第 11 期 許建豐等：基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的斑地錦內(nèi)參基因篩選及驗(yàn)證 2279

和陽桃（Averrhoa carambola）[23]等研究中也存在，

可能是由于軟件的算法不同導(dǎo)致內(nèi)參基因穩(wěn)定性

排序不同[24]。因此，需要幾何平均值算法進(jìn)行綜

合分析得到最適合的內(nèi)參基因。同時(shí)，為了驗(yàn)證

篩選出的內(nèi)參基因表達(dá)穩(wěn)定性，選取槲皮素生物

合成過程中的關(guān)鍵基因 EmC4H 作為目的基因進(jìn)

行了驗(yàn)證，結(jié)果表明，以綜合分析結(jié)果最好的

EmGDI1 為內(nèi)參基因，EmC4H 在斑地錦不同生長(zhǎng)

期各組織中的表達(dá)差異與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果趨勢(shì)一

致[25]，進(jìn)一步證明 EmGDI1 內(nèi)參基因的可靠性。

GDI1 是 GDP 解離抑制因子，屬于 Rab 蛋白

家族，普遍表達(dá)在各種組織中，能與 Rab GTPase

結(jié)合在膜上，參與調(diào)節(jié)囊泡形成、囊泡沿著微管

和微絲運(yùn)輸以及膜融合等多個(gè)方面的膜運(yùn)輸過

程。在甘藍(lán)型油菜新開發(fā)的內(nèi)參基因中，GDI1

也是最穩(wěn)定的內(nèi)參基因之一[26]。10 個(gè)候選內(nèi)參基

因中，EmUBQ 表達(dá)也較穩(wěn)定，僅次于 EmGDI1，

如果采取內(nèi)參基因組合，則 EmGDI1 和 EmUBQ

較為合適。但是若試驗(yàn)情況發(fā)生了變化，例如研

究光照條件對(duì)斑地錦基因表達(dá)的影響等，可能需

要重新篩選評(píng)估以獲得合適的內(nèi)參基因。

本研究根據(jù)課題組前期研究及轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)

據(jù)篩選出 10 個(gè)候選基因，結(jié)合 RT-qPCR 技術(shù)及

geNorm、NormFinder 和 BestKeeper 等內(nèi)參基因

分析軟件對(duì)各候選基因進(jìn)行穩(wěn)定性分析，以槲皮

素生物合成過程中的 EmC4H 基因進(jìn)一步驗(yàn)證，

確定 EmGDI1 為較適合斑地錦不同生長(zhǎng)期不同組

織基因表達(dá)模式研究的內(nèi)參基因，為斑地錦分子

生物學(xué)研究提供了便利條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國(guó)科學(xué)院中國(guó)植物志編輯委員會(huì). 中國(guó)植物志(第三分

冊(cè))[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1997, 44: 49-50.

Delectis Florae Reipublicae Popularis Sinicae Agendae

Academiae Sinicae Edita. Flora reipublicae popularis sinicae

(Vol. 3)[M]. Beijing: Science Press, 1997, 44: 49-50. (in

Chinese)

[2] 國(guó)家藥典委員會(huì). 中華人民共和國(guó)藥典(一部)[M]. 北京:

中國(guó)醫(yī)藥科技出版社, 2015: 127.

Chinese Pharmacopoeia Commission. The pharmacopoeia of

the People’s Republic of China[M]. Beijing: China Medical

Science Press: 2015: 127. (in Chinese)

[3] 安惠霞, 李治建, 古麗娜·達(dá)吾提, 斯拉甫·艾白. 地錦草

的研究進(jìn)展[J]. 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥, 2008, 19(12): 2866-2868.

AN H X, LI Z J, GULINA D W T, SILAFU A B. Research

advance of the uighur medicine dijincao[J]. Lishizhen Medicine and Materia Medica Research, 2008, 29(12): 2866-2868.

(in Chinese)

[4] 李丹丹, 胡博, 王慶, 吳衛(wèi). 藥用植物內(nèi)參基因研究進(jìn)

展[J]. 分子植物育種, 2017, 15(3): 903-910.

LI D D, HU B, WANG Q, WU W. The research on reference

genes in medicinal plant[J]. Molecular Plant Breeding, 2017,

15(3): 903-910. (in Chinese)

[5] WANG Y Z, DAI M S, CAI D Y, SHI Z B. Screening for

quantitative real-time PCR reference genes with high stable

expression using the mRNA-sequencing data for pear[J].

Tree Genet Genomes, 2019, 15(4): 54.

[6] SHAKEEL M, RODRIGUEZ A, TAHIR U B, JIN F. Gene

expression studies of reference genes for quantitative

real-time PCR: an overview in insects[J]. Biotechnology

Letters, 2018, 40(2): 227-236.

[7] ZHU L F, YANG C Q, YOU Y H, LIANG W, WANG N N,

MA F W, LI C Y. Validation of reference genes for

RT-qPCR analysis in peel and flesh of six apple cultivars

(Malus domestica) at diverse stages of fruit development[J].

Scientia Horticulturae, 2019, 244: 165-171.

[8] MO Z H, CHEN Y Q, LOU W R, JIA X D, ZHAI M, XUAN

J P, GUO Z R, LI Y R. Identification of suitable reference

genes for normalization of real-time quantitative PCR data in

pecan (Carya illinoinensis)[J]. Tree, 2020, 34(2): 1233-1241.

[9] 丁戈, 黃楊, 陳倫林, 李書宇, 宋來強(qiáng), 熊潔. 基于轉(zhuǎn)錄組

測(cè)序的鋁脅迫下甘藍(lán)型油菜新內(nèi)參基因的發(fā)掘與引物開

發(fā)[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào), 2021, 36(1): 1-9.

DING G, HUANG Y, CHEN L L, LI S Y, SONG L Q,

XIONG J. RNA-seq based discovery of new reference genes

and primers in Brassica napus under aluminum stress[J]. Acta

Agriculturae Boreali-Sinica, 2021, 36(1): 1-9. (in Chinese)

[10] 慧芳, 劉秀巖, 李宗諭, 劉福順, 楊世海. 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技

術(shù)在藥用植物研究中的應(yīng)用[J]. 中草藥, 2019, 50(24):

6149-6155.

HUI F, LIU X Y, LI Z Y, LIU F S, YANG S H. Application

of transcriptome sequencing in study of medicinal plants[J].

Chinese Traditional and Herbal Drugs, 2019, 50(24):

6149-6155. (in Chinese)

[11] KIARASH J G, DAYTON W H, AMIRMAHANI F,

MEHDI M M, ZABOLI M, NAZARI M, SAEED M S,

JAMALVANDI M. Selection and validation of reference

genes for normalization of qRT-PCR gene expression in

wheat (Triticum durum L.) under drought and salt stresses[J].

Journal of Genetics, 2018, 97(5): 1433-1444.

[12] ZHONG S L, ZHOU S Y, YANG S J, YU X N, XU H Z,

WANG J Y, ZHANG Q, LV M M, FENG J F. Identification

2280 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

of internal control genes for circular RNAs[J]. Biotechnology Letters, 2019, 41(10): 1111-1119.

[13] 宋美玲, 黃勝和, 陳祖杰, 鄒嘉軒, 劉歡勝, 全文軍. 斑地

錦 RT-qPCR 內(nèi)參基因的篩選[J]. 廣西植物, 2022, 42(2):

340-348.

SONG M L, HUANG S H, CHEN Z J, ZOU J X, LIU H S,

QUAN W J. Screening of reference genes for RT-qPCR in

Euphorbia maculate[J]. Guihaia, 2022, 42(2): 340-348. (in

Chinese)

[14] NGUYEN N, SUOKAS M, KARPPINEN K, VUOSKU J,

JAAKOLA L, H?GGMAN H. Recognition of candidate

transcription factors related to bilberry fruit ripening by de

novo transcriptome and qRT-PCR analyses[J]. Scientific

Reports, 2018, 8(1): 1-12.

[15] AYCA C C, ELIF D, SERPIL E, ERKAN K, DUYGU D,

BETUL K. A novel strategy for selection and validation of

reference genes in dynamic multidimensional experimental

design in yeast[J]. PLoS One, 2012, 7(6): e38351.

[16] ANA V, ANA C, JOANA F, HELENA G A, ANDREIA L,

PEDRO T, ANA S P, VITOR V, PILAR M, HELENA O,

MARIA D C S, OCTáVIO S P, DORA B. Comparative

validation of conventional and RNA-Seq data-derived reference genes for qPCR expression studies of Colletotrichum

kahawae[J]. PLoS One, 2016, 11(3): e0150651.

[17] MARINA A P, YI Z, ZHANG J F, GREGORY B M,

HERNAN G R. Use of RNA-seq data to identify and validate

RT-qPCR reference genes for studying the tomato-Pseudomonas pathosystem[J]. Scientific Reports, 2017, 7: 44905.

[18] ZHAN C, ZHANG Y X, MA J, WANG L, JIANG W, SHI Y,

WANG Q. Identification of reference genes for qRT-PCR in

human lung squamous-cell carcinoma by RNA-Seq[J]. Acta

Biochimica et Biophysica Sinica, 2014, 46(4): 330-337.

[19] WIYADA D, MONSICHA P, NONGNUCH V. Validation

of reference genes for real-time quantitative RT-PCR studies

in Talaromyces marneffei[J]. Journal of Microbiological

Methods, 2015, 118: 42-50.

[20] 陶玉婷, 盧姍, 王超, 王俊杰, 康雪晴, 藍(lán)秀萬, 梁曉樂,

梁瑩, 何志義. 基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的馬爾尼菲青霉菌實(shí)時(shí)熒

光定量 PCR 內(nèi)參基因篩選與鑒定[J]. 基因組學(xué)與應(yīng)用生

物學(xué), 2016, 35(5): 1042-1048.

TAO Y T, LU S, WANG C, WANG J J, KANG X Q, LAN

X W, LIANG X L, LIANG Y, HE Z Y. Selection and identification of reference genes for qRT-PCR in Penicillium

marneffei based on RNA-seq[J]. Genomics and Applied Biology, 2016, 35(5): 1042-1048. (in Chinese)

[21] 郝楊, 陳斌, 蘇鵬峰, 周育真, 彭東輝. 地菍(Melastoma

dodecandrum)實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 內(nèi)參基因篩選[J/OL]. 分

子植物育種: 1-12 [2023-11-08]. http://kns.cnki.net/kcms/

detail/46.1068.S.20211203.0033.004.html.

HAO Y, CHEN B, SU P F, ZHOU Y Z, PENG D H. Selection of internal reference genes in Melastoma dodecandrum

by real-time fluorescence quantitative PCR[J/OL]. Molecular

Plant Breeding: 1-12 [2023-11-08]. http://kns.cnki.net/kcms/

detail/46.1068.S.20211203.0033.004.html. (in Chinese)

[22] 段國(guó)敏, 李田園, 田敏, 王彩霞, 張瑩. 扇脈杓蘭實(shí)時(shí)熒

光定量 PCR 內(nèi)參基因的篩選[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào), 2021, 35(3):

576-585.

DUAN G M, LI T Y, TIAN M, WANG C X, ZHANG Y.

Reference gene selection of real-time fluorescence quantitative PCR in Cypripedium japonicum[J]. Journal of Nuclear

Agricultural Sciences, 2021, 35(3): 576-585. (in Chinese)

[23] 李笑平, 朱雅婷, 趙亞梅, 陳蕾, 任惠, 吳沙沙, 翟俊文.

陽桃(Averrhoa carambola)實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 內(nèi)參基因的

篩選與驗(yàn)證[J/OL]. 分子植物育種: 1-17 [2023-11-08]. http://

kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20210610.1828.018.html.

LI X P, ZHU Y T, ZHAO Y M, CHEN L, REN H, WU S S,

ZHAI J W. Selection and validation of reference genes of

Averrhoa carambola by quantitative real-time PCR[J/OL].

Molecular Plant Breeding: 1-17 [2023-11-08]. http://kns.cnki.

net/kcms/detail/46.1068.S.20210610.1828.018.html. (in Chinese)

[24] 張芷睿, 張耀華, 王秋實(shí), 于慧, 楊素欣. 大豆實(shí)時(shí)熒光

定量 PCR 內(nèi)參基因的篩選與驗(yàn)證[J]. 植物生理學(xué)報(bào), 2020,

56(9): 1963-1973.

ZHANG Z R, ZHANG Y H, WANG Q S, YU H, YANG S

X. Screening and validation of reference genes for real-time

quantitative PCR in soybean[J]. Plant Physiology Journal,

2020, 56(9): 1963-1973. (in Chinese)

[25] KATERINA J, HANA R, JAN K, MARYNA V, BARBORA

B, PETRA P, IVO P, KAREL S. Identification and validation of reference genes in Clostridium beijerinckii NRRL

B-598 for RT-qPCR using RNA-Seq data[J]. Frontiers in

Microbiology, 2021, 12: 640054.

[26] YANG H L, LIU J, HUANG S M, GUO T T, DENG L B,

HUA W. Selection and evaluation of novel reference genes

for quantitative reverse transcription PCR (qRT-PCR) based

on genome and transcriptome data in Brassica napus L.[J].

Gene, 2014, 538(1): 113-122.

熱帶作物學(xué)報(bào) 2023, 44(11): 2281?2291

Chinese Journal of Tropical Crops

收稿日期 2023-07-03；修回日期 2023-09-07

基金項(xiàng)目 海南省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（No. ZDYF2021XDNY153）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（No. 2019YFD1000500）。

作者簡(jiǎn)介 李博勛（1986—），女，博士，助理研究員，研究方向：橡膠樹葉部病害監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)。*通信作者（Corresponding

author）：黃貴修（HUANG Guixiu），E-mail：hgxiu@vip.163.com。

橡膠樹雜交 F1 代抗病種質(zhì)鑒選及其抗病性分析

李博勛1,2，黃貴修1*，和麗崗3

，蔡吉苗1

，馮艷麗1

，余文才3

，劉忠亮3

1. 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/海南省熱帶農(nóng)業(yè)有害生

物監(jiān)測(cè)與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南?？?571101；2. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，云南昆明 650201；3. 云南省熱帶作物科

學(xué)研究所，云南景洪 666100

摘 要：橡膠樹棒孢霉落葉?。–orynespora leaf fall disease, CLFD）是全球主要植膠國(guó)最為嚴(yán)重的葉部病害之一，可

造成嚴(yán)重的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)損失，而抗病種質(zhì)鑒選與創(chuàng)制利用是該病最為有效的防治策略。本研究對(duì)云研 277-5×IAN 873、

RRIC103×熱研 8-79 和云研 277-5×熱墾 525 三個(gè)雜交組合的 821 份 F1 代群體進(jìn)行了抗棒孢霉落葉病的評(píng)價(jià)，明確了 F1

代群體的抗病性水平，并從符合正態(tài)分布的 2 個(gè)雜交組合中篩選出 32 份候選 F1 代單株進(jìn)行芽接，再分別利用 3 個(gè)亞

型的多主棒孢病菌和 2 種評(píng)價(jià)方法對(duì)候選 F1 代無性系種苗進(jìn)行抗病性復(fù)篩，最終獲得 5 份抗病性較好的 F1 代新種質(zhì)。

通過對(duì) 5 份抗病新種質(zhì)防御酶活性的測(cè)定，以及抗病相關(guān)基因表達(dá)特性的分析，進(jìn)一步證實(shí)了 5 份抗病新種質(zhì)與多主

棒孢病菌在侵染過程中的互作關(guān)系，明確了其在病原菌接種不同時(shí)間段的差異表達(dá)特征。本研究為橡膠樹棒孢霉落葉

病抗病性早期鑒選、抗病種質(zhì)培育與創(chuàng)制利用提供了很好的種質(zhì)材料和理論支撐。

關(guān)鍵詞：橡膠樹；棒孢霉落葉??；雜交 F1 代；鑒選；抗病性

中圖分類號(hào)：S794.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Selection and Analysis of Disease-Resistant Germplasms in Hybrid F1

Generations of Rubber Tree

LI Boxun1,2, HUANG Guixiu1*, HE Ligang3

, CAI Jimiao1

, FENG Yanli1

, YU Wencai3

, LIU Zhongliang3

1. Environment and Plant Protection Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Laboratory of Integrated

Pest Management on Tropical Grops, Ministry of Agriculture and Rural Affairs / Hainan Key Laboratory for Monitoring and Control

of Tropical Agricultural Pests, Haikou, Hainan 571101, China; 2. College of Plant Protection, Yunnan Agricultural University, Kunming, Yunnan 650201, China; 3. Yunnan Institute of Tropical Crops, Jinghong, Yunnan 666100, China

Abstract: Corynespora leaf fall disease is one of the most severe leaf diseases in major rubber planting countries

worldwide, which can cause serious yield and economic losses. The selection, creation, and utilization of resistant

germplasms are the most effective prevention and control strategies for this disease. This study evaluated the disease

resistance of 821 F1 populations from three hybrid combinations Yunyan 277-5×IAN 873, RRIC103×Reyan 8-79, Yunyan 277-5×Reken 525 and identified the level of disease resistance. Based on the evaluation results of disease resistance,

32 candidate F1 generation individual plants were selected from two hybrid combinations that conform to normal distribution. Using three divergent clusters of Corynespora cassiicola and two evaluation methods to identify the resistant

candidate F1 clone seedlings, five resistant germplasms were ultimately obtained by measuring the activity of defense

enzymes and analyzing the expression characteristics of disease-related genes in five new resistant germplasms. Further

investigation confirmed that the interaction relationship between five new resistant germplasms and multi host C. cassiicola during the infection process. This study provides excellent germplasm materials and a theoretical support for the

early selection, cultivation, and utilization of resistant germplasms for the disease resistance of Corynespora leaf fall

disease.

Keywords: rubber tree; Corynespora leaf fall disease; hybrid F1 generations; selection; disease resistance

2282 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2023.11.017

橡膠樹（Hevea brasiliensis）原產(chǎn)于南美洲亞

馬遜河流域，是典型的多年生熱帶高大喬木，主

要種植在 22o01?50?N，100o78?11?E，海拔 549 m

的熱帶地區(qū)，我國(guó)橡膠樹種植突破了傳統(tǒng)的植膠

區(qū)，主要分布在海南省、云南省南部和廣東省雷

州半島等區(qū)域[1]。橡膠樹棒孢霉落葉病是繼南美

葉疫病之后的第二個(gè)威脅世界天然橡膠產(chǎn)業(yè)的重

要葉部病害，在南亞、東南亞以及中非等植膠國(guó)

的成齡膠園暴發(fā)流行，嚴(yán)重發(fā)生時(shí)可導(dǎo)致干膠產(chǎn)量

損失 20%~25%，并且種苗芽接成活率不足 20%[2]。

該病主要為害橡膠樹葉片、嫩梢、嫩枝，并形成

最具代表性的“魚骨狀”病斑，其病原多主棒孢

病菌（Corynespora cassiicola）釋放的寄主專化性

毒素能延葉脈傳導(dǎo)，導(dǎo)致葉片大量脫落，只剩光

禿禿的樹枝，嚴(yán)重影響膠樹的長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量[3]。該病

于 2006 年首次在我國(guó)報(bào)道發(fā)生[4]，目前已經(jīng)在云

南、海南、廣東等植膠區(qū)的實(shí)生苗、幼齡膠樹及

部分開割成齡膠樹上普遍發(fā)生，潛在威脅巨大[5]。

國(guó)際上，對(duì)于棒孢霉落葉病的防治主要采取抗病

種質(zhì)選育。20 世紀(jì) 80 年代，斯里蘭卡遭受棒孢

霉落葉病的為害，致使許多高產(chǎn)的橡膠品種（系）

大面積停割和死亡，通過 9 年時(shí)間，該國(guó)選育出

RRIC100 、 RRIC102 、 RRIC121 、 RRISL203 、

RRISL205、RRISL211 等 18 個(gè)抗病品種（系），

并逐漸替代當(dāng)時(shí)主栽的感病品種（系），挽救了斯

里蘭卡的天然橡膠產(chǎn)業(yè)。隨著棒孢霉落葉病在亞

洲植膠國(guó)大面積暴發(fā)流行，馬來西亞篩選出

PB86、PB213、RRIM712、RRIM628；泰國(guó)篩選

出 PB260、RRIC101、KRS156；印度尼西亞篩選

出 IRR100 和 IRR200，印度篩選出 IAN873、GT1、

IIRR208 等一系列的品種（系）在田間都表現(xiàn)出

較好的抗病性，并在一定程度上控制了病害所造

成的產(chǎn)量損失[6-7]。之后由于多主棒孢病菌優(yōu)勢(shì)種

群和生理小種的變異，一些表現(xiàn)為抗病的品種

（系），在種植過程中也變得感病，許多國(guó)家也嘗

試著采用化學(xué)防治和生物防治等措施來控制該病

的發(fā)生與流行，但防治效果均不理想[8-10]。為此，

對(duì)于橡膠樹這種多年生的高大喬木來說，抗病種

質(zhì)資源的收集、評(píng)價(jià)與創(chuàng)制利用是防治該病最為

經(jīng)濟(jì)有效且綠色環(huán)保的途徑。

長(zhǎng)期以來，我國(guó)一直把高產(chǎn)、耐寒、抗風(fēng)、

幼態(tài)性狀良好、膠木兼優(yōu)等農(nóng)藝性狀作為橡膠樹

育種的目標(biāo)[11]，卻忽略了抗病種質(zhì)的鑒選與創(chuàng)制

利用。先后引進(jìn)和選育的近 80 個(gè)品種（系），以

及生產(chǎn)上大面積種植的 PR107、RRIM600、GT1、

熱研 7-33-97 等主栽橡膠品種（系）對(duì)棒孢霉落

葉病的抗病性明顯不足[12]。目前，我國(guó)收集保存

有 6185 份橡膠樹種質(zhì)資源，其中野生種質(zhì)資源

5710 份[13]，如何利用這些豐富的種質(zhì)資源，在保

證上述選育種目標(biāo)的同時(shí)還兼具抗病性，將為優(yōu)

質(zhì)橡膠樹選育以及抗病種質(zhì)的鑒選與創(chuàng)制利用提

供有力支撐。2009—2013 年，云南省熱帶作物科

學(xué)研究所利用國(guó)內(nèi)外高產(chǎn)、速生的魏克漢種質(zhì)與

1981’IRRDB 種質(zhì)作為父母本，采用人工授粉方式

獲得 28 個(gè)組合的 5616 株雜交 F1 代群體（內(nèi)部資

料未發(fā)表）。本研究從這 28 個(gè)組合中，根據(jù)父母

本的抗病性水平，挑選了其中 3 個(gè)雜交組合云研

277-5×IAN873、云研 277-5×熱墾 525、RRIC103×

熱研 8-79 共 821 份 F1 代群體，采取初篩和復(fù)篩 2

輪評(píng)價(jià)，利用 3 個(gè)類群的多主棒孢病菌，對(duì)這些

F1 代群體進(jìn)行抗病性早期鑒定，最終獲得 5 份 F1

代抗病新種質(zhì)。本研究旨在分析不同雜交組合選

育出的橡膠樹新種質(zhì)的抗病性水平，以期獲得一

批具有抗病性潛力的種質(zhì)材料，為橡膠樹抗病種

質(zhì)的鑒選、早期抗病性診斷以及創(chuàng)制利用提供良

好的種質(zhì)材料。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 橡膠樹種質(zhì)材料 供試親本為橡膠樹優(yōu)良

品種無性系 IAN873、RRIC103、云研 277-5、熱

墾 525、熱研 8-79，橡膠樹雜交組合是由云南省

熱帶作物科學(xué)研究所于 2009—2011 年春花期進(jìn)

行人工雜交授粉，同年 8—9 月采種并播種于沙床

催芽，待小苗古銅期移栽至營(yíng)養(yǎng)袋培育。供試的

3 個(gè)雜交組合及其 F1 代種質(zhì)材料均由云南省熱帶

作物科學(xué)研究所和麗崗研究員團(tuán)隊(duì)提供。親本信

息、品種特性和雜交后代株數(shù)詳見表 1。

1.1.2 供試病原菌 供試的多主棒孢病原菌為不

同遺傳類群的代表性菌株 HCcYN49（Cas5 亞型）、

CC01（Cas2 亞型）和 HCcJPZ01（Cas0 亞型）均

由中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所黃

貴修研究團(tuán)隊(duì)分離、鑒定和保存。

1.1.3 培養(yǎng)基和試劑 用于培養(yǎng)病原菌的 PDA

第 11 期 李博勛等：橡膠樹雜交 F1 代抗病種質(zhì)鑒選及其抗病性分析 2283

表 1 供試橡膠樹雜交組合及其親本信息

Tab. 1 Hybrid combinations and parental information of rubber trees

雜交組合

Hybrid

combination

授粉年份

Artificial

pollination year

F1代群體總株數(shù)

Total number of

seedlings

親本

Parent

親本來源

Parent of origin

選育單位

Breeding departments

親本品種特性

Variety characteristics

IAN873♂

×

云研 277-5♀

2009 268 IAN873

云研 277-5

PB86×FA1717

PB5/63×Tjir1

巴西北方農(nóng)業(yè)研究所

云南省熱帶作物科學(xué)研究所

抗寒[14]

速生、高產(chǎn)[15]

云研 277-5♂×

熱墾 525♀

2010 343 云研 277-5

熱墾 525

PB5/63×Tjir1

INA873×RRIM803

云南省熱帶作物科學(xué)研究所

中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所

高產(chǎn)[15]

速生、高產(chǎn) [16]

RRIC103♂

×

熱研 8-79♀

2011 210 RRIC103

熱研 8-79

RRIC52×PB86

熱研 88-13×熱研 217

斯里蘭卡橡膠研究所

中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所

高產(chǎn)[15]

高產(chǎn)[17]

培養(yǎng)基和用于多主棒孢粗毒素發(fā)酵的 Fries 3 號(hào)改

良的培養(yǎng)液參照李博勛等[12]的研究方法配制。用

于實(shí)施熒光定量分析的 HbNPR1 和 HbGLP01 基

因引物（表 2）均由深圳華大基因科技有限公司

合成；PCR 擴(kuò)增反應(yīng)所需的 Buffer、Taq DNA 聚

合酶、dNTP、DNA Marker 等購(gòu)自天根生化科技

（北京）有限公司。植物總 RNA 提取試劑盒

（DP441）、FastQuant cDNA 第一鏈合成試劑盒

（KR106）、SYBR Green SuperReal 熒光定量預(yù)混

試劑（FP205）均購(gòu)自天根生化（北京）科技有限

公司。過氧化物酶（POD）測(cè)試盒（ml092949）、

超氧化物歧化酶（SOD）測(cè)試盒（mlsh0386）均

購(gòu)自上海酶聯(lián)生物科技有限公司。其他化學(xué)試劑、

藥品等均為國(guó)產(chǎn)分析純。

表 2 PCR 引物

Tab. 2 PCR primer

基因 Gene 引物名稱 Primer name 引物序列（5′–3′）Primer sequence (5′–3′) 片段大小 Fragment size/bp

18S rRNA 18s-F GCTCGAAGACGATCAGATACC

18s-R TTCAGCCTTGCGACCATAC

146

HbGLP01 GLP-F TAATATTGCCAGCGAAACTTC

GLP-R CCATTTGCTTCATAATCGATA

124

HbNPR1 NPR-F GAGAATACACCGGGCTTTGG

NPR-R AGCTCAGTGGTAGTCTTTGC

138

1.1.4 儀器設(shè)備 Bio-Rad T100 型梯度 PCR 儀，

美國(guó)伯樂公司；UVI FireReader 凝膠成像系統(tǒng)，

英國(guó) UVItec 公司；ABI 實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 儀 7500

型，美國(guó) ABI 公司。

1.2 方法

1.2.1 橡膠樹 F1 代種質(zhì)抗病性評(píng)價(jià) 本研究采

用病原菌菌餅接種、粗毒素生物萎蔫和田間活體

接種 3 種方法，以及抗病性方案設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)方法

和病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)均參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) NY/T 3195

—2018《熱帶作物種質(zhì)資源抗病蟲鑒定技術(shù)規(guī)程

橡膠樹棒孢霉落葉病》[18]，抗病性評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

參見表 3。

表 3 橡膠樹棒孢霉落葉病抗病性評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[18]

Tab. 3 Classification standard of Corynespora leaf fall disease[18]

病斑直徑 Spot diameter/cm 萎蔫指數(shù) Wilting index 病情指數(shù) Disease index 抗病性等級(jí) Disease resistance level

病斑直徑<0.5 萎蔫指數(shù)<10 DI<15 高抗（HR）

0.5≤病斑直徑<1.0 10≤萎蔫指數(shù)<20 15≤DI<20 中抗（MR）

1.0≤病斑直徑<1.5 20≤萎蔫指數(shù)<30 20≤DI<30 輕感（S）

1.5≤病斑直徑<2.0 30≤萎蔫指數(shù)<40 30≤DI<40 中感（MS）

病斑直徑≥2.0 萎蔫指數(shù)≥40 DI≥40 高感（HS）

1.2.2 防御酶活性測(cè)定 為分析抗、感 F1 代種質(zhì)

防御酶活性的變化情況，選取淡綠期的抗、感種

質(zhì)葉片，采用濃度為 1×106 個(gè)孢子/mL 的 HCcYN49 菌株孢子懸浮液噴霧接種到橡膠樹葉片背面，

2284 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

每個(gè)種質(zhì)接種 3 片復(fù)葉，每片復(fù)葉為 1 個(gè)重復(fù)，

以接種無菌水的作為空白對(duì)照。分別于接種后 0、

12、24、48、72 h 取樣。過氧化物酶（peroxidase,

POD）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,

SOD）提取方法及注意事項(xiàng)參照試劑盒說明書。

1.2.3 RNA 提取及反轉(zhuǎn)錄 參照 RNA 提取試劑

盒說明書，對(duì)抗、感橡膠葉片的總 RNA 進(jìn)行提取，

經(jīng) 1.2%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè) RNA 完整性，紫外

分光光度計(jì)下測(cè)定其 260、280 nm 處的吸光值，

確保 RNA 樣品的純度。參照 FastQuant cDNA 第一

鏈合成試劑盒說明書對(duì) RNA 進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄第一鏈。

1.2.4 實(shí)時(shí)熒光定量分析 參照 SYBR Green

SuperReal 熒光定量試劑盒說明書，以組成型表達(dá)

基因 18s rRNA 做為內(nèi)參基因，分析 HbNPR1 和

HbGLP01 基因在橡膠樹抗、感 F1 代葉片受多主

棒孢病菌（HCcYN49）接種不同時(shí)間段（0、12、

24、48、72 h）的差異表達(dá)情況。每個(gè)樣品均重復(fù)

3 次，在 ABI 7500 實(shí)時(shí) PCR 儀上進(jìn)行，采用 2–ΔΔCT

法計(jì)算分析。2–ΔΔCT＝2–[(Ct

E-Ct

F) - (Ct

A-Ct

B)]=2(Ct

F-CtB)-

(CtE-CtA)，其中 CtA 為處理前待測(cè)基因 Ct 值；CtB

為處理前參照基因 Ct 值；CtE 為處理后待測(cè)基因

Ct 值；CtF 為處理后參照基因 Ct 值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

橡膠樹雜交 F1代群體的抗病性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)采用

WPS Office Excel 軟件統(tǒng)計(jì)病斑直徑和萎蔫指數(shù)，

采用 SPSS Statistics 20 軟件中的 KolmogorovSmirmov test 進(jìn)行變量分布形態(tài)檢測(cè)與分析。實(shí)

時(shí)熒光定量的數(shù)據(jù)利用 SPSS Statistics 20 軟件中

的單因素方差分析（One-way ANOVA）和 Duncan’s

多重比較進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 橡膠樹3 個(gè)雜交組合F1代群體的抗病性評(píng)價(jià)

基于前期對(duì)我國(guó)橡膠樹多主棒孢病菌遺傳類

群的劃分依據(jù)[19]，先選用國(guó)內(nèi)橡膠樹多主棒孢優(yōu)

勢(shì)種群 Cas5 亞型的代表性菌株 HCcYN49 對(duì) 3 個(gè)

雜交組合的 821 份 F1 代群體進(jìn)行抗病性評(píng)價(jià)，并

對(duì)平均病斑直徑進(jìn)行了正態(tài)分布檢驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，

親本的抗病性水平依次表現(xiàn)為：IAN873>云研

277-5>RRIC103>熱研 8-79>熱墾 525，對(duì)于父母

本均表現(xiàn)出較高抗病水平的雜交組合 IAN873×云

研 277-5，其 268 份 F1 代群體中抗病的植株數(shù)占

87.68%，高抗植株 70 份，顯著高于其他 2 個(gè)雜交

組合的后代群體，群體的平均抗病級(jí)次為中抗

（MR）（表 4）。雜交組合 IAN873×云研 277-5 F1

代群體中病斑直徑最大值為 1.33 cm，最小值為

0.11 cm，平均值 0.68 cm，變異系數(shù) 38.23%（表

5），抗病性呈現(xiàn)正偏態(tài)分布（圖 1、圖 2），說明該

雜交組合的 F1 代群體表現(xiàn)出較高抗病性，群體樣

本趨于抗病遺傳趨勢(shì)。

雜交組合 RRIC103×熱研 8-79 的 210 份 F1 代

群體中抗病植株樹占 56.19%，高抗植株 7 份，群

體平均抗病級(jí)次為輕感（S）（表 4）。F1 代群體中

病斑直徑最大值為 2.30 cm，最小值為 0.33 cm，

表 4 3 個(gè)雜交組合 F1 代群體的抗病性評(píng)價(jià)結(jié)果

Tab. 4 Evaluation results of disease resistance in F1 generation of three hybrid combinations

F1 代抗感植株數(shù)量

Number of overall resistant and 雜交組合 susceptible plants in F1 generation

Hybrid combination

親本抗病性等級(jí)

Parent disease

resistance level 高抗

HR

中抗

MR

輕感

S

中感

MS

高感

HS

總數(shù)

