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林业科技开发 2010年第 24卷第 6期69 桉树无性系叶片性状和光合参数差异比较 申文辉 刘建 唐庆兰 广西林业科学研究院 南宁 530002 摘 要 以 10个桉树无性系为研究材料 对其叶片形态 光合参数的差异性进行比较 结果表明 10个桉树无性 系的叶面积性状存在不同程度的变异 以单叶干质量的变异系数最高 干鲜质量比的变异系数最小 以叶长 叶 宽 叶厚 叶面积和比叶面积等 5个性状指标为参数做聚类分析 可以将 10个桉树无性系分为 4类 以叶长宽乘积 为自变量进行线性回归分析表明 绝大部分无性系模拟方程的相关系数较高 可以考虑采用这一方程进行同类无 性系的叶面积预测 综合分析 10个桉树无性系的光合参数表明 无性系间存在较大变异 无性系 33 27在所有无 性系中综合表现为最好 属于节水型的速生无性系 关键词 桉树 无性系 叶片性状 光合作用 Analysis on leaf traits and photosynthetic parameters of Eucalyptus clones SHEN W en hu i LI U Jian TANG Q ing lan Abstract The differences of leaf traits and photosynthetic para meters of tenEucalyp tus clones were compared The results sho wed that therewas so me difference in the leaf area between clones The variance coefficient of leaf dry weightwas the largestwhile the ratio of fresh weight to dry weightwas the smallest Based on the index of the leaf length leafwidth leaf thickness leaf area and specific leaf area ten cloneswere divided into four categories through the cluster analysis The correlation coefficient of the si mulation equation was very high among the most clones by the linear regression analysis fro m the product of leaf length byw idth indicated that the equation could be used for the leaf area forecast of the sa me category clone There was a great variance on photosynthetic para meters among the 10 clones Comprehensively clone 33 27 was the best in all clones and belonged to thewater saving fastgrow ing clone Key words Eucalyptus clones leaf traits photosythesis Author s address GuangxiForestResearch Institute 530002 Nanning China 收稿日期 2010 08 10 修回日期 2010 09 22 基金项目 广西科学基金项目 青年基金 编号 桂科青 0728015 第一作者简介 申文辉 1972 男 高级工程师 从事林木遗传育种 研究 E mai l shenwenhui2003 163 com 叶片是植物最为重要的同化器官 是影响植物生 产力大小的决定性器官之一 叶片性状在遗传改良 中占有举足轻重的地位 研究不同无性系的叶片性状 变异可为良种选育提供依据 已有研究者对黑杨 滇 杨和毛白杨无性系的叶片性状进行了研究 1 4 结果 均表明叶片性状在无性系间存在较大的遗传变异 本课题组在前期工作中也对部分桉树无性系幼苗的叶 片性状做了初步分析 5 本文以 10个桉树优良无性 系的 2年生林分作为研究对象 较全面地比较分析其 叶片性状和光合参数 以期为桉树良种选育提供依据 1 材料与方法 1 1 试验材料 选取 10个桉树无性系为参试材料 表 1 试验 地设在广西国营东门林场 2008年 5月定植 试验 