新疆野巴旦杏表型變異研究

新疆野巴旦杏表型變異研究

野生巴旦杏是薔薇科、李子和李子屬的一種古老植物。這是遺跡的一種稀有古植物。它原產(chǎn)于歐洲東南部和亞洲中西部,歐洲已無現(xiàn)存分布,多呈化石;而在我國,主要分布于我國與哈薩克斯坦的邊境新疆塔城地區(qū)裕民縣境內(nèi)巴爾魯克山的山地,以陰坡為主,陽坡為輔。裕民縣境內(nèi)現(xiàn)有2000hm2連片成林的野巴旦杏自然保護(hù)區(qū),野巴旦杏同時(shí)還成片分布于塔城市北山、托里縣、阿爾泰山西南布爾津縣境內(nèi)和哈巴河流域。生物多樣性是當(dāng)今生態(tài)科學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中三大研究熱點(diǎn)(全球氣候溫暖化、生物多樣性、持續(xù)生態(tài)系統(tǒng))之一,是人類賴以生存的條件,是社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)。近年來,有關(guān)生物多樣性的研究報(bào)道也較多。在自然界,野巴旦杏可依靠種子實(shí)生繁殖,同時(shí)可以通過其發(fā)達(dá)的根狀莖進(jìn)行營養(yǎng)繁殖,大量增殖個(gè)體,從而形成了無數(shù)形態(tài)各異的單株系,其植物學(xué)形態(tài)差異較大。在野生居群中,從形態(tài)特征上研究居群中的植株,可為遺傳育種研究中選擇與利用優(yōu)良單株類型提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。因此,本試驗(yàn)抽樣調(diào)查并測定了在不同分布地域和原生狀態(tài)下該種枝葉、花器官和果實(shí)等方面的主要形態(tài)特征的差異,以期為深入研究和有效利用野巴旦杏而奠定基礎(chǔ)。1測定指標(biāo)及方法2005～2007年,在收集新疆野巴旦杏分布資料的基礎(chǔ)上,對野外植株進(jìn)行了全面的實(shí)地調(diào)查和勘察。2007年9月,在新疆野巴旦杏的集中分布區(qū)域,即在生態(tài)地理環(huán)境不同的布爾津、哈巴河、塔城、托里、裕民等5個(gè)主要分布區(qū)進(jìn)行了野外調(diào)查和采樣工作。在每個(gè)天然分布區(qū)內(nèi)按不同海拔高度及經(jīng)緯度設(shè)置樣點(diǎn),各選取樹齡一致的單株樹30棵,株間距離30～50m,以保證取樣的均勻性,最大限度地降低母樹間的親緣關(guān)系。選擇生長正常、無嚴(yán)重缺陷、無病蟲害的具有代表性的成熟單株,對其葉片、新梢、花器官及果核等方面的主要植物學(xué)特征進(jìn)行了定點(diǎn)觀測,使用GPS對選定的樹進(jìn)行定位。在4月下旬至5月初的開花期,測定花瓣及花藥指標(biāo);于生長季節(jié)8月,當(dāng)新梢生長基本停止時(shí),測定新梢的長度、粗度和成齡葉的長度與寬度;于8月中下旬果實(shí)成熟期測定果核的縱橫徑、果核厚及果核千粒質(zhì)量。從以上所觀測的葉片、新梢、花器官及果核等表型指標(biāo)中各隨機(jī)抽取30個(gè),用以測定其果核的千粒質(zhì)量,測定方法采用GB/T3543.7-1995的百粒法,測定步驟為:把每棵采樣母樹的種子充分混合,混勻后利用四分法隨機(jī)抽取100粒種子并稱其質(zhì)量,重復(fù)5次,測量精度為0.01g。最后,對上述測定的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與比較。2結(jié)果與分析2.1野巴旦杏群間的形態(tài)特征野巴旦杏分布特點(diǎn)為不連續(xù)的島狀分布,主要分布在面向西、西北、北面的一級臺地,平緩谷坡的凹坡,開闊流水河谷。海拔高800～1200m。在河灘、溝底和陰坡等水分條件較為充足的地方,其長勢旺盛,但在陽坡和半陽坡地帶也有生長。新疆野巴旦杏為灌木,高0.3～2.0m,枝條平展,無刺,多短枝,嫩枝無毛。根系主要分布在深度為10～50cm的土層中,只有根系末端分布在深度為50～65cm的土層中;根系淺但根系幅度大。葉片呈深綠色,背面色淡,秋季呈鮮紅色。葉形為長卵形,中部寬,先端尖。其葉片長度為1.5～13.0cm,寬度為0.7～3.5cm,長寬比為2.5～3.5。葉面光澤平滑無毛。單葉排列,當(dāng)年新梢輪狀互生,2年生枝上簇生。通過對生長于陽坡、陰坡和溝底等不同環(huán)境的植株葉片生長量的分析發(fā)現(xiàn),不同生境的植株有較大的差異,一般著生于溝底和陰坡的植株其葉片較大。由此可見,受環(huán)境和遺傳的影響,野巴旦杏群系間的差異較大。同時(shí)觀察發(fā)現(xiàn),在分布區(qū)內(nèi)單株之間也存在著差異。5個(gè)天然居群間野巴旦杏的葉長、寬和長寬比的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差見表1。