无患子嫩枝扦插生根机理初探及对不同激素处理的响应

于2017年6月以三年生无患子Sapindusmukorossi当年生嫩枝作插穗,开展NAA,IAA,GGR6三种激素不同浓度处理对嫩枝扦插的影响试验,于2017年11月对扦插成活率进行统计,并对扦插苗生物量、根系指标和营养元素含量进行测定。结果表明:无患子嫩枝扦插生根方式为中间生根型;NAA100mg·L-1处理的无患子嫩枝扦插当年成活率达46.96%,总根长达到15.65 m,根表面积达到170.25 cm2。三种激素的浓度达500mg·L-1时均能抑制根系生长,导致根表面积和根体积减小。试验表明,采用NAA激素100 mg·L-1浸泡插穗基部1 h对无患子当年生嫩枝扦插影响效果最佳。     

无患子扦插育苗试验

采用不同季节、不同生根剂种类及浓度、不同基质进行无患子扦插育苗试验,结果表明:以春季无患子树液未萌动前采集1年生硬枝为插穗,用黄心土∶粗河沙∶草木灰(按1∶1∶1混合)为扦插基质,用ABT1号生根粉200 mg.kg-1浸泡插穗2h,扦插的成活率、抽梢率、抽梢长度最高,分别达90.8%、99.7%、15.2 cm。     

高产油脂无患子优树的选择

利用无患子种仁制备生物柴油,是当前生物质资源产业化的热点领域之一。为筛选出无患子油脂高产优树,对分布在福建、江西、浙江、安徽、湖南、广西和云南等7省区的61株优树进行种仁含油率测定,并对种仁含油率在平均水平之上的29株优树进行了聚类分析,同时还采用灰色关联度分析法分析了树龄、树高、胸径、冠幅面积以及优树所处区域的年平均气温、年降水量、海拔高度等因素对无患子种仁含油率的影响。结果表明,含油率最高的优树为位于江西大余的98#优树,达58.60%,无患子种仁含油率与各影响因素之间的关联度最大的是优树所处区域的年平均气温,其次是海拔高度,再其次分别是优树的树高、胸径、树龄、优树所在区域的年降水量、优树的冠幅面积。     

无患子皂苷高产优树选择

对福建、江西、浙江、安徽、湖南、广西和云南等7省区初步筛选的61株优树的假种皮皂苷产出率进行测定,对假种皮皂苷产出率在平均水平之上的31株优树进行了聚类分析,并采用灰色关联度分析方法分析了树龄、树高、胸径、冠幅面积以及优树所处区域的年平均气温、年降水量、海拔高度等因素对无患子假种皮皂苷产出率的影响。结果表明:61株优树的平均皂苷产出率为60.87%,其中福建邵武6#、安徽芜湖70#、福建顺昌2#、广西柳州108#这4株优树的平均皂苷产出率为81.17%;无患子假种皮皂苷产出率与各影响因素之间的关联度最大的是优树胸径,其次是优树所处区域的年降水量,再次分别是树高、年平均气温、树龄、海拔高度和冠幅面积。     

高皂苷或高多酚含量川滇无患子优良单株的筛选

为筛选高皂苷或高多酚含量的川滇无患子优良单株,采用紫外分光光度法对采自云南省16个种源地共46份不同川滇无患子单株果皮的皂苷和多酚进行了含量测定。结果表明:不仅不同种源川滇无患子单株之间,而且相同种源单株之间的皂苷含量或多酚含量均存在显著差异;对21株皂苷含量在平均水平之上的单株和19株多酚含量在平均水平之上的单株分别进行了聚类分析,筛选出禄劝1号和孟定3号2株皂苷平均含量为平均水平1.38倍的优良单株,以及石林3号和嵩明7号2株多酚平均含量为平均水平5.44倍的优良单株;采用灰色关联度分析法分析发现,川滇无患子果皮皂苷含量与各影响因素间的关联序为年均气温经度年均日照纬度海拔年均降水量,果皮多酚含量与各影响因素间的关联序为年均降水量海拔纬度经度年均气温年均日照。     