Total

F1 代抗病植株比率

Ratio of F1 generation

disease-resistant

plants/%

F1 代平均感病級(jí)次

F1 generation average disease level

IAN873♂

×云研 277-5♀

HR♂

×HR♀

70 165 33 0 0 268 87.68 MR

RRIC103♂×熱研 8-79♀ MR♂×S♀ 7 111 71 17 4 210 56.19 S

云研 277-5♂×熱墾 525♀ HR♂×S♀ 6 65 163 94 15 343 20.69 S

表 5 3 個(gè)雜交組合 F1 代群體的病斑直徑評(píng)價(jià)結(jié)果

Tab. 5 Evaluation results of lesion diameter in F1 generation of three hybrid combinations

雜交組合/對(duì)照品種

Hybrid combinations/

control variety

平均病斑直徑

Average lesion

diameter/cm

最小值

Minimum/cm

最大值

Maximum/cm

變異系數(shù)

Coefficient of

variation/%

小于對(duì)照的單株百分比

Percentage less than

CK/%

IAN873♂×云研 277-5♀ 0.68 0.11 1.33 38.23 50.75

RRIC103♂×熱研 8-79♀ 1.02 0.33 2.30 32.35 9.52

云研 277-5♂

×熱墾 525♀

1.29 0.40 2.23 28.68 3.50

IAN873（抗病對(duì)照） 0.67 0.35 0.85

第 11 期 李博勛等：橡膠樹雜交 F1 代抗病種質(zhì)鑒選及其抗病性分析 2285

圖 1 雜交組合云研 277-5×IAN 873 的

F1 代群體抗病性正態(tài)分布

Fig. 1 Normal distribution of disease resistance in F1 generation of hybrid combinations Yunyan 277-5×IAN 873

圖 2 雜交組合云研 277-5×IAN 873

的 F1 代抗病性 Q-Q 概率

Fig. 2 The Q-Q probability plot for F1 generation of

hybrid combinations Yunyan 277-5×IAN 873

平均值 1.02 cm，變異系數(shù) 32.35%（表 5、圖 3），

群體的抗病性符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布（圖 4、圖 5），

總體分布趨勢(shì)及平均抗病級(jí)次在 3 個(gè)雜交組合中

最平穩(wěn)，在一定程度上代表了總體的抗病期望值，

說明當(dāng)群體數(shù)量足夠大時(shí)，其抗病分布應(yīng)符合正

態(tài)分布。

雜交組合云研 277-5×熱墾 525 的 343 份 F1

代群體中抗病植株數(shù)占 20.69%，高抗植株 6 份，

群體平均抗病級(jí)次為輕感（S）（表 4），F(xiàn)1 代群體中

病斑直徑最大值為 2.23 cm，最小值為 0.40 cm，平

均值 1.29 cm，變異系數(shù) 28.68%（表 5），群體的

抗病性同樣符合正態(tài)分布（圖 6、圖 7），該組合

的 F1代群體可作為候選抗病種質(zhì)進(jìn)入到無性系的

高級(jí)系比。

2.2 候選抗病 F1 代種質(zhì)的鑒定

橡膠樹雜交 F1代種質(zhì)早期抗病性鑒定是根據(jù)

圖 3 代表性抗、感 F1 代植株病原接種圖

Fig. 3 Corynespora pathogen inoculation in F1 generation

plants with resistance and susceptibility

圖 4 雜交組合 RRIC103×熱研 8-79 的

F1 代群體抗病性正態(tài)分布

Fig. 4 Normal distribution of disease resistance in F1 generation of hybrid combinations RRIC103×Reyan8-79

圖 5 雜交組合云研 RRIC103×熱研 8-79 的

F1 代抗病性 Q-Q 概率

Fig. 5 The Q-Q probability plot for F1 generation

of hybrid combinations RRIC103×Reyan 8-79

目標(biāo)性狀評(píng)價(jià)篩選出抗病性較好的優(yōu)良單株，再

2286 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

圖 6 雜交組合云研 277-5×熱墾 525 的

F1 代群體抗病性正態(tài)分布

Fig. 6 Normal distribution of disease resistance

in F1 generation of hybrid combinations

Yunyan 277-5×Reken 525

圖 7 雜交組合云研 277-5×熱墾 525 的

F1 代抗病性 Q-Q 概率

Fig. 7 The Q-Q probability plot for F1 generation of hybrid combinations Yunyan 277-5×Reken 525

將優(yōu)良單株繁殖成無性系進(jìn)入高一級(jí)系比試驗(yàn)。

因此，根據(jù) 3 個(gè)雜交組合共 821 份 F1 代群體的抗

病性評(píng)價(jià)結(jié)果，選擇符合正態(tài)分布的 RRIC103×

熱研 8- 793 和云研 277-5×熱墾 525 兩個(gè)雜交組合

中病斑直徑小于對(duì)照 IAN873 的 32 份優(yōu)良單株為

候選抗病 F1 代種質(zhì)，并將其進(jìn)行芽接，每個(gè)單株

編號(hào)芽接不少于 10 株，共獲得 297 株 F1 代無性

系種苗（表 6）。利用多主棒孢病菌 3 個(gè)亞型的代

表性菌株 HCcYN49（Cas5 亞型）、CC01（Cas2

亞型）和 HCcJPZ01（Cas0 亞型），致病力強(qiáng)弱依

次為：HCcYN49>CC01>HCcJPZ01，對(duì) 32 份候選

F1 代無性系種苗進(jìn)行抗病性復(fù)篩。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雜

交組合 RRIC103×熱研 8-79 中的 265、129、134

三個(gè) F1 代單株（表 7），以及雜交組合云研 277-5×

熱墾 525 中的 3162、3528 兩個(gè) F1 代單株（表 8）

不管是采用粗毒素生物萎蔫法還是田間活體接種

法，在 3 個(gè)亞型多主棒孢病菌的接種下均表現(xiàn)出

較好的抗病性水平。其中 265 和 129 這 2 個(gè) F1 代

種質(zhì)在田間活體接種后，其病斑出現(xiàn)的時(shí)間較晚，

病情指數(shù)也顯著低于其他種質(zhì)（表 7）。在這些 F1

代種質(zhì)中，對(duì) 3 個(gè)亞型多主棒孢的抗病性也存在

明顯差異，如 167 和 3262 等種質(zhì)表現(xiàn)出對(duì) Cas2

亞型的高度感病性，對(duì) Cas0 亞型較為免疫；而

125 和 3303 等種質(zhì)表現(xiàn)出對(duì) Cas5 亞型的高度感

病性，不同的種質(zhì)對(duì)不同亞型的病原菌敏感性不

同（表 7、表 8）。

2.3 抗病 F1 代種質(zhì)的抗病關(guān)聯(lián)性分析

2.3.1 防御酶活性測(cè)定 已有研究表明， POD、

SOD 等酶活作用能迅速降低體內(nèi)活性氧積累給植

物帶來的損傷，從而提高植物對(duì)病原菌的防御能

力[20]。為了進(jìn)一步分析復(fù)篩結(jié)果得到的 5 個(gè)高抗

F1 代種質(zhì)其防御酶活性變化與病原菌侵染之間的

關(guān)系，本研究對(duì) 265、129、134、3162、3528 五

個(gè)抗病 F1 代種質(zhì)和對(duì)照種質(zhì) PR107 的 POD 和

SOD 活性變化進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，5 個(gè) F1 代抗

病種質(zhì)以及對(duì)照品種 PR107 在多主棒孢病菌

（HCcYN49）接種后均能引起 POD 和 SOD 防御

酶活性的升高，在接種 24 h 時(shí) POD 防御酶活性

達(dá)到峰值，134 種質(zhì)的峰值最高，48 h 后呈逐漸

下降的趨勢(shì)，相對(duì)于對(duì)照 PR107，5 個(gè)抗病 F1 代

種質(zhì)的防御酶活性普遍較高，72 h 后活性整體下

降（圖 8），而 SOD 防御酶活性的峰值在 5 個(gè)抗

表 6 候選 F1 代抗病單株信息

Tab. 6 Information on candidate F1 resistant individual plants

雜交組合

Hybrid combination

候選 F1代單株編號(hào)及成活株數(shù)

F1 generation individual plants and number of budding seedling

單株總數(shù)

Total number

RRIC103♂×熱研 8-79♀ 183(8)? 173(7) ? 266(10)? 187(10)? 175(8) ? 267(8)? 167(10) ? 154(10)? 261(10) ? 269(10)?

265(10)? 125(8)? 149(9)? 182(9)? 123(7)? 134(10)? 129(10)? 100(8)? 135(10)? 262(10)

20(182)

云研 277-5♂

×熱墾 525♀

3147(10)? 3206(10)? 3173(9)? 3528(10)? 3175(10)? 3151(10)? 3257(8)? 3226(8)? 3262(10)?

3303(10)? 3155(10)? 3162(10)

12(115)

注：括號(hào)前面的數(shù)字為 F1 代單株的編號(hào)，括號(hào)內(nèi)的數(shù)字是該編號(hào)下芽接成活的株數(shù)。

Note: The number before the parentheses represents the germplasm number, while the number inside the parentheses represents the

number of plants that have survived budding.

第 11 期 李博勛等：橡膠樹雜交 F1 代抗病種質(zhì)鑒選及其抗病性分析 2287

表 7 雜交組合 RRIC103×熱研 8-79 候選 F1 代單株抗病性復(fù)篩評(píng)價(jià)結(jié)果

Tab. 7 Result of rescreening evaluation of disease resistance in candidate F1 generation for RRIC103×Reyan 8-79

生物萎蔫指數(shù)

Biological wilting index

田間活體接種病情指數(shù)

Field disease index

F1 代單株編號(hào)

F1 generation individual

plant number HCcYN49 CC01 HCcJPZ01 HCcYN49 CC01 HCcJPZ01

綜合抗病性評(píng)價(jià)水平

Synthetic evaluation

of resistant level

265 9.57 6.33 5.36 6.43 4.37 3.69 HR

129 10.00 5.14 6.44 8.52 8.39 6.12 HR

134 12.07 6.52 8.20 10.37 6.52 5.97 HR

261 13.71 12.49 6.85 9.64 7.52 6.53 MR

183 13.33 9.42 6.31 11.77 9.37 8.43 MR

173 14.29 10.35 12.43 13.04 10.07 7.21 MR

266 13.41 9.37 9.22 9.25 13.27 6.44 MR

187 11.52 9.22 12.36 12.55 11.42 8.65 MR

175 15.64 12.08 10.37 13.43 13.97 9.24 MR

267 16.54 16.93 9.24 15.36 14.97 10.15 S

167 16.72 20.33 10.47 15.37 17.68 10.24 S

154 22.53 14.82 11.48 22.19 15.74 9.23 S

269 23.43 19.66 17.30 23.64 19.32 11.68 S

125 25.76 20.44 16.48 25.37 22.79 14.10 S

149 19.63 24.65 15.77 23.97 23.94 18.65 S

182 27.21 26.45 20.47 25.77 18.53 18.30 S

123 25.67 27.36 22.55 27.34 25.02 20.96 S

100 32.14 26.80 18.25 31.40 28.53 20.37 MS

135 27.97 33.86 25.47 33.47 27.62 23.14 MS

262 33.45 30.48 25.53 34.52 30.48 25.93 MS

表 8 雜交組合云研 277-5×熱墾 525 候選 F1 代單株抗病性復(fù)篩評(píng)價(jià)結(jié)果

Tab. 8 Result of rescreening evaluation of disease resistance in candidate F1 generation for Yunyan 277-5×Reken 525

生物萎蔫指數(shù)

Biological wilting index

田間活體接種病情指數(shù)

Field disease index

F1 代單株編號(hào)

F1 generation individual plant number HCcYN49 CC01 HCcJPZ01 HCcYN49 CC01 HCcJPZ01

綜合抗病評(píng)價(jià)水平

Synthetic evaluation

of resistant level

3162 8.37 8.44 6.53 9.72 7.33 5.12 HR

3528 9.72 8.04 8.17 10.53 9.27 6.29 HR

3151 12.25 9.48 9.25 13.64 11.73 10.15 MR

3147 15.32 10.58 8.54 15.97 13.42 9.45 MR

3206 17.66 13.52 10.38 18.62 13.52 11.49 MR

3173 18.84 14.33 9.17 19.64 15.41 13.24 MR

3175 20.64 15.35 12.49 23.11 19.25 17.68 S

3257 23.21 17.94 15.31 25.97 22.40 19.37 S

3226 25.49 19.82 11.53 26.54 22.47 15.53 S

3262 20.11 23.14 13.67 29.31 24.34 17.14 S

3303 32.46 25.47 20.13 31.15 22.77 20.79 MS

3155 33.50 27.52 23.14 32.28 24.48 22.13 MS

病種質(zhì)中均不相同，129 和 134 在接種 12 h 時(shí) SOD

活性達(dá)到峰值，265、3162 和 3528 在接種 24 h

達(dá)到峰值，48 h 后整體均呈下降趨勢(shì)，72 h 又有

所升高（圖 9）。通過對(duì) POD 和 SOD 兩個(gè)防御酶

活性的變化可以看出，5 個(gè)抗病 F1 代種質(zhì)受病原

菌侵染后，均能誘導(dǎo) POD 和 SOD 活性顯著升高，

并在接種不同時(shí)間段，通過防御酶活性的變化來抵

御病原菌的進(jìn)一步侵染。

2288 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

圖 8 F1 代抗病種質(zhì) POD 酶活性變化

Fig. 8 Changes in POD enzyme activity of F1 resistant

germplasm

圖 9 F1 代抗病種質(zhì) SOD 酶活性變化

Fig. 9 Changes in SOD enzyme activity of F1 resistant

germplasm

2.3.2 抗病相關(guān)基因表達(dá)分析 前期研究發(fā)現(xiàn)

HbNPR1 和 HbGLP01 基因是橡膠樹棒孢霉落葉病

的 2 個(gè)抗病相關(guān)基因，在多主棒孢病菌侵染后能

引起其表達(dá)量的明顯變化，并且這 2 個(gè)基因在橡

膠樹抗、感種質(zhì)中的表達(dá)模式存在顯著差異[21-22]。

因此，分析這 2 個(gè)基因在 5 個(gè)抗病 F1 代種質(zhì)中的

表達(dá)情況，將從基因水平明確種質(zhì)的抗病關(guān)聯(lián)性。

從結(jié)果可以看出，當(dāng)多主棒孢病菌（HCcYN49）

接種后 6 h 就能誘導(dǎo) HbNPR1 基因表達(dá)量的升高，

并且在 24 h 時(shí)表達(dá)量均達(dá)到峰值，265 和 3162

兩個(gè)種質(zhì)中 HbNPR1 基因的誘導(dǎo)表達(dá)量要高于其

他幾個(gè)種質(zhì)，在 48 h 時(shí)有所下降，72 h 時(shí)表達(dá)量

降至最低，與對(duì)照 PR107 相比，5 個(gè)抗病 F1 代種

質(zhì)的相對(duì)表達(dá)量都高于對(duì)照，表達(dá)模式基本一致

（圖 10）。對(duì)于 HbGLP01 基因，265、129、134

在多主棒孢病菌接種 12 h 時(shí)表達(dá)量就達(dá)到峰值，

而 134、3162、3528 三種質(zhì)以及對(duì)照 PR107 在 24 h

達(dá)到峰值，48 h 之后表達(dá)量均下降，5 個(gè) F1 代種

質(zhì)中 HbGLP01 基因的表達(dá)模式存在一定差異（圖

11）。研究表明，NPR1 是植物中廣譜抗性的基因，

參與水楊酸抗病信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，與 TGA 轉(zhuǎn)錄因子

相互作用，引起下游抗病基因的表達(dá)[23]。而 GLP

是一類重要的結(jié)構(gòu)性蛋白，具有草酸氧化酶

圖 10 HbNPR1 基因在 F1 代抗病種質(zhì)中的表達(dá)特性

Fig. 10 HbNPR1 gene expression characteristics of

F1 resistant germplasm

圖 11 HbGLP01 基因在 F1 代抗病種質(zhì)中的表達(dá)特性

Fig. 11 HbGLP01 gene expression characteristics of F1

resistant germplasm

（OXO）和 SOD 活性，能抑制活性氧的產(chǎn)生，增

強(qiáng)細(xì)胞壁的穩(wěn)定性，在病原菌侵染早期起到關(guān)鍵

作用[24-25]。

3 討論

橡膠樹棒孢霉落葉病是主要植膠國(guó)家橡膠樹

上暴發(fā)流行最為嚴(yán)重的病害之一，也是國(guó)際天然橡

膠產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的主要生物限制因素[26]。國(guó)際

上，對(duì)該病的防治主要采用抗病育種的方式，而抗

病品種的鑒選和創(chuàng)制利用是抗病種質(zhì)選育的關(guān)鍵。

橡膠樹是一種基因型高度雜合且育種周期長(zhǎng)

達(dá) 30 年的熱帶高大喬木，雜交育種是橡膠樹最常

規(guī)也是選育優(yōu)良橡膠樹種質(zhì)常用的方法[27]，從具

有優(yōu)良性狀的親本雜交組合中選擇 F1 代優(yōu)良單

株，并進(jìn)行無性系的繁育，是橡膠樹優(yōu)良種質(zhì)創(chuàng)

制的基本策略[28]。近年來，通過雜交育種選育出

如速生高產(chǎn)的熱墾 525 和云研 277-5[16]、抗寒性

狀良好的湛試 327-13[29]等優(yōu)良品種（系），都較

好地遺傳了親本的性狀特征，反映了親本雜交的

有效性，縮短了育種進(jìn)程。因此，建立橡膠樹棒

孢霉落葉病的早期抗病性鑒定技術(shù)體系，通過對(duì)

雜交組合 F1代群體早期抗病性的評(píng)價(jià)以及抗病表

第 11 期 李博勛等：橡膠樹雜交 F1 代抗病種質(zhì)鑒選及其抗病性分析 2289

型特征的觀察，從中選出抗病性較好的優(yōu)良 F1 代

單株并進(jìn)行無性系的繁育，將有助于獲得抗病的

無性系種質(zhì)材料，對(duì)橡膠樹優(yōu)良品種（系）的選

育具有重要意義。

抗病性鑒定在實(shí)施過程中的方案設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)

方法、病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以及接種的病原菌對(duì)抗病性

評(píng)價(jià)結(jié)果都至關(guān)重要。本研究嚴(yán)格按照農(nóng)業(yè)行業(yè)

標(biāo)準(zhǔn) NY/T 3195—2018《熱帶作物種質(zhì)資源抗病

蟲鑒定技術(shù)規(guī)程 橡膠樹棒孢霉落葉病》實(shí)施，選

用的病原菌是來自 3 個(gè)亞型的多主棒孢病菌代表

性菌株。由于多主棒孢病菌與橡膠樹上的其他真

菌性病害的病原在致病機(jī)制上存在明顯差異，它

是一種死體營(yíng)養(yǎng)型的病原真菌，在侵染初期能產(chǎn)

生寄主?；远舅?cassiicolin，該物質(zhì)是導(dǎo)致橡膠

葉片壞死的重要致病因子，根據(jù) cassiicolin 的毒

素類型，將多主棒孢病菌劃分成了不同的亞型

（Cas1~Cas6），我國(guó)存在 Cas0、Cas2 和 Cas5 三

種亞型，其中 Cas5 亞型為橡膠樹上的優(yōu)勢(shì)種群[30]。

不同的橡膠種質(zhì)對(duì)這 3 個(gè)亞型多棒孢病菌的抗病

性存在明顯差異[19]。為了客觀全面地分析橡膠樹

雜交 F1 群體的抗病性水平，進(jìn)而選出抗病性較好

的優(yōu)良 F1 代種質(zhì)，本研究采取 2 輪抗病性評(píng)價(jià)，

第一輪評(píng)價(jià)是利用多主棒孢病菌優(yōu)勢(shì)種群 Cas5

亞型的代表性菌株，采用離體菌餅接種法，對(duì) 3

個(gè)雜交組合共 821 份 F1 代種質(zhì)進(jìn)行大規(guī)模的抗病

性評(píng)價(jià)，從中獲得 32 份候選抗病 F1 代單株，并

對(duì)每個(gè)單株進(jìn)行基部芽接，獲得 F1代無性系種苗；

第二輪評(píng)價(jià)是利用 Cas0、Cas2 和 Cas5 三個(gè)亞型

多主棒孢病菌的代表性菌株，分別采用粗毒素生

物萎蔫和田間活體接種 2 種方法對(duì)候選的 32 份

F1 代無性系種苗進(jìn)行抗病性復(fù)篩，經(jīng)過 2 輪評(píng)價(jià)、

不同亞型的多主棒孢病菌接種以及多種評(píng)價(jià)方

法，最終獲得 5 份抗病性較好的 F1 代種質(zhì)，并從

防御酶水平和抗病相關(guān)基因的角度進(jìn)一步驗(yàn)證了

5 份 F1 代種質(zhì)的抗病關(guān)聯(lián)性。通過上述的抗病性

鑒定技術(shù)，得到的抗病性評(píng)價(jià)結(jié)果以及獲得的 F1

代抗病種質(zhì)都具有較強(qiáng)的可靠性，客觀反映出 3

個(gè)雜交組合 F1 代群體的抗病性。該技術(shù)體系能為

后續(xù)橡膠樹種質(zhì)的選育提供較好的技術(shù)方案，評(píng)

價(jià)結(jié)果也能為橡膠樹優(yōu)良品種的選育與創(chuàng)制利用

提供較好的種質(zhì)材料。

寄主植物與病原微生物相互作用的過程中會(huì)

產(chǎn)生一系列生理生化反應(yīng)，特別是引起酚類代謝

相關(guān)酶活性增強(qiáng)，如 SOD、POD、CAT 以及 PAL

等，都是參與寄主防御反應(yīng)的關(guān)鍵因子，而超氧

化物歧化酶和過氧化物酶是細(xì)胞內(nèi)減輕活性氧傷

害的保護(hù)酶[31]。本研究中，當(dāng)多主棒孢病菌侵染

初期，在 5 個(gè)抗病 F1 代種質(zhì)中就能引起超氧化物

歧化酶和過氧化物酶活性的升高，在一定程度上

說明，多主棒孢病菌侵染能誘導(dǎo)這 2 個(gè)酶的活性

進(jìn)而增強(qiáng)寄主的抗病性，但這并不是在所有的種

質(zhì)中都有明顯的相關(guān)性，因?yàn)榇x過程中的酶活

性變化是根據(jù)寄主植物和病原微生物互作體系的

不同而不同[31]，比如同一個(gè)品種與不同病原生理

小種（或種群）之間的互作體系，以及不同品種

與同一個(gè)病原生理小種（或種群）之間的互作體

系，都會(huì)導(dǎo)致病原菌在侵染過程中防御酶活性的

變化。此外，植物的抗病性還與病原微生物關(guān)聯(lián)

分子模式引發(fā)的免疫反應(yīng)（PTI）以及由病原效應(yīng)

子引發(fā)的免疫反應(yīng)（ETI）密切相關(guān)，并且是由水

楊酸、乙烯、茉莉酸等植物激素介導(dǎo)的抗病性[32]。

橡膠樹 HbNPR1 基因在水楊酸抗病信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

中起到了十分關(guān)鍵的作用，它能激活下游防御反

應(yīng)基因的表達(dá)，正向調(diào)控寄主的抗病性[21]。

HbGLP01 是一種類萌發(fā)素蛋白，在植物基礎(chǔ)抗性

方面發(fā)揮著重要作用，具有 OXO 和 SOD 活性，

能催化草酸氧化，增強(qiáng)植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，觸發(fā)過

氧化脂質(zhì)反應(yīng)和乙烯的合成[22]。本研究中這 2 個(gè)

基因在參與橡膠樹與多主棒孢病菌相互作用初期

都發(fā)揮著重要作用，在不同抗性水平 F1 代種質(zhì)中

的表達(dá)量明顯不同，具有作為橡膠樹棒孢霉落葉

病抗病性早期分子鑒定靶標(biāo)基因的潛力。

致謝 本文得到了海南省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（No.

ZDYF2021XDNY153）和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（No.

2019YFD1000500）的支持。感謝云南省熱帶作物科學(xué)研究

所提供的 3 個(gè)雜交組合共 821 份 F1代種質(zhì)材料和候選 F1 代

單株的無性系種苗，以及用于開展抗病性評(píng)價(jià)有關(guān)的實(shí)（試）

驗(yàn)條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃華孫. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)理論與實(shí)踐 天然橡

膠體系分冊(cè)[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2020.

HUANG H S. The theory and practice of modern agricultural

industrial technology system construction natural rubber

system[M]. Beijing: China Agricultural Press, 2020. (in

Chinese)

[2] BARTHE P, PUJADE-RENAUD V, BRETON F, GARGANI

D, THAI R, ROUMESTAND C, DE-LAMOTTE F. Struc-

2290 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

tural analysis of cassiicolin, a host-selective protein toxin

from Corynespora cassiicola[J]. Journal of Molecular Biology, 2007, 367: 89-101.

[3] 黃貴修, 許燦光, 李博勛. 中國(guó)天然橡膠病蟲草害識(shí)別與

防治(第二版)[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社, 2018.

HUANG G X, XU C G, LI B X. Identification and control of

diseases, pests and weeds of natural rubber in China (2nd

edition)[M]. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 2018. (in Chinese)

[4] PU J J, ZHANG X, QI Y X, XIE Y X, ZHANG H Q,

ZHANG H. First record of Corynespora leaf fall disease of

Hevea rubber tree in China[J]. Australasian Plant Disease

Notes, 2007, 2(1): 35-36.

[5] 李博勛, 劉先寶, 蔡吉苗, 黃貴修. 中國(guó)橡膠樹棒孢霉落

葉病疫情調(diào)查及其發(fā)生規(guī)律初探[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2015,

36(11): 2058-2066.

LI B X, LIU X B, CAI J M, HUANG G X. Investigation and

occurrence regularity of Corynespora leaf fall diseases of

rubber tree in China[J]. Chinese Journal of Tropical Crops,

2015, 36(11): 2058-2066. (in Chinese)

[6] 黃貴修, 時(shí)濤, 劉先寶. 巴西橡膠樹棒孢霉落葉病[M]. 北

京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社, 2008.

HUANG G X, SHI T, LIU X B. Corynespora leaf fall disease of Hevea brasiliensis[M]. Beijing: China Agricultural

Science and Technology Press, 2008. (in Chinese)

[7] TAN A M, LOO T P, VADIVEL G, BACHIK M R. Survey

of major leaf disease of rubber in Peninsular Malaysia[J].

Planter’s Bulletin, 1992, 211: 51-62.

[8] TRAN D H, TRAN P D. Field efficacy of chemical fungicides on rubber leaf fall disease (Corynespora cassiicola) in

Central Vietnam[J]. Research on Crops, 2019, 20(3):

611-615.

[9] MANJU M J, JACOB C K, IDICULA S P. Corynespora leaf

fall disease management in Hevea using oil-dispersible and

dust fungicide formulations[J]. Dispersible, 2002, 15(1):

45-48.

[10] 張春霞, 何明霞, 李加智, 王進(jìn)強(qiáng), 蔣桂芝, 侯建勇. 橡膠

樹棒孢霉落葉病病原菌的生物學(xué)特性[J]. 植物保護(hù), 2010,

36(2): 98-101.

ZHANG C X, HE M X, LI J Z, WANG J Q, JIANG G Z,

HOU J Y. Biological characteristics of Corynespora cassiicola causing Corynespora leaf fall disease[J]. Plant Protection, 2010, 36(2): 98-101. (in Chinese)

[11] 吳春太, 李維國(guó), 高新生, 張曉飛, 張偉算. 我國(guó)橡膠樹

育種目標(biāo)及發(fā)展策略探討[J]. 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009, 40(12):

1633-1636.

WU C T, LI W G, GAO X S, ZHANG X F, ZHANG W S.

Rubber tree breeding: objectives and development strategies

in China[J]. Guangxi Agricultural Sciences, 2009, 40(12):

1633-1636. (in Chinese)

[12] 李博勛, 劉先寶, 林春花, 時(shí)濤, 黃貴修. 國(guó)內(nèi)橡膠樹主

要種質(zhì)對(duì)棒孢霉落葉病的抗性評(píng)價(jià)[J]. 植物保護(hù), 2014,

40(5): 86-92.

LI B X, LIU X B, LIN C H, SHI T, HUANG G X. Resistance evaluation of main Hevea brasiliensis germplasms to

Corynespora leaf fall disease in China[J]. Plant Protection,

2014, 40(5): 86-92. (in Chinese)

[13] 胡彥師, 周世俊, 安澤偉, 張曉飛, 方家林, 涂敏, 程漢,

曾霞, 黃華孫. 國(guó)家橡膠樹種質(zhì)資源圃資源安全保存[J].

熱帶作物學(xué)報(bào), 2022, 43(1): 78-86.

HU Y S, ZHOU S J, AN Z W, ZHANG X F, FANG J L, TU

M, CHENG H, ZENG X, HUANG H S. Safe conservation of

rubber tree germplasm resources in the national rubber tree

germplasm repository[J]. Chinese Journal of Tropical Crops,

2022, 43(1): 78-86. (in Chinese)

[14] 劉忠亮, 寧連云, 和麗崗. 橡膠樹優(yōu)良品種 IAN873 在云

南的適應(yīng)性[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科技, 2010, 33(3): 13-15, 30.

LIU Z L, NING L Y, HE L G. Adaptability study on Hevea

clone IAN873 in Yunnan[J]. Tropical Agricultural Science &

Technology, 2010, 33(3): 13-15, 30. (in Chinese)

[15] 黃華孫. 中國(guó)橡膠樹育種五十年[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出

版社, 2005.

HUANG H S. Fifty years of rubber tree breeding in

China[M]. Beijing: China Agricultural Press, 2005. (in Chinese)

[16] 余文才, 寧連云, 邱彥芬, 和麗崗. 橡膠樹膠木兼優(yōu)品種

熱墾 525 雜交子代早期鑒定[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科技, 2018,

41(4): 6-11.

YU W C, NING L Y, QIU Y F, HE L G. Early identification

of hybrids of timber/latex clone Renken 525 in Hevea brasiliensis[J]. Tropical Agricultural Science & Technology,

2018, 41(4): 6-11. (in Chinese)

[17] 周建南, 曾霞. “一帶一路”熱帶國(guó)家天然橡膠共享品種

于技術(shù)[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社, 2020.

ZHOU J N, ZENG X. “Belt and Road” tropical countries

share varieties of natural rubber with technology[M]. Beijing:

China Agricultural Science and Technology Press, 2020. (in

Chinese)

[18] 中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部. 熱帶作物種質(zhì)資源抗病蟲

鑒定技術(shù)規(guī)程 橡膠樹棒孢霉落葉?。篘Y/T 3195—

2018[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2018.

Ministry of Agriculture and Rural Affairs, P. R. China.

Technical specification for resistance identification to diseases and insects of tropical crops germpalsm—Corynespora

leaf fall disease of rubber tree: NY/T 3195—2018[S]. Beijing: Standards Press of China, 2018. (in Chinese)

第 11 期 李博勛等：橡膠樹雜交 F1 代抗病種質(zhì)鑒選及其抗病性分析 2291

[19] 李博勛, 馮艷麗, 劉先寶, 蔡吉苗, 陸翠梅, 鄭肖蘭, 黃貴

修. 我國(guó)熱帶作物多主棒孢種群多樣性及致病力分化分

析[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2019, 40(12): 2456-2465.

LI B X, FENG Y L, LIU X B, CAI J M, LU C M, ZHENG X

L, HUANG G X. Genetic diversity and pathogenic variability among isolates of Corynespora cassiicola from tropical

crops in China[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2019,

40(12): 2456-2465. (in Chinese)

[20] BERACOCHEA V C, ALMASIA N I, PELUFFO L,

NAHIRNAK V, HOPP E H, PANIEGO N, HEINZ R A,

VAZQUEZ-ROVERE C, LIA V V. Sunflower germin-like

protein HaGLP1 promotes ROS accumulation and enhances

protection against fungal pathogens in transgenic Arabidopsis thaliana[J]. Plant Cell Reports, 2015, 34(10): 1717-1733.

[21] 李博勛, 時(shí)濤, 林春花, 劉先寶, 蔡吉苗, 黃貴修. 橡膠樹

抗病相關(guān)基因 HbNPR1 的克隆及其表達(dá)分析[J]. 熱帶作

物學(xué)報(bào), 2014, 35(6): 1076-1083.

LI B X, SHI T, LIN C H, LIU X B, CAI J M, HUANG G X.

Cloning and expression analysis of resistance-related gene

HbNPR1 from Hevea brasiliensis[J]. Chinese Journal of

Tropical Crops, 2014, 35(6): 1076-1083. (in Chinese)

[22] 陳珊, 李博勛, 陳奕鵬, 劉先寶, 黃貴修. 橡膠樹類萌發(fā)

素蛋白基因 HbGLP01 的克隆及其表達(dá)分析[J]. 熱帶作物

學(xué)報(bào), 2016, 37(4): 715-721.

CHEN S, LI B X, CHEN Y P, LIU X B, HUANG G X.

Cloning and expression analysis of Germin-like gene

HbGLP01 from rubber tree[J]. Chinese Journal of Tropical

Crops, 2016, 37(4): 715-721. (in Chinese)

[23] NDAMUKONG I, ABDALLAT A A, THUROW C, FODE

B, ZANDER M, WEIGEL R. SA‐inducible Arabidopsis

glutaredoxin interacts with TGA factors and suppresses JA‐

responsive PDF1. 2 transcription[J]. The Plant Journal, 2007,

50(1): 128-139.

[24] SAKAMOTO A, NISHIMURA T, MIYAKI Y I,

WATANABE S, TAKAGI H, IZUMI S. In vitro, and in vivo,

evidence for oxalate oxidase activity of a germin-like protein

from azalea[J]. Biochemical & Biophysical Research Communications, 2015, 458(3): 536-542.

