新疆野巴旦杏表型变异研究

新疆野巴旦杏表型变异研究

野生巴旦杏是蔷薇科、李子和李子属的一种古老植物。这是遗迹的一种稀有古植物。它原产于欧洲东南部和亚洲中西部,欧洲已无现存分布,多呈化石;而在我国,主要分布于我国与哈萨克斯坦的边境新疆塔城地区裕民县境内巴尔鲁克山的山地,以阴坡为主,阳坡为辅。裕民县境内现有2000hm2连片成林的野巴旦杏自然保护区,野巴旦杏同时还成片分布于塔城市北山、托里县、阿尔泰山西南布尔津县境内和哈巴河流域。生物多样性是当今生态科学和环境科学领域中三大研究热点(全球气候温暖化、生物多样性、持续生态系统)之一,是人类赖以生存的条件,是社会经济持续稳定发展的基础。近年来,有关生物多样性的研究报道也较多。在自然界,野巴旦杏可依靠种子实生繁殖,同时可以通过其发达的根状茎进行营养繁殖,大量增殖个体,从而形成了无数形态各异的单株系,其植物学形态差异较大。在野生居群中,从形态特征上研究居群中的植株,可为遗传育种研究中选择与利用优良单株类型提供基础数据。因此,本试验抽样调查并测定了在不同分布地域和原生状态下该种枝叶、花器官和果实等方面的主要形态特征的差异,以期为深入研究和有效利用野巴旦杏而奠定基础。1测定指标及方法2005～2007年,在收集新疆野巴旦杏分布资料的基础上,对野外植株进行了全面的实地调查和勘察。2007年9月,在新疆野巴旦杏的集中分布区域,即在生态地理环境不同的布尔津、哈巴河、塔城、托里、裕民等5个主要分布区进行了野外调查和采样工作。在每个天然分布区内按不同海拔高度及经纬度设置样点,各选取树龄一致的单株树30棵,株间距离30～50m,以保证取样的均匀性,最大限度地降低母树间的亲缘关系。选择生长正常、无严重缺陷、无病虫害的具有代表性的成熟单株,对其叶片、新梢、花器官及果核等方面的主要植物学特征进行了定点观测,使用GPS对选定的树进行定位。在4月下旬至5月初的开花期,测定花瓣及花药指标;于生长季节8月,当新梢生长基本停止时,测定新梢的长度、粗度和成龄叶的长度与宽度;于8月中下旬果实成熟期测定果核的纵横径、果核厚及果核千粒质量。从以上所观测的叶片、新梢、花器官及果核等表型指标中各随机抽取30个,用以测定其果核的千粒质量,测定方法采用GB/T3543.7-1995的百粒法,测定步骤为:把每棵采样母树的种子充分混合,混匀后利用四分法随机抽取100粒种子并称其质量,重复5次,测量精度为0.01g。最后,对上述测定的数据进行统计分析与比较。2结果与分析2.1野巴旦杏群间的形态特征野巴旦杏分布特点为不连续的岛状分布,主要分布在面向西、西北、北面的一级台地,平缓谷坡的凹坡,开阔流水河谷。海拔高800～1200m。在河滩、沟底和阴坡等水分条件较为充足的地方,其长势旺盛,但在阳坡和半阳坡地带也有生长。新疆野巴旦杏为灌木,高0.3～2.0m,枝条平展,无刺,多短枝,嫩枝无毛。根系主要分布在深度为10～50cm的土层中,只有根系末端分布在深度为50～65cm的土层中;根系浅但根系幅度大。叶片呈深绿色,背面色淡,秋季呈鲜红色。叶形为长卵形,中部宽,先端尖。其叶片长度为1.5～13.0cm,宽度为0.7～3.5cm,长宽比为2.5～3.5。叶面光泽平滑无毛。单叶排列,当年新梢轮状互生,2年生枝上簇生。通过对生长于阳坡、阴坡和沟底等不同环境的植株叶片生长量的分析发现,不同生境的植株有较大的差异,一般着生于沟底和阴坡的植株其叶片较大。由此可见,受环境和遗传的影响,野巴旦杏群系间的差异较大。同时观察发现,在分布区内单株之间也存在着差异。5个天然居群间野巴旦杏的叶长、宽和长宽比的平均值及标准差见表1。从表1中可以看出,5个群系间野巴旦杏的叶片形态特征存在着显著的差异:其叶片长的变异特征,以布尔津的为最大,哈巴河最小;叶片宽的变异特征为布尔津、托里及裕民均显著大于哈巴河和塔城北山;叶形指数的变异特征,以布尔津的为最大,而以托里的为最小。