從表1中可以看出,5個(gè)群系間野巴旦杏的葉片形態(tài)特征存在著顯著的差異:其葉片長的變異特征,以布爾津的為最大,哈巴河最小;葉片寬的變異特征為布爾津、托里及裕民均顯著大于哈巴河和塔城北山;葉形指數(shù)的變異特征,以布爾津的為最大,而以托里的為最小。2.2不同生境新梢生長情況新梢一般在植株的上部和基部萌生,萌生期主要在春季,新梢可連續(xù)延長生長。新梢有春梢和夏梢之分,春梢占90%以上。一年內(nèi)枝條總生長量有2次高峰:第1次在4～6月底,第2次在7月中旬至8月中旬。當(dāng)年新梢長度多在15～40cm,粗度為0.2～0.4cm。由此可見,野巴旦杏的枝條年生長量較大,同時(shí)植株之間的差異也較大。通過對比分析不同生長環(huán)境植株的新梢生長量發(fā)現(xiàn),不同生境的植株有較大的差異,一般著生于溝底和陰坡的植株其新梢生長量相對較大。5個(gè)天然居群間野巴旦杏的新梢長度與粗度的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差見表2。由表2可知:5個(gè)天然居群間野巴旦杏的新梢形態(tài)特征存在著顯著的差異;新梢長度的變異特征,以裕民保護(hù)區(qū)的為最大,哈巴河的最小;新梢粗度的變異特征,也以裕民保護(hù)區(qū)的為最大。2.3花的形態(tài)特征野巴旦杏的花于展葉后開放,其花呈粉紅色而不規(guī)則,為卵形或近圓形;花冠直徑為1.9～2.8cm,花瓣5枚,雄蕊20～33本,雌蕊1本,雌蕊長度多為0.7～1.2cm,雄蕊多數(shù)為20～26枚,長度為0.5～0.8cm,花瓣的長大于寬;子室1個(gè),著生2個(gè)胚珠,—般僅有1個(gè)發(fā)育成種子。2年生幼樹可大量開花,但因雌蕊發(fā)育不健壯而有大量落花,因而最初開花的2年結(jié)實(shí)很少。觀察發(fā)現(xiàn),在塔城、裕民和托里三地,花芽一般于4月中旬膨脹,花蕾正常發(fā)育約15d左右,4月底至5月初,當(dāng)平均氣溫穩(wěn)定在10℃以上時(shí)花才開放,花期約7d左右;而在布爾津和哈巴河二地,花芽一般于4月底5月中膨脹,在5月中旬左右花才開放。從現(xiàn)蕾到末花期一般約25d。5個(gè)天然居群間野巴旦杏花器官的各形態(tài)特征的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差見表3。從表3中可以看出,5個(gè)天然居群間野巴旦杏花器官形態(tài)特征的顯著性差異有所不同,在5個(gè)天然居群間,野巴旦杏花冠直徑和雄蕊數(shù)表現(xiàn)出顯著性的差異,而其雌蕊長和雄蕊長的差異不顯著。進(jìn)一步分析得出:花冠直徑的變異特征,以布爾津分布區(qū)的為最大,以托里分布區(qū)的為最小;塔城北山的雄蕊數(shù)較多,而托里的較少。2.4成熟時(shí)野巴旦杏主要性狀果實(shí)從幼果形成到成熟,約需90d。其果形為圓球形,果皮表面密布棉絨毛,果肉無汁,果核平均質(zhì)量為0.88g,核內(nèi)一般含有1粒種仁,少數(shù)有2粒種仁,其種仁為扁圓形或?qū)捜切?種仁的平均質(zhì)量為0.27g,味微苦,主要含有脂肪和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)。成熟時(shí)野巴旦杏果核開裂脫落,果核變異較大,果核大小、形狀、果核指數(shù)及千粒質(zhì)量等特征均有較大的差異,以上性狀均表現(xiàn)出多樣性。5個(gè)天然居群間野巴旦杏果實(shí)各形態(tài)特征的平均值與標(biāo)準(zhǔn)差見表4。根據(jù)表4的數(shù)據(jù)分析得出:果核縱徑的變異特征,以布爾津的為最大,以塔城北山的為最小;果核橫徑的變異特征,也以布爾津的為最大,以哈巴河的為最小;果形指數(shù)的變異特征,以哈巴河的為最大,以塔城北山為最小;果核厚度的變異特征,以裕民保護(hù)區(qū)的為最大,以哈巴河的為最小;果核千粒質(zhì)量的變異特征,以布爾津的為最大,以哈巴河的為最小。3不同優(yōu)良品種的選擇,在一般有機(jī)粉劑中,各品種生長隨立地條件的變化。在自然1)野巴旦杏的形態(tài)變異是多方面的,除所調(diào)查觀測指標(biāo)之外,其形態(tài)特征還表現(xiàn)在許多方面,如樹體的大小、枝條的姿勢、花朵的數(shù)量等方面,這是野巴旦杏長期以來根狀莖營養(yǎng)繁殖與實(shí)生繁殖并行的結(jié)果。2)野巴旦杏形態(tài)特征的變化與其所處環(huán)境條件有很大的關(guān)系,調(diào)查發(fā)現(xiàn),在水分條件較充足的溝底和陰坡,其枝條和葉片的生長量相對較大。所以,在優(yōu)良單株類型的選擇上,應(yīng)重視遺傳變異的研究,同時(shí)應(yīng)注意研究由環(huán)境的長期影響而造成的變異問題,應(yīng)區(qū)別環(huán)境造成的差異和遺傳差異。3)通過大量的野外調(diào)查發(fā)現(xiàn),野巴旦杏的生長緩慢,雖然在幼苗期生長較快,但進(jìn)入結(jié)果期后生長十分緩慢,有些植株雖然樹齡很大,但植株矮小。根據(jù)有關(guān)抗寒與抗旱性的