：文献标志码：收稿日期：基金项目：吉林省科技发展计划项目（）作者简介：周梅妹（），女，硕士研究生，主要从事野生动植物资源保护与利用研究，：；通信作者：杜凤国（），男，博士，教授，博士生导师，主要从事长白山特色森林资源保育与高效利用研究，：（），（，；，；，；，）：，：（），；（），；（），：；山楂海棠（）为蔷薇科（）苹果属（）珍稀濒危落叶小乔木，仅零星分布于长白山南麓的长白朝鲜族自治县境内海拔 的针阔混交林中，为国家二级保护植物、极度濒危种山楂海棠花白色，果实成熟后红色，富含维生素，具有很高的观赏价值和营养价值极耐严寒，是研究抗寒性和培育苹果属矮化品种的优良砧木近年来，由于人为干扰和破坏，山楂海棠生境遭到破坏，种质资源逐年减少，处于濒危状态，保护、繁育山楂海棠已迫在眉睫种子是濒危植物自然更新、保持种质资源多样性和可持续发展的基础，但濒危植物普遍存在种子产量低、品质差，以及向幼苗转化率低、幼苗数量少等问题作为濒危植物，山楂海棠种子产量低是制约其繁殖和发展的主要因素之一，探究其种子产量与生长性状、种子表型性状相关性对保育山楂海棠意义重大种子表型性状与种子产量具有显著相关性，根据植物表型性状与种子产量间的密切关系可以初步预估种子产量，为野外调查植物种子产量提供便捷可靠的方法目前，山楂海棠研究主要集中在生境调查、亲缘关系、种子形态及萌发特性等方面，而关于种实产量影响因素的相关分析未见报道基于此，本研究对山楂海棠的生长性状、叶性状、种实性状进行调查分析，旨在探究各性状与山楂海棠种子产量间的相关性，为选育山楂海棠高产种实优良品种提供依据 调查地点与研究方法 调查地点自然概况调查地点为吉林省长白朝鲜族自治县母树林林场横山库区的“长白县山楂海棠国家林木种质资源库”，该资源库以就地保护天然山楂海棠为重点，位于长白山南麓、白山市东南部（，），属温带大陆性季风气候，四季分明，春季干旱多风；夏季短暂，温热多雨；秋季凉爽，多西南风；冬季漫长且寒冷年平均日照时间 ，平均气温 ，最低气温，无霜期，年平均降雨量 长白县地处长白山熔岩台地，土壤属暗棕色森林土，呈酸性或微酸性，海拔最高为 ，最低为 性状测定 年 月，在调查地天然林分中随机选取 株生长健壮的山楂海棠结实单株，测定生长性状、叶性状、果实性状和种子性状生长性状包括树高、地径、冠幅；叶性状包括叶长、叶宽、叶形指数、叶柄长和叶面积等；果实性状包括单果鲜重、果实纵径、果实横径、果形指数、果柄长度、果柄粗度、果萼横径、果萼纵径、单果种子数、果实数量、单株种子数等；种子性状包括种子长、种子宽、种形指数和单粒种子重等）生长性状：用米尺测定树高、冠幅，用游标卡尺测定地径）叶性状：在树冠的东、西、南、北 个方向分别随机采摘 枚正常发育叶，利用游标卡尺测定叶片长、叶片宽和叶柄长；采用网格法统计叶面积叶形指数叶片长 叶片宽）果实性状：按四分法在每株树随机取 个果实，用游标卡尺测定果实纵径、横径、果柄长度、果柄粗度、果萼横径、果萼纵径等，记录每个果实的种子数、单株果实数；利用万分之一天平测定果实鲜重果形指数果实纵径 果实横径各指标均取平均值）种子性状：利用游标卡尺测定种子长和种子宽种形指数种子长 种子宽 数据统计分析利用 软件进行数据分析表型相关分析：，式中：为相关系数；为 个性状的表型协方差；、分别为 个性状的表型方差聚类分析参考陈晓玲等的方法，通径分析参考张跃华等的方法 结果与分析 各性状相关性各性状相关性分析结果见表 由表 