2.2不同生境新梢生长情况新梢一般在植株的上部和基部萌生,萌生期主要在春季,新梢可连续延长生长。新梢有春梢和夏梢之分,春梢占90%以上。一年内枝条总生长量有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。当年新梢长度多在15～40cm,粗度为0.2～0.4cm。由此可见,野巴旦杏的枝条年生长量较大,同时植株之间的差异也较大。通过对比分析不同生长环境植株的新梢生长量发现,不同生境的植株有较大的差异,一般着生于沟底和阴坡的植株其新梢生长量相对较大。5个天然居群间野巴旦杏的新梢长度与粗度的平均值及标准差见表2。由表2可知:5个天然居群间野巴旦杏的新梢形态特征存在着显著的差异;新梢长度的变异特征,以裕民保护区的为最大,哈巴河的最小;新梢粗度的变异特征,也以裕民保护区的为最大。2.3花的形态特征野巴旦杏的花于展叶后开放,其花呈粉红色而不规则,为卵形或近圆形;花冠直径为1.9～2.8cm,花瓣5枚,雄蕊20～33本,雌蕊1本,雌蕊长度多为0.7～1.2cm,雄蕊多数为20～26枚,长度为0.5～0.8cm,花瓣的长大于宽;子室1个,着生2个胚珠,—般仅有1个发育成种子。2年生幼树可大量开花,但因雌蕊发育不健壮而有大量落花,因而最初开花的2年结实很少。观察发现,在塔城、裕民和托里三地,花芽一般于4月中旬膨胀,花蕾正常发育约15d左右,4月底至5月初,当平均气温稳定在10℃以上时花才开放,花期约7d左右;而在布尔津和哈巴河二地,花芽一般于4月底5月中膨胀,在5月中旬左右花才开放。从现蕾到末花期一般约25d。5个天然居群间野巴旦杏花器官的各形态特征的平均值及标准差见表3。从表3中可以看出,5个天然居群间野巴旦杏花器官形态特征的显著性差异有所不同,在5个天然居群间,野巴旦杏花冠直径和雄蕊数表现出显著性的差异,而其雌蕊长和雄蕊长的差异不显著。进一步分析得出:花冠直径的变异特征,以布尔津分布区的为最大,以托里分布区的为最小;塔城北山的雄蕊数较多,而托里的较少。2.4成熟时野巴旦杏主要性状果实从幼果形成到成熟,约需90d。其果形为圆球形,果皮表面密布棉绒毛,果肉无汁,果核平均质量为0.88g,核内一般含有1粒种仁,少数有2粒种仁,其种仁为扁圆形或宽三角形,种仁的平均质量为0.27g,味微苦,主要含有脂肪和蛋白质等营养物质。成熟时野巴旦杏果核开裂脱落,果核变异较大,果核大小、形状、果核指数及千粒质量等特征均有较大的差异,以上性状均表现出多样性。5个天然居群间野巴旦杏果实各形态特征的平均值与标准差见表4。根据表4的数据分析得出:果核纵径的变异特征,以布尔津的为最大,以塔城北山的为最小;果核横径的变异特征,也以布尔津的为最大,以哈巴河的为最小;果形指数的变异特征,以哈巴河的为最大,以塔城北山为最小;果核厚度的变异特征,以裕民保护区的为最大,以哈巴河的为最小;果核千粒质量的变异特征,以布尔津的为最大,以哈巴河的为最小。3不同优良品种的选择,在一般有机粉剂中,各品种生长随立地条件的变化。在自然1)野巴旦杏的形态变异是多方面的,除所调查观测指标之外,其形态特征还表现在许多方面,如树体的大小、枝条的姿势、花朵的数量等方面,这是野巴旦杏长期以来根状茎营养繁殖与实生繁殖并行的结果。2)野巴旦杏形态特征的变化与其所处环境条件有很大的关系,调查发现,在水分条件较充足的沟底和阴坡,其枝条和叶片的生长量相对较大。所以,在优良单株类型的选择上,应重视遗传变异的研究,同时应注意研究由环境的长期影响而造成的变异问题,应区别环境造成的差异和遗传差异。3)通过大量的野外调查发现,野巴旦杏的生长缓慢,虽然在幼苗期生长较快,但进入结果期后生长十分缓慢,有些植株虽然树龄很大,但植株矮小。根据有关抗寒与抗旱性的