[25] KOMATSU S, KOBAYASHI Y, NISHIZAWA K, NANJO

Y, FURUKAWA K. Comparative proteomics analysis of

differentially expressed proteins in soybean cell wall during

flooding stress[J]. Amino Acids, 2010, 39(5): 1435-1449.

[26] 時(shí)濤, 李博勛, 馮艷麗, 劉先寶, 鄭肖蘭, 黃貴修. 橡膠樹

棒孢霉落葉病對(duì)中國(guó)天然橡膠及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的安全性評(píng)

估[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué), 2019, 39(8): 66-71.

SHI T, LI B X, FENG Y L, LIU X B, ZHENG X L,

HUANG G X. Safety assessment of Corynespora leaf fall

disease on natural rubber and related industries in China[J].

Chinese Journal of tropical agriculture, 2019, 39(8): 66-71.

(in Chinese)

[27] 李文秀, 賀軍軍, 張華林, 羅萍. SSR 分子標(biāo)記鑒定橡膠

樹 F1真?zhèn)坞s種[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2021, 42(5): 1305-1309.

LI W X, HE J J, ZHANG H L, LUO P. Identification of F1

hybrids of Hevea brasiliensis by SSR markers[J]. Chinese

Journal of Tropical Crops, 2021, 42(5): 1305-1309. (in Chinese)

[28] 吳春太, 李維國(guó), 黃華孫. 近年來國(guó)內(nèi)外橡膠樹種質(zhì)資源

與育種方法研究新進(jìn)展[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào), 2013, 28(2):

118-124, 146.

WU C T, LI W G, HUANG H S. Research progresses on

Hevea germplasm resources and breeding methods[J]. Journal of Northwest Forestry University, 2013, 28(2): 118-124,

146. (in Chinese)

[29] 李土榮, 賀軍軍, 吳青松, 王一承, 程儒雄, 羅萍. 橡膠樹

新品系湛試 327-13 抗寒性和產(chǎn)膠能力調(diào)查[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)

科學(xué), 2016, 36(6): 6-9.

LI T R, HE J J, WU Q S, WANG Y C, CHENG R X, LUO P.

Investigation of cold resistance and rubber production capacity of rubber clone Zhanshi 327-13[J]. Chinese Journal of

tropical Agriculture, 2016, 36(6): 6-9. (in Chinese)

[30] 李博勛, 劉先寶, 馮艷麗, 解惠婷, 黃貴修. 橡膠樹多主

棒孢病菌 Cassiicolin 基因條形碼數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建及分子檢測(cè)

技術(shù)[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2019, 40(9): 1770-1782.

LI B X, LIU X B, FENG Y L, XIE H T, HUANG G X. Construction of Cassiicolin genes barcode database and molecular detection technology of Corynespora cassiicola from

Hevea brasiliensis in China[J]. Chinese Journal of Tropical

Crops, 2019, 40(9): 1770-1782. (in Chinese)

[31] 謝聯(lián)輝. 普通植物病理學(xué)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2006.

XIE L H. Regular plant pathology[M]. Beijing: Science

Press, 2006. (in Chinese)

[32] JONES J D G, DANGL J L. The plant immune system[J].

Nature, 2006, 444(7117): 323-329.

熱帶作物學(xué)報(bào) 2023, 44(11): 2292?2304

Chinese Journal of Tropical Crops

收稿日期 2022-09-08；修回日期 2022-10-24

基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（No. 2019YFD1001103）；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技發(fā)展基金項(xiàng)目（桂農(nóng)科 2021JM126）。

作者簡(jiǎn)介 唐玉娟（1987—），女，碩士，助理研究員，研究方向：杧果遺傳育種。*通信作者（Corresponding author）：黃國(guó)

弟（HUANG Guodi），E-mail：1161737795@qq.com。

基于 SSR 熒光標(biāo)記的杧果種質(zhì)資源遺傳多樣性分析及分子

身份證構(gòu)建

唐玉娟1,2，羅世杏1,2，黃國(guó)弟1,2*

，宋恩亮1

，李日旺1,2，趙 英1,2，張 宇1,2，莫永龍1,2，

唐瑩瑩1,2

1. 廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，廣西南寧 530001；2. 廣西壯族自治區(qū)芒果產(chǎn)業(yè)綠色高效發(fā)展工程研究中心，廣西

南寧 530001

摘 要：豐富的種質(zhì)資源是杧果新品種選育和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。為保護(hù)和利用杧果種質(zhì)資源，本研究利用課題組前期

開發(fā)的 TP-M13-SSR 標(biāo)記對(duì)杧果種質(zhì)資源保護(hù)廣西創(chuàng)新基地圃內(nèi)保存的 145 份杧果地方品種、育成品種及其近緣野生

種進(jìn)行遺傳多樣性分析和分子身份證構(gòu)建。結(jié)果表明：12 對(duì)引物的平均觀測(cè)等位基因數(shù)為 3.2838、平均觀察雜合度（Ho）

為 0.5858、平均期望雜合度（He）為 0.6725、平均 Shannon 指數(shù)（I）為 1.3383、平均 Nei 基因多樣性指數(shù)（Na）為 0.6702、

多態(tài)信息含量（PIC）分布范圍在 0.5036~0.7827 之間，平均值為 0.6396，所有引物為高度多態(tài)性位點(diǎn)，說明 TP-M13-SSR

熒光引物可以為杧果的遺傳多樣性分析提供研究數(shù)據(jù)；145 份材料的遺傳相似性系數(shù)變化范圍為 0.5676~1.000，平均為

0.7417，其中愛文與印度杧 1 號(hào)遺傳相似性系數(shù)為 1.000，扁桃杧田陽 20-2 與大頭香杧、扁桃杧田陽 20-2 與碩帥杧、

金煌杧與桂熱杧 10-1 的遺傳相似性系數(shù)最小，均為 0.5676；在遺傳相似性系數(shù)為 0.7060 時(shí)，145 份種質(zhì)分為 2 個(gè)類群，

I 類群包括 108 份杧果和 20 份扁桃，種質(zhì)數(shù)量最多，占總數(shù)的 88.9%，Ⅱ類群包括 17 份材料，全部為扁桃。在遺傳相

似性系數(shù)為 0.7330 時(shí)，I 類群可進(jìn)一步分為 5 個(gè)亞群，其中 I-1 和 I-3 亞群種質(zhì)數(shù)量最多，占所有杧果的 91.92%，UPGMA

聚類分析表明扁桃未嚴(yán)格按照種屬關(guān)系聚在一起，杧果的整體聚類結(jié)果與其地理來源基本一致；對(duì) 145 份材料的擴(kuò)增

產(chǎn)物進(jìn)行 SSR 熒光標(biāo)記毛細(xì)管電泳檢測(cè)獲得指紋圖譜，采用數(shù)字和字母相結(jié)合的編碼方式獲得分子身份證，通過分子

身份證進(jìn)行種質(zhì)鑒定，每一對(duì)引物可平均區(qū)分 12.4 份種質(zhì)，鑒定率明顯高于前人研究，表明 TP-M13-SSR 檢測(cè)技術(shù)比

目前廣泛采用的變性聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測(cè)技術(shù)在杧果種質(zhì)鑒定上更具優(yōu)勢(shì)。本研究結(jié)果為杧果及其近緣種種質(zhì)資

源的收集整理和新品種的選育提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：杧果；TP-M13-SSR；遺傳多樣性；分子身份證

中圖分類號(hào)：S667.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Genetic Diversity Analysis and Molecular ID Construction of Mango

Germplasm Based on SSR Fluorescence Markers

TANG Yujuan1,2, LUO Shixing1,2, HUANG Guodi1,2*, SONG Enliang1

, LI Riwang1,2, ZHAO Ying1,2,

ZHANG Yu1,2, MO Yonglong1,2, TANG Yingying1,2

1. Guangxi Subtropical Crops Research Institute, Nanning, Guangxi 530001, China; 2. Guangxi Zhuang Autonomous Region Engineering Research Center of Green and Efficient Development for Mango Industry, Nanning, Guangxi 530001, China

Abstract: Abundant germplasm resources are the basis for mango variety breeding and industrial development. For better protection and utilization of mango germplasm resources, the TP-M13-SSR marker developed by our team previously were used to analyze the genetic diversity and construct molecular ID of 145 mango germplasms containing

第 11 期 唐玉娟等：基于 SSR 熒光標(biāo)記的杧果種質(zhì)資源遺傳多樣性分析及分子身份證構(gòu)建 2293

local cultivars, bred varieties and wild relative species, which stored in the nursery of Guangxi Innovation Base of

mango germplasm resources conservation. The results showed that the average number of observed alleles for the 12

primer pairs was 3.2838, the average observed heterozygosity (Ho) was 0.5858, the average expected heterozygosity (He)

was 0.6725, the average Shannon index (I) was 1.3383, and the average Nei’s gene diversity index (Na) was 0.6702. The

polymorphism information content (PIC) of the 12 primer pairs ranged from 0.5036 to 0.7827, with an average value of

0.6396. All the primers were highly polymorphic sites. The result suggested that TP-M13-SSR primer could provide

data support for genetic diversity analysis of mango. The genetic similarity coefficient of 145 materrials varied from

0.5676 to 1.000, with an average of 0.7417. The genetic similarity coefficient between Irwin and Indian No. 1 was 1.000.

The minimum genetic similarity coefficient was 0.5676, between M. persiciformis 20-2 and Dadouxiang mango, M.

persiciformis 20-2 and Shuoshuai mango, Jinhuang mango and Guire 10-1 mango. All the 145 mango germplasms were

divided into two groups when the genetic similarity coefficient was 0.7060. Group I contained 108 mango species and

20 M. persiciformis species, accounting for 88.90% of the total number of germplasms. Group Ⅱ contained 17 specimens, all of which were M. persiciformis species. Group I could be further divided into five subgroups when the genetic

similarity coefficient was 0.7330, among which subgroups I-1 and I-3 were the most abundant, accounting for 91.92% of

all mango germplasms. The results of UPGMA clustering analysis showed that M. persiciformis were not clustered

strictly according to the species relationship, and the overall clustering result of mango germplasms was basically consistent with its geographical origin. All the 145 materials were amplified by 12 pairs of SSR fluorescent primers to obtain the fingerprint map, and the molecular ID was obtained by the assignment of numbers and letters combination. Each

pair of primers could distinguish 12.4 germplasms on average, and the identification rate was significantly higher than

that of previous studies, indicating that TP-M13-SSR had more advantageous than denaturing polyacrylamide gel electrophoresis in mango germplasm identification. This study would provide scientific basis for the collection and utilization of germplasm resources and variety breeding of mango. It is also proposed for molecular identification of bred varieties, which is of great significance to the development of mango industry for providing methods for molecular identification and intellectual property of bred varieties.

Keywords: Mangifera indica L.; TP-M13-SSR; genetic diversity; molecular identity

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2023.11.018

我國(guó)是世界第二大杧果（Mangifera indica L.）

生產(chǎn)國(guó)，近年來，我國(guó)杧果產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，截至

2020 年，全國(guó)杧果種植面積達(dá) 32.3 萬 hm2

，產(chǎn)量

約 266 萬 t，產(chǎn)值達(dá) 205.2 億元（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)墾

局 2021 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)），杧果產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)熱區(qū)

主要農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)之一。豐富的種質(zhì)資源是杧果

新品種選育和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我

國(guó)保存有大約 1000 份杧果種質(zhì)材料，保存量位

居世界第二[1]。面對(duì)如此龐大的種質(zhì)數(shù)量，如何

有效進(jìn)行鑒定區(qū)分及合理利用是目前亟待解決

的問題。

形態(tài)學(xué)鑒定和分子標(biāo)記鑒定是種質(zhì)鑒定的常

用方法。形態(tài)學(xué)鑒定由于易受環(huán)境影響，且需要

鑒定者有一定的經(jīng)驗(yàn)，在種質(zhì)鑒定上存在難度。

而分子標(biāo)記具有多位點(diǎn)性、高變異性和穩(wěn)定性等

特點(diǎn)，被越來越廣泛應(yīng)用于種質(zhì)鑒定。SSR（simple

sequence repeats）標(biāo)記具有操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確可靠，

重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，被國(guó)際植物新品種權(quán)保護(hù)聯(lián)盟

（UPOV）推選為 DNA 指紋圖譜構(gòu)建的首選標(biāo)記

之一[2]。目前，SSR 標(biāo)記在國(guó)內(nèi)已應(yīng)用于蘋果[3]、

梨[4]、桃[5]、荔枝[6]等多種果樹遺傳育種研究的各

個(gè)領(lǐng)域，在杧果研究中也有相關(guān)報(bào)道，如黃麗芳

等[7]用篩選出的多態(tài)性引物對(duì)杧果實(shí)生資源進(jìn)行

SSR-PCR 擴(kuò)增，最終將 116 份資源劃分為 4 個(gè)群

組；周立等[8]利用課題組開發(fā)的功能性 SSR 分子

標(biāo)記對(duì)種質(zhì)圃內(nèi)的杧果材料進(jìn)行遺傳多樣性分

析，將 43 個(gè)品種劃分為 3 個(gè)組。

分子身份證（molecular ID）是在 DNA 指紋

圖譜的基礎(chǔ)上提出的一種鑒定種質(zhì)資源的方法，

即將指紋圖譜進(jìn)行編碼賦值，使每一份種質(zhì)擁有

一段特定的字符串，通過字符串對(duì)種質(zhì)進(jìn)行區(qū)分。

國(guó)外 OHTSUBO 等[9]利用 SSR 分子標(biāo)記的方法構(gòu)

建了水稻的分子身份證；PAN[10]利用 21 對(duì) SSR

引物構(gòu)建了 1025 份甘蔗種質(zhì)資源的分子身份證

數(shù)據(jù)庫(kù)。國(guó)內(nèi)祁偉[11]較早地應(yīng)用 ISSR 和 SRAP

分子標(biāo)記分別繪制了紅麻與蓖麻 DNA 指紋圖譜，

并建立其分子身份證；在果樹種質(zhì)資源的分子身

份證研究上，則是艾呈祥等[12]較早地利用 10 對(duì)

SSR 引物構(gòu)建了 38 份甜櫻桃種質(zhì)的指紋圖譜，

將分子指紋賦值后建立品種的分子身份證，而后

2294 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

在桃[13]、葡萄[14]和梨[15]等果樹上也進(jìn)行過此類

研究。目前關(guān)于杧果分子身份證研究較少，僅見

王明等[16]和姚全勝等[17]利用 SSR 引物通過變性

聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測(cè)方法構(gòu)建數(shù)字化指紋

圖譜。

TP-M13-SSR 是近年發(fā)展起來的最新檢測(cè)技

術(shù)，結(jié)合了 SSR 技術(shù)和熒光檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)，具

有高檢測(cè)精度、高效率等優(yōu)點(diǎn)，比目前廣泛采用

的變性聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測(cè)技術(shù)準(zhǔn)確性更

高、重復(fù)性更好，可以進(jìn)行高通量 DNA 的指紋

品種鑒定。目前，基于 SSR 熒光標(biāo)記的杧果種質(zhì)

遺傳多樣性分析和分子身份證構(gòu)建研究國(guó)內(nèi)外尚

未見報(bào)道。本研究通過對(duì)杧果種質(zhì)資源保護(hù)廣西

創(chuàng)新基地圃內(nèi)保存的 145 份杧果地方品種、育成

品種及其近緣野生種扁桃進(jìn)行遺傳多樣性分析，

構(gòu)建個(gè)體獨(dú)特的分子身份證，以期實(shí)現(xiàn)杧果種質(zhì)

資源的快速、準(zhǔn)確區(qū)分，為杧果種質(zhì)合理利用提

供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

145 份種質(zhì)均取自國(guó)家杧果種質(zhì)資源保護(hù)廣

西創(chuàng)新基地，包括 99 份杧果，36 份杧果近緣野

生種扁桃（表 1）。

表 1 145 份種質(zhì)編號(hào)和名稱

Tab. 1 Codes and names of tested 145 germplasms

序號(hào)

No.

中文名

Chinese name

拉丁名

Latin name

產(chǎn)地

Origin

序號(hào)

No.

中文名

Chinese name

拉丁名

Latin name

產(chǎn)地

Origin

1 湯米·阿瓊斯 M. indica 美國(guó) 36 三蜜杧 M. indica 中國(guó)云南

2 愛文 M. indica 美國(guó) 37 勐底紅杧 M. indica 中國(guó)云南

3 圣心 M. indica 美國(guó) 39 安寧紅杧 M. indica 中國(guó)四川

4 法斯西爾 M. indica 美國(guó) 40 菲杧 M. indica 中國(guó)云南

5 海頓 M. indica 美國(guó) 41 云南矮杧 M. indica 中國(guó)云南

7 布魯斯 M. indica 美國(guó) 42 胭脂杧 M. indica 中國(guó)云南

8 紅凱特 M. indica 美國(guó) 43 楊杧 M. indica 中國(guó)云南

11 杉林 1 號(hào) M. indica 中國(guó)臺(tái)灣 44 龍杧 M. indica 中國(guó)云南

12 臺(tái)農(nóng) 1 號(hào) M. indica 中國(guó)臺(tái)灣 45 碩帥杧 M. indica 中國(guó)云南

13 蜜桃杧 M. indica 中國(guó)臺(tái)灣 46 紅玉 M. indica 中國(guó)海南

14 臺(tái)農(nóng) 2 號(hào) M. indica 中國(guó)臺(tái)灣 47 興熱 1 號(hào) M. indica 中國(guó)海南

15 臺(tái)芽杧 M. indica 中國(guó)臺(tái)灣 48 黃玉 M. indica 中國(guó)海南

16 金煌杧 M. indica 中國(guó)臺(tái)灣 49 金龍杧 M. indica 中國(guó)四川

17 貴妃杧 M. indica 中國(guó)臺(tái)灣 50 新紅 2 號(hào) M. indica 中國(guó)四川

18 鳳凰杧 M. indica 中國(guó)臺(tái)灣 51 乳杧 M. indica 中國(guó)四川

19 桂熱杧 23 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 52 龍眼香杧 M. indica 中國(guó)四川

21 農(nóng)院 8 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 54 古巴大娃 M. indica 古巴

22 象牙 22 M. indica 中國(guó)廣西 55 太太杧 M. indica 古巴

23 桂熱杧 120 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 56 印度杧 902 號(hào) M. indica 印度

24 桂香杧 M. indica 中國(guó)廣西 57 秋實(shí) 1 號(hào) M. indica 印度

25 柳州呂宋 M. indica 中國(guó)廣西 58 印度杧 906 號(hào) M. indica 印度

26 桂熱杧 16-1 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 59 椰香 M. indica 印度

27 良余 1 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 60 龍井大杧 M. indica 中國(guó)海南

28 桂熱杧 07-1 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 61 南逗邁 4 號(hào) M. indica 泰國(guó)

29 桂熱 4 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 62 永樂 1 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西

31 桂熱杧 07-2 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 64 肯盛頓 M. indica 澳大利亞

32 桂熱杧 82 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 65 spooner M. indica 澳大利亞

33 紅蘋杧 M. indica 中國(guó)廣西 68 海豹杧 M. indica 印度

35 虎豹牙 M. indica 中國(guó)云南 69 巴基斯坦 413 M. indica 巴基斯坦

第 11 期 唐玉娟等：基于 SSR 熒光標(biāo)記的杧果種質(zhì)資源遺傳多樣性分析及分子身份證構(gòu)建 2295

續(xù)表 1 145 份種質(zhì)編號(hào)和名稱

Tab. 1 Codes and names of tested 145 germplasms (continued)

序號(hào)

No.

中文名

Chinese name

拉丁名

Latin name

產(chǎn)地

Origin

序號(hào)

No.

中文名

Chinese name

拉丁名

Latin name

產(chǎn)地

Origin

70 巴基斯坦 44 M. indica 巴基斯坦 127 云熱 032 M. indica 中國(guó)云南

71 越南紅杧 M. indica 越南 129 龍州泰國(guó)杧 M. indica 中國(guó)廣西

73 奶油香杧 M. indica 越南 130 暹羅杧 M. indica 泰國(guó)

74 三色杧 M. indica 越南 131 四合象牙 M. indica 中國(guó)廣西

75 沙華綠 M. indica 越南 133 越南西貢引 M. indica 越南

77 緬甸紅杧 M. indica 緬甸 135 艾普杧 M. indica 越南

78 水英達(dá) M. indica 緬甸 136 串杧 M. indica 中國(guó)廣西

79 秋杧 M. indica 緬甸 137 大三年杧 1 號(hào) M. indica 中國(guó)云南

81 瓦城紅杧 M. indica 緬甸 139 田陽 20-2 M. persiciformis 中國(guó)廣西

83 泰引 1 號(hào) M. indica 泰國(guó) 141 大頭香杧 M. indica 中國(guó)云南

84 農(nóng)桑 M. indica 泰國(guó) 142 陽紅 1 號(hào) M. indica 中國(guó)云南

86 金水仙 M. indica 泰國(guó) 143 大青蜜杧 M. indica 中國(guó)云南

87 泰引 3 號(hào) M. indica 泰國(guó) 145 白皮杧 M. indica 中國(guó)廣西

90 中山路 19-1 M. persiciformis 中國(guó)廣西 147 田陽 20-5 M. persiciformis 中國(guó)廣西

91 百東大道 19-24 M. persiciformis 中國(guó)廣西 148 馬帥 M. indica 緬甸

92 百東 19-29 M. persiciformis 中國(guó)廣西 149 百色 20-4 M. persiciformis 中國(guó)廣西

96 澳洲象牙 M. indica 澳大利亞 150 田陽 20-4 M. persiciformis 中國(guó)廣西

97 桂熱杧 2 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 151 田東 20-2 M. persiciformis 中國(guó)廣西

98 泰國(guó) 14 號(hào) M. indica 泰國(guó) 152 百色 20-3 M. persiciformis 中國(guó)廣西

100 四季蜜杧 M. indica 泰國(guó) 153 田東 20-1 M. persiciformis 中國(guó)廣西

103 帕拉英達(dá) M. indica 緬甸 154 田東 20-1 M. persiciformis 中國(guó)廣西

104 桂熱杧 10-1 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 155 中山二路 M. persiciformis 中國(guó)廣西

105 印度杧 7 號(hào) M. indica 印度 156 百東 19-17 M. persiciformis 中國(guó)廣西

106 田林 20-1 M. persiciformis 中國(guó)廣西 157 百東 19-24 M. persiciformis 中國(guó)廣西

107 桂熱杧 108 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 159 百東 19-22 M. persiciformis 中國(guó)廣西

108 印度杧 1 號(hào) M. indica 印度 161 中山路 19-2 M. persiciformis 中國(guó)廣西

109 平孟冬杧 M. persiciformis 中國(guó)廣西 162 百東 19-26 M. persiciformis 中國(guó)廣西

110 望謨 20-1 M. persiciformis 中國(guó)廣西 164 望謨 20-25 M. persiciformis 中國(guó)廣西

111 桂熱杧 290 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 165 恒寧 9-11 M. persiciformis 中國(guó)廣西

112 阿某杧 M. indica 緬甸 166 恒寧 19-1 M. persiciformis 中國(guó)廣西

113 秋實(shí) 2 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 167 銅鼓廣場(chǎng) 19-2 M. persiciformis 中國(guó)廣西

114 扁桃 3 號(hào) M. persiciformis 中國(guó)云南 169 恒寧 19-2 M. persiciformis 中國(guó)廣西

115 桂熱杧 285 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 170 東坪 19-9 M. persiciformis 中國(guó)廣西

116 桂熱杧 08-10 號(hào) M. indica 中國(guó)廣西 172 百西 19-1 M. persiciformis 中國(guó)廣西

117 馬切蘇 M. indica 緬甸 173 東坪 19-4 M. persiciformis 中國(guó)廣西

118 紅象牙 M. indica 中國(guó)廣西 174 田陽產(chǎn)業(yè)園 19-2 M. persiciformis 中國(guó)廣西

119 新德隆杧 M. indica 緬甸 175 田林 20-4 M. persiciformis 中國(guó)廣西

120 小紅象牙 M. indica 中國(guó)廣西 176 銅鼓廣場(chǎng) 19-1 M. persiciformis 中國(guó)廣西

121 本地紅花杧 M. indica 中國(guó)廣西 178 凌云 20-4 M. persiciformis 中國(guó)廣西

122 云南土杧 M. indica 中國(guó)云南 180 右江財(cái)政局 19-1 M. persiciformis 中國(guó)廣西

123 桔櫞杧 M. indica 中國(guó)四川 183 東坪 19-5 M. persiciformis 中國(guó)廣西

124 云南小菲杧 M. indica 中國(guó)云南 184 東坪 19-3 M. persiciformis 中國(guó)廣西

125 印度杧 5 號(hào) M. indica 印度 186 百東大道 19-12 M. persiciformis 中國(guó)廣西

126 印度杧 6 號(hào) M. indica 印度

2296 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

1.2 方法

1.2.1 基因組 DNA 提取 于 2021 年 9 月采集健

康杧果葉片、扁桃葉片，參照王家保等[18]的方法

提取 DNA 并進(jìn)行檢測(cè)。

1.2.2 引物合成 課題組前期通過簡(jiǎn)化基因組

測(cè)序成功開發(fā)了杧果 SSR 標(biāo)記（相關(guān)數(shù)據(jù)未發(fā)

表），從開發(fā)的引物中篩選出 12 對(duì)擴(kuò)增條帶清晰、

重復(fù)性好、穩(wěn)定性高的 SSR 引物。實(shí)驗(yàn)所用 SSR

引物合成與加 M13 接頭的 TP-M13-SSR 引物、5′

端帶有熒光標(biāo)記的 M13 正向引物（5′-CACGACGTTGTAAAACGAC-3′）均由上海生工生物工程有

限公司完成。

1.2.3 PCR 擴(kuò)增 PCR 擴(kuò)增體系及程序參考高源

等 [19]稍作修改。 PCR 反應(yīng)體系：模板 DNA

（20 ng/μL）1 μL，帶接頭正向引物（10 μmol/L）

0.1 μL，帶熒光基團(tuán)的接頭引物（10 μmol/L）

0.4 μL，反向引物（10 μmol/L）0.4 μL，2×Taq PCR

Master Mix 5 μL，ddH2O 3.1 μL，共 10 μL。

PCR 反應(yīng)程序：95 ℃預(yù)變性 5 min；95 ℃變

性 30 s，62~52 ℃退火 30 s，72 ℃延伸 30 s，10

個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)降 1 ℃；95 ℃變性 30 s，52 ℃

退火 30 s，72 ℃延伸 30 s，25 個(gè)循環(huán)；72 ℃延伸

20 min，4 ℃保存待用。

PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)過純化后在美國(guó) ABI3730 基

因測(cè)序儀上進(jìn)行熒光檢測(cè)，收集原始數(shù)據(jù)。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 利用 Gene Mapper 軟件

3.0 分析 ABI 3730 收集的數(shù)據(jù)，利用 Pop Gen 32

和 Power Marker 3.25 軟件計(jì)算遺傳多樣性指標(biāo)和

多態(tài)性信息含量，利用 NTSYS 2.10 軟件 UPGMA

方法進(jìn)行聚類并構(gòu)建聚類圖。

1.2.5 分子身份證構(gòu)建 將每對(duì)引物獲得的等位

基因數(shù)按從小到大順序排列，依次從阿拉伯?dāng)?shù)字

1 開始賦值，超過 9 的從英文字母 A 開始賦值，

將每份種質(zhì)在 12 個(gè)位點(diǎn)的等位基因按照賦值編

碼表賦值，獲得每份種質(zhì)特有的字符串即分子身

份證。

2 結(jié)果與分析

2.1 熒光引物擴(kuò)增結(jié)果多態(tài)性分析

課題組前期通過簡(jiǎn)化基因組測(cè)序成功開發(fā)了

杧果 SSR 標(biāo)記，從開發(fā)的引物中篩選出 12 對(duì)擴(kuò)

增條帶清晰、重復(fù)性好、穩(wěn)定性高的 SSR 熒光引

物（表 2）。利用 12 對(duì)熒光引物對(duì) 145 份杧果種

質(zhì)進(jìn)行擴(kuò)增，計(jì)算獲得遺傳多樣性指標(biāo)和多態(tài)性

信息含量（表 3）。12 對(duì)引物的觀測(cè)等位基因數(shù)

在 3~11 之間，其中引物 Mgi061 和 Mgi135 最多

為 11，平均等位基因數(shù)為 6.25；有效等位基因數(shù)

在 2.2263~5.2468 之間，平均值為 3.2838；觀察雜

合度（Ho）為 0.4122~0.6959，平均值為 0.5858；

期望雜合度（He）介于 0.5527~0.8003 之間，平均

值為 0.6725；Shannon 指數(shù)（I）介于 0.9815~1.9269

之間，平均值為 1.3383；Nei 基因多樣性指數(shù)（Na）

介于 0.5740~0.8094 之間，平均值為 0.6702。多態(tài)

信息含量（PIC）分布范圍在 0.5036~ 0.7827 之間，

平均值為 0.6396。上述結(jié)果表明，本研究篩選的

12 對(duì)引物在 145 份種質(zhì)中的多態(tài)性較高。圖 1 展

示了部分種質(zhì)在熒光引物 Mgi061 中的毛細(xì)管電

泳圖。

表 2 引物相關(guān)信息

Tab. 2 Characteristics of 12 polymorphic microsatellite makers

序號(hào)

No.

