野生笃斯越橘种质资源保存效果研究

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  摘要 为探索影响野生笃斯越橘种子资源保存的生境因子,开展对11个试验地点的3种生境条件下的野生笃斯越橘的种质资源收集与保存试验。研究结果表明,不同生境中的笃斯越橘对环境的适应能力不同,随着郁闭度的上升,适应能力增强,保存率上升;随着郁闭度下降,适应能力减弱,保存率降低。移栽、嫁接、扦插和组织培养4种方法都可以保存种质资源。其中,嫁接技术可有效保存笃斯越橘优良单株;对于特定来源的笃斯越橘,移栽可以达到100%保存率。组织培养技术可以够达到保存极罕见特异种质的目的。扦插技术虽然也获得了成功,但是受限于各种技术与材料原因,不适于大规模应用。
  关键词 生境条件;笃斯越桔;种质资源;保存效果
  中图分类号 S602.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2015)19-232-03
  笃斯越橘(V. uliginosum L) 是我国唯一的野生蓝莓品种,其种群完全处于野生状态,对于野生笃斯越橘的利用,也只是近百年的时间。在国外,笃斯越橘的利用最早是零散采集利用,到了20世纪中期发展为家庭式种植,育种方法主要是选择育种,即从野外或实生苗中选育优良品种或品系。到了80年代之后,随着杂交、组培等育种手段的应用,使得国外的笃斯越橘的品种得到了极大的丰富[1]。笃斯越橘作为我国优良的野生种质资源,无论从资源保护和开发的角度,都应该加大研究力度。近年来,一些学者从不同的角度,探索了笃斯越橘的生境条件[2]、种质资源调查与收集方法[3-4]、生理特征[5-6]、果实采集与利用[7-8]等方面的内容,取得了一定的研究成果。
  为了实现对优质野生笃斯越橘种质资源的收集与保存,在进行野生笃斯越橘生境条件等级划分的基础上,对我国笃斯越橘中心分布区的种质资源进行收集与保护试验,通过建立种质资源收集区的办法,研究不同生境条件下笃斯越橘的生长规律,探索生境条件中的限制性因子;通过移栽、嫁接、扦插和组织培养的方法,探索笃斯越橘的保存与扩繁手段,为后期的良种选育与优质种质资源扩繁提供技术支持和材料支持。
  1 研究地点
  2010年7~8月,对大兴安岭-黑河地区-小兴安岭一线开展笃斯越橘种质资源调查。调查范围为122°09′23.60″~129°16′12.15″ E,53°16′8.90″~48°12′25.44″ N,我国笃斯越橘中心分布区域。调查活动分别以漠河、加格达奇、沾河、五营4个地点为中心,开展半径200~300 km的踏查活动。具体调查地点包括:漠河、阿木尔、图强、塔河、韩家园、新林、松岭、加格达奇、沾河、五营、红星11个县和林业局。
  2 研究方法
  通过当地向导了解当地野生资源的分布区域与密度,对拟调查地点的笃斯越橘的分布中心和分布边缘获得初步认识,并规划调查路线。沿途设置若干样地,对样地的密度、伴生植物、地理环境、植株生长量指标、开花结实特征和产量指标进行调查。在调查中发现的表型具有普遍代表性和特异性的遗传材料,分别收集保存。
  2.1 试验区生境类型划分与野外调查 通过调查,发现笃斯越橘野生种群的生境可以根据立地条件和伴生植物划分为针叶林下区( Ⅰ 级,郁闭度>60%)、针阔混交林缘-苔原过渡区( Ⅱ 级,郁闭度为20%~60%)、苔原区(Ⅲ级,郁闭度<20%)3个种类,对松岭林业局局址南、新林林业局宏图林场西、新林林业局宏图林场、红星林业局汤北线北等11处调查区域进行生境、种群生长繁殖特征的分类。用郁闭度从高至低的趋势,分别将11处调查区划分为3类生境,结果见表1。
  野外调查内容利用不设试验样地的方法进行,在各调查区不设面积为100 m×100 m的试验样地,分别调查笃斯越橘的密度(包括无性系密度和地上植株密度两部分)、伴生植物种类、郁闭度以及地理信息等。产量指标:以1个单丛为单位,调查果实数量。
