佳木斯平平欧杂交榛抗寒性分析

李秀霞

(佳木斯大学生物与农业学院，黑龙江 佳木斯 154007)

我国东北地区分布着较多的野生榛林，主要种类有平榛(Corylus heterophylla)和毛榛(C.mandshurica Maxim.et Rupr)，榛子作为北方重要的野生坚果经济林树种，长期以来一直处于野生资源掠夺性采收利用状态，资源遭到破坏。野生榛子具有果小、壳厚和产量低等缺点，目前世界榛子栽培品种大多数是欧榛，欧榛具有果大、壳薄和产量高的特点，但却难以适应我国北方的寒冷气候，因此，梁维坚等在引进欧榛的基础上又开展了辽宁平榛与欧榛种间杂交的育种工作。目前较多的农户关注市场上的杂交榛种苗，来自于辽宁的杂交榛能否在高寒地区的黑龙江省引种成功尚需要进行引种试验，盲目引种将会带来不可估量的损失。本文榛树研究课题组利用黑龙江省平榛和平欧杂交榛(Corylus heterophylla×Corylus avellana)杂交得到平平欧杂交榛[Corylus heterophylla×(Corylus heterophylla×Corylus avellana)]，希望获得适于黑龙江栽培的抗寒性更强的优良品种。寒冷的气候条件是北方地区树种分布和生长的主要影响因素之一，目前由于气候寒冷高寒地区尚没有广泛开展榛子栽培，尚缺乏适于该地区种植的优良栽培种，因此正确评定榛子种质资源的抗寒性对于良种选育和扩大栽培是非常重要的。

本研究在前期榛树研究[1-3]的基础上，通过利用原子吸收光谱法和电导法测定K+渗出率和电解质渗出率，分析了平平欧杂交榛及其亲本的抗寒性强弱，并进行了榛子一年生枝条组织解剖结构观察与测量，研究了平平欧杂交榛组织结构和抗寒性的关系，为高寒地区榛子优良新品种的筛选和栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试材为平平欧杂交榛、平欧杂交榛等2个杂交种和平榛(黑龙江省野生分布种)，共计有3个种48个单株。其中平平欧杂交榛的母本为平榛，其父本为平欧杂交榛。

1.2 方法

1.2.1 试验基地

试验基地设在佳木斯市西南岗,N46°31′～46°52′，E129°61′～130°33′，为寒温带大陆性气候，平均风速3.6m·s-1。年平均气候2.9℃，极端最低气温-41.1℃，最高温度38.1℃，年平均降水量510.7mm，年平均日照2525.3h，5—7月平均日照1175.3h[3]，年无霜期平均130d，试材采自佳木斯大学榛子抗寒鉴定圃。

1.2.2 K+渗出率和电解质渗出率的测定

于11月上旬选取无病虫害的各品系植株，选择粗细一致的一年生枝条，将顶梢干枯部分去掉，流水冲洗后，用去离子水冲洗5次，滤纸吸干水分后备用。

将包裹的试材放于-30℃的低温冰箱中，处理24h，从冰箱取出试样后在室温下解冻1h，用滤纸吸干水分，剪成0.5cm的小段，称取3g放在小三角瓶中，加去离子水30mL，用封口膜封口，在室温静置12h，然后用DDS-11A型电导仪(电导法)测定浸提液的电导值，用WFX-1E2型原子吸收分光光度计(原子吸收光谱法)测定各样品的K+浓度，以代表冷冻后离体枝条电解质的外渗值和K+浓度。测定完后放入水浴中煮沸30min，将其取出冷却1h后，按上述相同条件再进行测定，以获得细胞全部破坏后浸提液电导值和K+浓度，代表离体枝条细胞电解质总量，每处理重复3次[4]。

计算公式：

电解质渗出率 (电导率)%=(低温处理后电解质外渗

液电导值/煮沸后电解质

外渗液电导值)×100

K+渗出率%=(低温处理后电解质K+浓度/煮沸后

电解质K+浓度)×100[5]

各无性系抗寒能力综合评定采用尤·叶·布里金指出的综合坐标法[6]，计算公式：

aij=bij/maxNj

式中,aij为第i个无性系的综合评分；bij为第i个无性系的第j水平值；maxNj为所有无性系中的第j水平的最大值。

1.2.3 枝条组织结构的制片与观测方法

取一年生枝条，用FAA固定液固定，经脱水、透明、浸蜡和包埋，用木材切片机切片,切片厚度为13～15μm，经过番红-固绿染色制成永久切片，奥林帕斯光学显微镜下观察照相并用显微测微尺测量,观测以下项目:枝条半径、皮层厚度、木质部厚度等[7]，每个试材拍照30张片子，每个片子每个指标各测2个数据。