引物

Primer

正向引物（5′–3′）

Forward primer sequence (5′–3′)

反向引物（3′–5′）

Reverse primer sequence (5′–3′)

重復(fù)單元

Repeat motif

1 Mgi026 GGTAAGTAATGTGAAGGGGAGGG ATTAGAGAAATGTCAATGACCAATTCA (AT)4

2 Mgi037 CGTGAAAGCAAGAAGTTGTTATCT GAGGAAAGGAGAAGAAACCAATTAA (AC)7

3 Mgi060 GTCCCCCTCACCCATAAAGC TCTCCTCAATAATGCTGCCCA (TCT)10

4 Mgi061 GCTTGGCTCGGTTTGAATCC TGAACTTGCCCTTTAACCGT (TA)11

5 Mgi070 GCCGAAATAGCAGAGTCAGA AGCTGCAGGATTCTGACAAGA (TTC)10

6 Mgi073 GGGGGCACTGCTTTACTCAA ACACGATAACAGATCAGGCGT (AAG)6

7 Mgi081 CTGAGCCCATAACCAGAGGC CCCTAGGTGGTCACATGAGG (CTT)7

8 Mgi084 CGTCCTTGCGTACTCGATCA TTTGAAAACCACGCGCCAAT (TCT)5

9 Mgi135 TCATGGGTCATTGGAGGAAAAGA ACTGTCATTCATCGCATAACGT (TA)8

10 Mgi145 GCACACACTTTCTGTTCTCCA ACAATGGAAGTGCACCATGT (AAT)7

11 Mgi154 GCGGAAAATAGTCTTTTGGCCA TGACTTTTTGTGCACGGATTT (ATT)9

12 Mgi187 CCGCCATGACCATGAAAACG GCACTAATGTTCCCGCCAAC (AAT)6

第 11 期 唐玉娟等：基于 SSR 熒光標(biāo)記的杧果種質(zhì)資源遺傳多樣性分析及分子身份證構(gòu)建 2297

表 3 12 個(gè) SSR 位點(diǎn)的等位基因數(shù)和多態(tài)性信息

Tab. 3 Number of alleles and polymorphism of 12 SSR loci

引物

Primer

觀測(cè)等位基因數(shù)

Observed number

of alleles

有效等位基因數(shù)

Effective number

of alleles

觀測(cè)雜合度

Observation

heterozygosity

期望雜合度

Expectations

heterozygosity

Shannon 指數(shù)

Shannon

information index

Nei 基因多樣性

指數(shù) Nei gene

diversity

多態(tài)信息含量

PIC

Mgi026 5 2.8445 0.6824 0.6506 1.1713 0.6484 0.5783

Mgi037 7 2.4560 0.5782 0.5949 1.1828 0.5928 0.5350

Mgi060 4 3.0061 0.6959 0.6696 1.2031 0.6673 0.6044

Mgi061 11 5.2468 0.5385 0.8129 1.9269 0.8094 0.7827

Mgi070 6 4.4776 0.7800 0.7793 1.5961 0.7767 0.7368

Mgi073 6 3.0426 0.5067 0.6736 1.3660 0.6713 0.6320

Mgi081 3 2.5521 0.5235 0.6102 1.0162 0.6082 0.5391

Mgi084 4 2.2263 0.4933 0.5527 1.0182 0.5508 0.5036

Mgi135 11 3.6364 0.4122 0.7275 1.6192 0.7250 0.6792

Mgi145 5 2.6361 0.5772 0.6227 1.1888 0.6206 0.6681

Mgi154 9 4.9342 0.6316 0.8003 1.7889 0.7973 0.7630

Mgi187 4 2.3473 0.6096 0.5760 0.9815 0.5740 0.6524

平均 6.25 3.2838 0.5858 0.6725 1.3383 0.6702 0.6396

圖 1 部分種質(zhì)在引物 Mgi061 中的擴(kuò)增圖

Fig. 1 Amplification maps of some germplasms in primer Mgi061

2298 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

2.2 杧果種質(zhì)親緣關(guān)系分析

基于 SSR 熒光標(biāo)記擴(kuò)增結(jié)果，用 NTSYS 2.10

軟件構(gòu)建遺傳聚類圖（圖 2）。在遺傳相似性系

數(shù)為 0.7060 時(shí)，供試 145 份材料分為 2 個(gè)類群，

I 類群包含 109 108 份杧果和 20 份扁桃，種質(zhì)數(shù)

量最多，占總數(shù)的 88.90%；Ⅱ類群包括 17 份材

料，全部為扁桃。

在遺傳相似性系數(shù)為 0.7330 時(shí)，I 類群分為 5

個(gè)亞群，I-1 亞群為 5 個(gè)亞群中種質(zhì)數(shù)量最多的一

個(gè)，包含 13 份扁桃和 51 份杧果，杧果有來自美

國(guó)的湯米阿瓊斯、愛文、圣心、法斯希爾、海頓、

紅凱特，緬甸的水英達(dá)、阿某杧、新德隆、帕拉

英達(dá)、馬帥，印度的 903、1 號(hào)、秋實(shí) 1 號(hào)，中國(guó)

廣西桂熱系列和龍州泰國(guó)杧、農(nóng)院 8 號(hào)、良余 1

號(hào)、白皮杧、小紅象牙、象牙 22 號(hào)、象牙、桂青

杧、秋實(shí) 2 號(hào)，中國(guó)云南的云熱 302、陽紅 1 號(hào)、

勐底紅杧、胭脂杧、云南矮杧、紅蘋、三蜜杧、

楊杧，越南的奶油香杧實(shí)生、三色杧、越南西貢

引，中國(guó)臺(tái)灣的臺(tái)農(nóng) 1 號(hào)、杉林 1 號(hào)，古巴的大

娃杧，中國(guó)四川的安寧紅杧，泰國(guó)的暹羅杧，海

南的興熱 1 號(hào)。I-2 亞群較少只有 4 份材料，即中

國(guó)廣西的桂熱杧 120 號(hào)，中國(guó)四川的新紅 2 號(hào)，

古巴的太太杧，緬甸的馬切蘇；I-3 亞群包括 40

份材料，其中扁桃 6 份，其余 34 份杧果分別是中

國(guó)臺(tái)灣蜜桃杧、臺(tái)農(nóng) 2 號(hào)、臺(tái)牙杧、金煌杧、貴

妃杧、鳳凰杧，泰國(guó)的泰引 1 號(hào)、3 號(hào)、泰國(guó) 14

號(hào)、南逗邁 4 號(hào)、四季蜜杧、農(nóng)桑，印度 5 號(hào)、6

號(hào)、906 號(hào)，中國(guó)廣西的串杧、桂熱杧 08-10、四

合象牙、本地紅花杧、永樂 1 號(hào)，中國(guó)云南的虎

豹牙、龍杧、菲杧、大青蜜杧、土杧，越南沙華

綠、艾普、紅杧，澳大利亞青杧，中國(guó)海南紅玉，

印尼海豹，巴基斯坦 413，中國(guó)四川的桔櫞杧。I-4

亞群包括 10 份材料，來自中國(guó)四川的金龍、龍眼

香杧、乳杧，中國(guó)云南的大頭香杧、三年杧 1 號(hào)、

碩帥杧，中國(guó)廣西的柳州呂宋、桂熱 4 號(hào)，緬甸的

秋杧，印度的椰香；I-5 亞群包括 10 份種質(zhì)，扁桃

1 份，美國(guó)布魯斯，印度杧 7 號(hào)、澳大利亞肯盛頓、

spooer，巴基斯坦 44，泰國(guó)金水仙，中國(guó)云南小菲

杧，中國(guó)海南黃玉，中國(guó)廣西桂熱杧 07-2。

遺傳相似性系數(shù)是反映種質(zhì)親緣關(guān)系遠(yuǎn)近的

重要指標(biāo)。本研究計(jì)算得到各種質(zhì)間遺傳相似性

系數(shù)變化范圍為 0.5676~1.000，平均為 0.7417。

其中愛文與印度杧 1 號(hào)遺傳相似性系數(shù)為 1.000，

說明在 145 份材料中愛文和印度杧 1 號(hào)之間親緣

關(guān)系最近，遺傳差異很??；扁桃田陽 20-2 與大頭

香杧和碩帥杧、金煌杧與桂熱杧 10-1 的遺傳相似

性系數(shù)最小，都為 0.5676，說明在 145 份材料中

扁桃田陽 20-2 與大頭香杧和碩帥杧、金煌杧與桂

熱杧 10-1 之間親緣關(guān)系最遠(yuǎn)，遺傳差異相對(duì)較大。

2.3 杧果種質(zhì)分子身份證構(gòu)建

將每對(duì)引物獲得的等位基因數(shù)按從小到大順

序排列，依次從阿拉伯?dāng)?shù)字 1 開始賦值，超過 9

的從英文字母 A 開始賦值，未獲得等位基因位點(diǎn)

的標(biāo)記為 0，將每份種質(zhì)在 12 個(gè)位點(diǎn)獲得的等位

基因按照賦值編碼表（表 4）賦值，獲得每份種

質(zhì)特有的字符串即分子身份證。例如熒光引物

Mgi154 在供試材料中共獲得 8 個(gè)等位基因片段，

其中最小片段為 212 bp 標(biāo)記為 1，最大片段 274 bp

標(biāo)記為 8，即可得到每份材料在引物 Mgi154 的字

符串。以供試材料臺(tái)農(nóng) 1 號(hào)為例，在 12 個(gè)位點(diǎn)獲

得的等位基因?yàn)閯e 119、124、158/167、177、113/

131、216/219、152/155、216/222、293、233/239、

253/274、296，其對(duì)應(yīng)賦值為 44、22、34、11、

15、34、23、13、11、24、28、11，即臺(tái)農(nóng) 1 號(hào)

的分子身份證為 442234111534231311242811，各

供試材料的分子身份證見表 5。12 對(duì)熒光引物可

區(qū)分 145 份供試材料，鑒定率達(dá)到 100%。

3 討論

TP-M13-SSR 技術(shù)是近年發(fā)展起來的最新檢

測(cè)技術(shù)，它結(jié)合了 SSR 技術(shù)和熒光檢測(cè)技術(shù)的特

點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)的聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)檢測(cè)精

度和效率低的問題。該技術(shù)已成功運(yùn)用于蘋果[20]、

梨[21]等果樹的親緣關(guān)系及種質(zhì)鑒定領(lǐng)域，目前尚

未見此技術(shù)應(yīng)用于杧果研究。本研究利用 12 對(duì)

TP-M13-SSR 熒光引物對(duì) 145 份杧果種質(zhì)及其近

緣野生種進(jìn)行擴(kuò)增，引物多態(tài)性分析結(jié)果顯示 12

對(duì)引物 PIC 分布范圍在 0.5036~0.7827 之間。PIC

是衡量基因變異程度高低的多態(tài)信息含量指標(biāo)，

當(dāng) PIC>0.5 時(shí)，該引物為高度多態(tài)基因座[22]。本

研究選取的 12 對(duì)熒光引物 PIC 值均高于 0.5，所

有引物為高度多態(tài)性位點(diǎn)，12 對(duì)引物 PIC 平均值

為 0.6396，此結(jié)果高于王明等[16]（0.49）和 NAZISH

等[23]（0.398）的研究結(jié)果，低于周立等[8]（0.661）

和 DILLON 等[24]（0.720）的研究結(jié)果，說明

TP-M13-SSR 熒光引物可以為杧果的親緣關(guān)系分析

及種質(zhì)鑒定提供研究數(shù)據(jù)。

第 11 期 唐玉娟等：基于 SSR 熒光標(biāo)記的杧果種質(zhì)資源遺傳多樣性分析及分子身份證構(gòu)建 2299

圖 2 145 份種質(zhì)遺傳聚類圖

Fig. 2 Dendrogram of 145 germplasms

2300 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

表 4 等位基因賦值標(biāo)準(zhǔn)

Tab. 4 Alleles encoded standard

引物

Primer

編碼 Code

1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B

Mgi026 111 115 117 119 121

Mgi037 122 124 126 142 146 148 156

Mgi060 152 155 158 167

Mgi061 177 181 183 187 189 195 197 210 212 224 226

Mgi070 113 116 125 128 131 140

Mgi073 205 213 216 219 223 228

Mgi081 149 152 155

Mgi084 216 219 222 225

Mgi135 293 395 297 299 301 314 316 328 330 336 338

Mgi145 227 233 236 239 242

Mgi154 212 253 256 259 265 268 271 274

Mgi187 296 299 302 305

表 5 145 份種質(zhì)分子身份證

Tab. 5 Molecular identity of 145 germplasms

序號(hào)

No.

種質(zhì)名稱

Germplasm name

分子身份證編碼

Molecular ID

序號(hào)

No.

種質(zhì)名稱

Germplasm name

分子身份證編碼

Molecular ID

1 湯米·阿瓊斯 242434221522231144225522 36 三蜜杧 242414221433222314223323

2 愛文 442433005522221145242212 37 勐底紅杧 242434221612232244245612

3 圣心 242434225512231133442612 39 安寧紅杧 242233225522221444220012

4 法斯西爾 242434225522231245247722 40 菲杧 222324453422112311246622

5 海頓 442244335612331244242612 41 云南矮杧 222411001522222233452212

7 布魯斯 242644231514332244242611 42 胭脂杧 222434BB5512221244222222

8 紅凱特 242444225524331244225511 43 楊杧 222213AA4422233322253923

11 杉林 1 號(hào) 442634225524331133246612 44 龍杧 242324151333112211240022

12 臺(tái)農(nóng) 1 號(hào) 442234111534231311242811 45 碩帥杧 222314334422132311253823

13 蜜桃杧 243644563512131214240012 46 紅玉 242423153555122414442612

14 臺(tái)農(nóng) 2 號(hào) 243634451512131211242612 47 興熱 1 號(hào) 442234451523221214222612

15 臺(tái)芽杧 143634253512132214242312 48 黃玉 242400001413132314220000

16 金煌杧 123424563524122213242612 49 金龍杧 242244233522232444342222

17 貴妃杧 143634253524131214222612 50 新紅 2 號(hào) 112234561312232314352212

18 鳳凰杧 144624225524232234222212 51 乳杧 1222125645243322AA352223

19 桂熱杧 23 號(hào) 244434453525221314222211 52 龍眼香杧 242214224524332200352222

21 農(nóng)院 8 號(hào) 442413223522232455242722 54 古巴大娃 122234221524221134242522

22 象牙 22 號(hào) 122234561424122214223622 55 太太杧 241134991312231244347712

23 桂熱杧 120 號(hào) 142213564522233444252712 56 印度杧 902 號(hào) 222433221522221244245522

24 桂香杧 442434003522222455440011 57 秋實(shí) 1 號(hào) 442433005522221444240000

25 柳州呂宋 442214223522332288252222 58 印度杧 906 號(hào) 242244001323132211252912

26 桂熱杧 16-1 號(hào) 242424001544222216242612 59 椰香 1222138815241322AA222612

27 良余 1 號(hào) 142233225524221134246712 60 龍井大杧 242234221424221244445512

28 桂熱杧 07-1 號(hào) 122213221133222344223312 61 南逗邁 4 號(hào) 222323563323112211246812

29 桂熱 4 號(hào) 242212224522132211452323 62 永樂 1 號(hào) 242214564422222244223612

31 桂熱杧 07-2 號(hào) 242444335612231144440000 64 肯盛頓 122214243614231244226711

32 桂熱杧 82 號(hào) 142423001522123444442213 65 spooner 122214253614231244226711

33 紅蘋杧 442234001544221256452212 68 海豹杧 242324451333112211243622

35 虎豹牙 222444451323122414236712 69 巴基斯坦 413 122244451344232244226624

第 11 期 唐玉娟等：基于 SSR 熒光標(biāo)記的杧果種質(zhì)資源遺傳多樣性分析及分子身份證構(gòu)建 2301

續(xù)表 5 145 份種質(zhì)分子身份證

Tab. 5 Molecular identity of 145 germplasms (continued)

序號(hào)

No.

種質(zhì)名稱

Germplasm name

分子身份證編碼

Molecular ID

序號(hào)

No.

種質(zhì)名稱

Germplasm name

分子身份證編碼

Molecular ID

70 巴基斯坦 44 222244251314112244552614 127 云熱 032 222413221524232244242222

71 越南紅杧 242334001413112245243622 129 龍州泰國(guó)杧 242213225522232244242522

73 奶油香杧實(shí)生 222434561111331144246712 130 暹羅杧 242413561522231255443723

74 三色杧 142434561544221245226712 131 四合象牙 142324003522222234240012

75 沙華綠 242334661333132245226622 133 越南西貢引 2422134A4544222315256623

77 緬甸紅杧 142634153314332213226612 135 艾普杧 242344003423112215240022

78 水英達(dá) 2224132A1422222314453313 136 串杧 123424563524122213240012

79 秋杧 1222140034221322AA557712 137 大三年杧 1 號(hào) 242211003423332211253323

81 瓦城紅杧 2222132A1422231344225922 139 田陽 20-2 444434565511221135242711

83 泰引 1 號(hào) 122224453323112311443812 141 大頭香杧 242211881434132311353611

84 農(nóng)桑 222324563422112311446814 142 陽紅 1 號(hào) 242434225522231244445612

86 金水仙 442334BB4613132214442611 143 大青蜜杧 440044334424122311226611

87 泰引 3 號(hào) 240034353422122211446811 145 白皮杧 144444001522222255246611

90 中山路 19-1 252434471323122211127912 147 田陽 20-5 222414004611131214226722

91 百東大道 19-24 224434561512221234222612 148 馬帥 2422134A4522222324220012

92 百東 19-29 122244451334122214226912 149 百色 20-4 45121356242223229A147712

96 澳洲象牙 242323453423332211243612 150 田陽 20-4 442234451555122415247922

97 桂熱杧 2 號(hào) 244434005522231445247722 151 田東 20-2 142244003445222214220012

98 泰國(guó) 14 號(hào) 222744453423112311340012 152 百色 20-3 224433221322222244246722

100 四季蜜杧 242314451122122215452623 153 田東 20-1 221214002425222277226723

103 帕拉英達(dá) 122413221423221344226623 154 田東 20-1 -12434003533122200000000

104 桂熱杧 10-1 號(hào) 221233221412221324223723 155 中山二路 19-1 452434451223122311232813

105 印度杧 7 號(hào) 142214221334232244242611 156 百東 19-17 122434564555221244232712

106 田林 20-1 44121100352223229A127723 157 百東 19-24 242244451335122311232912

107 桂熱杧 108 號(hào) 122434221422121214223522 159 百東 19-22 142434001322231255222612

108 印度杧 1 號(hào) 442433005522221445242212 161 中山路 19-2 441214771255122217120022

109 平孟冬杧 242444335612231144445622 162 百東 19-26 142434561544231255226712

110 望謨（土）20-1 222244224445232211232312 164 望謨 20-25 242244451333122311226911

111 桂熱杧 290 號(hào) 142213001522121244442222 165 恒寧 19-11 252434471233122211122823

112 阿某杧 442233003522221444222222 166 恒寧 19-1 441134452325122311222822

113 秋實(shí) 2 號(hào) 242413004522221314452212 167 銅鼓廣場(chǎng) 19-2 251214772322232278227923

114 扁桃 3 342533003324222233224411 169 恒寧 19-2 451234472325122211238912

115 桂熱杧 285 號(hào) 442434225524231244242211 170 東坪 19-9 251114471233222217222723

116 桂熱杧 08-10 號(hào) 244424563544121214246612 172 百西 19-1 252433222522222247146823

117 馬切蘇 242633333514232314332722 173 東坪 19-4 45121177342222227A147712

118 紅象牙 222433561522222244246622 174 田陽產(chǎn)業(yè)園 19-2 251413563522222247246722

119 新德隆杧 12223422552422236B456613 175 田林 20-4 122224254522332311232912

120 小紅象牙 243434561512121314242522 176 銅鼓廣場(chǎng) 19-1 454414772323122211228922

121 本地紅花杧 242244451335122311230012 178 凌云 20-4 252434002355222317222713

122 云南土杧 222244004445222244236622 180 右江區(qū)財(cái)政局 19-1 454434001223122311222812

123 桔櫞杧 241211451112222314232223 183 東坪 19-5 221433222522222247226822

124 云南小菲杧 242213BB16133322AA242513 184 東坪 19-3 151234563524222255126822

125 印度杧 5 號(hào) 142244223412122244222311 186 百東大道 19-12 142444005522221155246712

126 印度杧 6 號(hào) 242244001323132211250012

2302 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

本研究利用 12 對(duì) SSR 熒光引物對(duì) 145 份材

料進(jìn)行擴(kuò)增，計(jì)算得到各種質(zhì)間遺傳相似性系數(shù)

變化范圍為 0.5676~1.000，平均為 0.7417，可見

種質(zhì)間的遺傳差異較大，親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。扁桃是

我國(guó)特有的杧果近緣野生種，其表型性狀與杧果

不同。在遺傳相似性系數(shù)為 0.7060 時(shí)，17 份扁桃

獨(dú)聚為Ⅱ類，其余 19 份未按照種屬關(guān)系聚在一

起，而是與來自中國(guó)廣西和云南的杧果交叉相聚

于 I 類群，這與謝江輝等[25]和羅海燕等[26]的研究

結(jié)果相似，究其原因可能是杧果存在適應(yīng)性進(jìn)化，

其與不同種源的扁桃基因相互滲透，引起種源基

因的異質(zhì)性。在遺傳相似性系數(shù)為 0.7330 時(shí)，可

進(jìn)一步將 I 類群分為 5 個(gè)亞群，其中 I-1（包含 51

份杧果種質(zhì)）和 I-3（包含 40 份杧果種質(zhì)）2 個(gè)

亞群種質(zhì)數(shù)量最多，占所有杧果種質(zhì)（共計(jì) 99 份）

的 91.92%。I-1 亞群中杧果種質(zhì)主要來自美國(guó)、

印度、緬甸、中國(guó)廣西和云南（共計(jì) 42 份，占

82.35%），I-3 亞群主要來自中國(guó)臺(tái)灣、泰國(guó)、越

南、印度、中國(guó)廣西和云南（共計(jì) 29 個(gè)，占

80.56%），可見供試種質(zhì)的整體聚類結(jié)果與其地

理來源基本一致。聚類結(jié)果也同時(shí)反映了杧果品

種（系）的選育歷史，愛文來自美國(guó)佛羅里達(dá)州，

其親本未知，本研究中愛文和印度杧 1 號(hào)之間的

相似性系數(shù)為 1.000，說明二者之間的遺傳差異很

小，美國(guó)佛羅里達(dá)州杧果品種多是從印度品種后

代選育而來，推測(cè)愛文可能是印度杧 1 號(hào)的后代；

臺(tái)農(nóng) 1 號(hào)是美國(guó)海頓和愛文的雜交后代，三者親

緣關(guān)系很近，相似性系數(shù)分別為 0.7838、0.8243、

0.8514，一起聚在 I-1 亞群；乳杧是龍眼香杧的實(shí)

生后代，二者相似性系數(shù)為 0.8373，共同聚在 I-4

亞群，這一結(jié)果與羅世杏等[27]的研究結(jié)果相同；

臺(tái)灣蜜桃杧是愛文的雜交后代，本研究中二者聚

在不同亞群，蜜桃杧與其他來自中國(guó)臺(tái)灣的品種

如臺(tái)農(nóng) 2 號(hào)、臺(tái)牙杧、金煌杧、貴妃杧等聚在 I-3

亞群，愛文與其來源相同的美國(guó)品種圣心、紅凱

特等聚在 I-1 亞群，出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是

杧果在長(zhǎng)期開放授粉和自然選擇的條件下，培育

的新品種在很好適應(yīng)各個(gè)育種地自然條件的同

時(shí)，也擁有了相似的遺傳基礎(chǔ)，因而形成了因地

而異的品種群[28]。

分子身份證是在 DNA 指紋圖譜的基礎(chǔ)上提

出的一個(gè)概念，即將指紋圖譜進(jìn)行編碼賦值，可

以更加簡(jiǎn)單明了地識(shí)別和檢索種質(zhì)資源，是鑒定

種質(zhì)資源的一種方法。目前，果樹種質(zhì)資源的分

子身份證研究較少[29-31]，關(guān)于杧果分子身份證研

究?jī)H見 2 項(xiàng)，即王明等[16]利用 7 對(duì) SSR 引物產(chǎn)生

的指紋圖譜信息區(qū)分 30 個(gè)杧果品種，每一對(duì)引物

可平均區(qū)分 4.28 個(gè)品種；姚全勝等[17]以 4 對(duì)核心

SSR 引物指紋圖譜鑒別 11 個(gè)杧果品種，每一對(duì)引

物可平均區(qū)分 2.75 個(gè)品種。TP-M13-SSR 是近年

發(fā)展起來的最新檢測(cè)技術(shù)，結(jié)合了 SSR 技術(shù)和熒

光檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)，具有高檢測(cè)精度、高效率等

優(yōu)點(diǎn)，前人研究表明該技術(shù)比目前廣泛采用的變

性聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測(cè)技術(shù)準(zhǔn)確性更高、重

復(fù)性更好、效率更高[32-34]。本研究利用 12 對(duì) SSR

熒光引物對(duì) 145 份材料進(jìn)行擴(kuò)增獲得指紋圖譜，

采用數(shù)字和字母相結(jié)合的編碼方式獲得分子身份

證，通過分子身份證進(jìn)行種質(zhì)鑒定，每一對(duì)引物

可平均區(qū)分 12.4 份種質(zhì)，鑒定率明顯高于王明和

姚全勝，由此可見熒光 SSR 引物在杧果種質(zhì)鑒定

上更具優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳業(yè)淵, 黨志國(guó), 林電, 胡美姣, 黃建峰, 朱敏, 張賀,

韓冬銀, 高愛平, 高兆銀, 黃媛媛. 中國(guó)杧果科學(xué)研究

70 年[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2020, 41(10): 2034-2044.

CHEN Y Y, DANG Z G, LIN D, HU M J, HUANG J F,

ZHU M, ZHANG H, HAN D Y, GAO A P, GAO Z Y,

HUANG Y Y. Mango scientific research in China in the past

70 years[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2020, 41(10):

2034-2044. (in Chinese)

[2] UPOV. Guidelines for DNA-profiling: molecular markers

selection and database construction[S]. Geneva: Office of the

Union, 2010, 1-13.

[3] 尹寶穎, 張媛, 孫福來. 蘋果 F1群體的 SSR 鑒定與遺傳多

樣性分析[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2019, 42(5): 46-51.

YIN B Y, ZHANG Y, SUN F L. Identification and genetic

diversity of apple F1 hybrids based on SSR markers[J]. Journal of Hebei Agricultural University, 2019, 42(5): 46-51. (in

Chinese)

[4] 王斐, 張艷杰, 歐春青, 李佳純, 楊冠宇, 馬力, 姜淑苓.

梨品種 SSR 分子鑒定體系的建立及應(yīng)用[J]. 分子植物育

種, 2021, 19(22): 7499-7509.

WANG F, ZHANG Y J, OU C Q, LI J C, YANG G Y, MA

L, JIANG S L. SSR identification system of pear varieties

and its application[J]. Molecular Plant Breeding, 2021,

19(22): 7499-7509. (in Chinese)

[5] 王璐偉, 沈志軍, 李賀歡, 潘磊, 牛良, 崔國(guó)朝, 曾文芳,

王志強(qiáng), 魯振華. 基于 SSR 熒光標(biāo)記的 79 份桃種質(zhì)遺傳

多樣性分析[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2022, 55(15): 3002-3017.

第 11 期 唐玉娟等：基于 SSR 熒光標(biāo)記的杧果種質(zhì)資源遺傳多樣性分析及分子身份證構(gòu)建 2303

WANG L W, SHEN Z J, LI H H, PAN L, NIU L, CUI G C,

ZENG W F, WANG Z Q, LU Z H. Analysis of genetic diversity of 79 cultivars based on SSR fluorescence markers

for peach[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2022, 55(15):

3002-3017. (in Chinese)

[6] 李煥苓, 田婉瑩, 孫進(jìn)華, 張新春, 張蕾, 王果, 王樹軍,

王家保. 基于 SSR 和 InDel 標(biāo)記的海南荔枝種質(zhì)資源遺傳

多樣性分析[J]. 分子植物育種, 2018, 16(4): 1343-1356.

LI H L, TIAN W Y, SUN J H, ZHANG X C, ZHANG L,

WANG G, WANG S J, WANG J B. Analysis of genetic diversity on litchi (Litchi chinensis Sonn.) germplasm resources from Hainan by SSR and InDel markers[J]. Molecular Plant Breeding, 2018, 16(4): 1343-1356. (in Chinese)

[7] 黃麗芳, 閆林, 范睿, 姚全勝, 劉洋, 雷新濤. 芒果實(shí)生資

源遺傳多樣性的 SSR 分析[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2011, 32(10):

1828-1832.

HUANG L F, YAN L, FAN R, YAO Q S , LIU Y, LEI X T.

Genetic diversity analysis of seedling resources of mango

(Mangifera indica L.) by SSR markers[J]. Chinese Journal of

Tropical Crops, 2011, 32(10): 1828-1832. (in Chinese)

[8] 周立, 羅聰, 何堂熹, 余海霞, 何新華. 基于 EST-SSR 標(biāo)

記的芒果品種遺傳多樣性與親緣關(guān)系分析[J]. 分子植物

育種, 2020, 18(11): 3797-3806.

ZHOU L, LUO C, HE T X, YU H X, HE X H. Analysis of

genetic diversity and relationship of mango varieties based

on EST-SSR markers[J]. Molecular Plant Breeding, 2020,

18(11): 3797-3806. (in Chinese)

[9] OHTSUBO K, NAKAMURA S. Cultivar identification of

rice (Oryza sativa L.) by polymerase chain reaction method

and its application to processed rice products[J]. Agricultural

and Food Chemistry, 2007, 55(4): 1501-1509.

[10] PAN Y B．Databasing molecular identities of sugarcane

(Saccharum spp.) clones constructed with microsatellite

(SSR) DNA markers[J]. American Journal of Plant Sciences,

2010, 1(2): 87-94.

[11] 祁偉．應(yīng)用 ISSR 和 SRAP 分子標(biāo)記繪制紅麻與蓖麻 DNA

指紋圖譜[D]. 福州: 福建農(nóng)林大學(xué), 2008.

QI W. Pepict the fingerprint bands of kenaf Hibiscus cannabinus L. and castor Ricinus communis L. with ISSR and

SRAP molecular marker[D]. Fuzhou: Fujian Agriculture and

Forestry University, 2008. (in Chinese)

[12] 艾呈祥, 張力思, 魏海蓉, 苑克俊, 金松南, 劉慶忠. 甜櫻

桃品種 SSR 指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)的建立[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),

2007(5): 55-58.

AI C X, ZHANG L S, WEI H R, YUAN K J, JIN S N, LIU

Q Z. Construction of molecular fingerprinting database for

sweet cherry using SSR markers[J]. Chinese Agricultural

Science Bulletin, 2007(5): 55-58. (in Chinese)

[13] 陳昌文, 曹珂, 王力榮, 朱更瑞, 方偉超. 中國(guó)桃主要品

種資源及其野生近緣種的分子身份證構(gòu)建[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)

科學(xué), 2011, 44(10): 2081-2093.

CHEN C W, CAO K, WANG L R, ZHU G R, FANG W C.

Molecular ID establishment of main China peach varieties

and peach related species[J]. Scientia Agricultura Sinica,

2011, 44(10): 2081-2093. (in Chinese)

[14] 王慧玲, 閆愛玲, 孫磊, 張國(guó)軍, 王曉玥, 徐海英. 13 個(gè)中

國(guó)葡萄優(yōu)新品種的分子身份證構(gòu)建[J]. 生物技術(shù)通報(bào),

2016, 32(4): 137-142.

WANG H L, YAN A L, SUN L, ZHANG G J, WANG X Y,

XU H Y. Molecular ID establishment of 13 Chinese newly-developed grape cultivars[J]. Biotechnology Bulletin,

2016, 32(4): 137-142. (in Chinese)

[15] 冉昆, 隋靜, 王宏偉, 魏樹偉, 張勇, 董冉, 董肖昌, 王少

敏. 利用 SSR 熒光標(biāo)記構(gòu)建山東地方梨種質(zhì)資源分子身

份證[J]. 果樹學(xué)報(bào), 2018, 35(Suppl. 1): 71-78.

RAN K, SUI J, WANG H W, WEI S W, ZHANG Y, DONG

R, DONG X C, WANG S M. Using the fluorescent labeled

SSR markers to establish the molecular ID of pear

germplasm resources in Shandong[J]. Journal of Fruit

Science, 2018, 35(Suppl. 1): 71-78. (in Chinese)

[16] 王明, 應(yīng)東山, 王琴飛, 李莉萍, 張如蓮. 我國(guó)芒果主栽

品種遺傳多樣性分析及指紋圖譜構(gòu)建[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),

2015, 46(7): 1154-1159.

WANG M, YING D S, WANG Q F, LI L P, ZHANG R L.

Genetic diversity analysis and fingerprint construction for

mango cultivars in China[J]. Journal of Southern Agriculture,

2015, 46(7): 1154-1159. (in Chinese)

[17] 姚全勝, 詹儒林, 黃麗芳, 王松標(biāo), 武紅霞, 馬小衛(wèi), 邢珊

珊, 雷新濤. 11 個(gè)芒果品種 SSR 指紋圖譜的構(gòu)建與品種鑒

別[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2009, 30(11): 1572-1576.

YAO Q S, ZHAN R L, HUANG L F, WANG S B, WU H X,

MA X W, XING S S, LEI X T. Construction of SSR fingerprint and variety identification of 11 mango varieties[J].

Chinese Journal of Tropical Crops, 2009, 30(11): 1572-1576.

(in Chinese)

[18] 王家保, 王令霞, 劉志媛, 杜中軍, 易小平, 徐碧玉. 芒果

DNA 提取方法比較及 ISSR 反應(yīng)體系的優(yōu)化[J]. 生物技術(shù),

2005(5): 37-41.

WANG J B, WANG L X, LIU Z Y, DU Z J, YI X P, XU B

Y. Comparison of genomic DNA extraction methods and optimization of ISSR-PCR reaction systems for mango (Mangifera indica L.)[J]. Biotechnology, 2005(5): 37-41. (in Chinese)

[19] 高源, 王昆, 田路明, 曹玉芬, 劉鳳之. 應(yīng)用 TP-M13-SSR

技術(shù)鑒定蘋果品種[J]. 果樹學(xué)報(bào), 2010, 27(5): 833-837.

GAO Y, WANG K, TIAN L M, CAO Y F, LIU F Z. Identification of apple cultivars by TP-M13-SSR technique[J].

Journal of Fruit Science, 2010, 27(5): 833-837. (in Chinese)

2304 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

[20] 侯麗媛, 董艷輝, 聶園軍, 鄧舒, 肖蓉, 張春芬, 李亞莉,

趙菁, 王育川, 曹秋芬. 蘋果屬種質(zhì) TP-M13-SSR 親緣關(guān)

系及遺傳多樣性分析[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué), 2020, 48(9):

1371-1378, 1522.

HOU L Y, DONG Y H, NIE Y J, DENG S, XIAO R,

ZHANG C F, LI Y L, ZHAO J, WANG Y C, CAO Q F.

Analysis of phylogenetic relationship and genetic diversity

of TP-M13-SSR technique for some malus germplasm[J].

Journal of Shanxi Agricultural Sciences, 2020, 48(9): 1371-

1378, 1522. (in Chinese)

[21] 高源, 田路明, 劉鳳之, 曹玉芬. TP-M13-SSR 技術(shù)在梨遺

傳多樣性研究中的應(yīng)用 [J]. 果樹學(xué)報(bào), 2011, 28(3):

394-399.

GAO Y, TIAN L M, LIU F Z, CAO Y F. TP-M13-SSR

technique and its applications in the analysis of genetic diversity for pear germplasm resources[J]. Journal of Fruit

Science, 2011, 28(3): 394-399. (in Chinese)

[22] BOTSTEIN D, WHITE R L, SKOLNICK M, DAVIS R W.

Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms[J]. American Journal of

Human Genetics, 1980, 32(3): 314-331.

[23] NAZISH T, SHABBIR G, ALI A, ALLAH S S, NAEEM M,

JAVED M, BATOOL S, ARSHAD H, HUSSAIN S B,

ASLAM K, SEHER R, TAHIR M, BABER M. Molecular

diversity of Pakistani mango (Mangifera indica L.) varieties

based on microsatellite markers[J]. Genetics and Molecular

Research, 2017, 16(2): 1-9.

[24] DILLON N L, BALLY I S E, WRIGHT C L, HUCKS L,

INNES D J, DIETZGEN R G. Genetic diversity of the

Australian National Mango Genebank[J]. Scientia Horticulturae, 2013, 150: 213-226.

[25] 謝江輝, 劉成明, 馬蔚紅, 雷新濤. 杧果種質(zhì)遺傳多樣性

的 RAPD 分析[J]. 果樹學(xué)報(bào), 2005, 22(6): 649-653.

XIE J H, LIU C M, MA W H, LEI X T. Analysis of genetic

relationships among mango germplasm by RAPD markers[J].

Journal of Fruit Science. 2005, 22(6): 649-653. (in Chinese)

[26] 羅海燕, 應(yīng)東山, 黃建峰, 彭素娜, 洪繼旺, 王明, 陳業(yè)淵.

78 份杧果種質(zhì)資源 AFLP 分析[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2015,

36(12): 2130-2137.

LUO H Y, YING D S, HUANG J F, PENG S N, HONG J W,

WANG M, CHEN Y Y. AFLP analysis of the genetic diversity of 78 mango germplasms resources[J]. Chinese Journal

of Tropical Crops, 2015, 36(12): 2130-2137. (in Chinese)

[27] 羅世杏, 唐玉娟, 黃國(guó)弟, 宋恩亮, 何江, 寧琳, 趙英. 利

用SRAP分子標(biāo)記分析杧果種質(zhì)遺傳多樣性[J]. 熱帶作物

學(xué)報(bào), 2018, 39(12): 2369-2376.

LUO S X, TANG Y J, HUANG G D, SONG E L, HE J,

NING L, ZHAO Y. Genetic diversity analysis of mango

germplasm using SRAP markers[J]. Chinese Journal of

Tropical Crops, 2018, 39(12): 2369-2376. (in Chinese)

[28] MALO S E. Mango and avocado cultivars present status and

future developments[J]. Proceedings of Florida State Horticultural Society, 1970, 14: 74-85.