可知：山楂海棠多数生长性状（树高与地径）、果实性状、种子性状、叶性状的相关性达到显著水平其中，树高与果实数量和单株种子数极显著正相关；地径与果实数量极显著正相关，与单株种子数显著正相关；单果种子数与单株种子数、叶长、叶宽、叶面积极显著正相关；单株种子数与叶宽和叶面积显著正相关北华大学学报（自然科学版）第 卷表 各性状相关性 性状树高地径冠幅单果鲜重果实纵径果实横径果形指数果柄长度果柄粗度果萼横径果萼纵径果实数量种子长种子宽种形指数单果种子数单株种子数叶长叶宽叶柄长叶面积地径 冠幅单果鲜重果实纵径 果实横径 果形指数 果柄长度 果柄粗度果萼横径 果萼纵径 果实数量 种子长 种子宽 种形指数 单果种子数单株种子数 叶长叶宽 叶柄长 叶面积 叶形指数 注：极显著相关；显著相关 各性状均值各性状均值见表 由表 可知：果实鲜重最大的为单株，达到 ，高出整体平均值；果实纵径最大的为单株，达到 ，高出整体平均值；果实横径最大的为单株，达到 ，高出整体平均值；果形指数最大的为单株，达到，高出整体平均值；果柄长度最大的为单株，达到 ，高出整体平均值；果柄粗度最大的为单株，达到 ，高出整体平均值；果萼纵径最大的为单株，达到 ，高出整体平均值；果萼横径最大的为单株，达到 ，高出整体平均值；果实数量最多的为单株，达到 个，高出整体平均值；种子长最大的为单株，达到 ，高出整体平均值；种子宽最大的为单株，达到，高出整体平均值；种形指数最大的为单株，达到，高出整体平均值；单果种子数最多的为单株，达到 个，高出整体平均值；单株种子数最多的为单株，达到 个，高出整体平均值；叶长最大的为单株，达到，高出整体平均值；叶宽最大的为单株，达到，高出整体平均值；叶柄长最大的为单株，达到 ，高出整体平均值；叶面积最大的为单株，达到 ，高出整体平均值；叶形指数最大的为单株，达到，高出整体平均值表 各性状均值 单株号单果鲜重 果实纵径 果实横径 果形指数果柄长度 果柄粗度 果萼横径 果萼纵径 种子长第 期周梅妹，等：濒危植物山楂海棠种子产量影响因素相关性分析表（续）单株号单果鲜重 果实纵径 果实横径 果形指数果柄长度 果柄粗度 果萼横径 果萼纵径 种子长总计单株号种子宽种形指数单果种子数 粒叶长 叶宽 叶柄长 叶面积叶形指数单株种子数 粒 总计北华大学学报（自然科学版）第 卷 种子产量通径分析以单株种子数为目标性状的通径分析结果见表 表 由表 可知：调整后 为，说明回归分析方程可以解释各性状与单株种子数间的相关关系由表 可知：在所有生长性状、叶性状、果实性状和种子性状中，仅树高、地径、果实个数、单株种子数量、叶宽和叶面积 个性状对单株种子产量有显著影响，回归方程为 由表 可知：果实数量和单果种子数对单株种子数的直接影响大于间接影响，其余性状对单株种子数的直接影响小于间接影响其中，果实数量对单株种子数的直接影响最大，叶面积的直接影响最小；地径对单株种子数的间接影响最大，果实数量的间接影响最小；由总影响可知，果实数量对单株种子数的影响最大表 通径分析模型 模型调整后 标准估算的错误表 回归方程分析 性状未标准化系数标准错误标准化系数显著性常量树高（）地径（）果实个数（）单果种子数量（）叶宽（）叶面积（）表 通径分析直接与间接影响 变量直接影响间接影响树高地径果实数量 单果种子数叶宽叶面积总计间接影响总影响树高 地径 果实数量 单果种子数 叶宽 叶面积 图 各单株聚类分析 不同单株聚类分析根据通径分析中对单株种子数有显著影响的性状（果实数量）对 个山楂海棠单株进行分类，各单株聚类分析结果见图 由图 可知：当距离为 