基于MaxEnt的中国无患子属适生区区划及生态特征

【目的】基于我国无患子属空间分布数据,探索无患子属的适生区区划及主要生态特征,为无患子属种子调拨、种质资源多样性保护、引种栽培、合理选址提供科学依据。【方法】基于我国17省(区、市)无患子属226份种质资源空间分布数据,叠加分析后筛选133份代表性分布数据,结合24个生态因子,采用最大熵模型(MaxEnt)开展无患子属适生区区划并建立与生态因子的关系模型,运用受试者工作特征曲线(ROC曲线)检测模型精度,刀切法(Jackknife)筛选主导生态因子;结合Arc GIS系统实现我国无患子属适生区可视化。【结果】MaxEnt模型模拟结果可信度高,无患子属适生区区划结果 ROC曲线训练集和测试集AUC值均达到0.990以上;无患子属适生区面积为248.71万km2,占国土面积的25.81%,其中无患子为240.66万km2(占国土面积的24.99%)、川滇无患子为78.99万km2(占国土面积的8.20%)、毛瓣无患子为100.40万km2(占国土面积的10.42%);显著影响无患子适生区区划的生态因子为最暖季降水量(贡献率为57.1%)和等温性(贡献率为22.6%),川滇无患子为最暖季降水量(贡献率为37.9%)、最冷季平均气温(贡献率为15.9%)、海拔(贡献率为12.8%)和降水量变异系数(贡献率为11.2%),毛瓣无患子为年均温度变化范围(贡献率为19.6%)、最暖季降水量(贡献率为17.8%)、根系的氧气有效性(贡献率为11.9%)和等温性(贡献率为11.1%)。【结论】我国无患子属生态适生区广泛分布于华中和华南地区;无患子极适生区主要分布于我国福建省、广西壮族自治区、贵州省、重庆市、广东省北部、江西省南昌和赣州及四川盆地,川滇无患子极适生区集中于四川盆地、云南省昆明和曲靖,毛瓣无患子极适生区集中于云南省南部的玉溪、普洱、红河哈尼彝族自治州和文山壮族自治州;最暖季降水量是决定无患子属及各种适生区区划的最显著生态因子;无患子适宜在最暖季降水量400～800 mm、等温性为24%～35%的区域分布,川滇无患子适宜在海拔1 200～3 000 m、最冷季平均气温4～11℃的区域生存,毛瓣无患子更适合在年均温度变化范围较小(14～24℃),最暖季降水量较高(550～1 550 mm)的热带地区分布。     

无患子繁育技术研究进展

笔者对无患子播种、扦插、嫁接和组培繁殖技术的研究进展进行总结,为相关科技工作者提供参考。     

无患子移栽育苗双繁技术

无患子当年生苗移栽，由于木质化程度普遍不高，枯梢株多，影响苗木成活率和生长，通过对无患子当年生苗截干、扦插，提高移栽成活率和繁殖系数，移栽和扦插成活率分别达到97．5％、91．2％，繁殖系数提高5倍。     

国内外无患子属种质资源研究进展

无患子属（Sapindus L.）种质资源是无患子产业发展的基础,种质资源研究可为探讨无患子属的起源、进化、分类、资源保护与利用、良种选育、高效栽培等提供科学依据和基础。文中综述了国内外无患子属分类、分布及亲缘关系,种质资源的收集、保存与评价,种质资源多样性等方面的研究进展,得出如下结论:1）世界上无患子属树种共13种,我国分布4种1变种;2）我国多个研究团队收集、保存无患子属种质资源近1 000份,以假种皮皂苷、种子脂肪酸利用为目标,筛选评价出性状优异的9个种源、7个家系和54株优树;3）无患子种质资源在表型、假种皮皂苷、种子脂肪酸、遗传等方面多样性丰富,并受环境因子极大的影响,根据遗传多样性分析推测我国无患子起源于自然分布区中部并向四周扩散。研究认为,目前研究仍存在种质资源收集不足、缺乏对该属树种系统研究和无优良品种推出等亟待解决的问题,提出应加强无患子属分子生物学基础研究、以居群为单位加强无患子属种质资源收集和评价力度、加强良种选育和高效培育技术以及国际合作研究等建议,以期为无患子产业可持续发展提供有力支撑,促进无患子属种质资源的开发利用。     

无患子景观品种选择与种质资源收集保存方法研究

通过对福建省21个县（市的）634株无患子种质资源观测和调查,结果表明无患子树种在景观性状上个体差异较大,存在着品种选择的基础.根据调查结果,制定出无患子景观品种选择标准,并开展选优,选出65个优树,采用无性系收集和家系收集两种方法对优树材料进行收集,建立无性系收集区和家系收集区,为品种选择、遗传改良提供基础种质材料.     