[29] 劉偉, 李淼, 李桂祥, 董曉民, 高曉蘭, 張安寧. 應(yīng)用 SSR

熒光標(biāo)記法構(gòu)建山東地方桃種質(zhì)資源分子身份證[J]. 山

東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2022, 54(2): 6-13.

LIU Ｗ, LI M, LI G X, DONG X M, GAO X L, ZHANG A

N. Using fluorescent labeled SSR markers to establish molecular ID of peach germplasm resources from Shandong

province[J]. Shandong Agricultural Scieces, 2022, 54(2):

6-13. (in Chinese)

[30] 杜晶晶, 劉國(guó)銀, 魏軍亞, 劉德兵, 楊小振. 基于 SSR 標(biāo)

記構(gòu)建葡萄種質(zhì)資源分子身份證[J]. 植物研究, 2013,

33(2): 232-237.

DU J J, LIU G Y, WEI J Y, LIU D B, YANG X Z. Establishment of molecular ID for grape germplasm based on SSR

markers[J]. Bulletin of Botanical Research, 2013, 33(2):

232-237. (in Chinese)

[31] 張靖國(guó), 田瑞, 陳啟亮, 楊曉平, 胡紅菊. 基于 SSR 標(biāo)記

的梨栽培品種分子身份證的構(gòu)建[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),

2014, 33(1): 12-17.

ZHANG J G, TIAN R, CHEN Q L, YANG X P, HU H J.

Establishment of molecular ID for pear cultirars based on

SSR markers[J]. Journal of Huazhong Agricultura University,

2014, 33(1): 12-17. (in Chinese)

[32] 易紅梅. 基于毛細(xì)管電泳熒光標(biāo)記的玉米品種 SSR 高通

量檢測(cè)體系的建立研究[D]. 北京: 首都師范大學(xué), 2006.

YI H M. Establishment a high throughput detection system

of SSR markers fitting for maize variety based on capillary

electrophoresis with fluorescence[D]. Beijing: Capital Normal University, 2006. (in Chinese)

[33] 陳雅瓊, 李鳳霞, 李錫坤, 徐軍, 張磊, 王紹美, 孫玉合.

煙草 SSR 熒光標(biāo)記與毛細(xì)管電泳檢測(cè)技術(shù)研究[J]. 中國(guó)

煙草科學(xué), 2011, 32(2): 66-70, 80.

CHEN Y Q, LI F X, LI X K, XU J, ZHANG L, WANG S M,

SUN Y H. Fluorescent detection and capillary electrophoresis in tobacco SSR[J]. Chinese Tobacco Science, 2011, 32(2):

66-70, 80. (in Chinese)

[34] 程本義, 夏俊輝, 龔俊義, 楊仕華. SSR 熒光標(biāo)記毛細(xì)管

電泳檢測(cè)法在水稻 DNA 指紋鑒定中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)水稻

科學(xué), 2011, 25(6): 672-676.

CHEN B Y, XIA J H, GONG J Y, YANG S H. Application

of capillary electrophoresis detection with fluorescent SSR

markers in rice DNA finger print identification[J]. Chinese

Journal of Rice Science, 2011, 25(6): 672-676. (in Chinese)

熱帶作物學(xué)報(bào) 2023, 44(11): 2305?2311

Chinese Journal of Tropical Crops

收稿日期 2022-08-02；修回日期 2022-11-04

基金項(xiàng)目 海南省院士創(chuàng)新平臺(tái)科研專項(xiàng)（No. YSPTZX202139）。

作者簡(jiǎn)介 丁雅雯（1997—），女，碩士研究生，研究方向：咖啡和胡椒組培體系在園林中的運(yùn)用；*通信作者（Corresponding

author）：胡麗松（HU Lisong），E-mail：hulis_catas@163.com。

以外種皮珠孔組織為外植體的胡椒體細(xì)胞胚再生研究

丁雅雯1,2，代金福2

，岑 怡2

，范 睿2,3,4，伍寶朵2,3,4，郝朝運(yùn)2,3,4，胡麗松2,3,4*

1. 海南大學(xué)林學(xué)院，海南?？?570228；2. 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所，海南萬寧 571533；3. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部

香辛飲料作物遺傳資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南萬寧 571533；4. 海南省熱帶香辛飲料作物遺傳改良與品質(zhì)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)

驗(yàn)室, 海南萬寧 571533

摘 要：胡椒是世界知名香料作物，素有“香料之王”的美譽(yù)。建立胡椒組培再生技術(shù)，對(duì)于提升種苗繁育效率，支

撐產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本研究以我國(guó)胡椒主栽品種熱引 1 號(hào)（Piper nigrum c.v. Reyin-1）為材料，系統(tǒng)

研究外植體滅菌、愈傷誘導(dǎo)、體細(xì)胞胚分化等關(guān)鍵環(huán)節(jié)對(duì)體細(xì)胞再生的影響，并建立胡椒體細(xì)胞再生和組培苗繁育技

術(shù)。結(jié)果表明：以成熟的種子為材料，首先用 75%酒精表面滅菌 45 s，去除果皮后再用 75%酒精對(duì)種子滅菌 45 s 后，

0.1%氯化汞浸泡滅菌 6~10 min，獲得無菌種子。無菌的胡椒種子在黑暗條件下萌發(fā) 2 周后獲得脫落的外種皮作為胡椒

組培體系的外植體。在黑暗條件下，以胡椒外種皮為外植體誘導(dǎo)愈傷及分化培養(yǎng)，培養(yǎng) 2 個(gè)月后發(fā)現(xiàn)珠孔部位可誘導(dǎo)

出愈傷組織，培養(yǎng)基 MS+1.5%蔗糖+0.80 mg/L 2,4-D+1.200 mg/L KT 為最佳的愈傷組織誘導(dǎo)和胚性愈傷分化培養(yǎng)基，愈

傷組織誘導(dǎo)率為 88.14%，胚性愈傷分化率約為 58.18%；將愈傷組織接種在體胚誘導(dǎo)培養(yǎng)基上，培養(yǎng) 3 個(gè)月后發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)

基 MS+1.5%蔗糖+0.40 mg/L 2,4-D+0.600 mg/L KT 為最佳的體胚誘導(dǎo)培養(yǎng)基，體胚誘導(dǎo)率為 13.33%；將幼苗接種在生

根培養(yǎng)基上，培養(yǎng)基 1/2MS+1.5%蔗糖+0.25%活性炭為最佳生根壯苗培養(yǎng)基，培養(yǎng) 2 個(gè)月后獲得胡椒組培苗。綜上所述，

本研究提出了利用酒精和氯化汞組合的外植體滅菌方法，明確了胡椒的外種皮珠孔組織是高效適宜的組織培養(yǎng)外植體；

進(jìn)一步分析了愈傷誘導(dǎo)、體胚分化、生根培養(yǎng)等體細(xì)胞胚胎發(fā)生關(guān)鍵過程中的培養(yǎng)基組合及培養(yǎng)條件。研究結(jié)果為胡

椒高通量組培苗繁育和轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)研發(fā)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：胡椒；外植體滅菌；愈傷誘導(dǎo)；體細(xì)胞胚胎發(fā)生

中圖分類號(hào)：S573.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Somatic Cmbryogenesis of Piper nigrum L. Through Micropylar Tissues

of Episperm

DING Yawen1,2, DAI Jinfu2

, CEN Yi2

, FAN Rui2,3,4, WU Baoduo2,3,4, HAO Chaoyun2,3,4, HU Lisong2,3,4*

1. College of Forestry, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China; 2. Spice and Beverage Research Institute, Chinese

Academy of Tropical Agricultural Sciences, Wanning, Hainan 571533, China; 3. Key Laboratory of Genetic Resources Utilization of Spice and Beverage Crops, Ministry of Agriculture & Rural Affairs, Wanning, Hainan 571533, China; 4. Hainan Provincial

Key Laboratory of Genetic Improvement and Quality Regulatioin for Tropical Spice and Beverage Crops, Wanning, Hainan 571533,

China.

Abstract: Black pepper (Piper nigrum L.) is a world-famous spice crop, known as ‘the king of spice’. The establishment

of tissue culture and regeneration technology of black pepper has important application value in improving the efficiency of seedling breeding and industrial development. Here, we investigated the effects of explant sterilization, callus

induction, and embryo differentiation in somatic cell regeneration systematically in black pepper, and established the

tissue culture technology using the elite cultivar ‘Reyin-1’ as the material. The results showed that episperm micropylar

tissues could be employed as the explants. The ripe fruits were first sterilized with 75% alcohol for 45 s, and then peeled

2306 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

seeds were sterilized for 45 s in 75% alcohol, followed by 6–10 min of soaking in 0.1% mercuric chloride. The episperm

was removed from the plantlet after two weeks culture in darkness, which was used as the explant for somatic embryogenesis. The callus was induced from episperm micropylar tissues within two-month subculture. The optimal culture

medium for callus induction and embryogenic callus differentiation was MS+1.5% sucrose+0.80 mg/L 2,4-D+

1.200 mg/L KT, and the callus induction rate was 88.14 %, and differentiation rate of embryogenic callus was about

58.18%. The embryo callus were transplanted on somatic embryo induction medium. Somatic embryos were induced on

the medium MS+1.5% sucrose+0.40 mg/L 2,4-D+0.600 mg/L KT, with a induction rate of 13.33%. After two months of

rooted culture, tissue culture plantlets were obtained, and the optimal medium for rooting culture was 1/2MS+1.5% sucrose+0.25% activated carbon. In conclusion, the study provided a combine method of alcohol and mercuric chloride for

explants sterilization, identified that micropylar tissues of the episperm was the best explants for somatic embryogenesis

in black pepper. The medium and culture conditions of callus induction, embryo differentiation, rooting culture during

somatic embryogenesis were further explored in black pepper. The results would lay a foundation for high-efficiency

tissue culture seedling and transgenic breeding in black pepper.

Keywords: black pepper; sterilization of the explant; callus induction; somatic embryogenesis

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2023.11.019

胡椒（Piper nigrum L.）是胡椒科（Piperaceae）

胡椒屬（Piper）多年生常綠藤本植物[1]，原產(chǎn)于

印度西高止山脈（印度南部西海岸的馬拉巴爾地

區(qū)，現(xiàn)屬喀拉拉邦），是世界重要的熱帶香辛料作

物之一，有“香料之王”的美譽(yù)。在醫(yī)學(xué)工業(yè)中

胡椒被用作健胃劑、解熱劑和支氣管粘膜刺激劑

等。在食品工業(yè)被用作抗氧化劑、防腐劑和保鮮

劑等[2-3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019 年世界胡椒收獲面積達(dá)

55.3 萬 hm2

，總產(chǎn)量達(dá) 43.3 萬 t。我國(guó)胡椒主要

分布在海南、云南、廣東等省，種植面積超過 3

萬 hm2

，年產(chǎn)量達(dá) 3.6 萬 t，面積和產(chǎn)量均位居世

界第五。其中，海南是我國(guó)的胡椒主產(chǎn)區(qū)，種植

面積和產(chǎn)量約占全國(guó) 80%[4-5]。近年來，隨著我國(guó)

人民生活水平的不斷提高和飲食結(jié)構(gòu)的變化，胡

椒消費(fèi)量還將大幅增加。市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大給

胡椒產(chǎn)業(yè)提供了廣闊的發(fā)展前景。種苗繁育是產(chǎn)

業(yè)推廣的重要環(huán)節(jié)，目前胡椒良種繁殖以傳統(tǒng)的

扦插為主，該方法具有種苗優(yōu)良性狀穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，

但它對(duì)苗圃規(guī)劃、母株選擇、苗期培育等環(huán)節(jié)有

著嚴(yán)格的要求，成本較高，且無法滿足產(chǎn)業(yè)快速

推進(jìn)需求[6-7]。因此，基于體細(xì)胞再生的高通量育

苗技術(shù)是產(chǎn)業(yè)快速推進(jìn)的迫切需求。

植物組織培養(yǎng)，又稱為植物離體再生，一般

的過程主要是離體的植物組織，在適宜的培養(yǎng)條

件下，體細(xì)胞通過脫分化形成愈傷組織，愈傷組

織進(jìn)一步分化成體細(xì)胞胚，然后體細(xì)胞胚經(jīng)歷類

似合子胚的發(fā)育過程，最終再生成完整植株，基

于體細(xì)胞再生的種苗發(fā)育技術(shù)能夠極大地保留種

苗的優(yōu)良性狀。同時(shí)，在室內(nèi)人工環(huán)境下進(jìn)行種

苗繁育，可避免遭受天氣因素的干擾，生長(zhǎng)狀態(tài)

相對(duì)一致，利于集中管理，降低成本。體細(xì)胞組

培再生是種苗高通量、規(guī)模化、商業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用

最廣泛的技術(shù)。例如，MATHEWS 等[8]報(bào)道，以

胡椒實(shí)生苗的各部位組織為外植體，僅苗端可以

叢生芽方式增殖，但其他部位組織只能產(chǎn)生愈傷

組織，而不能再生植株；BHAT 等[9]以同為胡椒

屬的蔞葉（P. betle L.）和蓽拔（P. longum L.）的

各種外植體成功地培養(yǎng)出新植株，但對(duì)胡椒則只

能在節(jié)環(huán)組織上產(chǎn)生不定芽，其他外植體只能誘

導(dǎo)形成愈傷組織而無器官發(fā)生；劉進(jìn)平等[10]以印

尼大葉種胡椒的莖尖、合子胚、胚軸片段和子葉

片段等為外植體進(jìn)行了系統(tǒng)的組培再生研究。結(jié)

果發(fā)現(xiàn)盡管采取了 75%酒精、1%升汞和 20 g/L 次

氯酸鈉組合的滅菌手段，僅成熟的種子可以建立

無菌培養(yǎng)。在此基礎(chǔ)上，以無菌種子苗芽尖為外

植體建立了胡椒叢生芽誘導(dǎo)技術(shù)，由于后代變異、

童期長(zhǎng)、再生效率等問題該技術(shù)沒有在產(chǎn)業(yè)上推

廣應(yīng)用[11-13]。印度香料研究所用成熟的胡椒種子

為外植體，在改良型無生長(zhǎng)素的 Schenk and Hildebrandt（SH）培養(yǎng)基上暗培養(yǎng)，誘導(dǎo)出愈傷組織，

進(jìn)而分化出新的植株。盡管該研究提供了胡椒體

細(xì)胞再生成功的技術(shù)方案，但從研究結(jié)果來看，

并沒有明確外植體是種子萌發(fā)出的胚狀體，還是

外種皮珠孔組織[14]。前人的研究從外植體選擇、

滅菌方法及培養(yǎng)條件等方面為胡椒體細(xì)胞再生研

究提供了重要的參考。本研究以熱引 1 號(hào)胡椒為

研究對(duì)象，利用酒精梯度表面滅菌結(jié)合 0.1%氯化

汞對(duì)胡椒果實(shí)進(jìn)行處理，通過無菌種子萌發(fā)獲得

第 11 期 丁雅雯等：以外種皮珠孔組織為外植體的胡椒體細(xì)胞胚再生研究 2307

外種皮外植體；利用對(duì)不同的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種

類和濃度配比，篩選出適宜的愈傷誘導(dǎo)培養(yǎng)基、

體胚發(fā)生和生根壯苗培養(yǎng)條件，為胡椒組培苗的

離體快繁技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料為我國(guó)主栽品種熱引 1 號(hào)（P. nigrum

c.v. Reyin-1）胡椒，材料種植于中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科

學(xué)院香料飲料研究所內(nèi)的農(nóng)業(yè)農(nóng)村部萬寧胡椒種

質(zhì)資源圃。

1.2 方法

1.2.1 外植體消毒滅菌與接種 利用酒精和

0.1%氯化汞設(shè)置不同條件組合對(duì)胡椒果實(shí)進(jìn)行滅

菌處理。處理 1：0.1%氯化汞對(duì)外果皮直接滅菌

8~10 min，無菌水沖洗 3~5 次后去除果皮獲得無

菌種子；處理 2：75%酒精對(duì)外果皮滅菌 45 s，無

菌水清洗 3~5 次，去除果皮后用 75%酒精對(duì)種子

滅菌 45 s，無菌水清洗 3~5 次獲得無菌種子；處

理 3：75%酒精表面消毒 45 s，無菌水清洗 3~5

次，去除果皮后用 75%酒精對(duì)種子消毒滅菌 45 s，

無菌水清洗 3~5 次，0.1%氯化汞浸泡消毒 6~

10 min，無菌水清洗 3~5 次后獲得無菌種子。滅

菌后的種子，接種到萌發(fā)培養(yǎng)基上進(jìn)行無菌培養(yǎng)，

2 周后統(tǒng)計(jì)污染率。種子萌發(fā)培養(yǎng)基選用 MS 培

養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，添加 1.5%蔗糖、0.25%活性

炭和 0.25%植物凝膠（表 1）。種子材料接種時(shí)，

每瓶培養(yǎng)基中接種 3~4 粒，29 ℃、黑暗條件下培

養(yǎng) 20~30 d，可獲得外種皮。

1.2.2 愈傷組織及體細(xì)胞誘導(dǎo) 將無菌外種皮接

種在愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基上，每瓶培養(yǎng)基接種 3~5

粒，每個(gè)組合接種 6~8 瓶，重復(fù) 3 次。每月繼代轉(zhuǎn)

接 1 次，繼代培養(yǎng) 2 次之后，統(tǒng)計(jì)愈傷組織誘導(dǎo)率，

愈傷誘導(dǎo)率=(愈傷組織總數(shù)-死亡愈傷組織種殼

數(shù))/接種外種皮總數(shù)×100%。挑選狀態(tài)一致的愈傷

組織轉(zhuǎn)接在原培養(yǎng)基上，繼續(xù)繼代轉(zhuǎn)接，2 代之

后，統(tǒng)計(jì)胚性愈傷組織分化率。胚性愈傷組織分

化率=分化出胚性愈傷組織的外植體總數(shù)/(愈傷組

織總數(shù)-死亡愈傷組織總數(shù))×100%。愈傷組織誘導(dǎo)

和分化培養(yǎng)基均選用 MS 培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，除

添加 1.5%蔗糖和 0.25%植物凝膠外，還附加了 2,4-

二氯苯氧乙酸（2,4-D，0.05、0.10、0.20、0.40、0.80、

1.60、3.20 mg/L）、3-吲哚丁酸（IBA，0.25、0.50、

1.00、2.00、4.00 mg/L）和 6-糠基氨基嘌呤（KT，

0.075、0.150、0.300、0.600、1.200、2.400、4.800 mg/L）

3 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，具體培養(yǎng)基配方如表 1 所示，

3 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑組合出 12 種實(shí)驗(yàn)組，未添加任

何植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的 MS 培養(yǎng)基為對(duì)照組。胡椒愈

傷組織誘導(dǎo)、增殖和分化培養(yǎng)所使用的培養(yǎng)基均未

添加活性炭，誘導(dǎo)培養(yǎng)過程均在 27 ℃，黑暗條件

下進(jìn)行。

愈傷每月繼代培養(yǎng) 1 次，繼代 3 次后。統(tǒng)計(jì)出

間接體細(xì)胞胚胎誘導(dǎo)率，間接體胚發(fā)生誘導(dǎo)率=(誘

導(dǎo)出體細(xì)胞胚的愈傷組織團(tuán)數(shù))/胚性愈傷總數(shù)

×100%。發(fā)現(xiàn)有體胚長(zhǎng)出時(shí)，及時(shí)轉(zhuǎn)移至光下培

養(yǎng)。體細(xì)胞胚胎誘導(dǎo)培養(yǎng)基具體成分如表 1 所示。

待胚性愈傷分化出球形胚后，轉(zhuǎn)接至 MS 培養(yǎng)基

上，每月繼代轉(zhuǎn)接 1 次，記錄體胚狀態(tài)變化，直

至分化出子葉胚，將誘導(dǎo)出的子葉胚轉(zhuǎn)接在體胚

繼代培養(yǎng)基上，進(jìn)而使其分化成完整植株。胡椒

體胚繼代培養(yǎng)基的組成成分和種子萌發(fā)培養(yǎng)基相

同（表 1），每瓶培養(yǎng)基中接種 4 粒子葉胚，接種

50 瓶。體細(xì)胞胚轉(zhuǎn)接后排放于培養(yǎng)溫度 27 ℃，

光照周期 12 h/d，光照強(qiáng)度 2000 lx 的條件下進(jìn)行

培養(yǎng)。記錄體胚狀態(tài)變化，胚胎被認(rèn)為在長(zhǎng)出明

顯的主根和子葉后才叫發(fā)芽。

表 1 培養(yǎng)基配方

Tab. 1 Medium formula

培養(yǎng)基用途

Use of culture medium

基本培養(yǎng)基

Basic medium

活性炭

Activated carbon/(g·L–1

)

2,4-D

/(mg·L–1)

IBA

/(mg·L–1

)

KT

/(mg·L–1

)

種子萌發(fā) MS 2.50

愈傷誘導(dǎo) MS 0.05~3.20 0.25~4.00 0.075~4.800

胚性愈傷 MS 0.05~3.20 0.075~4.800

體胚誘導(dǎo) MS 0.05~0.80 0.075~1.200

體胚繼代 MS 2.50

壯苗 1/2 MS 2.50

2308 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

1.2.3 壯苗培養(yǎng) 將子葉胚繼代在體胚繼代培養(yǎng)

基上，待幼苗長(zhǎng)出 2 片以上新葉，苗高達(dá) 3 cm 以

上，繼代在壯苗培養(yǎng)基上進(jìn)行生根壯苗。胡椒壯

苗培養(yǎng)基選用 1/2MS 培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，添加

1.5%蔗糖、0.25%活性炭和 0.25%植物凝膠。每瓶

培養(yǎng)基接種 1~2 株幼苗，接種 100 瓶。排放于培

養(yǎng)溫度 29 ℃，光周期 12 h/d，光照強(qiáng)度 2000 lx

的條件下進(jìn)行培養(yǎng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 外植體滅菌

以充分成熟、紅潤(rùn)、飽滿、無病蟲害的果實(shí)

為試驗(yàn)材料（圖 1），設(shè)置 3 種方式進(jìn)行外植體滅

菌處理，具體設(shè)置見材料方法。接種在不含植物

生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的 MS 培養(yǎng)基中，放置于黑暗條件下

培養(yǎng) 2 周統(tǒng)計(jì)污染率。污染率控制在 10%以內(nèi)。

在黑暗條件下培養(yǎng)約 3 周，種胚開始萌發(fā)，

再經(jīng)過 1 個(gè)月左右的培養(yǎng)，獲得一棵含兩片子葉

和一粒種殼的胡椒實(shí)生幼苗。無菌實(shí)生幼苗再經(jīng)

過 10~30 d 的培養(yǎng)，外種皮從子葉上脫落，獲得無

菌外種皮作為植物組織培養(yǎng)的外植體材料（圖 1C）。

A：胡椒果穗，胡椒成熟果實(shí)；B：去除果肉和外果皮的種子；

C：從子葉上脫落的外種皮。標(biāo)尺為 1 mm。

A: Ear of black pepper, ripened fruit; B: Seed without exocarp;

C: The episperm fall from cotyledons. Bar=1 mm.

圖 1 胡椒組織培養(yǎng)外植體

Fig. 1 Explants of black pepper for tissue culture

2.2 愈傷組織誘導(dǎo)

以外種皮為外植體開展愈傷組織誘導(dǎo)研究，

以 MS 培養(yǎng)基為對(duì)照和基礎(chǔ)培養(yǎng)基，設(shè)置 3 種植

物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度組合并記錄愈傷誘導(dǎo)效果（表

2）。外種皮經(jīng)誘導(dǎo)培養(yǎng)后在珠孔組織處可見愈傷，

生長(zhǎng)正常的愈傷形態(tài)如圖 2A、圖 2B 所示。統(tǒng)計(jì)

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與 IBA 相比，2,4-D 更益于誘導(dǎo)胡椒

愈傷組織，不同濃度的 2,4-D 與 KT 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)

劑組合均能促進(jìn)胚性愈傷組織的分化，隨著濃度

的升高，愈傷組織誘導(dǎo)率呈上升趨勢(shì)，愈傷最高

誘導(dǎo)率達(dá) 97.62%（表 2）。繼代 1 個(gè)月后，試驗(yàn)

發(fā)現(xiàn)不同濃度的 IBA 和 KT 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑組合培

養(yǎng)的愈傷組織逐漸死亡，IBA 誘導(dǎo)活性不足，因此

IBA 不適宜作為胚性愈傷分化的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。

表 2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑組合對(duì)愈傷誘導(dǎo)

和胚性分化的影響

Tab. 2 Effects of different plant growth regulator

combinations on callus induction and embryo differentiation

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑

Plant growth

regulators/(mg·L–1)

2,4-D IBA KT

愈傷誘導(dǎo)

Rate of

callus

induction/%

胚性愈傷分化率

Differentiation rate

of embryogenic

callus/%

0.05 0.075 15.24 25.00

0.10 0.150 38.47 24.52

0.20 0.300 77.71 34.60

0.40 0.600 78.71 44.82

0.80 1.200 88.14 58.18

1.60 2.400 97.62 15.20

3.20 4.800 96.30 10.60

0.25 0.075 5.41

0.50 0.150 22.22

1.00 0.300 45.46

2.00 0.600 28.12

4.0 1.2 15.38

0 0 0 1.85

不同濃度 2,4-D 和 KT 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑組合培

養(yǎng)的愈傷組織經(jīng)過 2 個(gè)月的繼代培養(yǎng)，2,4-D 濃度

為 1.6 mg/L，KT 濃度為 2.4 mg/L 時(shí)，部分愈傷

組織轉(zhuǎn)化為增殖型愈傷（圖 2），增殖生長(zhǎng)量大，

繼代轉(zhuǎn)接 2 周后，增大到 3 倍以上，1 個(gè)月后，

便布滿整個(gè)培養(yǎng)瓶，多呈乳白色，質(zhì)地疏松，半

透明狀，表面附著白色粉狀物或結(jié)晶體，卻無法

分化為胚性愈傷組織。

當(dāng) 2,4-D 濃度為 0.8 mg/L，KT 濃度為 1.200 mg/L

時(shí)，出現(xiàn)灰白色或灰褐色，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，半透明狀

與淺黃色，顆粒狀，松散的胚性愈傷組織（圖 2C、

圖 2D）。胚性愈傷分化率可達(dá) 58.18%（表 2）。

第 11 期 丁雅雯等：以外種皮珠孔組織為外植體的胡椒體細(xì)胞胚再生研究 2309

A：新誘導(dǎo)的愈傷組織；B：灰白色正常愈傷；C：褐色

的胚性愈傷；D：黃色的胚性愈傷。

A: New inducted callus from episperm; B: Off-white callus;

C: Brownness embryogenic callus; D: Yellow embryogenic callus.

圖 2 不同狀態(tài)的愈傷組織

Fig. 2 Callus in different states

2.3 體細(xì)胞胚胎誘導(dǎo)及體細(xì)胞分化

胚性愈傷經(jīng)過約 3 周的培養(yǎng)，轉(zhuǎn)化為白色，

結(jié)構(gòu)松散，顆粒狀的體細(xì)胞胚，出現(xiàn)大量球形胚，

少數(shù)為心形胚和魚雷形胚（圖 3A）。試驗(yàn)結(jié)果表

明，在相對(duì)較低濃度的 2,4-D（0.05、0.10 mg/L）

和 KT（0.075、0.150 mg/L）組合下，胡椒愈傷無

法誘導(dǎo)出胚狀體，當(dāng) 2,4-D 濃度為 0.40 mg/L，KT

濃度為0.600 mg/L時(shí)，體胚誘導(dǎo)率最高，為13.33%

（表 3）。將誘導(dǎo)出的球形體細(xì)胞胚（圖 3A）繼

代轉(zhuǎn)接在含 0.40 mg/L 2,4-D 和 0.600 mg/L 的 KT

MS 培養(yǎng)基上，經(jīng)過 1 周左右的時(shí)間，轉(zhuǎn)化為心

形胚（圖 3B），3 周后出現(xiàn)魚雷形體胚和子葉胚

（圖 3C、圖 3D）。將子葉胚單獨(dú)轉(zhuǎn)接于體細(xì)胞胚

繼代培養(yǎng)基上，繼帶培養(yǎng)約 1 個(gè)月，待子葉胚生

長(zhǎng)至約 2 cm，頂部分化出兩片綠色小葉后（圖 3E、

圖 3F）可進(jìn)行后續(xù)生根誘導(dǎo)培養(yǎng)。

2.4 生根誘導(dǎo)與煉苗培養(yǎng)

待子葉完全長(zhǎng)成后，將幼苗轉(zhuǎn)接在 1/2MS 培

養(yǎng)基，添加 1.5%蔗糖，0.25%活性炭和 0.25%植

物凝膠進(jìn)行生根誘導(dǎo)培養(yǎng)。培養(yǎng) 1 個(gè)月后，葉片

寬大，綠色加深，有新葉長(zhǎng)出，2 片對(duì)生新葉間

長(zhǎng)有芽點(diǎn)，并可見新誘導(dǎo)的白色根系，組培苗生

長(zhǎng)迅速，可生長(zhǎng)至 5~7 cm（圖 4A、圖 4B）。待

組培苗葉片轉(zhuǎn)為深綠色，有光澤，葉脈清晰，主

蔓出現(xiàn)莖節(jié)，莖粗達(dá) 0.9 cm，根系布滿培養(yǎng)瓶底

A~B：胚性愈傷分化培養(yǎng)后的球形胚；C~D：球形胚分化

培養(yǎng)后的胚狀體；E~F：子葉胚。

A–B: The Globular embryo differentiated from embryogenic callus;

C–D: Somatic embryoids differentiated from globular embryo;

E–F: The cotyledon embryo.

圖 3 體細(xì)胞胚分化的典型狀態(tài)

Fig. 3 Typical state of somatic embryogenesis

表 3 體胚誘導(dǎo)率

Tab. 3 Somatic embryo induction rate

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑組合

Plant growth regulator

combination

體胚誘導(dǎo)率

Somatic embryo

induction rate/%

培養(yǎng)材料狀態(tài)

Materials

cultured state

0.05 mg/L 2,4-D+0.075 mg/L KT 0.00 愈傷

0.1 mg/L 2,4-D+0.150 mg/L KT 0.00 愈傷

0.2 mg/L 2,4-D+0.300 mg/L KT 4.76 胚狀體

0.4 mg/L 2,4-D+0.600 mg/L KT 13.33 胚狀體

0.8 mg/L 2,4-D+1.200 mg/L KT 5.56 愈傷

部（圖 4C、圖 4D）后，將組培苗移至室外培養(yǎng)

基質(zhì)中進(jìn)行煉苗培養(yǎng)。培養(yǎng)基質(zhì)采用草炭土、珍

珠巖、蛭石混合物，比例為 1∶1∶1，溫室中遮

蔭培養(yǎng) 2 周后獲得組培苗（圖 4E、圖 4F）。

3 討論

現(xiàn)有的文獻(xiàn)中有關(guān)胡椒體胚發(fā)生的研究較

少，基于體細(xì)胞再生組培苗繁育技術(shù)仍有很多細(xì)

節(jié)需完善。前人研究表明，胡椒體胚發(fā)生，與基

因型、外植體生理狀態(tài)、培養(yǎng)基種類、植物生長(zhǎng)

調(diào)節(jié)劑種類、培養(yǎng)條件等諸多因素決定[15]。其中，

外植體滅菌是開展組培繁育的第一步。劉進(jìn)平等[10]

2310 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

A、B：生根培養(yǎng) 1 個(gè)月的組培苗；C、D：生根培養(yǎng)

1 個(gè)月的根（培養(yǎng)瓶底部）；E、F：壯苗移栽 1 個(gè)月。

A, B: Strong seedlings were cultured for 1 months, and bottle

seedlings were cultured in tissue culture; C, D: After the

strong seedlings are cultured for 1 months, the roots are

covered with the culture medium (photo at the bottom

of the culture bottle); E, F: Transplanting strong

seedlings for 3 months.

圖 4 生根培養(yǎng)與煉苗

Fig. 4 Rooting and hardening culture

用大田胡椒的芽、單節(jié)莖段、葉片、幼嫩花絮等

材料進(jìn)行外植體消毒滅菌，污染率均為 100%，發(fā)

現(xiàn)僅有成熟的胡椒種子可以建立無菌培養(yǎng)，但污

染率仍然高達(dá) 30%~60%。陳雄庭等[16]以胡椒主蔓

節(jié)間切斷為外植體，其污染率在 45%以上。印度

香料研究所的研究人員報(bào)道了以胡椒種子胚為外

植體，通過體細(xì)胞再生途徑獲得胡椒組培苗的方

法[17]。但文章中并未明確外植體是種子萌發(fā)的胚

狀體還是外種皮珠孔組織。本研究以成熟胡椒種

子的外種皮作為外植體，通過酒精和升汞復(fù)合式

滅菌處理，有效地降低了胡椒外植體污染問題，

污染率控制在 10%以內(nèi)，建立了胡椒外植體高效

的滅菌方式。同時(shí)將種子萌發(fā)的胚狀體和外種皮

分離后培養(yǎng)，明確了外種皮的珠孔組織是適宜胡

椒組培再生外植體。

愈傷組織的誘導(dǎo)分化效率和減少褐變是影響

胡椒組培成功的關(guān)鍵。劉進(jìn)平[18]研究發(fā)現(xiàn)，絕大

多數(shù)胡椒愈傷組織在后續(xù)繼代培養(yǎng)中會(huì)逐漸褐化

直至變黑死亡，即使加入質(zhì)量分?jǐn)?shù) 10% PVP 或

0.3%活性炭也未能阻止愈傷褐變發(fā)生。本研究探

究了添加植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑組合對(duì)體胚誘導(dǎo)的影

響，結(jié)果表明，2,4-D 和 KT 組合是最佳的誘導(dǎo)植

物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑組合，在 2,4-D 濃度為 0.80 mg/L 和

KT 濃度為 1.200 mg/L 時(shí)能促進(jìn)胚性愈傷的誘導(dǎo)。

在 2,4-D 濃度為 0.40 mg/L，KT 濃度為 0.600 mg/L

時(shí)，體胚分化率最高，為 13.33%。同時(shí)發(fā)現(xiàn)體胚分

化的過程中有次生胚發(fā)生，從胚軸下部根莖交接部

位發(fā)生一叢新的次級(jí)胚胎，可實(shí)現(xiàn)體胚循環(huán)再生

[18-20]。該次生體細(xì)胞胚胎起源于初生體細(xì)胞胚的

根莖處，或是原始體細(xì)胞胚附著的胚性愈傷組織，

組織發(fā)生增殖，從而產(chǎn)生大量次生體細(xì)胞胚胚團(tuán)。

為實(shí)現(xiàn)胚胎發(fā)生，也可以通過適當(dāng)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)

調(diào)節(jié)劑種類和濃度配比，或培養(yǎng)基中其他的有效

成分等方式來實(shí)現(xiàn)。本研究以建立胡椒組培苗繁

育技術(shù)為目標(biāo)，系統(tǒng)研究了從外植體滅菌、愈傷

誘導(dǎo)、體胚分化到室外煉苗的過程中的關(guān)鍵技術(shù)，

并最終獲得組培苗，研究結(jié)果為胡椒高通量種苗繁

育提供了全面的技術(shù)參考，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉進(jìn)平, 鄭成木. 國(guó)外胡椒繁殖方法研究綜述[J]. 熱帶農(nóng)

業(yè)科學(xué), 2001(5): 55-58.