皮部比率=皮层厚度/枝条半径

木质部比率=木质部厚度/枝条半径

1.2.4 数据分析

采用Excel和SPSS 11.5软件对数据进行统计计算分析。

2 结果与分析

2.1 平平欧杂交榛及其亲本抗寒性比较分析

表1研究结果显示，平平欧杂交榛无性系和两亲本无性系在-30℃时K+渗出率及电解质渗出率大小顺序均为平榛>平平欧杂交榛>平欧杂交榛，2个指标3个种之间差异极显著，见表2、表3。研究结果表明，无论是用K+渗出率还是电解质渗出率评价榛子抗寒性，其结论一致。表1还显示2种指标表现出平平欧杂交榛(F1)变异系数大于两亲本，说明平平欧杂交榛各株间存在很大的差异，为从中选出抗寒性近于平榛的优良无性系品种提供了机会。

根据上述结果，以K+渗出率为抗寒指标进一步对平平欧杂交榛与其亲本进行比较分析，研究结果见表4。

由表4结果可知，-30℃条件下在供试验的12个F1代平平欧杂交榛无性系中50%的K+渗出率与母本相近，即差异不显著，仅有25%与父本相似，由此说明通过引进平欧杂交榛花粉进行杂交，可以选出与平榛无性系抗寒性相似的抗寒大果种苗的可能性较大。

2.2 平平欧杂交榛枝条组织结构与抗寒性关系的分析

根据前期研究，选择抗寒性不同的平平欧杂交榛(CS1R11、CS2R1、C5R3、CS1R5)和平榛(C7R7)5个单株进行其一年生枝条组织结构与抗寒性研究。试验对一年生枝条的横切面进行了观察及测量，结果见图1和表5。

表1 榛子3个种-30℃条件下K+和电解质渗出率的测样数(N)、平均数标准误(SX)和变异系数(CV)

表2 榛子3个种之间K+渗出率差异比较表

表3 榛子3个种之间电解质渗出率差异比较表

表4 F1代平平欧杂交榛无性系与亲本间-30℃K+渗出率差异比较表

表5 平平欧杂交榛一年生枝条组织结构与电解质渗出率的比较

由表5可知，5个试材木质部比率大小顺序为C7R7>CS1R11>CS2R1>C5R3>CS1R5，其皮部比率大小顺序

为CS1R5>C5R3>CS2R1>CS1R11>C7R7，电解质渗出率大小的次序为CS1R5>C5R3>CS2R1>CS1R11>C7R7；一年生枝条的皮部比率与其电解质渗出率的相关系数是0.896，呈显著正相关，一年生枝条的木质部比率与其电解质渗出率的相关系数为-0.947，表现显著负相关，并与皮部呈显著负相关，相关系数是-0.945；电解质渗出率越小，植物抗寒性越强，因此得出一年生榛子枝条皮部比率数值越小，抗寒性越强，木质部比率数值越大，榛子抗寒性越强。结果表明，平平欧杂交榛一年生枝条组织结构与其抗寒性有关，5个榛子单株的抗寒性强弱排序为C7R7>CS1R11>CS2R1>C5R3>CS1R5。

a.C7R7一年生枝条(×5);b.CS1R11一年生枝条(×5);c.CS2R1一年生枝条(×5);d.C5R3一年生枝条(×5);e.CS1R5一年生枝条(×5)图1 榛子一年生枝条横切面

3 结论

在-30℃低温处理各榛子试材，抗寒性强弱总体表现为平榛>平平欧杂交榛>平欧杂交榛，对12个平平欧杂交榛品系的抗寒性分析结果显示：有6个抗寒性与母本相近，占50%，仅3个F1无性系与父本相近，即占25%，中间类型亦仅占25%，平平欧杂交榛无性系之间变异系数亦远高于2个亲本，从抗寒性遗传特点看出抗寒的遗传因子具有倾母遗传现象。

平平欧杂交榛一年生枝条皮部比率与抗寒性存在显著负相关，木质部比率与抗寒性存在显著正相关，因此组织解剖结构皮部比率和木质部比率可以作为抗寒性形态解剖结构指标来判断榛子的抗寒性。研究说明电导法、原子吸收光谱法和组织解剖结构观察测量法可以作为榛子抗寒性早期鉴定的研究方法。