无患子半同胞家系苗期生长表现

本文采用湖南省内30株无患子半同胞家系优树的种子为试验材料,开展家系种子播种育苗,研究各家系1年生苗苗高、地径等主要生长性状的差异.结果表明:家系间苗木的苗高和地径生长差异极显著,表明无患子家系间生长性状的遗传变异丰富,具有较大良种选育潜力.综合苗高和地径性状,初步选择出SM27、SM16、SM05、SM22、SM12...     

无患子属种质资源种实性状变异及综合评价

【目的】对我国及越南无患子属3种1变种的天然种质资源进行综合评价并定向筛选最优种质,为无患子属良种选育提供理论支撑和选育材料。【方法】基于我国14省(市、自治区)及越南1地区的无患子、川滇无患子、毛瓣无患子及石屏无患子共200份无患子属种质资源,针对20个种实性状,利用相关性、聚类和主成分分析等统计方法,分析种实性状变异,量化评价各种质。【结果】 1)无患子属种实性状变异系数(CV)在5.46%~38.19%,平均变异系数为17.42%,以果皮皂苷质量分数(CV=38.19%)、种仁百粒质量(30.23%)和果皮百粒质量(30.29%)变异较大,果型指数(5.46%)和种型指数(5.70%)变异较小。种实性状多样性指数在1.47~2.04之间,平均多样性指数为1.95。2)果实百粒质量与果皮百粒质量( r^2=0.927)、种子百粒质量(0.768)呈极显著正相关;种子百粒质量与种壳百粒质量(0.863)、种仁百粒质量(0.635)呈极显著正相关,而油脂质量分数与果皮皂苷质量分数(-0.382)呈极显著负相关。3)聚类分析将种质划分为3大类群,类群Ⅰ为小果型,类群Ⅲ为中果型,类群Ⅱ为大果型。无患子主要属于类群Ⅰ,川滇无患子、毛瓣无患子、石屏无患子主要属于类群Ⅱ、Ⅲ。类群Ⅱ集中分布于贵州、云南区域。4)针对无患子产业油用、皂用及综合利用开展主成分分析,筛选出3类无患子属优良种质各10份,主要为无患子、毛瓣无患子种质,综合利用优良种质较平均水平增益36.85%。【结论】无患子属果皮皂苷质量分数、种仁百粒质量和果皮百粒质量为代表的产量指标变异幅度最大,为无患子良种选育提供了丰富的资源和极大的空间;无患子属对皂苷产物积累过程投入的增加要以减少对油脂积累的投入为代价,这体现了无患子属在特定生态环境中的权衡策略;筛选出油用、皂用及综合利用3类各10份无患子属最优种质,普遍分布于云南、贵州区域,推测这些区域拥有更适合发展无患子产业的优良种质和环境条件。     

基于种子含油量的无患子优异种质选择

为筛选种子含油量高的无患子(Sapindus mukorossi)优异种质,对福建、浙江、江西、四川和云南5省10县(市、区)的67株优树的种子含油量、地理位置、生长情况和种子性状进行调查、测定和分析。结果表明,不同种源无患子的含油量差异不显著,但优树个体间差异极大。总体平均含油量为27.69%,福建顺昌种源含油量最高(32.16%),浙江萧山种源含油量最低(23.69%),种子含油量和经度、纬度、树高、胸径、单果重和果核千粒重均无显著相关关系;通过聚类分析可以分为5类,sc02、xs05、jj09、xs04、sc01和jj10这6株优树含油量均在34%以上,其中jj10含油量高达36.40%,为平均水平的1.31倍,可作为无患子生物质原料林建设的良种加以扩繁利用。     

无患子不同苗龄苗木造林初期效果分析

采用苗龄1～4年生无患子苗木进行了造林对比试验,并且在林龄7年时分别对无患子的保存率、地径、冠幅、霜冻受害情况进行了调查,结果表明：采用苗龄4年生无患子（造林后3年后调查）的平均保存率、平均地径最高,分别为97．3％,5．9cm ;平均冠幅以苗龄3年生（造林后4年后调查）的无患子最大,为3.8m。霜冻受害率以苗龄4年生无患子最低,为2.9％。     

探究无患子不同苗龄苗木造林初期效果分析

本文主要应用了苗龄1-4年生无患子苗木展开了造林对比试验,同时到了林龄7年的时候,分别调查了无患子保存率、地径以及霜冻受害情况等,调查结果表明,应用苗龄4年生无患子的平均保存率以及平均地径最高,平均冠幅4年生无患子最大。而霜冻受害率的苗龄4年生无患子为最低。本文主要针对无患子不同苗龄苗木造林初期效果展开相应的分析,其目的在于不断提升造林效果。     