LIU J P, ZHENG C M. A review of studies on breeding

methods of pepper abroad[J]. Tropical Agricultural Science,

2001(5): 55-58. (in Chinese)

[2] 邢谷楊. 中國(guó)胡椒生產(chǎn)概況[J]. 世界農(nóng)業(yè), 2002(8): 19-20.

XING G Y. Overview of pepper production in China[J].

World Agriculture, 2002(8): 19-20. (in Chinese)

[3] 何雪蓮, 夏秋瑜, 侯曉東, 李遠(yuǎn)頌, 李從發(fā). 胡椒生產(chǎn)及

應(yīng)用概述[C]//中國(guó)熱帶作物學(xué)會(huì). 熱帶作物產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)

規(guī)劃研討會(huì)——其他熱帶經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)業(yè)發(fā)展論文集, 2006:

13-16.

HE X L, XIA Q Y, HOU X D, LI Y S, LI C F. Overview of

pepper production and application[C]//Chinese Society for

Tropical Crops. Seminar on Construction Planning of Tropical Crop Industrial Belt - Collected Papers on the Development of other Tropical Economic Crop Industries, 2006:

13-16. (in Chinese)

[4] 黃循精. 2002 年世界胡椒的產(chǎn)銷綜述[J]. 世界熱帶農(nóng)業(yè)信

息, 2003(6): 11-13.

HUANG X J. Production and marketing of pepper in the

world in 2002[J]. World Tropical Agriculture Information,

第 11 期 丁雅雯等：以外種皮珠孔組織為外植體的胡椒體細(xì)胞胚再生研究 2311

2003(6): 11-13. (in Chinese)

[5] 楊建峰, 鄔華松, 孫燕, 魚歡, 鄭維全, 譚樂和. 我國(guó)胡椒

產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 30(3):

52-55.

YANG J F, WU H S, SUN Y, YU H, ZHENG W Q, TAN L

H. Current situation and development countermeasures of

pepper industry in China[J]. Tropical Agricultural Sciences,

2010, 30(3): 52-55. (in Chinese)

[6] 邢谷楊, 鄔華松, 譚樂和, 鄭維全, 羅鄰球. 海南胡椒生

產(chǎn)現(xiàn)狀、問題及發(fā)展戰(zhàn)略和對(duì)策[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué), 1998,

18(5): 54-58.

XING G Y, WU H S, TAN L H, ZHENG W Q, LUO L Q.

Current situation, problems, development strategy and countermeasures of pepper production in Hainan[J]. Tropical Agricultural Sciences, 1998, 18(5): 54-58. (in Chinese)

[7] GAMBORG O L, PHILLIPS G C. Plant cell, tissue and

organ culture: fundamental methods[J]. Plant Science, 1995,

114(2): 244-245.

[8] MATHEWS V E, RAO P S. In vitro responses of black pepper (Piper nigrum)[J]. Current Science, 1984, 53(4): 183-186.

[9] BHAT S R, CHANDEL K P, MALIK S K. Plant regeneration from various expiants of cultivated Piper species[J].

Plant Cell Reports, 1995, 14(6): 398-402.

[10] 劉進(jìn)平, 鄭成木. 胡椒組織培養(yǎng)研究[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué),

2002, 22(3): 18-22.

LIU J P, ZHENG C M. Study on tissue culture of pepper[J].

Tropical Agricultural Sciences, 2002, 22(3): 18-22. (in Chinese)

[11] PHILIP V J, JOSEPH D, TRIGGS G S, DICKINSON N M.

Micropropagation of black pepper (Piper nigrum L.) through

shoot tip cultures[J]. Plant Cell Reports, 1992, 12(1): 41-44.

[12] 莫玲華, 朱靖杰. 海南重要香料植物組織培養(yǎng)研究進(jìn)展[J].

熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué), 2005, 25(1): 44-53.

MO L H, ZHU J J. Research progress on tissue culture of

important spice plants in Hainan[J]. Tropical Agricultural

Sciences, 2005, 25(1): 44-53. (in Chinese)

[13] 劉進(jìn)平. 胡椒組織培養(yǎng)中污染問題的研究[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科

學(xué), 2003, 23(6): 6-10.

LIU J P. Study on pollution in pepper tissue culture[J].

Tropical Agricultural Sciences, 2003, 23(6): 6-10. (in Chinese)

[14] NAIR R, GUPTA S. High-frequency plant regeneration

through cyclic secondary somatic embryogenesis in black

pepper (Piper nigrum L.)[J]. Plant Cell Reports, 2006,

24(12): 699-707.

[15] SASI S, BHAT A I. Optimization of cyclic somatic embryogenesis and assessing genetic fidelity in six varieties of black

pepper (Piper nigrum L.)[J]. Journal of Medicinal Plants

Studies, 2016, 4(4): 109-115.

[16] 陳雄庭, 張秀娟, 吳坤鑫. 影響成齡胡椒節(jié)間離體培養(yǎng)再

生植株的幾種因素[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2003, 24(4): 14-17.

CHEN X T, ZHANG X J, WU K X. Several factors affecting

the regeneration of pepper internodes in vitro[J]. Journal of

Tropical Crops, 2003, 24(4): 14-17. (in Chinese)

[17] RAMAKRISHNAN N R, DUTTA G S. Effect of explants

and genotypes on primary somatic embryogenesis in black

pepper (Piper nigrum L.)[J]. Cytologia, 2005, 70(2): 195-

202.

[18] 劉進(jìn)平. 胡椒離體培養(yǎng)和抗瘟病無性系選育[D]. 儋州:

華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué), 2003.

LIU J P. Pepper in vitro culture and breeding of blast resistant clones[D]. Danzhou: South China University of Tropical

Agriculture, 2003. (in Chinese)

[19] SASI S, BHAT A I. In vitro elimination of Piper yellow

mottle virus from infected black pepper through somatic

embryogenesis and meristem-tip culture[J]. Crop Protection,

2017, 103: 39-45.

[20] 吉訓(xùn)志, 胡麗松, 秦曉威, 楊藝秋, 范睿, 郝朝運(yùn). 胡椒不

同時(shí)期體細(xì)胞胚中糖含量及相關(guān)酶活變化[J]. 分子植物

育種, 2020, 18(24): 8288-8293.

JI X Z, HU L S, QIN X W, YANG Y Q, FAN R, HAO C Y.

Changes of sugar content and related enzyme activities in

somatic embryos of pepper at different stages[J]. Molecular

Plant Breeding, 2020, 18(24): 8288-8293. (in Chinese)

熱帶作物學(xué)報(bào) 2023, 44(11): 2312?2321

Chinese Journal of Tropical Crops

收稿日期 2022-09-01；修回日期 2022-10-12

基金項(xiàng)目 國(guó)家“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（No. 2019YFD1001005）；云南省教育廳研究生項(xiàng)目（No. 2022Y615）。

作者簡(jiǎn)介 張紅勐（2000—），男，碩士研究生，研究方向：植物遺傳育種與種質(zhì)資源。*通信作者（Corresponding author）：

吳 田（WU Tian），E-mail：wutianpotato@swfu.edu.cn。

13 份金花茶種質(zhì)資源的葉片性狀分析

張紅勐1

，高 園1

，楊自云1,2，陳龍清1,2，吳 田1,2*

1. 西南林業(yè)大學(xué)園林園藝學(xué)院，云南昆明 650224；2. 云南省功能性花卉資源及產(chǎn)業(yè)化技術(shù)工程研究中心，云南昆明

650224

摘 要：研究葉片表型表現(xiàn)差異的 8 份來自云南大圍山的金花茶種質(zhì)資源，為開發(fā)利用金花茶組植物提供科學(xué)依據(jù)及

研究材料。本研究以 5 份已知的金花茶種質(zhì)資源為對(duì)照，以成熟葉片為試材，通過葉片表型直接觀察法對(duì) 13 份金花茶

植株的葉片長(zhǎng)寬進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用烘干稱重法測(cè)量含水率，通過濕灰化法對(duì) 6 種礦質(zhì)元素（Cu、Zn、Fe、Mn、Ca、Mg）

含量進(jìn)行檢測(cè)分析，使用紫外分光光度計(jì)法對(duì) 4 種功能性成分（茶多酚、總多糖、總皂苷、總黃酮）含量進(jìn)行檢測(cè)分

析，并利用聚類分析方法解析其與金花茶種質(zhì)資源的關(guān)系。結(jié)果表明：13 份金花茶葉片形狀可以劃分為橢圓形和長(zhǎng)橢

圓形 2 種類型，葉面積、葉色、葉片鋸齒均存在較大差異。葉片中 Cu、Zn、Fe、Mn、Ca、Mg 含量最高值和最低值存

在顯著差異，分別相差 2.1 倍、1.9 倍、4.3 倍、6.6 倍、1.4 倍、1.8 倍；總皂苷含量相差 10.9 倍，茶多酚含量相差 5.8

倍，總多糖含量相差 5.0 倍，總黃酮含量相差 2.0 倍。相關(guān)性分析表明，茶多酚與葉長(zhǎng)/葉寬呈顯著負(fù)相關(guān)，與葉色、

葉質(zhì)呈極顯著正相關(guān)，葉長(zhǎng)/葉寬與鋅元素呈顯著負(fù)相關(guān)，葉色與錳元素、絨毛與銅元素之間呈極顯著正相關(guān)。聚類分

析結(jié)果表明，當(dāng)距離系數(shù)為 4.5 時(shí)，13 份金花茶種質(zhì)資源可以劃分為 5 組，其中組Ⅰ（包括：紅河 1 號(hào)金花茶、JHC-2、

JHC-3、JHC-4）和組Ⅳ（包括：普通金花茶、JHC-8、毛瓣金花茶）的內(nèi)含成分含量相對(duì)較高，可能具有更高的藥用

功能和保健功能，而 JHC-2 和 JHC-8 的礦質(zhì)元素含量及內(nèi)含成分含量總體較高，因此其后期的開發(fā)利用價(jià)值更高。本

研究結(jié)果為后續(xù)在金花茶中解析重要功能性成分累積機(jī)理的研究篩選到極端材料，并為今后開展金花茶新品種選育和

金花茶組植物的進(jìn)一步開發(fā)、利用提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：金花茶；種質(zhì)資源；葉片；功能性成分；礦質(zhì)元素；聚類分析

中圖分類號(hào)：S685.14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Analysis of Leaf Character of Thirteen Germplasm Resources of Camellia sect. Chrysantha

ZHANG Hongmeng1

, GAO Yuan1

, YANG Ziyun1,2, CHEN Longqing1,2, WU Tian1,2*

1. College of Landscape Architecture and Horticulture Sciences, Southwest Forestry University, Kunming, Yunnan 650224, China; 2. Yunnan Functional Flower Resources and Industrialization Technology Engineering Research Center, Kunming, Yunnan

650224, China

Abstract: Eight germplasm resources of Camellia sect. Chrysantha from Daweishan Mountain of Yunnan province were

studied to provide scientific basis and research materials for the exploitation and utilization of Camellia plants. In this

study, the leaf length and width of 13 cultivars of Camellia sect. Chrysantha were evaluated by direct observation of leaf

phenotype, using five known germplasm resources as the control and mature leaves as the test materials, the content of

six mineral elements (Cu, Zn, Fe, Mn, Ca, Mg) was determined by the wet ashing method, the contents of four functional components (tea polyphenols, total polysaccharides, total saponins and total flavonoids) were determined by the

UV photometer method, the relationship between them and germplasm resources of Camellia sect. Chrysantha was

analyzed by the cluster analysis. The results showed that the leaf shape of 13 Camellia sect. Chrysantha could be di-

第 11 期 張紅勐等：13 份金花茶種質(zhì)資源的葉片性狀分析 2313

vided into two types: elliptic and oblong, and there were great differences in leaf area, leaf color and leaf serration. The

highest and lowest content of Cu, Zn, Fe, Mn, Ca and Mg in leaves was 2.1, 1.9, 4.3, 6.6, 1.4 and 1.8 times, respectively.

The content of total saponins, tea polyphenols, polysaccharides and flavonoids was 10.9, 5.8, 5.0 and 2.0 times, respectively. The correlation analysis showed that tea polyphenols had a significant negative correlation with leaf length/leaf

width, a significant positive correlation with leaf color and leaf quality, and a significant negative correlation with leaf

length/leaf width and zinc, there were significant positive correlations between leaf color and manganese, villi and

copper. The results of cluster analysis showed that the 13 germplasm resources could be divided into 5 groups when the

distance coefficient was 4.5, group I (including ‘Honghe 1’ Camellia sect. Chrysantha, JHC-2, JHC-3, JHC-4) and

Group IV (including ordinary Camellia sect. Chrysantha, JHC-8, Camellia pubipetala Wan et Huang) contained relatively high contents of the constituents, JHC-2 and JHC-8 may have higher medicinal and health-care functions, but the

mineral element contents and contents were generally higher, so the later development and utilization value was higher.

The results of this study would be useful for further studies on the accumulation mechanism of important functional

components in Camellia sect. Chrysantha, it would also provide theoretical basis for breeding new varieties of Camellia

and further development and utilization of Camellia group plants in the future.

Keywords: Camellia sect. Chrysantha; germplasm resources; leaves; functional components; mineral elements; cluster

analysis

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2023.11.020

金花茶組植物（Camellia sect. Chrysantha）是

山茶科山茶屬中唯一開黃花的植物類群，不僅是

珍貴的觀賞植物，還具有較高的藥用保健價(jià)值。

金花茶組植物體內(nèi)含有超過 400 種不同種類的成

分[1-2]，其中的微量元素以及茶多酚、茶多糖、黃

酮、皂苷等功能性成分對(duì)人體有重要保健作用，

屬于極具開發(fā)和利用價(jià)值的優(yōu)勢(shì)資源[3]。金花茶

可以延緩機(jī)體衰老[4]，具有一定的防癌、治癌的

功效[5-6]，能預(yù)防人體動(dòng)脈粥樣硬化，有利于降低

血脂[7]和控制血壓[8]，有利于降低血糖[9]等。

目前在世界范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的金花茶組植物有

42 種 5 個(gè)變種，而我國(guó)有 29 種 5 個(gè)變種[10]。前

人在對(duì)不同種金花茶內(nèi)含成分進(jìn)行了一些分析，

發(fā)現(xiàn)不同的金花茶組植物內(nèi)含的活性成分存在較

大差異[11-16]。2010 年 5 月，中華人民共和國(guó)衛(wèi)生

部發(fā)布 2010 年第 9 號(hào)公告，批準(zhǔn)金花茶[Camellia

chrysantha (Hu) Tuyama]為新資源食品，并且隨著

人們對(duì)健康的關(guān)注和保健品市場(chǎng)的繁榮，近年來，

越來越多的金花茶產(chǎn)品被開發(fā)，如金花茶茶飲料、

袋泡茶、濃縮液和口服液等一系列營(yíng)養(yǎng)保健產(chǎn)品，

市場(chǎng)前景較好。但除金花茶外的其他金花茶組植

物鮮見被用于營(yíng)養(yǎng)保健產(chǎn)品開發(fā)，癥結(jié)在于對(duì)內(nèi)

含成分的了解不夠全面和深入。

金花茶首次發(fā)現(xiàn)于 1933 年，當(dāng)時(shí)還沒有人給

它一個(gè)合適的名稱。1948 年，我國(guó)科學(xué)家在廣西

防城港發(fā)現(xiàn)了開黃花的山茶科植物后，便根據(jù)花

的顏色將其命名為“金花茶”，于 1960 年對(duì)外公

布。1988 年，科學(xué)家又在云南大圍山發(fā)現(xiàn)了不同

植物學(xué)性狀的金花茶新種，命名為云南金花茶

（Camellia fascicularis H. T. Chang），又叫簇蕊金

花茶，為云南特有﹑極小種群植物[17]，與薄葉金

花茶、顯脈金花茶、凹脈金花茶﹑毛瓣金花茶、

東興金花茶等均屬于“極危種”（critically endangered, CR），并被列入中國(guó)物種紅色名錄[18]。

大圍山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于云南省東南部，屬

森林生態(tài)系統(tǒng)類型的自然保護(hù)區(qū)[19]，降水量較

大，氣候濕潤(rùn)，云霧繚繞，極其適宜金花茶的生

長(zhǎng)繁育。

為了加強(qiáng)對(duì)金花茶資源的保護(hù)和研究，尤其

希望進(jìn)一步摸清云南省的金花茶資源，本課題組

前期對(duì)云南大圍山金花茶組植物進(jìn)行考察，考察

過程中發(fā)現(xiàn)了一些植物學(xué)性狀特異的金花茶種質(zhì)

資源，并通過分子標(biāo)記技術(shù)發(fā)現(xiàn)這些金花茶組植

物種質(zhì)間存在豐富的遺傳多樣性，和普通金花茶

也有較遠(yuǎn)的親緣關(guān)系[20]。為便于對(duì)金花茶種質(zhì)資

源進(jìn)行系統(tǒng)觀察和評(píng)價(jià)鑒定，本課題組前期將 20

余份金花茶種質(zhì)資源遷地保護(hù)于西南林業(yè)大學(xué)樹

木園，并模擬原生地條件（半陰半涼、潮濕、通

風(fēng)）對(duì)其進(jìn)行栽培管理，至 2021 年有 8 份來自大

圍山、種源不甚清晰的金花茶種質(zhì)（命名為

JHC-1~8）長(zhǎng)成成齡苗，植株?duì)顟B(tài)良好。在觀測(cè)

過程中，發(fā)現(xiàn)這 8 份金花茶種質(zhì)資源表型如葉形、

葉色、花量、新稍萌發(fā)特征等表現(xiàn)差異。本研究

以這 8 份金花茶種質(zhì)資源為材料，以普通金花茶

（Camellia nitidissima Chi）、云南金花茶（C.

fascicularis H. T. Chang）等 5 份種源清楚的金花

2314 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

茶為對(duì)照，對(duì)其葉片中礦質(zhì)元素含量及功能性成

分進(jìn)行檢測(cè)，為合理開發(fā)和利用金花茶組植物資

源提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

前期收集了 13 份金花茶種質(zhì)資源，5~6 年生，

均保存于西南林業(yè)大學(xué)樹木園（25?03?47.20?N，

102?46?7.43?E，海拔 1891 m），該環(huán)境條件能夠滿

足供試金花茶組植物的良好生長(zhǎng)。在相同的生長(zhǎng)

環(huán)境中，將 13 種不同的種質(zhì)資源分別開溝種植，

采用相同的田間管理。其中，5 份種源清楚，分

別為普通金花茶（Camellia nitidissima Chi）、紅河

1 號(hào)金花茶（C. nitidissima ‘Honghel’）、云南金

花茶（C. fascicularis H. T. Chang）、凹脈金花茶（C.

impressinervis Chang et S. Y. Liang）和毛瓣金花茶

（C. pubipetala Y. Wanet S. Z. Huang），其中，紅

河 1 號(hào)金花茶是由云南省林木品種審定委員會(huì)于

2016 年 12 月認(rèn)定通過的金花茶良種，目前在云

南省紅河州大量種植。另外 8 份金花茶種質(zhì)資源

JHC-1~8 均來源于大圍山。

2021 年 8 月 21 日進(jìn)行葉片取樣，分別取植

株中部成熟葉片，設(shè) 3 個(gè)重復(fù)。采集的葉片經(jīng)蒸

餾水洗凈后擦去表面水分，60 ℃烘干至恒重，用

植物粉碎機(jī)粉碎，過 40 目篩，密封保存于?80 ℃

冰箱中，用于茶多酚、總黃酮、總皂苷及總多糖

等功能性成分檢測(cè)及金花茶中代表性礦質(zhì)元素

（Cu、Zn、Fe、Mn、Ca、Mg）含量測(cè)定。

1.2 方法

1.2.1 葉片含水率測(cè)定 葉片含水量測(cè)定采用烘

干稱重法。將采集的 3 片葉片稱鮮重（FW），60 ℃

烘干至恒重，稱干重（ DW ）。葉片含水率

=(FW-DW)/FW× 100%。

1.2.2 微量元素檢測(cè) 取粉碎樣品 0.3 g（精確至

0.0001 g）于消解罐，加入混合酸（硝酸和高氯酸

體積比為 4∶1）搖勻后，置于電熱板上低溫加熱

至完全消解至近干，補(bǔ)加硝酸和過氧化氫，混勻

后微波消解，趕酸后定容搖勻待測(cè)定其他元素。

取消解液 8 mL，加入濃鹽酸，硫脲加抗壞血酸搖

勻反應(yīng)后待測(cè)，應(yīng)用電感耦合離子光譜儀

ICP-OES，測(cè)定方法采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) LY/T 1270—

1999。測(cè)定的礦質(zhì)元素有鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵

（Fe）、錳（Mn）、銅（Cu）、鋅（Zn），試驗(yàn)設(shè) 3

個(gè)重復(fù)，取平均值，同法做空白。測(cè)試設(shè)備為等

離子體發(fā)射光譜儀（德國(guó)斯派克分析儀器公司）、

ZEEnit.700P 火焰原子吸收分光光度計(jì)（德國(guó)耶拿

分析儀器股份公司）。標(biāo)準(zhǔn)溶液由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中

心購(gòu)買的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（1000 μg/mL）配制而成，

每個(gè)標(biāo)曲 R 均在 0.995 以上。水為超純水，試劑

藥品均為優(yōu)級(jí)純。

1.2.3 功能性成分檢測(cè) 采用紫外分光光度計(jì)法

測(cè)定金花茶葉片中茶多酚、總黃酮、總多糖、總

皂苷含量。茶多酚測(cè)定參照《茶葉中茶多酚和兒

茶素類含量的檢測(cè)方法》（GB/T 8313—2008），得

到的茶多酚待測(cè)液按福林酚氧化法測(cè)定?？傸S酮

的測(cè)定參考黃興賢[21]的方法，并稍作修改：稱取

0.5 g 樣品粉末于 50 mL 錐形瓶中，加 40 mL 75%

乙醇，20 ℃下超聲提取 0.5 h，過濾，用 75%乙

醇洗滌殘?jiān)喜V液定容于 50 mL 容量瓶中，

得總黃酮待測(cè)液，按亞硝酸鈉－硝酸鋁－氫氧化

鈉顯色法測(cè)定?？偠嗵菧y(cè)定參考韋璐[22]的方法稍

作修改，在提取總黃酮后，將殘?jiān)?45 mL 水于

75 ℃超聲提取 1 h，過濾，用水洗滌濾渣，合并

濾液定容于 50 mL 容量瓶中，得多糖待測(cè)液，按

苯酚－硫酸法測(cè)定?？傇碥諟y(cè)定參考高麗萍等[23]

的提取方法進(jìn)行優(yōu)化，稱取樣品粉末 0.5 g 于錐形

瓶中，加入 50 mL 75%乙醇，20 ℃下超聲 0.5 h，

過濾，濾液旋蒸至無醇味，轉(zhuǎn)移至分液漏斗，加

入適量水飽和，正丁醇萃取 2 次，合并正丁醇層，

旋蒸至干，加入甲醇復(fù)溶并定容至 10 mL 容量瓶

中，搖勻，作為皂苷待測(cè)液香草醛－冰醋酸－高

氯酸法進(jìn)行測(cè)定。每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測(cè)定 3 次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用 SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)礦質(zhì)元素和

功能性成分等試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析

（One-way ANOVA），并用最小顯著差數(shù)法（LSD

法）進(jìn)行多重比較。用 Excel 2007 軟件進(jìn)行圖表

制作。對(duì) 13 份不同的金花茶礦質(zhì)元素、功能性成

分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，運(yùn)用 SPSS 20.0 軟件

進(jìn)行相關(guān)性分析及聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉片表型性狀分析

8 份金花茶種質(zhì)資源 JHC-1~8 表型與 5 份對(duì)

照種質(zhì)資源有明顯差異（表 1），葉長(zhǎng)為 11.0~17.7

cm，葉寬為 4.7~9.7 cm，葉長(zhǎng)與葉寬的比值為

1.69~2.74。根據(jù)葉長(zhǎng)葉寬比，可將 13 份金花茶葉

片形狀劃分為橢圓形和長(zhǎng)橢圓形 2 種類型，其中

第 11 期 張紅勐等：13 份金花茶種質(zhì)資源的葉片性狀分析 2315

橢圓形資源有 5 份，占 38.5%，長(zhǎng)橢圓形資源有 8

份，占總種源量的 61.5%；其中，JHC-1、JHC-4、

JHC-6 的葉長(zhǎng)/葉寬比值均超過 2.5，呈長(zhǎng)橢圓形，

而 JHC-7 葉長(zhǎng)/葉寬比值僅為 1.73，呈橢圓形。成

熟葉片葉面積介于 55.00~162.96 cm2 之間，借鑒

茶樹葉片大小的分類方法[24]，普通金花茶、云南

金花茶、毛瓣金花茶、JHC-1、JHC-2、JHC-6、

JHC-7、JHC-8 可劃分為大葉型，其余劃分為中小

葉型。由表 1 可知，13 份金花茶種質(zhì)資源葉色分

為深綠色、綠色及黃綠色，且只有 JHC-7 葉片為

黃綠色，葉片橢圓或長(zhǎng)橢圓形較為普遍，葉長(zhǎng)/

葉寬比值在 1.69~2.74 之間，除毛瓣金花茶與

JHC-7 的葉質(zhì)為薄革質(zhì)，其余葉質(zhì)均為革質(zhì)。13

份金花茶種質(zhì)資源中，只有凹脈金花茶以及毛瓣

金花茶具有絨毛。葉緣特征全為具鋸齒，部分種

質(zhì)資源葉片只有上半部有細(xì)鋸齒。13 份金花茶種

質(zhì)資源的葉片平均含水率的為 55.7%，含水率最

高的種質(zhì)是凹脈金花茶，含水率最低的種質(zhì)是

JHC-8，極差為 17.66%。其中普通金花茶、凹脈

金花茶、JHC-3 含水率較高，分別為 61.7%、62.1%、

60.7%，而 JHC-4、JHC-8 含水率較低，只有 46.1%、

44.5%（表 1）。

表 1 13 份金花茶種質(zhì)資源葉片外形特征

Tab. 1 Leaf shape characteristics of thirteen germplasm resources of Camellia sect. Chrysantha

種質(zhì)

Germplasm

葉長(zhǎng)

Leaf

length/cm

葉寬

Leaf

width/cm

葉長(zhǎng)/葉寬

Length/

width

葉面積

Leaf area/cm2

葉形

Leaf shape

葉質(zhì)

Leaf

texture

葉色

Leaf color

絨毛

Pubescent

鋸齒

Serrate

含水率

Moisture

Content/%

普通金花茶 14.3 6.6 2.17 59.65 長(zhǎng)橢圓形，先端

尾狀漸尖

革質(zhì) 深綠色 無 上半部有

細(xì)鋸齒

61.7

紅河 1 號(hào)金花茶 12.9 4.7 2.74 60.65 長(zhǎng)橢圓形，先端

漸尖

革質(zhì) 深綠色 無 邊緣有細(xì)

鋸齒

56.3

云南金花茶 15.5 8.5 1.82 131.75 橢圓形，先端急

銳尖

革質(zhì) 綠色 無 上半部有

細(xì)鋸齒

56.4

凹脈金花茶 11.0 5.0 2.20 55.00 長(zhǎng)橢圓形，先端

急尖

革質(zhì) 綠色 有 上半部有

細(xì)鋸齒

62.1

毛瓣金花茶 15.2 9.0 1.69 102.32 橢圓形，先端漸

尖

薄革質(zhì) 綠色 有 邊緣有細(xì)

鋸齒

58.4

JHC-1 16.4 6.3 2.60 103.32 長(zhǎng)橢圓形，先端

漸尖

革質(zhì) 深綠色 無 邊緣有細(xì)

鋸齒

57.8

JHC-2 17.7 8.5 2.08 150.45 橢圓形，先端尾

狀漸尖

革質(zhì) 深綠色 無 邊緣有細(xì)

鋸齒

57.9

JHC-3 12.9 5.2 2.48 67.08 長(zhǎng)橢圓形，先端

漸尖

革質(zhì) 深綠色 無 邊緣有細(xì)

鋸齒

60.7

JHC-4 13.0 4.8 2.71 62.40 長(zhǎng)橢圓，先端尾

狀漸尖

革質(zhì) 深綠色 無 上半部有

細(xì)鋸齒

46.1

JHC-5 12.0 5.0 2.40 63.40 長(zhǎng)橢圓形，先端

漸尖

革質(zhì) 綠色 無 邊緣有細(xì)

鋸齒

51.9

JHC-6 14.6 5.4 2.70 78.84 長(zhǎng)橢圓形，先端

漸尖，基部卵形

革質(zhì) 深綠色 無 邊緣有細(xì)

鋸齒

55.8

JHC-7 16.8 9.7 1.73 162.96 橢圓形，先端

漸尖

薄革質(zhì) 黃綠色 無 上半部有

細(xì)鋸齒

54.4

JHC-8 17.0 8.1 2.10 137.70 橢圓形，先端漸

尖，基部呈卵形

革質(zhì) 深綠色 無 邊緣有細(xì)

鋸齒

44.5

2.2 礦質(zhì)元素含量分析

13 份金花茶種質(zhì)資源的葉片中，凹脈金花茶的

Cu 含量最高，達(dá) 7.69 mg/kg，最低的為 JHC-5，僅

3.59 mg/kg，前者是后者的 2.1 倍；Zn 含量最高的

是毛瓣金花茶，達(dá) 19.07 mg/kg，最低的為 JHC-6，

僅 10.21 mg/kg，前者是后者的 1.9 倍；Fe 含量最高

的是 JHC-1，達(dá) 318.4 mg/kg，最低的為 JHC-5，僅

74.6 mg/kg，前者是后者的 4.3 倍；Mn 含量最高的

2316 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

是 JHC-2，達(dá) 581.4 mg/kg，最低的為 JHC-7，僅

88.5 mg/kg，前者是后者的 6.6 倍；Ca 含量最高的

是云南金花茶，達(dá) 10.11 g/kg，最低的為 JHC-6，僅

7.45 g/kg，前者是后者的 1.4 倍；Mg 含量最高的也

是云南金花茶，達(dá) 4.51 mg/kg，最低的為 JHC-7，

僅 2.54 mg/kg，前者是后者的 1.8 倍（圖 1）。

不同金花茶種質(zhì)資源葉片中礦質(zhì)元素含量間

存在差異，Cu 含量較高的有云南金花茶、紅河 1

號(hào)毛瓣金花茶、凹脈金花茶，含量較低的有

JHC-5、JHC-7、JHC-6、JHC-8；Zn 含量較高的

有 JHC-8、云南金花茶、毛瓣金花茶，含量較低

的有 JHC-6、JHC-2、JHC-1；Fe 含量較高的有普

通金花茶、JHC-8、毛瓣金花茶、JHC-1，含量較

低的有 JHC-5、JHC-6、JHC-2；Mn 含量較高的

有 JHC-4、紅河 1 號(hào)、JHC-3、JHC-2，含量較低

的有 JHC-7、JHC-5、云南金花茶；Ca 含量較高

的有 JHC-2、JHC-8、云南金花茶，含量較低的有

JHC-6、JHC-5、凹脈金花茶、JHC-7；Mg 含量較

高的有 JHC-1、JHC-8、云南金花茶，含量較低的

有 JHC-7、JHC-2、JHC-3、凹脈金花茶。

不同小寫字母表示不同種質(zhì)間差異顯著（P<0.05）。

Different lowercase letters indicate significant difference among different germplasm (P<0.05).