时，株山楂海棠被分为高产型、中产型和低产型 类其中，单株 和 为第 类，单株、和 归为第 类，其余单株归为第 类由 类单株各性状均值可知，第 类果实数量和单株种子数分别高出总体平均值和；第 类分别高出整体平均值和；第 类分别低于总体平均值 和 由此可见，第 类与第 类单株为种实产量较高的单株第 期周梅妹，等：濒危植物山楂海棠种子产量影响因素相关性分析 结论与讨论）相关性分析是对两个或多个具备相关性的变量元素进行分析，从而衡量两个变量因素的密切程度本研究中，树高、地径与果实数量、单株种子数相关性均显著正相关，这与张建国等对大果沙棘的研究结果相似，说明利用生长指标对产量进行预测具有一定可靠性单株种子数与叶宽、叶面积间均极显著正相关，与张毅等对文冠果种子产量影响因素的研究结果一致，这可能由于叶片是植物进行光合作用的主要场所，叶面积大可以捕获更多光能，高效利用光资源，为种实发育提供更充足的营养物质由此可见，以上性状均对种子产量有显著影响然而，相关性分析并不能分析各性状间的相互作用，无法准确反映各性状对种子产量的直接作用与间接作用，而将多元回归分析和通径分析相结合可以更加全面地反映出各表型性状与种子产量间的相关关系，更精准地预测种子产量本研究中，在以山楂海棠单株种子数为目标性状的通径分析显示，果实数量对单株种子数直接影响最大，地径的间接影响最大，果实数量对单株种子数的总影响最大，这与连琼宇等对文冠果种子产量影响因素的研究结果相似，说明果实数量和单果种子数对种子产量的影响最大同时，树高和叶宽对种子产量具有正向影响因此，今后在对山楂海棠种子进行调查和采集时，如果是在结果期内，可选择果实数量多的单株进行采集；如果是在结果期外，可选择树高较高、叶片较宽、叶面积较大的单株进行采集及繁育，以实现种子选育的高质高效）聚类分析可将研究对象的不同个体分成多个相似类别，进而分析不同类别的特点本研究对山楂海棠进行归类，株被分为高产型、中产型、低产型 类，高产型包括单株 和，中产型包括单株、和，低产型包括单株、第 类与第 类单株为种实产量较高单株，可以对其进行连年观察、采集种实、繁育优质苗木，为选育山楂海棠种子产量高的优良品种提供依据，更好地保育与高效利用山楂海棠这一珍贵种质资源参考文献：李育农世界苹果属植物种类和分类的研究进展述评果树科学，（增刊）：顾地周，高捍东，张庆增，等山楂海棠嫩茎直接再生芽苗体系及种质离体保存林业科学研究，（）：钱关泽苹果属（）分类学研究南京：南京林业大学，张昱，张小平濒危植物繁育特征及致危因素研究进展生物学教学，（）：杨阳，王海洋，马立辉濒危植物树枫杜鹃的结实及种子萌发特性林业科学，（）：敖妍文冠果种子产量影响因素分析中国农学通报，（）：林凤起长白山稀有抗寒果树资源：山楂海棠吉林农业科学，（）：张冰冰，梁英海，田彬彬，等山楂海棠 亲缘关系研究吉林农业大学学报，（）：吕梦燕，张立民，毛赫，等山楂海棠种子形态特征及萌发特性研究吉林林业科技，（）：郑冉，黎瑞源，吕丹，等苦荞重组自交系群体籽粒黄酮含量与产量性状分析广西植物，（）：陈晓玲，梁红，谢振文，等 种猕猴桃果实和叶片性状的聚类分析安徽农业科学，（）：张跃华，贾振宇，马维文，等草乌种子产量因子与产量间的关联性分析种子，（）：曹莉，王艮梅，李艳艳，等不同家系枫杨种子特性及苗期生长相关性研究安徽农业大学学报，（）：张建国，段爱国，罗红梅，等大果沙棘不同品种的生长性状及其与产量的相关分析林业科学研究，（）：张毅，敖妍，刘觉非，等文冠果种实性状变异规律及优良单株选择东北林业