采用完全随机区组设计 4个重复 造林密度 1 245 株 hm 2 即株行距 2 m 4 m 2009年 9月进行相关 指标测定 表 1 参试材料无性系号和亲本来源 编号无性系号来源编号无性系号来源 133 27U G6341 1 U C U 2108 1U G U 7346 2 G U U 3186 1U T8347 1 G U P 4249 1U U G 9广林 4号U 5334 1 U T U10广林 9号G U 注 U 为尾叶桉 E urophy lla G 为巨桉 E grandis C为赤桉 E ca maldulensis T为圆角桉 E umbellate P为粗皮桉 E pellita 1 2 测定指标与方法 1 叶长 叶宽 叶厚和叶面积测定 采用美国 ADC Bioscientific公司生产的便携式 AM 300叶面积 仪测定叶长 叶宽和叶面积 采用游标卡尺测定叶厚 每个无性系重复测定 30次 2 叶绿素测定 采用美国 LICORW 公司生产 的 CC M 220便携式叶绿素速测仪测定 以仪器显示 数据作为叶绿素含量相对值 每个无性系重复 30 35次 3 净光合速率测定 使用英国 ADC B ioscien 应 用研究 70 林业科技开发 2010年第 24卷第 6期 tific公司的 LCpro 便携式光合作用测定仪进行测 定 设定光强 1 500 mol m 2 s 的人工光源测定各 个无性系的净光合速率值进行比较 每个无性系重复 测定 4 6次 1 3 数据统计和分析 采用 Excel和 SPSS进行数据统计和分析 1 变异系数 标准差 平均数 100 2 比叶面积 叶面积 叶片干质量 3 聚类分析 以 10个无性系的叶长 叶宽 叶 厚 叶面积和比叶面积等 5个性状指标为参数 基于 欧式距离采用离差平方和法进聚类分析 4 回归分析 以叶长叶宽的乘积值作为自变 量 以叶面积作为应变量进行线性模拟方程的回归 分析 2 结果与分析 2 1 叶片性状比较分析 对 10个桉树无性系叶片性状的分析表明 表 2 所观测到的性状值均存在不同程度的变异 无性 系间的差 异显著 其 中叶长宽比值变异幅度为 2 51 4 17 变异系数为 18 11 平均值为 3 24 说 明桉树叶片叶长至少是叶宽的 3倍 其叶片属于细长 条形叶片 各无性系叶片厚度的变异较小 其总体变 异系数为8 03 平均厚度为0 26 mm 无性系间叶 片干鲜质量比差异较小 大部分在 0 39 左右 其中 186 1无性系最小 仅 0 356 7 不同无性系的单叶面 积 单叶鲜质量 单叶干质量和比叶面积存在较大差 异 其变异系数分别为 20 23 27 94 30 21 和 15 47 说明无性系间叶片存在非常丰富的变异 表 2 叶片性状比较分析 无性系号 叶长 c m 叶宽 cm 叶长宽比 叶厚 mm 单叶面积 c m2 单叶鲜 质量 g 单叶干 质量 g 干鲜质量比 比叶面积 cm2 g 1 186 115 99 2 194 44 0 843 600 24 0 0246 41 11 651 119 50 399 30 356 7116 22 GL 915 20 1 504 23 0 703 600 25 0 0237 38 9 520 999 50 405 00 405 292 29 108 113 92 1 314 24 0 603 280 25 0 0137 14 5 490 843 40 329 00 390 1112 87 334 115 50 1 764 84 0 543 200 26 0 0243 58 12 291 104 40 438 70 397 299 35 346 210 53 1 644 20 0 652 510 24 0 0129 44 8 960 597 70 214 00 358 1137 58 341 113 75 1 235 27 0 642 610 29 0 0341 24 6 161 097 50 427 30 389 496 51 347 114 45 1 446 16 0 802 350 30 0 0257 48 9 511 747 80 706 00 403 981 42 GL 414 40 2 093 89 0 493 700 26 0 0234 15 8 170 909 40 365 70 402 193 39 33 2716 56 1 943 97 0 544 170 27 0 0239 45 8 400 978 40 374 00 382 3105 48 249 117 06 1 594 99 0 823 420 26 0 0252 63 8 471 150 60 443 30 385 3118 72 平均值14 744 623 240 2641 891 050 410 39105 38 