圖 1 13 份金花茶種質(zhì)資源礦質(zhì)元素含量

Fig. 1 Mineral element contents of thirteen germplasm resources of Camellia sect. Chrysantha

2.3 功能性成分含量分析

金花茶種質(zhì) JHC-7 的茶多酚含量最高，達(dá)

10.67%，低于 2.00%的有 JHC-2 和 JHC-3，僅為

1.91%和 1.84%，前者是后者的 5.0 倍以上；JHC-8

的總多糖含量最高，達(dá) 10.20%，JHC-1 和毛瓣金

花茶的總多糖含量次之，分別為 9.97%和 9.50%，

云南金花茶中僅含 2.02%，最高和最低相差達(dá) 5.0

倍；總皂苷含量最高的是凹脈金花茶，達(dá) 6.53%，

最低的為 JHC-1，僅 0.60%，前者是后者的 10.9

倍；總黃酮含量最高的是 JHC-2，達(dá) 4.30%，最

低的為 JHC-7，僅 2.13%，相差 2.0 倍（圖 2）。

不同金花茶種質(zhì)資源葉片中功能性成分含量

間存在顯著性差異，茶多酚含量較高的有毛瓣金

花茶、JHC-7，含量較低的有 JHC-3、JHC-2；總

多糖含量較高的有毛瓣金花茶、JHC-1、JHC-8，

含量較低的有云南金花茶、JHC-4；總皂苷含量較

高的有 JHC-2、JHC-4、凹脈金花茶，含量較低的

有 JHC-1、JHC-7；總黃酮含量較高的有 JHC-5、

JHC-2，含量較低的有 JHC-7、紅河 1 號(hào)。

2.4 葉片表型性狀與礦質(zhì)元素、功能成分的相

關(guān)性分析

13 份金花茶種質(zhì)資源葉片表型性狀與礦質(zhì)元

素、功能性成分的相關(guān)性結(jié)果見表 2，其中葉長(zhǎng)/

葉寬與茶多酚、鋅元素含量呈顯著（P<0.05）負(fù)

第 11 期 張紅勐等：13 份金花茶種質(zhì)資源的葉片性狀分析 2317

不同小寫字母表示不同種質(zhì)間差異顯著（P<0.05）。

Different lowercase letters indicate significant difference among different germplasm (P<0.05).

圖 2 13 份金花茶種質(zhì)資源功能性成分含量

Fig. 2 Functional component contents of thirteen germplasm resources of Camellia sect. Chrysantha

相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為?0.561、?0.655，葉質(zhì)、葉

色與茶多酚含量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別

為 0.856、0.835，葉色與錳元素含量呈極顯著

（P<0.01）負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.687，絨毛與

銅含量元素呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為 0.623。

其余礦質(zhì)元素及功能成分與葉片表型性狀之間無

顯著相關(guān)性。

2.5 聚類分析

以 13 種金花茶葉片中 4 種功能性成分及 6 種

礦質(zhì)元素含量為參數(shù)組合，對(duì)其進(jìn)行聚類分析，

發(fā)現(xiàn)在距離系數(shù)為 4.5 時(shí)，可以將這 13 種金花茶

劃分為 5 組，其中第Ⅰ組包括：紅河 1 號(hào)、JHC-2、

JHC-3、JHC-4；第Ⅱ組有云南金花茶、JHC-5、

JHC-7；第Ⅲ組有凹脈金花茶和 JHC-6；第Ⅳ組有

普通金花茶、JHC-8、毛瓣金花茶；而第Ⅴ組只有

JHC-1（圖 3）。第Ⅰ組和第Ⅳ組中的金花茶微量

元素和功能性成分含量相對(duì)較高，可能具有更高

的藥用和保健功能；而第Ⅲ組金花茶的微量元素

和功能性成分含量在各種金花茶中相對(duì)較低，其

藥用和保健功能可能相對(duì)較低。聚類圖進(jìn)一步表

明 JHC-1~8 是區(qū)別于普通金花茶、紅河 1 號(hào)、云

南金花茶、凹脈金花茶和毛瓣金花茶等已知種源

的新的金花茶組植物。

3 討論

大多數(shù)植物葉片含水率占組織鮮重的 65%~

90%，而本研究中 13 種金花茶種質(zhì)資源的葉片含

水率均在 62%以下。通常葉片含水量越低，蒸騰

強(qiáng)度越小，故葉片含水率是一個(gè)可靠的植物耐旱

鑒定指標(biāo)[25]，且金花茶成熟葉片一般呈革質(zhì)化，

可見金花茶植株整體耐旱，因此并不適于頻繁澆

水。尤其本研究中 JHC-4、JHC-8 的葉片含水率

低于 50%，更暗示了其強(qiáng)耐旱性，為后續(xù)選育強(qiáng)

耐旱性株系提供了材料。不僅含水率，來自云南

大圍山的 JHC-1~8 表型表現(xiàn)出不同于已知種源的

金花茶，其葉色、葉鋸齒、葉面積也都發(fā)生了較

大變化，猜測(cè)其內(nèi)含成分也發(fā)生了一定的變化，

經(jīng)實(shí)際檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn)，礦質(zhì)元素、功能性成分的

2318 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

表 2 葉片表型性狀與礦質(zhì)元素、功能成分的相關(guān)性分析

Tab. 2 Correlation analysis of leaf phenotypic traits with mineral elements and functional components

項(xiàng)目

Item

茶多酚

Tea polyphenols

總多糖

Total polysaccharides

總皂苷

Total

saponins

總黃酮

Total flavonoids

Cu Zn Fe Mn Ca Mg

葉長(zhǎng) 0.094 0.417 ?0.386 ?0.040 ?0.324 0.085 0.408 ?0.156 0.489 0.204

葉寬 0.478 0.234 ?0.354 ?0.156 ?0.112 0.499 0.293 ?0.345 0.387 0.051

葉長(zhǎng)/葉寬 ?0.561* ?0.092 0.188 0.117 ?0.086 ?0.655* ?0.141 0.398 ?0.250 0.042

葉面積 0.299 0.214 ?0.260 ?0.093 ?0.301 0.270 0.196 ?0.309 0.437 0.076

含水率 ?0.077 0.084 ?0.256 0.076 0.461 ?0.247 0.036 0.265 ?0.207 ?0.330

葉質(zhì) 0.856** 0.072 ?0.536 ?0.343 ?0.012 0.540 0.221 ?0.328 ?0.291 ?0.389

葉色 0.835** ?0.298 ?0.123 ?0.136 ?0.160 0.308 ?0.230 ?0.687** ?0.490 ?0.289

絨毛 0.296 0.369 0.130 0.162 0.623** 0.441 0.102 0.089 ?0.297 ?0.256

鋸齒 ?0.426 0.498 ?0.177 0.319 ?0.287 ?0.164 0.058 0.352 ?0.043 ?0.079

注：*

表示顯著相關(guān)（P<0.05），**表示極顯著相關(guān)（P<0.01）。

Note: *

indicates significant correlation (P<0.05), ** indicates extremely significant correlation (P<0.01).

圖 3 13 份金花茶種質(zhì)資源的葉片內(nèi)

含成分的聚類分析

Fig. 3 Cluster analysis of thirteen germplasm resources

of Camellia sect. Chrysantha based on component

contents in leaves

差異達(dá)到顯著水平。而高礦質(zhì)元素含量及高功能

性成分含量的種質(zhì)是金花茶育種取得成功的物

質(zhì)基礎(chǔ)，性狀遺傳變異的評(píng)估是提高遺傳改良效

率的重要內(nèi)容。這也進(jìn)一步表明云南大圍山蘊(yùn)含

著豐富的金花茶資源，是金花茶資源的寶庫(kù)。

動(dòng)物及臨床試驗(yàn)表明，金花茶葉提取物具有

降血糖、降血壓、降血脂、降血清中膽固醇、抑

制腫瘤生長(zhǎng)、防止動(dòng)脈粥樣硬化、激活人體多種

酶、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫能力、延緩衰老等功能[26-31]，

而金花茶葉片中所含的生理活性成分是這些功能

的物質(zhì)基礎(chǔ)。金花茶含有茶多酚、多糖、總黃酮、

總皂苷等生理活性物質(zhì)，它們的含量均與其抗氧

化活性相關(guān)。人工合成抗氧化劑可能引起癌變和

肝臟損傷，因此，開發(fā)高效無毒的天然抗氧化劑，

已成為植物領(lǐng)域重要的研究?jī)?nèi)容。前人相關(guān)研究

表明，在金花茶組植物中毛瓣金花茶（C. pubipetala）葉片茶多酚、總黃酮等含量更高，礦質(zhì)元

素 Ca、Mn、Fe、Zn、Cu 等含量更為豐富[32]，同

樣，在本研究中，毛瓣金花茶成熟葉片除總皂苷、

Ca、Mg 等在相應(yīng)各項(xiàng)平均值以下，其他各項(xiàng)指

標(biāo)均高于平均值，確實(shí)表現(xiàn)優(yōu)異，因此毛瓣金花

茶具有較高的開發(fā)利用價(jià)值。若以毛瓣金花茶為

參照，本研究發(fā)現(xiàn) JHC-7 的茶多酚含量是毛瓣金

花茶的 1.5 倍，JHC-1、JHC-2、JHC-8 的總多糖

含量和毛瓣金花茶的無顯著性差異、且都顯著高

于其他金花茶，JHC-2、JHC-5 的總黃酮含量顯著

高于毛瓣金花茶，JHC-1 的 Fe 含量是毛瓣金花茶

的 1.4 倍，JHC-2、JHC-3、JHC-4 的 Mn 含量顯

著高于毛瓣金花茶，JHC-2、JHC-8 的 Ca 含量顯

著高于毛瓣金花茶，JHC-1、JHC-8 的 Mg 含量顯

著高于毛瓣金花茶。這些結(jié)果和聚類分析的樹狀

圖一致?？梢?，JHC-2、JHC-8 的物質(zhì)含量總體上

很高，暗示著有更高的開發(fā)利用價(jià)值，也可以作

為后續(xù)重要的選育材料進(jìn)行其藥用和保健功能的

研究。

極端植物材料的篩選是剖析復(fù)雜性狀遺傳基

礎(chǔ)的一種重要研究基礎(chǔ)。通過本研究，還為后續(xù)

在金花茶中解析重要功能性成分累積機(jī)理的研究

篩選到極端材料，如總皂苷含量極高材料凹脈金

花茶與極低材料 JHC-1 相差 10.9 倍；茶多酚含量

極高材料 JHC-7 與極低材料 JHC-3 相差 5.8 倍；

總多糖含量極高材料 JHC-8 與極低材料云南金花

第 11 期 張紅勐等：13 份金花茶種質(zhì)資源的葉片性狀分析 2319

茶相差 5.0 倍；Mn 含量極高材料 JHC-2 與極低材

料 JHC-7 相差 6.6 倍；Fe 含量極高材料 JHC-1 與

極低材料 JHC-5 相差 4.3 倍。隨著高通量技術(shù)在

植物領(lǐng)域的研究進(jìn)程，基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組

和代謝組等多個(gè)層面的海量數(shù)據(jù)對(duì)植物極端材料

進(jìn)行分析，將進(jìn)一步幫助我們更為全面、系統(tǒng)地

解析金花茶種間的復(fù)雜變化與調(diào)控過程。

4 結(jié)論

本研究對(duì) 13 種金花茶種質(zhì)資源葉片的微量

元素及功能性成分含量進(jìn)行測(cè)定并分析，結(jié)果表

明，13 種金花茶種質(zhì)資源葉片的微量元素及功能

性成分差異顯著（P<0.05），可根據(jù)各自特點(diǎn)，對(duì)

所需營(yíng)養(yǎng)成分的需求進(jìn)行針對(duì)性的開發(fā)利用。今

后應(yīng)集中開發(fā)價(jià)值更高的金花茶種類，更合理地

開發(fā)利用金花茶種質(zhì)資源，最大程度發(fā)揮其功效。

參考文獻(xiàn)

[1] HE D Y, LI X Y, SAI X, WANG L L, LI S Y, XU Y P. Camellia nitidissima C.W. Chi: a review of botany, chemistry,

and pharmacology[J]. Phytochemistry Reviews, 2018, 17(2):

327-349.

[2] 賀棟業(yè), 李曉宇, 王麗麗, 張萍, 李淑英, 徐永平. 金花茶

化學(xué)成分及藥理作用研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,

2016, 22(3): 231-234.

HE D Y, LI X Y, WANG L L, ZHANG P, LI S Y, XU Y P.

Chemical constituents and pharmacological effects of Camellia nitidissima[J]. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae, 2016, 22(3): 231-234. (in Chinese)

[3] 林華娟, 秦小明, 曾秋文, 楊基柱, 鐘嘉敏. 金花茶茶花

的化學(xué)成分及生理活性成分分析[J]. 食品科技, 2010,

35(10): 88-91.

LIN H J, QIN X M, ZENG Q W, YANG J Z, ZHONG J M.

Analysis on chemical and bioactive components in flower of

Camellia chrysantha (Hu) Tuyama[J]. Food Science and

Technology, 2010, 35(10): 88-91. (in Chinese)

[4] 曹芬, 樊蘭蘭. 金花茶研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)藥業(yè), 2013, 22(4):

95-96.

CAO F, FAN L L. Research progress on Camellia nitidissima[J]. China Pharmaceuticals, 2013, 22(4): 95-96. (in Chinese)

[5] 李石容. 金花茶茶花黃酮類化合物的分離純化及抗氧化

活性的初步研究[D]. 湛江: 廣東海洋大學(xué), 2012.

LI S R. Isolation and purification of camellia flavonoid and

preliminary study on its antioxidant activity[D]. Zhanjiang:

Guangdong Ocean University, 2012. (in Chinese):

[6] DAI L, LI J L, LIANG X Q, LI L, FENG Y, LIU H Z, WEI

W E, NING S F, ZHANG L T. Flowers of Camellia nitidissima cause growth inhibition, cell-cycledysregulation and

apoptosis in a human esophagealsquamous cell carcinoma

cell line[J]. Molecular Medicine Reports, 2016, 14(2):

1117-1122.

[7] 寧恩創(chuàng), 秦小明, 楊宏. 金花茶葉水提物的降脂功能試驗(yàn)

研究[J]. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2004(4): 350-352.

NING E C, QIN X M, YANG H. Experimental study on

lipid-lowering function of aqueous extract of Camellia

sinensis L.[J]. Journal of Guangxi University (Natural Science Edition), 2004(4): 350-352. (in Chinese)

[8] 張萍. 金花茶的花提取物降血脂作用研究[D]. 大連: 大

連理工大學(xué), 2015.

ZHANG P. Study on hypolipidemic effect of flower extract

of Camellia nitidissima L.[D]. Dalian: Dalian University of

Technology, 2015. (in Chinese)

[9] 夏星, 黃嘉駿, 王志萍, 王勤, 潘為高. 金花茶葉的降血

糖作用及急性毒性研究[J]. 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥, 2013, 24(5):

1281-1282.

XIA X, HUANG J J, WANG Z P, WANG Q, PAN W G.

Study on hypoglycemic effect and acute toxicity of Camellia

sinensis[J]. Lishizhen Medicine and Materia Medica Research, 2013, 24(5): 1281-1282. (in Chinese)

[10] 張宏達(dá), 任善湘. 中國(guó)植物志: 第四十九卷(第三分冊(cè))[M].

北京: 科學(xué)出版社, 1998.

ZHANG H D, REN S X. Flora of China: volume 49(3rd Edition)[M]. Beijing: Science Press, 1998. (in Chinese)

[11] 李先民, 李春牛, 盧家仕, 黃展文, 崔學(xué)強(qiáng), 張自斌, 周錦

業(yè), 卜朝陽. 6 種金花茶組植物的花朵活性成分分析與評(píng)

價(jià)[J]. 食品研究與開發(fā), 2020, 41(21): 33-37.

LI X M, LI C N, LU J S, HUANG Z W, CUI X Q, ZHANG

Z B, ZHOU J Y, BU Z Y. Analysis and evaluation of active

ingredient in flowers of 6 species of Camellia sect. Chrysantha Chang[J]. Food Research and Development, 2020,

41(21): 33-37. (in Chinese)

[12] 李辛雷, 王佳童, 孫振元, 王潔, 殷恒福, 范正琪, 李紀(jì)元,

蔣昌杰, 黃曉娜. 五種金花茶組植物類黃酮成分及其與花

色關(guān)系[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2019, 38(4): 961-966.

LI X L, WANG J T, SUN Z Y, WANG J, YIN H F, FAN Z

Q, LI J Y, JIANG C J, HUANG X N. Flavonoid components

and their relationship with flower colors in five species of

Camellia section Chrysantha[J]. Chinese Journal of Ecology,

2019, 38(4): 961-966. (in Chinese)

[13] 李辛雷, 王佳童, 孫振元, 王潔, 殷恒福, 范正琪, 李紀(jì)元.

三種山茶屬金花茶組植物花朵類黃酮成分研究[J]. 廣西

植物, 2019, 39(7): 917-924.

2320 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

LI X L, WANG J T, SUN Z Y, WANG J, YIN H F, FAN Z

Q, LI J Y. Flavonoid components in flowers from three species of section Chrysantha Chang in Camellia[J]. Guihaia,

2019, 39(7): 917-924. (in Chinese)

[14] 韋霄, 黃興賢, 蔣運(yùn)生, 唐輝, 漆小雪, 陳宗游. 3 種金花

茶組植物提取物的抗氧化活性比較[J]. 中國(guó)中藥雜志,

2011, 36(5): 639-641.

WEI X, HUANG X X, JIANG Y S, TANG H, QI X X,

CHEN Z Y. Comparison of the antioxidant activities of the

extracts from three species of Camellia group[J]. China

Journal of Chinese Materia Medica, 2011, 36(5): 639-641.

(in Chinese)

[15] 黃永林, 文永新, 劉金磊, 李典鵬, 張厚瑞, 韋宵. 5 種金

花茶中總黃酮含量的測(cè)定[J]. 中國(guó)中醫(yī)藥科技, 2009,

16(1): 38-39.

HUANG Y L, WEN Y X, LIU J L, LI D P, ZHANG H R,

WEI X. Determination of total flavonoids in 5 kinds of Camellia nitidissima thunb[J]. Chinese Journal of Traditional

Medical Science and Technology, 2009, 16(1): 38-39. (in

Chinese)

[16] 李美玲, 彭健玲, 江海都, 柴勝豐, 朱成豪, 熊忠臣. 9 種

金花茶花抗氧化活性及其主要活性物質(zhì)含量的研究[J].

廣西科學(xué)院學(xué)報(bào), 2020, 36(4): 419-426.

LI M L, PENG J L, JIANG H D, CHAI S F, ZHU C H,

XIONG Z C. Study on antioxidant activity and content of

main active component of 9 kinds of yellow Camllia flowers[J]. Journal of Guangxi Academy of Sciences, 2020, 36(4):

419-426. (in Chinese)

[17] 張貴良, 張貴生, 張昆, 王東, 平珊瑚. 云南金花茶野生

資源調(diào)查與分析[J]. 廣東林業(yè)科技, 2015, 31(1): 45-48.

ZHANG G L, ZHANG G S, ZHANG K, WANG D, PING S

H. Investigation and analysis of wild Camellia fascicularis in

Yunnan province[J]. Guangdong Forestry Science and

Technology, 2015, 31(1): 45-48. (in Chinese)

[18] 汪松, 解焱. 中國(guó)物種紅色名錄. 第一卷, 紅色名錄[M].

北京: 高等教育出版社, 2004.

WANG S, XIE Y. China species red list. Volume 1, the Red

List[M]. Beijing: Higher Education Press, 2004. (in Chinese)

[19] 楊保綱. 云南大圍山生物多樣性[M]. 昆明: 云南科技出

版社, 2019.

YANG B G. Biodiversity of Dawei Mountain in Yunnan

province[M]. Kunming: Yunnan Science and Technology

Press, 2019. (in Chinese)

[20] 張玥, 藍(lán)增全, 吳田. 云南大圍山金花茶種質(zhì)資源的 ISSR

分析[J]. 分子植物育種, 2018, 16(2): 649-655.

ZHANG Y, LAN Z Q, WU T. ISSR analysis of Camellia nitidissima germplasm resources from dawei mountain in

Yunnan[J]. Molecular Plant Breeding, 2018, 16(2): 649-655.

(in Chinese)

[21] 黃興賢. 金花茶組植物黃酮的含量比較及抗氧化性研

究[D]. 桂林: 廣西師范大學(xué), 2010.

HUANG X X. Comparative study on the content and antioxidation of flavonoids in Camellia group[D]. Guilin:

Guangxi Normal University, 2010. (in Chinese)

[22] 韋璐. 金花茶多糖的分離純化及化學(xué)結(jié)構(gòu)研究[D]. 湛江:

廣東海洋大學(xué), 2008.

WEI L. Study on isolation, purification and chemical structure of polysaccharides from Camellia nitidissima[D]. Zhanjiang: Guangdong Ocean University, 2008. (in Chinese)

[23] 高麗萍, 劉華, 封云芳. 人參總皂苷的含量測(cè)定[J]. 浙江

工程學(xué)院學(xué)報(bào), 2002(3): 171-174.

GAO L P, LIU H, FENG Y F. Determination of total saponins in Panax ginseng[J]. Journal of Zhejiang Sci-Tech University (Natural Sciences), 2002(3): 171-174. (in Chinese)

[24] 虞富蓮. 中國(guó)古茶樹[M]. 昆明: 云南科技出版社, 2016.

YU F L. Ancient tea plants in China[M]. Kunming: Yunnan

Science and Technology Press, 2016. (in Chinese)

[25] 唐健民, 柴勝豐, 鄒蓉, 陳宗游, 史艷財(cái), 蔣運(yùn)生, 韋霄.

水分脅迫對(duì)極小種群東興金花茶幼苗光合特性的影響[J].

廣西植物, 2020, 40(12): 1764-1772.

TANG J M, CHAI S F, ZOU R, CHEN Z Y, SHI Y C,

JIANG Y S, WEI X. Effects of water stress on photosynthetic characteristics of Camellia tunghinensis seedlings[J].

Guihaia, 2020, 40(12): 1764-1772. (in Chinese)

[26] PENG X, YU D Y, FENG B M, WANG Y Q, SHI L Y. A

new acylated flavonoid glycoside from the flowers of Camellia nitidissima and its effect on the induction of apoptosis

in human lymphoma U937 cells[J]. Journal of Asian Natural

Products Research, 2012, 14(8): 799-804.

[27] WANG W X, LIU H Y, WANG Z N, QI J, YUAN S T,

ZHANG W J, CHEN H J, FINLEY J W, GU L W, JIA A Q.

Phytochemicals from Camellia nitidissima Chi inhibited the

formation of advanced glycation end-products by scavenging

methylglyoxal[J]. Food Chemistry, 2016(205): 204-211.

[28] 李丹, 彭成, 謝曉芳. 黃酮類化合物治療糖尿病及其并發(fā)

癥的研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志, 2014, 20(11):

239-242.

LI D, PENG C, XIE X F. Development of experimental

study on flavonoids for treatment of diabetes mellitus and its

complications[J]. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae, 2014, 20(11): 239-242. (in Chinese)

[29] 農(nóng)彩麗, 陳永欣, 何顯科, 韋錦斌. 金花茶總黃酮體外抗

腫瘤活性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 中國(guó)癌癥防治雜志, 2012, 4(4):

324-327.

NONG C L, CHEN Y X, HE X K, WEI J B. In vitro antitu-

第 11 期 張紅勐等：13 份金花茶種質(zhì)資源的葉片性狀分析 2321

mor effects of total flavonoids from Camellia chrysantha

(Hu) Tuyama[J]. Chinese Journal of Oncology Prevention

and Treatment, 2012, 4(4): 324-327. (in Chinese)

[30] 趙元華, 劉會(huì)芳, 何榮霞. 金花茶抗腫瘤作用的研究進(jìn)

展[J]. 醫(yī)學(xué)綜述, 2015, 21(16): 2995-2997.

ZHAO Y H, LIU H F, HE R X. Research progress of the

anti-tumor effect of Camellia nitidissima[J]. Medical Recapitulate, 2015, 21(16): 2995-2997. (in Chinese)

[31] 王梓靈, 郭瑜婕, 朱蕓蕓, 陳樂, 吳婷, 劉大會(huì), 黃必勝,

杜鴻志. 金花茶有效部位抑制表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)

抗非小細(xì)胞肺癌的作用機(jī)制研究[J]. 中國(guó)中藥雜志,

2021(46): 1001-5302.

WANG Z L, GUO Y J, ZHU Y Y, CHEN L, WU T, LIU D

H, HUANG B S, DU H Z. Actives fractions of Camllia nitidissma inhibit non-small cell lung cancer via suppressing

epidermal growth factor receptor[J]. China Journal of Chinese Materia Medica, 2021(46): 1001-5302. (in Chinese)

[32] 柴勝豐, 唐健民, 陳宗游, 韋記青, 漆小雪, 韋霄. 毛瓣金

花茶葉片化學(xué)成分及生理活性物質(zhì)分析[J]. 食品科技,

2016, 41(3): 110-114.

CHAI S F, TANG J M, CHEN Z Y, WEI J Q, QI X X, WEI

X. Analysis of chemical components and physiological active substances in leaves of Camellia pubipetala[J]. Food

Science and Technology, 2016, 41(3): 110-114. (in Chinese)

熱帶作物學(xué)報(bào) 2023, 44(11): 2322?2329

Chinese Journal of Tropical Crops

收稿日期 2022-09-27；修回日期 2022-10-28

基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（No. 2020YFD1000600）；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（糖料）建設(shè)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（No. CARS170716）。

作者簡(jiǎn)介 彭李順（1980—），男，博士，助理研究員，研究方向：植物營(yíng)養(yǎng)與甘蔗高產(chǎn)栽培。*通信作者（Corresponding author）：

楊本鵬（YANG Benpeng），E-mail：y-bp@163.com。

膜下滴灌減量施肥對(duì)甘蔗農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和養(yǎng)分利用率的影響

彭李順1,2,3，曹崢英1,2,3，蔡文偉1,2,3，甘儀梅1,2,3，楊本鵬1,2,3*

1. 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所，海南海口 571101；2. 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院海南熱帶農(nóng)業(yè)資源研究院，海南

?？?571101；3. 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院三亞研究院，海南三亞 572024

摘 要：探討不同膜下滴灌減量施肥模式對(duì)甘蔗生長(zhǎng)、產(chǎn)量和肥料利用率的影響，分析最佳減肥模式，為科學(xué)指導(dǎo)甘

蔗膜下滴灌施肥技術(shù)應(yīng)用提供理論依據(jù)。以空白對(duì)照（CK0）、常規(guī)施肥（CK1）和滴灌+常規(guī)施肥（CK2）為對(duì)照，設(shè)

置 1 個(gè)膜下滴灌施肥處理 T100（施肥量同 CK1）以及 3 個(gè)膜下滴灌減量施肥處理 T80、T70 和 T60（減量 20%、30%和 40%），

對(duì)甘蔗主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、蔗糖分、產(chǎn)糖量、經(jīng)濟(jì)效益及養(yǎng)分利用率等生產(chǎn)指標(biāo)進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明：相較于

CK1，增加滴灌的 CK2 有效莖數(shù)明顯提高，而 T100 在分蘗率、株高、有效莖數(shù)、成莖率方面均顯著提升，T80 和 T70 則

主要對(duì)有效莖數(shù)和成莖率促進(jìn)明顯。在產(chǎn)量方面，相對(duì) CK1，CK2 及 T100、T80、T70 均顯著增加，2 年平均產(chǎn)量分別提

升了 13.64%、32.20%、27.00%和 20.18%。在各滴灌施肥處理間，相對(duì)于 T100，T80 產(chǎn)量并無顯著變化，而 T70 和 T60

產(chǎn)量顯著減少。在蔗糖分和產(chǎn)糖量方面，各滴灌施肥處理間蔗糖分并無顯著差異，而產(chǎn)糖量與產(chǎn)量變化趨勢(shì)基本一

致，T100 和 T80 產(chǎn)糖量最高，且二者間無顯著差異。在純收益方面，僅有 T100 和 T80 較 CK1 獲得顯著增加，2 年平均

收益分別增加 4534.4 元/hm2 和 3953.8 元/hm2

。T70 和 T60 純收益相較于 T100 則呈現(xiàn)顯著下降，其中 T60 純收益甚至比

CK1 還低 2350 元/hm2

。在肥料利用率方面，所有滴灌施肥處理氮、磷、鉀肥利用率均顯著高于 CK1，其中 T80 肥料

利用率最高，2 年試驗(yàn)平均氮、磷、鉀肥利用率分別達(dá)到 48.36%、27.70%和 68.95%，分別較 CK1 提高了 28.42、17.95

和 30.71 個(gè)百分點(diǎn)。綜合來看，在中等肥力磚紅壤蔗區(qū)，采用 T80 膜下滴灌減量施肥模式，可以同時(shí)獲得較理想的甘

蔗產(chǎn)量和收益。

關(guān)鍵詞：甘蔗；膜下滴灌施肥；化肥減施；產(chǎn)量；養(yǎng)分利用率

中圖分類號(hào)：S566.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Effects of Reduced Fertilization on Main Agronomic Traits, Yield and

Fertilizer Utilization Rate of Sugarcane under Mulched Drip Fertigation System

PENG Lishun1,2,3, CAO Zhengying1,2,3, CAI Wenwei1,2,3, GAN Yimei1,2,3, YANG Benpeng1,2,3*

1. Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Haikou, Hainan 571101,

China; 2. Hainan Institute of Tropical Agricultural Resources, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Haikou, Hainan

571101, China; 3. Sanya Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Sanya, Hainan, 572024, China.

Abstract: The present study revealed the effects of chemical fertilizer reduction patterns on growth, cane yield and fertilizer utilization rate of sugarcane, in order to provide a theoretical basis for the application of mulched drip fertigation

and find out the best pattern to reduce fertilizer in sugarcane. Seven different treatments were conducted: no fertilization

(CK0), conventional fertilization (CK1), mulched drip irrigation + conventional fertilization (CK2), mulched drip fertigation T100 (fertilizer amount equated with CK1) and T80, T70, T60 (20%, 30% and 40% reduction of fertilizer amount of

T100). Main agronomic characters, cane yield, sucrose content, sugar yield, economic benefit and nutrient utilization rate

第 11 期 彭李順等：膜下滴灌減量施肥對(duì)甘蔗農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和養(yǎng)分利用率的影響 2323

of sugarcane were measured in the seven different treatments. The results showed that compared with CK1, the millable

stalk number in CK2 increased significantly, the tillering rate, plant height, millable stalk number and stalk formation

rate in T100 were all improved significantly, the effective stalk number and stalk formation rate in T80 and T70 were improved significantly. Compared with CK1, the cane yield in CK2, T100, T80 and T70 increased significantly by 13.64%,

32.20%, 27.00% and 20.18%, respectively. In the different drip fertigation treatments, there was no significant differences for cane yield between T100 and T80, but the cane yield for T70 and T60 decreased significantly in contrast to T100.

There was no significant difference in sugar content among the different drip fertigation treatments. The change trend of

sugar yield and cane yield among the treatments was consistent. Sugar yield in T100 and T80 was higher than that in other

treatments, and there was no significant difference between that in T100 and T80. Compared with CK1, the net benefit in

T100 and T80 increased significantly by 4534.4 yuan/hm2

and 3953.8 yuan/hm2

, respectively. The net benefit in T70 and

T60 decreased significantly compared with T100, and the net benefit in T60 was even 2350 yuan/hm2

lower than that in

CK1. The fertilizer utilization rate of all drip fertigation treatments was significantly higher than that of CK1, and the

average utilization rates of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizers in T80 were the highest in all the treatments,

reached 48.36%, 27.70% and 68.95%, respectively, which was 28.42, 17.95 and 30.71 percentage points higher than that

of CK1, respectively. Overall, in the middle fertility of laterite soil, the application of mulched drip fertigation pattern

for T80 could obtain ideal cane yield and benefit.