不同种源无患子苗期生长性状遗传变异研究

利用9个种源90个家系的无患子(Sapindus mukorossi)种子在浙江省杭州市余杭长乐林场进行苗期试验,结果表明,无患子1年生苗生长期可分为生长初期、速生期和木质化期,地径生长高峰期晚于苗高生长高峰期。方差分析表明,不同种源、不同生长时期苗高和地径生长性状差异较大,呈极显著水平。相关性分析显示,苗高生长性状与种源地纬度呈显著性负相关,南部种源苗期生长性状明显好于北部种源,初步选择出江西上犹、浙江龙泉、江西宜丰3个优良种源,上犹7号、上犹8号、上犹9号、宜丰1号、宜丰6号、龙泉4号和龙泉10号共计7个优良家系。     

无患子不同种源种子育苗试验

收集福建宁化、江西石城、浙江等9个不同产地的无患子种子在福建省宁化县进行播种育苗试验,结果表明:无患子不同种源种子的播种苗生长量、苗木质量差异极为显著,以福建宁化、福建建宁的无患子种子的播种苗生长量、苗木质量较好,发芽率分别达92.6%、90.5%、合格苗产量分别达24.945、23.235万株·hm-2,可作为优良种源进行推广。     

无患子的引种栽培

无患子(Sapindusmukorossi Gaertn)为无患子科、无患子属植物,优良的园林观花、观叶、观果树种,分布于淮河流域及以南地区.     

无患子总DNA提取方法研究

针对无患子富含多酚、多糖、蛋白质及其他次生代谢物质的特点,以无患子叶片为材料,分别采用改良的CTAB法和CTAB与SDS相结合法提取不同种源无患子的总DNA。结果显示,改良的CTAB法提取的总DNA,得率较高,纯度好,可用于酶切、PCR扩增等后续试验,并能获得清晰、稳定的扩增产物。而采用CTAB与SDS相结合的方法得到的基因组DNA效果不稳定,无法检测出DNA。改良的CTAB法具有简单、经济的特点,可用于无患子总DNA的提取,成功地进行SRAP分子标记分析,为研究无患子遗传资源多样性奠定基础。     

无患子硬枝扦插进程插穗内源激素和多酚类物质含量变化

为了解无患子硬枝扦插生根机制,以1年生无患子硬枝作为扦插材料,在扦插第0—80天调查愈伤组织发育和根系形成情况,测定插穗的腋芽(嫩叶)以及基部2cm长度的韧皮部内源激素和多酚类物质的含量。结果表明,无患子硬枝扦插第10天开始出现愈伤组织,第50天愈伤率达到最高值83.33%;第40天开始出现生根插穗,生根率为6.67%,随后不定根数量迅速增加,第70天生根率达到86.67%,此时平均有5.33条。之后生根数量不变,根系仍然在生长,且扦插后根系效果指数持续增高。插穗韧皮部内源激素含量变化较复杂。整体来看,高含量赤霉素(GA3)抑制愈伤组织和不定根形成,且在根原基发生期和不定根形成关键期达到峰值,在不定根速生期持续下降;高含量生长素(IAA)促进不定根的形成,且在扦插后第20天,即根原基发生期,达到峰值(92.7μg/g);玉米素核苷(ZR)对无患子硬枝扦插过程的生理作用较复杂,低含量的ZR有利于根原基的发生和不定根速生,但高含量的ZR促进不定根形成。韧皮部ZR/IAA在扦插后第20—40天呈下降趋势,第40—60天快速上升,促进不定根生长;GA3/IAA整体呈现抛物线形下降趋势,特别是在根原基发生期和不定根速生期,下降速率更快,以促进不定根的生长。无患子硬枝插穗生根进程中,多数多酚类物质对愈伤组织形成、根原基发生及不定根形成有极显著抑制作用,没食子酸抑制效果稍弱;插穗内多种激素和多酚类物质的含量均发生了变化,且对插穗生根产生重大影响。总之,插穗根原基发生和不定根形成等关键时期,IAA含量升高,GA3、ZR以及多酚类物质含量降低,植物体内多种内源物质此消彼长,达到动态平衡,共同促进插穗生根。