变异系数12 5115 1918 118 0320 2327 9430 214 5115 47 2 2 叶片性状聚类分析 聚类分析可将 10个桉树无性系分为 4类 图 1 第一类包括 4个无性系 GL 9 GL 4 334 1和 341 1 这一类共同的特点是 GL 4为尾叶桉纯种无 性系 其余 3个杂交种无性系父本都是尾叶桉 第二 类只包括 1个无性系 347 1 该无性系以巨尾桉为母 本 粗皮桉为父本 第三类包括 4个无性系 186 1 249 1 108 1和 33 27 此类共同点是各无性系的母 本都是尾叶桉 最后一类只包括 346 2一个无性系 该无性系以巨尾桉杂种为母本 尾叶桉为父本 2 3 叶面积方程建立 以叶长叶宽的乘积值作为自变量 以叶面积作为 应变量进行线性模拟方程的回归分析 分别得到线性 方程 y a bx及其式参数 a b值和相关系数 R 2 由 表 3可见 各无性系回归方程式的相关系数差异较 大 大部分模拟方程具较好的拟合效果 其中以 346 2无性系的相关系数最大 达 0 982 其次为 GL 4和 33 27 分别为 0 945 7和 0 942 5 以 334 1为最小 仅为0 472 2 由模型系数 a 和 b 值的差异大小可 知 各无性系在叶面积上有较大差异 图 1 基于 5个叶片性状指数的桉树 10个无性系 欧氏距离聚类分析 应用研 究 林业科技开发 2010年第 24卷第 6期71 表 3 各无性系叶面积模拟方程参数总表 无性系号 模型系数 ab R2 186 19 390 70 516 70 762 5 GL 91 549 30 556 90 539 4 108 1 2 369 80 606 90 643 6 334 116 696 00 345 60 472 2 346 2 1 670 60 694 70 982 0 341 15 272 50 493 40 793 7 347 1 5 480 30 709 80 871 0 GL 40 324 40 598 50 945 7 33 275 483 60 511 20 942 5 249 118 552 70 399 20 674 0 2 4 叶片光合性状比较分析 对表 4中 10个桉树优良无性系的叶片光合性状 参数进行比较分析后可以发现 各无性系间叶绿素含 量 净光合速率 蒸腾速率 水分利用效率 以净光合 速率除以蒸腾速率得到 和气孔导度差异显著 各 无性系的净光合速率与气孔导度呈显著的正相关 与 胞间 CO2浓度呈负相关 所有无性系中叶绿素含量 以无性系 341 1最大 346 2最小 净光合速率以无 性系 341 1的最大 249 1最小 蒸腾速率以无性系 108 1最大 33 27最小 水分利用效率以 33 27最 大 108 1最小 综合比较分析 10个桉树无性系的净光合速率和 水分利用效率这两个光合性状指标 可见无性系 33 27在所有无性系中综合表现为最好 其净光合速率 在 10个无性系中处于第 2位 而其水分利用效率则 处于第 1位 远高于其他无性系 就其水分利用效率 来说 属于节水型的速生无性系 表 4 不同无性系光合性状比较分析 无性系号叶绿素含量 净光合速率 mo l m 2 s 1 蒸腾速率 mmol m 2 s 1 水分利用效率 mol mmol 1 气孔导度 mol m 2 s 1 胞间 CO2浓度 mol mo l 1 186 136 17 5 5621 53 0 645 84 0 223 690 44 0 03218 67 3 61 GL 925 90 5 3721 68 2 726 45 0 153 360 42 0 02205 86 14 86 108 131 23 5 5616 10 2 526 64 0 282 430 34 0 03222 83 15 70 334 130 01 5 9919 16 4 964 42 0 954 340 33 0 10203 67 12 80 346 216 93 4 7123 2 3 166 29 0 333 690 47 0 05209 00 13 07 341 139 38 6 8925 65 3 616 47 0 313 960 48 0 03193 63 21 92 347 134 29 6 4823 38 3 385 74 0 414 080 48 0 03215 60 19 20 GL 424 38 4 8721 70 1 005 90 0 283 680 40 0 04199 00 8 79 33 2737 81 2 8624 03 2 944 14 0 185 800 39 0 02197 50 19 32 249 132 40 4 4914 75 1 525 68 0 612 600 24 0 04206 33 12 10 平均值30