Keywords: sugarcane; mulched drip fertigation; reduction fertilization; yield; fertilizer use efficiency

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2023.11.021

甘蔗是我國(guó)最為重要的食糖原料作物，也是

我國(guó)熱帶、亞熱帶地區(qū)第一大經(jīng)濟(jì)作物。盡管我

國(guó)蔗區(qū)水熱資源普遍較為豐富，具備較好的生產(chǎn)

潛力，但由于各季降雨不均，春、秋季節(jié)性干旱

頻繁發(fā)生，每年均會(huì)出現(xiàn)不同程度的旱害，限制

甘蔗產(chǎn)量的提升[1-2]。此外，甘蔗作為高光效 C4

植物，具有生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、生物量大的特點(diǎn)，對(duì)養(yǎng)

分需求量較大，蔗農(nóng)為了獲得高產(chǎn)，通常會(huì)過量

施用化肥。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)甘蔗生產(chǎn)上化肥平均施

用量是世界平均施肥量的 3 倍，是發(fā)達(dá)國(guó)家的

5~10 倍，化肥平均利用率普遍偏低，其中氮肥利

用率僅為 14.5%~24.7%，磷肥利用率為 6.7%~

13.4%，鉀肥利用率為 15.6%~26.9%，與澳大利亞、

美國(guó)等甘蔗生產(chǎn)發(fā)達(dá)國(guó)家有著較大差距[3-5]。春、

秋季節(jié)性干旱頻發(fā)加上長(zhǎng)期過量不合理的化肥施

用量，不僅導(dǎo)致甘蔗生產(chǎn)化肥利用率低，肥料浪

費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，還極大制約甘蔗產(chǎn)量的提升，導(dǎo)致

甘蔗種植效益不高，甚至出現(xiàn)虧損現(xiàn)象，甘蔗產(chǎn)

業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展已受到挑戰(zhàn)[6-8]。

滴灌施肥技術(shù)是一項(xiàng)可實(shí)現(xiàn)水肥同步管理和

高效利用的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)。該技術(shù)根據(jù)作物對(duì)

水分、養(yǎng)分需求通過滴灌系統(tǒng)將肥料定時(shí)定量均

勻地輸送到作物根部，不僅具有節(jié)水、節(jié)肥、省

工的特點(diǎn)，還可以明顯促進(jìn)作物產(chǎn)量和品質(zhì)提升、

節(jié)省灌溉和施肥時(shí)間、改善土壤環(huán)境[9-10]。近年

來，在甘蔗生產(chǎn)上滴灌施肥技術(shù)也逐漸開始被廣

泛研究和應(yīng)用。多項(xiàng)相關(guān)研究表明，通過滴灌施

肥可以明顯增加甘蔗在不同生長(zhǎng)階段的主要養(yǎng)分

吸收[11-13]、促進(jìn)甘蔗產(chǎn)量與蔗糖分提升[14-17]，同

時(shí)對(duì)土壤生態(tài)和理化性狀也有一定改善作用[18]，

可以有效解決甘蔗生產(chǎn)上長(zhǎng)期存在的化肥施用量

大、利用率低、浪費(fèi)嚴(yán)重、單產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益低等

問題。

此外，在滴灌施肥的基礎(chǔ)上，通過覆蓋地膜

進(jìn)行膜下滴灌施肥，可集成覆膜和滴灌施肥技術(shù)

的優(yōu)點(diǎn)，在積溫保墑、節(jié)水節(jié)肥的同時(shí)，進(jìn)一步

減少施用肥料的揮發(fā)和淋失，提升肥料利用率，

減少化肥施用量，目前該項(xiàng)技術(shù)已在蔬菜、玉米、

小麥、棉花等作物中廣泛應(yīng)用[19]。然而，膜下滴

灌施肥技術(shù)在甘蔗生產(chǎn)上的應(yīng)用仍處于起步階

段，目前鮮有關(guān)于該技術(shù)應(yīng)用對(duì)甘蔗生長(zhǎng)、產(chǎn)量、

蔗糖分、化肥利用率、經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)影響的研

究報(bào)道。因此，本研究以不施肥、常規(guī)施肥以及

滴灌清水+常規(guī)施肥 3 個(gè)處理為對(duì)照，同時(shí)設(shè)置 4

個(gè)不同施肥量的膜下滴灌施肥處理，分析膜下滴

灌減量施肥對(duì)甘蔗主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、蔗糖分、

產(chǎn)糖量、經(jīng)濟(jì)效益及養(yǎng)分利用率等指標(biāo)的影響，

研究膜下滴灌條件下適宜甘蔗生產(chǎn)的最佳施肥模

式，以期為甘蔗膜下滴灌施肥技術(shù)高效應(yīng)用和化

肥減肥增效提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試品種 供試甘蔗品種為中糖 3 號(hào)，田

2324 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

間試驗(yàn)種植采用該品種脫毒種莖（由中國(guó)熱帶農(nóng)

業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所繁育）。

1.1.2 試驗(yàn)地點(diǎn) 試驗(yàn)于 2019 年和 2020 年在位

于海南省臨高縣皇桐鎮(zhèn)文賢村的中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科

學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所海南甘蔗試驗(yàn)基地進(jìn)

行。試驗(yàn)地土壤為粘質(zhì)磚紅壤，pH 4.6，有機(jī)質(zhì)

10.5 g/kg，堿解氮 101.3 mg/kg，有效磷 18.5 mg/kg，

速效鉀 126.8 mg/kg。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 田間試驗(yàn)分 2 年開展，第一年

試驗(yàn)于 2019 年 2 月 25 日種植，2020 年 1 月 7 日

收獲；第二年試驗(yàn)于 2020 年 2 月 18 日種植，2021

年 1 月 12 日收獲。2 年試驗(yàn)甘蔗均采用大小行種

植模式，大行距為 1.4 m，小行距為 0.4 m，每公

頃種植 67 500 芽（33 750 雙芽段）。試驗(yàn)設(shè)置 7

個(gè)處理：（1）處理 CK0，不施肥；（2）處理 CK1，

常規(guī)施肥；（3）處理 CK2，膜下滴灌+常規(guī)施肥；

（4）處理 T100，膜下滴灌施肥；（5）處理 T80，

膜下滴灌施肥減量 20%；（6）處理 T70，膜下滴灌

施肥減量 30%；（7）處理 T60，膜下滴灌施肥減量

40%。各處理施肥量見表 1。每個(gè)處理設(shè)置 3 個(gè)重

復(fù)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)寬 9 m（包含 1.4 m 大行和 0.4 m

小行，各 5 行，共 10 行甘蔗），行長(zhǎng) 50 m，小區(qū)

面積為 450 m2

，后續(xù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)從各小區(qū)中間 6 行

采集。甘蔗種植均使用配套大小行種植機(jī)完成，

需要膜下滴灌處理使用配套的聯(lián)合種植機(jī)一次性

完成開溝、下種、覆土、鋪設(shè)滴灌帶和覆蓋地膜

等工序。

常規(guī)施肥分 2 次施用，基肥在種植時(shí)施用肥

料總量的 40%，追肥在拔節(jié)初期結(jié)合中耕培土施

用剩余 60%肥料。滴灌處理采用膜下滴灌方式施

肥，使用滴孔間距為 20 cm 的貼片式滴灌帶，鋪

設(shè)在相距 0.4 m 的小行中間，同時(shí)使用厚度為

0.01 mm、寬度為 80 cm 的透明地膜完全覆蓋相距

0.4 m 的 2 個(gè)小行甘蔗，每條滴灌帶負(fù)責(zé) 2 行甘蔗

水肥膜下滴灌供給。滴灌施肥時(shí)將肥料放入罐裝

容器中溶解，再隨水滴灌施用。滴灌施肥各處理

水肥分 5 次施用，分別在苗期出苗完成 80%時(shí)施

用肥料總量的 10%，分蘗期完成 50%時(shí)再施用

15%，然后在拔節(jié)期分 3 次施用，每次施用 25%。

不施肥 CK0 和常規(guī)施肥 CK1 處理種植時(shí)根據(jù)

土壤墑情進(jìn)行適當(dāng)灌水確保出苗，其余時(shí)間不再

進(jìn)行灌溉。其他安裝滴灌設(shè)施的處理在種植完成

后滴灌一次確保出苗用水，然后根據(jù)土壤墑情在

干旱時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充灌溉，包含 5 次滴灌施肥，一個(gè)

甘蔗生長(zhǎng)期總計(jì)進(jìn)行 10 次灌溉，共灌水約

900 m3

/hm2

。其余同常規(guī)農(nóng)田管理。

表 1 各處理的肥料施用量

Tab. 1 Fertilizer amount of each treatment

養(yǎng)分施用量

Fertilizer amount/(kg?hm?2

) 處理

Treatment

N P2O5 K2O

CK0 0 0 0

CK1 375 180 270

CK2 375 180 270

T100 375 180 270

T80 300 144 216

T70 263 126 189

T60 225 108 162

1.2.2 項(xiàng)目測(cè)定 在甘蔗的苗期、分蘗期分別調(diào)

查各處理小區(qū)甘蔗的出苗率及分蘗率。甘蔗收獲

時(shí)，在各處理小區(qū)連續(xù)測(cè)定 10 株甘蔗株高、莖徑

及田間錘度，并通過田間錘度計(jì)算蔗糖分。蔗糖

分計(jì)算公式：蔗糖分 =( 錘 度 ?1.0825?7.703)?

100%。調(diào)查和砍收每個(gè)小區(qū)中間 6 行，統(tǒng)計(jì)和測(cè)

定 30 m 區(qū)域內(nèi)的甘蔗株數(shù)和重量，并計(jì)算公頃有

效莖數(shù)和產(chǎn)量。

在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取 5 株生長(zhǎng)正常的甘蔗，用

自來水洗凈，并用蒸餾水沖洗后，分成青葉+蔗尾、

枯葉、蔗莖 3 個(gè)部位，于 105 ℃殺青 30 min，然

后 70 ℃烘干稱重，粉碎過篩，用于后續(xù)氮、磷、

鉀元素含量的測(cè)定。全氮含量用凱氏定氮法，全

磷用鉬銻抗比色法，全鉀用火焰光度計(jì)法測(cè)定。

肥料利用效率參照下列公式計(jì)算：肥料利用

率=(施肥處理甘蔗吸收養(yǎng)分量?不施肥處理甘蔗

吸收養(yǎng)分量)/施肥量?100%。其中：養(yǎng)分吸收量=

蔗莖干物質(zhì)重?蔗莖養(yǎng)分含量+(青葉+蔗尾)干物

質(zhì)重?(青葉+蔗尾)養(yǎng)分含量+枯葉干重?枯葉養(yǎng)分

含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用 Excel 2007 等軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采

用 DPS 7.05 軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)甘蔗主要農(nóng)藝性狀的影響

由表 2 可知，各處理出苗率均無顯著差異，

這主要由于為保證各處理出苗相對(duì)一致，各處理

在種植過程中或完成后均及時(shí)進(jìn)行水分灌溉促進(jìn)

第 11 期 彭李順等：膜下滴灌減量施肥對(duì)甘蔗農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和養(yǎng)分利用率的影響 2325

出苗。在分蘗率方面，2 年試驗(yàn)除 CK0 分蘗率較

低（不到 70%）外，其他施肥處理的分蘗率均在

110%以上。T100 和 T80 相較于 CK1，2 年分蘗率平

均值分別提高了 22.86 和 15.18 個(gè)百分點(diǎn)，但 T80

與 CK1 間差異不顯著。隨著滴灌施肥量減少，T70

和 T60的 2 年平均分蘗率逐步減少至與 CK1相當(dāng)。

滴灌施肥各處理分蘗率相較于 CK2，均無顯著差

異，其中減肥量最大的 T60 分蘗率均值較 CK2 減

少了 9.19 個(gè)百分點(diǎn)。這表明在甘蔗分蘗期需要

同時(shí)保證水分灌溉和施肥量才能獲得較高的分

蘗率。

在株高方面，CK0 處理顯著低于其他施肥處

理 10 cm 以上。在各施肥處理間，2 年滴灌施肥

T100 及 2020 年滴灌減量施肥 T80 均較常規(guī)施肥

CK1 顯著提高，其余滴灌施肥減量處理與 CK1 和

CK2 的株高均較為接近。在蔗株莖徑方面，CK0

顯著低于其他處理外，其余各施肥處理對(duì)莖徑影

響較小，均無顯著變化。

在有效莖數(shù)方面，與其他農(nóng)藝性狀不同，

CK2 的有效莖數(shù)較 CK1 顯著增加，而 T100 和 T80

的有效莖數(shù)較 CK2 表現(xiàn)出顯著增長(zhǎng)，而隨著施肥

量減少，T70 和 T60 的有效莖數(shù)呈現(xiàn)逐步減少的趨

勢(shì)，其中 T60 有效莖數(shù)與 CK1 間無顯著差異。

在成莖率方面，增加滴灌的 CK2 與 CK1 之間

無顯著差異，而應(yīng)用滴灌施肥及減量施肥處理中，

除 2020 年減量施肥 T60 與 CK1 和 CK2 無顯著差異

外，其余滴灌處理成莖率均顯著高于 CK1 和 CK2

處理。

表 2 不同施肥處理下甘蔗主要農(nóng)藝性狀

Tab. 2 Main agronomic traits of sugarcane in different fertilization treatments

年度

Year

處理

Treatment

出苗率

Emergence rate/%

分蘗率

Tillering rate/%

株高

Plant height/cm

莖徑

Stalk diameter/mm

有效莖數(shù)

Millable stalk number/(103

plant?hm?2

)

成莖率

Stalk formation

rate/%

CK0 77.21±4.02a

69.80±4.34c 275.73±7.28c 21.88±1.19b 50.60±0.87e

57.90±0.60c

CK1 78.60±2.92a

113.51±1.21b

289.35±3.76b 25.43±1.25a 64.59±2.28d

57.69±1.03c

CK2 81.25±4.15a

123.92±2.46ab 290.85±4.20ab 25.52±1.52a 71.71±2.33c

59.10±0.46c

T100 78.79±2.50a

137.47±4.48a

294.01±7.79a 24.73±1.24a 79.79±1.28a

63.94±0.31a

T80 80.97±2.14a

125.04±2.61ab 289.66±3.15ab 24.60±1.53a 77.69±1.62ab 63.91±1.13ab

T70 79.16±1.48a

115.49±1.24b

289.75±4.72ab 25.19±1.04a 73.09±1.66bc 64.21±0.35a

2019

T60 78.69±4.47a

115.92±9.63b

286.65±7.15b 24.51±1.41a 69.69±2.09cd 61.56±1.11b

CK0 75.58±3.24a

64.57±0.91d

271.17±6.75c 21.72±1.08b 45.16±1.11d

54.45±0.96c

CK1 77.71±2.19a

113.89±6.69bc 284.70±3.81b 24.33±1.38a 62.14±1.38c

56.06±0.69bc

CK2 80.42±5.81a

121.32±8.81abc 288.11±4.93ab 24.55±1.17a 70.91±1.51b

59.87±2.82b

T100 79.31±2.01a

135.66±5.73a

289.91±6.02a 25.09±1.23a 80.72±0.80a

64.75±0.88a

T80 79.16±2.15a

132.72±6.59ab 290.34±6.26a 25.15±1.34a 79.20±2.45a

64.47±2.37a

T70 80.36±3.71a

119.41±10.40abc 285.50±3.39b 24.75±1.13a 76.81±2.80a

65.36±0.86a

2020

T60 81.19±2.72a

110.94±6.14c

284.53±5.40b 24.80±1.16a 67.22±3.21bc 58.82±0.22b

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05）。

Note: Different lowercase letters after the same column of data indicate significant difference (P<0.05).

2.2 不同施肥處理對(duì)甘蔗產(chǎn)量、蔗糖分及產(chǎn)糖

量的影響

由表 3 可知，除 2019 年蔗糖分外，其余各處

理中 CK0 的產(chǎn)量、蔗糖分和產(chǎn)糖量均顯著低于其他

施肥處理。在各施肥處理中，產(chǎn)量與有效莖數(shù)變化

趨勢(shì)較為相似，CK2 產(chǎn)量比 CK1 顯著提升 13.64%，

而滴灌施肥 T100 和 T80 的產(chǎn)量顯著增長(zhǎng)，2 年試驗(yàn)

平均產(chǎn)量相較于CK1分別提升了32.20%和27.00%，

相對(duì)于 CK2也分別提升了 16.34%和 11.76%，但 T100

與 T80 的產(chǎn)量間無顯著差異。隨著滴灌施肥量減少

30%~40%（T70 和 T60）時(shí)，甘蔗產(chǎn)量有所下降，2019

年，T70 和 T60 產(chǎn)量與 CK2間無顯著差異，但仍顯著

高于 CK1。2020 年，T70產(chǎn)量仍顯著高于 CK2和 CK1，

僅有 T60 產(chǎn)量與 CK1 接近，無顯著差異。

在蔗糖分方面，可能由于 2020 年甘蔗生產(chǎn)后

期降雨較少，蔗糖分整體上高于 2019 年對(duì)應(yīng)各處

2326 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

表 3 不同施肥處理下甘蔗產(chǎn)量、蔗糖分和產(chǎn)糖量

Tab. 3 Cane yield, sucrose content and sugar yield in different fertilization treatments

甘蔗產(chǎn)量 Cane yield/(t·hm?2

) 蔗糖分 Sucrose content/% 產(chǎn)糖量 Sugar yield/(t?hm?2

處理 )

Treatment 2019 2020 2019 2020 2019 2020

CK0 57.75±1.19d

53.24±1.31e

12.24±0.57c

13.14±0.72b

7.07±0.11d 6.99±0.13f

CK1 81.45±1.25c

85.80±1.90d

12.73±0.51bc 14.33±0.93a

10.37±0.36c 12.30±0.50e

CK2 93.75±1.52b

96.30±2.05c

13.68±0.74a

14.56±0.79a

12.34±0.68b 14.02±0.42cd

T100 108.30±1.24a

112.80±1.11a

13.57±0.81a

14.48±0.65a

14.29±0.39a 16.33±0.17a

T80 104.11±1.53a

108.30±3.35ab 13.35±0.73a

14.35±0.65a

14.25±0.52a 15.54±0.44ab

T70 96.75±1.04b

104.25±3.79b

13.16±0.67ab 14.29±0.70a

13.13±0.51ab 14.89±0.41bc

T60 90.75±1.41b

89.40±4.27cd 13.19±0.63ab 14.58±0.72a

12.11±0.54b 13.04±0.59de

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05）。

Note: Different lowercase letters after the same column of data indicate significant difference (P<0.05).

理 0.9~1.6 個(gè)百分點(diǎn)。各施肥處理間，蔗糖分僅

2019 年 CK2、T100 和 T80 相對(duì)于 CK1 顯著提升，

而 2020 年各施肥處理間并無顯著差異。各施肥處

理間產(chǎn)糖量和產(chǎn)量變化趨勢(shì)較為相近，CK2 產(chǎn)糖

量較 CK1 顯著提升了 16.30%，而 T100 和 T80 的產(chǎn)

糖量均顯著高于 CK1 和 CK2，分別較 CK1 提高

35.08%和 31.39%，分別較 CK2 提高 16.14%和

12.97%，同樣 T100 和 T80 的產(chǎn)糖量間無顯著差異。

隨著滴灌施肥量減少至 T70和 T60 時(shí)，其產(chǎn)糖量與同

樣具備水分滴灌條件的 CK2 無顯著差異，但除了

2020 年 T60 外，其余處理產(chǎn)糖量仍顯著高于 CK1。

2.3 不同施肥處理對(duì)甘蔗經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表 4 可以看出，CK2 的甘蔗收益顯著高于

CK1，但去除肥料及滴灌投入成本后，其純收益 2

個(gè)處理間無顯著差異，CK2 的 2 年收益平均值甚

至比 CK1 少了 3446 元/hm2

。T100 和 T80 去除成本

后的純收益仍然顯著高于 CK1 處理，2 年平均收

益相對(duì)于 CK1 分別提高 4534.4、3953.8 元/hm2

，

而 T80 與 T100 純收益間無顯著差異。滴灌減量施

肥 30%和 40%時(shí)純收益開始減少，T70 和 T60 與

CK1 之間純收益無顯著差異，其中 T60 兩年平均純

收益較 CK1 減少 2350 元/hm2

。

表 4 不同施肥處理下甘蔗經(jīng)濟(jì)效益

Tab. 4 Economic benefits of sugarcane production in different fertilization treatments 元/hm2

甘蔗收益

Sugarcane income

肥料成本

Fertilizer cost

滴灌成本

Drip irrigation cost

純收益

Net benefit

相對(duì) CK1增加收益

Increased benefit

compared with CK1

處理

Treatment

2019 2020 2019 2020 2019 2020 2019 2020 均值 Mean

CK1 28 508.4±1007.1c

30 028.5±664.6d

4725 4725 23 783.4±1007.1c 25 303.5±664.6bc

CK2 32 813.2±1066.4b

33 704.5±718.9c

4725 4725 5530 5530 22 558.2±1066.4c 23 449.5±718.9c -3446.0

T100 37 905.6±608.3a

39 480.3±389.4a

4725 4725 5530 5530 27 650.6±608.3a

29 225.3±389.4a

4534.4

T80 36 436.2±761.7a

37 905.6±1174.0ab 3780 3780 5530 5530 27 126.2±761.7ab 28 595.6±1174.0a

3953.8

T70 33 862.5±771.1b

36 486.5±1327.7b

3308 3308 5530 5530 25 025.0±771.1bc 27 648.9±1327.7ab 1508.7

T60 31 763.3±950.3b

31 291.2±1495.0cd 2835 2835 5530 5530 23 398.3±950.3c

22 926.2±1495.0c -2350.0

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05）。

Note: Different lowercase letters after the same column of data indicate significant difference (P<0.05).

2.4 不同施肥處理對(duì)甘蔗養(yǎng)分利用率的影響

由表 5 可知， CK2 的氮、磷、鉀肥利用率較

CK1 均顯著上升，2 年平均分別提高了 8.22、6.36

和 11.87 個(gè)百分點(diǎn)。滴灌施肥 T100、T80 和 T70 的氮、

磷、鉀肥利用率均較 CK2 顯著提高，其中均以 T80

的養(yǎng)分利用率最高，2 年氮、磷、鉀肥平均利用率

較 CK1分別提高了 28.42、17.95 和 30.71 個(gè)百分點(diǎn)，

較 CK2 也分別提高了 20.2、11.59 和 11.87 個(gè)百分

點(diǎn)。隨著滴灌施肥減量至 40%，T60 的氮、磷、鉀

肥利用率均有所下降，但氮肥利用率仍然較 CK2

提高 10.24 個(gè)百分點(diǎn)，而磷、鉀肥利用率則與 CK2

無顯著差異。

第 11 期 彭李順等：膜下滴灌減量施肥對(duì)甘蔗農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和養(yǎng)分利用率的影響 2327

表 5 不同施肥處理下甘蔗養(yǎng)分利用率

Tab. 5 Nutrient use efficiencies of sugarcane in different fertilization treatments %

處理 氮肥 Nitrogen fertilizer 磷肥 Phosphorus fertilizer 鉀肥 Potassium fertilizer

Treatment 2019 2020 2019 2020 2019 2020

CK1 18.29±1.12e

21.58±1.07d

9.35±0.51d

10.14±0.75c

35.49±3.11d

40.99±0.99c

CK2 26.98±1.79d

29.33±3.38c

15.62±1.56c

16.60±0.84b

48.14±3.32c

52.07±3.33b

T100 43.42±1.85ab 47.05±3.65a

23.67±1.91ab 24.66±0.99a

65.75±2.51a

67.33±2.12a

T80 46.43±0.60a

50.28±4.59a

27.45±0.34a

27.94±1.75a

67.21±3.86a

70.69±2.75a

T70 40.81±2.52bc 47.51±5.22a

24.01±2.15ab 26.92±2.00a

63.00±1.31ab 67.41±0.84a

T60 37.69±1.79c

39.09±6.60b

18.96±3.23bc 19.56±2.28b

54.26±4.28bc 55.29±5.37b

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05）。

Note: Different lowercase letters after the same column of data indicate significant difference (P<0.05).

3 討論

滴灌施肥是一項(xiàng)將灌溉和施肥融為一體的高

效施肥技術(shù)，在甘蔗生產(chǎn)上多個(gè)試驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)滴

灌施肥技術(shù)對(duì)于分蘗率、株高、有效莖數(shù)等產(chǎn)量

相關(guān)因素及產(chǎn)量提升均有較好促進(jìn)作用[11,15-17]。

本研究中膜下滴灌施肥 T100 相對(duì)于 CK1 的分蘗

率、株高、成莖率和有效莖數(shù)等農(nóng)藝性狀均得到

增加，產(chǎn)量增幅能夠達(dá)到 32.20%。當(dāng)?shù)喂嗍┓柿?/p>

減少 20%時(shí)，T80 各項(xiàng)農(nóng)藝性狀相對(duì) T100 無顯著變

化，仍保持 27.00%的增產(chǎn)效果。當(dāng)?shù)喂嗍┓柿繙p

少 30%和 40%時(shí)，各農(nóng)藝性狀和甘蔗產(chǎn)量相較

T100 處理開始出現(xiàn)明顯減少，但相對(duì)于 CK1 各項(xiàng)

指標(biāo)并未出現(xiàn)顯著減少。通過將滴灌施肥各處理

與另一個(gè)增加了水分滴灌的常規(guī)施肥 CK2 進(jìn)行比

較時(shí)，可以發(fā)現(xiàn) T100 和 T80 較 CK2 增產(chǎn)效果大幅

下降，分別降至 16.3%和 11.8%。上述結(jié)果表明，

滴灌施肥相對(duì)常規(guī)施肥對(duì)甘蔗生長(zhǎng)有促進(jìn)和增產(chǎn)

作用，有相當(dāng)一部分是由增加的水分滴灌貢獻(xiàn)，

另一部分通過少量多次的滴灌施肥模式貢獻(xiàn)。趙

海雄[20]和楊雪等[21]的研究也證實(shí)僅通過增加膜

下滴灌可以顯著促進(jìn)甘蔗有效莖數(shù)增加，蔗莖產(chǎn)

量提升達(dá)到 10%以上。而滴灌施肥模式的加入，

可以根據(jù)甘蔗生長(zhǎng)養(yǎng)分需求，將 70%以上的養(yǎng)分

安排在對(duì)養(yǎng)分需求量更多的莖伸長(zhǎng)期分多次施

用，同時(shí)通過水肥融合作用，以促進(jìn)這個(gè)階段養(yǎng)

分吸收量增加，去提升甘蔗成莖率和有效莖數(shù)，

進(jìn)而增加甘蔗產(chǎn)量。譚宏偉等[11]和彭明戈[13]研

究證實(shí)滴灌施肥少量多次的施肥方式可顯著增

加在甘蔗莖伸長(zhǎng)期氮、磷、鉀元素吸收量。本研

究也證實(shí)，滴灌施肥 T100 和 T80 相對(duì)于 CK2 前期

分蘗率并無顯著差異，其增產(chǎn)作用主要通過成莖

率和有效莖數(shù)增加來實(shí)現(xiàn)。

與滴灌施肥顯著促進(jìn)甘蔗產(chǎn)量提升不同，其

對(duì)甘蔗蔗糖分影響相對(duì)較小，僅在 2019 年試驗(yàn)

中，滴灌施肥 T100 和 T80 蔗糖分顯著高于 CK1。

在 2020 年試驗(yàn)中，各滴灌施肥處理與 CK1 和 CK2

均無顯著差異。由于甘蔗蔗糖分累積是一個(gè)由多

因素控制的復(fù)雜性狀，特別在甘蔗生長(zhǎng)中后期會(huì)

受到水分供給、不同營(yíng)養(yǎng)元素配比以及水肥耦合

效應(yīng)等多因素的正向或負(fù)向調(diào)控[22-23]，因此后期

可開展針對(duì)性的研究，在甘蔗糖分累積關(guān)鍵時(shí)期

通過對(duì)不同配比營(yíng)養(yǎng)元素的科學(xué)合理供給和水肥

耦合調(diào)控來提升蔗糖分累積。

經(jīng)濟(jì)效益是滴灌施肥技術(shù)能否可持續(xù)發(fā)展的

重要指標(biāo)。本研究中，甘蔗收益在扣除肥料和滴

灌成本后，僅滴灌施肥 T100 和 T80 純收益顯著高

于 CK1。CK2 和 T60 處理相對(duì) CK1 均出現(xiàn)增產(chǎn)不

增收的現(xiàn)象，2 年平均收益分別減少 3446、2350

元/hm2

。成本較高的滴灌設(shè)施投入一直是阻礙滴

灌施肥技術(shù)在甘蔗生產(chǎn)應(yīng)用的主要限制因子，但

供水管道和水泵等滴灌設(shè)施均可通過擴(kuò)大種植規(guī)

模和多年重復(fù)利用來攤低前期投入成本，逐步提

高植蔗整體收益。因此，通過利用滴灌施肥技術(shù)

設(shè)置適宜施肥量，加上規(guī)模化和持續(xù)性經(jīng)營(yíng)，可

極大降低甘蔗滴灌施肥技術(shù)的應(yīng)用成本。

滴灌施肥除了能夠促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提升產(chǎn)量

和效益外，還能夠大幅提升肥料的利用率[9]。在

本研究中，所有滴灌施肥處理及 CK2 的肥料利用

率均較 CK1 顯著提高，特別是 T80 的養(yǎng)分利用率

提升最高，2 年平均氮肥利用率從 19.94%增長(zhǎng)至

48.36%、磷肥從 9.75%增長(zhǎng)至 27.70%，鉀肥從

38.24%增長(zhǎng)至 68.95%。這表明常規(guī)施肥的大量養(yǎng)

分未被甘蔗吸收利用而進(jìn)入了環(huán)境，給環(huán)境帶來

了巨大潛在風(fēng)險(xiǎn)。膜下滴灌減量施肥技術(shù)的應(yīng)用，

2328 熱帶作物學(xué)報(bào) 第 44 卷

不僅可以大幅提升肥料利用率，降低肥料成本，

還可以有效減緩農(nóng)業(yè)面源的污染問題。

本研究通過 2 年田間試驗(yàn)表明，在中等肥力

磚紅壤蔗區(qū)，應(yīng)用膜下滴灌施肥系統(tǒng)，采用較常

規(guī)施肥減量 20%處理 T80 的施肥模式，化肥利用

率最高，同時(shí)增產(chǎn)效果顯著，在甘蔗生產(chǎn)中具有

較好的應(yīng)用前景。同時(shí)，在本研究中也還存在著

滴灌施肥對(duì)蔗糖分的提升并不明顯，以及試驗(yàn)僅

針對(duì)蔗區(qū)磚紅壤開展，不同生態(tài)蔗區(qū)土壤質(zhì)地差

異也會(huì)對(duì)滴灌施肥效果產(chǎn)生影響。因此，在今后

的研究中，一方面可進(jìn)一步針對(duì)甘蔗不同發(fā)育時(shí)

期對(duì)氮、磷、鉀及各種中微量元素的差異化需求，

研發(fā)適宜各生長(zhǎng)階段的水溶性肥料套餐，配合滴

灌施肥技術(shù)，促進(jìn)甘蔗產(chǎn)量、蔗糖分、肥料利用

率繼續(xù)提升；另一方面，還需要針對(duì)不同蔗區(qū)生

態(tài)環(huán)境和土壤質(zhì)地差異，對(duì)甘蔗滴灌施肥頻次、

濃度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行研究和優(yōu)化，完善甘蔗滴灌

施肥技術(shù)體系，以促進(jìn)滴灌施肥技術(shù)在我國(guó)甘蔗

生產(chǎn)上規(guī)模化應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 譚宏偉, 周柳強(qiáng), 謝如林, 黃美福. 蔗區(qū)降雨分布與甘蔗

需水及加肥灌溉效應(yīng)[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2008, 21(5):

1381-1384.

TAN H W, ZHOU L Q, XIE R L, HUANG M F. Sugarcane

requirement of water and effect of application fertigation on

sugarcane[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2008, 21(5): 1381-1384. (in Chinese)

[2] 黃維, 姚裕群, 段居琦, 劉永裕，吳炫柯，韋劍鋒. 1961—

2020 年廣西甘蔗干旱的時(shí)空變化特征分析[J]. 西南農(nóng)業(yè)

學(xué)報(bào), 2022, 35(5): 1193-1201.

HUANG W, YAO Y Q, DUAN J Q, LIU Y Y, WU X K,

WEI J F. Temporal and spatial characteristic of sugarcane

drought in Guangxi during 1961—2020[J]. Southwest China

Journal of Agricultural Sciences, 2022, 35(5): 1193-1201. (in

Chinese)

[3] 譚宏偉, 周柳強(qiáng), 謝如林, 黃美福, 黃金生. 甘蔗實(shí)現(xiàn)減

量施肥的理論與實(shí)踐[J]. 廣西糖業(yè), 2014(6): 9-11.

TAN H W, ZHOU L Q, XIE R L, HUANG M F, HUANG J

S. The theory and practice of reducing sugarcane implement

fertilization[J]. Guangxi Sugar Industry, 2014(6): 9-11. (in

Chinese)

[4] 朱寧, 曹博. 甘蔗種植的化肥利用率及碳減排潛力分析[J].

資源開發(fā)與市場(chǎng), 2018, 34(10): 1397-1399.

ZHU N, CAO B. Analysis of chemical fertilizer utilization

ratio and carbon emission reduction potential of sugarcane

cultivating[J]. Resource Development and Market, 2018,

34(10): 1397-1399. (in Chinese)

[5] 謝金蘭, 李長(zhǎng)寧, 何為中, 梁強(qiáng), 李毅杰, 劉曉燕, 梁闐, 羅

亞偉, 譚宏偉, 王維贊. 甘蔗化肥減量增效的栽培技術(shù)[J].

中國(guó)糖料, 2017, 39(1): 38-41.

XIE J L, LI C N, HE W Z, LIANG Q, LI Y J, LIU X Y,

LIANG T, LUO Y W, TAN H W, WANG W Z. Cultivation

techniques of reducing fertilizer and increasing efficiency on

sugarcane[J]. Sugar Crops of China, 2017, 39(1): 38-41. (in

Chinese)

[6] TAN H W, ZHOU L Q, XIE R L, HUANG M F. Effect of

fertilizer application and the main nutrient limiting factors

for yield and quality of sugarcane production in Guangxi red

soil[J]. Tropics, 2005, 14(4): 383-392.

[7] 黃振瑞, 周文靈, 江永, 李奇?zhèn)? 陳清, 張福鎖. 優(yōu)化施肥

對(duì)甘蔗產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及肥料利用率的影響[J]. 熱帶作物

學(xué)報(bào), 2015, 36(9): 1568-1573.

HUANG Z R, ZHOU W L, JIANG Y, LI Q W, CHEN Q,

ZHANG F S. Effect of optimum fertilization on sugarcane

yield, nutrient uptake and fertilizer use efficiency[J]. Chinese

Journal of Tropical Crops, 2015, 36(9): 1568-1573. (in Chinese)

[8] 李傳哲, 許仙菊, 馬洪波, 安霞, 盛金元, 張永春. 水肥一

體化技術(shù)提高水肥利用效率研究進(jìn)展[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),

2017, 33(2): 469-475.

LI C Z, XU X J, MA H B, AN X, SHENG J Y, ZHANG Y C.

Research advances in fertigation technology improving water

and fertilizer use efficiency[J]. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences, 2017, 33(2): 469-475. (in Chinese)

[9] 區(qū)惠平, 周柳強(qiáng), 黃金生, 曾艷, 朱曉暉, 謝如林, 譚宏偉,

黃碧燕. 長(zhǎng)期不同施肥對(duì)甘蔗產(chǎn)量穩(wěn)定性、肥料貢獻(xiàn)率及

養(yǎng)分流失的影響 [J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) , 2018, 51(10):

1931-1939.

OU H P, ZHOU L Q, HUANG J S, ZENG Y, ZHU X H,

XIE R L, TAN H W, HUANG B Y. Effects of long-term

different fertilization on sugarcane yield stability, fertilizer

contribution rate and nutrition loss[J]. Scientia Agricultura

Sinica, 2018, 51(10): 1931-1939. (in Chinese)

[10] 許文其, 宋時(shí)雨, 楊昊霖, 余楊. 滴灌水肥一體化技術(shù)研

究進(jìn)展[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技, 2018(3): 196-197.

XU W Q, SONG S Y, YANG H L, YU Y. Research progress

of drip fertigation technology[J]. Modern Agricultural Science and Technology, 2018(3): 196-197. (in Chinese)

[11] 譚宏偉, 劉永賢, 周柳強(qiáng), 謝如林, 楊尚東, 黃金生, 黃美

福. 基于滴灌條件下的甘蔗施肥減量技術(shù)研究[J]. 熱帶作

物學(xué)報(bào), 2013, 34(1): 24-28.

TAN H W, LIU Y X, ZHOU L Q, XIE R L, YANG S D,

HUANG J S, HUANG M F. Reduction fertilization tech-