  2.2 种质资源的收集方法 对调查中发现的特异种质采取4种方法保存,分别是移栽、嫁接、扦插、组织培养[9]。
  移栽:在各处调查样地中选取3个无性系,每个无性系选5株年轻、健康、树势强盛的分株,切断行走茎,挖出地上植株部分,带回试验基地建立无性系收集区。收集区设计为33株小区,双行排列,完全随机,5次重复(图1)。定植间距2 m×2 m,小区间距离5 m。收集区建立在加格达奇,占地面积约0.13 hm2。
  编号格式为2010-地名拼音-无性系序号,例在新林样地收集的1号无性系标注为2010-xl-1,简标为xl1。收集区整地方法:采用高床定植。以碎石混合草炭铺设垫层,高度10 cm,苗木定植深度5 cm,定植后铺盖1 cm厚苔藓,上层设50%遮阴网,微喷设备每天灌溉2次。建立收集区的同时开始进行其他方式的收集工作,穗条全部取自收集区中的成活株。
  嫁接:嫁接穗条为收集区中成活株的1年生枝条,砧木为引进品种“美登”。嫁接的目:笃斯越橘缺少成熟的驯化技术,野生植株移栽后成活率低,利用“美登”的强壮根系保存笃斯越橘遗传材料是一种变通方法。经过前期的探索性试验,认为该方法具有可行性。嫁接时间为4月中旬,萌动之前。嫁接方法:形成层贴接。
  扦插:扦插穗条为收集区中成活株的1年生枝条或萌蘖枝,长度约8~15 cm,扦插基质为中粒河沙,高锰酸钾消毒。基质装容器扦插。扦插床上方搭建小拱棚,拱棚高度80 cm,遮阴网高度1.5 m。拱棚内设有全自动温度湿度控制设备,维持空气湿度75%~85%,温度≤35 ℃。扦插时间为7月,扦插40 d结束,生根率为70%。
  组织培养:3月采集茎段水培,出芽后接种,利用wpm改良培养基,培养30~40 d出瓶,并继续采用瓶外生根方式,在微体扦插环境中诱导25~40 d,实现生根。生根后装容器炼苗。
  2.3 数据分析方法 利用spss17和spss21软件对量化指标进行分析统计,重点进行统计因子的相关性分析。   3 结果与分析 应用的4种种质资源收集保存方法均取得效果。移栽建立的种质资源收集区面积0.13 hm2,总保存率48%。从不同生境类型收集的材料成活率表现出显著差异,显示了不同生境的笃斯越橘种群对移栽环境的适应能力的差异,且这种适应能力的差异可能是由遗传因素造成的(表1)。统计发现,种源地生境对笃斯越橘移栽保存率具有显著影响。方差分析表明,不同生境的笃斯越橘移栽成活率差异极显著。对11处来源,3种生境的苗木保存率数据分析,结果表明,生境类型、平均株高与保存率呈现显著相关,生境类型与保存率的显著相关性强于株高(表2)。
  嫁接保存共完成5 000株,实际成活3 200株,成活率64%。笃斯越橘与栽培品种“美登”具有较好的亲和性,该方法可以作为种质资源保存技术利用。利用扦插技术繁殖苗木400株,成活率70%,获得苗木280株,实际完成保存200株。利用扦插技术保存种质资源具备可行性,但由于优良单株的穗条产量有限,建立的无性系规模小,不能有效完成保存。利用组织培养技术完成了特异种质——笃斯越橘白化特异株的保存,分化繁殖组培苗1 000株。组织培养技术在种质资源收集中体现了技术优势,在仅有1个茎段的情况下,成功繁殖了该特异株,为后续研究建立了材料基础。
  4 结论
  (1)通过建立无性系收集区,发现不同生境的笃斯越橘对环境的适应能力不同,表现的规律为:随着郁闭度的上升,适应能力增强,保存率上升;随着郁闭度下降,适应能力减弱,保存率降低。
  (2)采用的4种保存技术都能够保存种质资源。利用嫁接技术可有效保存笃斯越橘优良单株,该技术此前未见报道。移栽建园的关键技术是改善土壤容重和遮阴,对于特定来源的笃斯越橘,可以达到100%保存率。组织培养技术在种质资源保存方面更具有技术优势,能够达到保存极罕见特异种质的目的。扦插技术对穗条的质量、数量都具有较高要求,因此不适合用于资源保存。
  参考文献
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