[00109018]观赏型杂种鹅掌楸选育及生理生态基础研究

　　主要开展了杂交及控制授粉试验、快速繁殖试验、多点栽培试验及苗期选择，最后选择了一批无性系。为了配合无性系选育及栽培推广，还进行了相关的生殖生态学、抗逆生理、激素及营养生理方面的研究。 　　（1）选育出的优良无性系、株系 　　无性系G、H、J、N、I、K、P，性状速生，年增粗生长1.2~1.5cm。 　　株系F-63、F-39、F-68、F-31、F-14、F-24、F-41、F-25、F-19、F-7、F-72，性状速生，年增粗生长1.5cm。 　　株系F-63、F-31、F-68、F-53、F-34、F-51，性状速生、耐湿。 　　株系6#-6、9#-6、8#-4、B-2、C-2、9#-3、A-1、1#-1、5#-4、C-3，性状速生，年增粗生长1.5cm以上，分枝角度50?~70?。 　　（2）快速繁殖技术要点 　　①不定根的发生：杂种鹅掌楸不定根由诱导的根原基发生，诱生的根原基系由初生射线与维管形成层交汇处细胞形成。 　　②生根时间：扦插20天后插穗切面开始形成愈伤组织突起，85天形成不定根。扦插条件好可以缩短生根时间，春插生根时间60~70天，夏插生根时间25~30天。 　　③基质：插床基质以珍珠岩为佳，激素处理以萘乙酸为佳，插穗以1~4龄的幼树为佳。 　　④扦插成败的关键技术要素：必须选择长势旺盛的幼龄插穗；必须用间隙喷雾装置来保证插床适宜的湿度。 　　⑤生理基础：选取部分扦插生根苗，采用烘干法测生物量，重铬酸钾法测C含量，凯氏法测氮含量、钼锑抗比较法测磷含量，用美国AA-5000型原子分光光度计测定钾、钙。生物量及营养元素分析结果表明，外源激素(NAA+IBA)处理对扦插生根苗根、茎、叶的生物量均有一定的促进作用，在扦插繁殖过程中可采用相应的施用外源激素的措施。 　　（3）主要的研究结论 　　用酶联免疫吸附法(ELSA)测定与扦插生根有关的内源激素的含量变化。在不定根发生过程中，内源激素ABA、IAA、ZRs、iPAs、GA1/3的含量在插穗基部和叶内含量呈上升趋势。外源激素处理插穗基部后，外源激素（300mg/kgNAA和100mg/kgIBA）处理提高了iPAs和IAA在插穗基部和叶内的含量，却降低了ZRs和ABA的含量。结果表明，杂种鹅掌楸插穗内IAA的含量很低（6~33pmol/g（FW）），而插穗和叶内ABA的绝对含量却很高，达到105~106pmol/g（FW），这对不定根的发生很不利。 　　对杂种鹅掌楸以及来自浙江、湖南的5个种源进行了淹水胁迫试验，并测定了光合速率、叶绿素、SOD、POD、MDA、脯氨酸等生理指标。结果表明，在淹水24h后光合速率等指标大幅度下降，脯氨酸含量都呈现上升趋势，超氧化物歧化酶（SOD）呈波动趋势。抗涝性研究表明，与中国鹅掌楸相比，杂种鹅掌楸存活率提高了16%~33%，在净光合速率、蒸腾速率、高生长量等指标上均明显优于中国鹅掌楸。 　　生殖生态研究结果表明，鹅掌楸存在自交不亲和性，花粉/胚珠比为860~2700，发育胚珠比例27.5%~80.6%，雌雄异熟，传粉媒介是一般传粉者。在龙王山居群中，仅有三分之一的柱头接受到1~10粒花粉，FDA法测定的花粉生活力在0.35%~71.99%。居群间人工控制授粉则可大大地提高结籽率。调查的5个鹅掌楸居群的结籽率都很低，在3年中，其饱满种子率变幅在0.45%~14.7%之间，并且在年份间和群体间有显著的差异，该树种的结籽率不受资源限制。在鹅掌楸的营养生长和生殖两方面，资源不平衡分配。生殖和营养结构发育所需的资源位在时间上重叠。生活史特征有以下特点：初次结实年龄10年以上，多次结实，大量结实，种子中等大小，植物个体寿命达100年以上，有性生殖过程持续的时间长。鹅掌楸是需要迁移的种(即ｒ－对策者)。苗期动态生命表显示，4个种源的出苗率都很低（1.64%~3.05%），比其各自的饱满种子率低得多；天然种源的出苗率高于栽培的种源。种子大小对于出苗率和幼苗存活率没有直接的影响。种子和幼苗适合度低是鹅掌楸致濒的重要原因之一。 　　种群生态研究结果表明，龙王山的鹅掌楸种群结构属衰退型。根据更新调查，鹅掌楸需要在全光照、空气湿度高、土壤条件较好的空旷地下种更新。是一先锋树种，在天然居群中可在林窗中更新。鹅掌楸种子可散布于安全岛、多次结实、大量结实、幼年期生长快、萌芽补充更新能力等生活史特征组合，构成了该树种的更新策略。在龙王山，鹅掌楸－青钱柳－千金榆群落的空间结构分为乔木层和灌木层两层，鹅掌楸的重要值达36.0%。该群落的多样性指数(D)为3.0232，生态优势度(C)为0.156，物种均匀度(J)为40.11%，群落均匀度(Js)为79.29%，群落相对较稳定。在九龙山，鹅掌楸－多脉青冈－连蕊茶群落的空间结构分为上层乔木、中层乔木和灌木层3层，鹅掌楸的重要值达16.5%。该群落相应的数量指标分别是：D为3.097，C为0.128，J为26.79%，Js为75.67%，群落相对较不稳定。 　　该研究在控制授粉试验的基础上，首次揭示了该树种繁育系统存在自交不亲和、昆虫传粉效率低和花粉生活力弱等传粉限制因素，为进一步杂交育种奠定了理论基础。对生育力、果实与种子变异格局、生殖分配、生活史对策、苗期动态生命表等方面的研究，其结果为该树种的良种选育、播种育苗、栽培管理、推广提供了科学依据。在总体上达到了国内同类研究的领先水平，在杂种鹅掌楸生殖生态、淹水胁迫的生理响应方面达到了国际先进水平。 　　推广应用前景 　　课题组从解剖学以及生理的角度，揭示了杂种鹅掌楸扦插生根机理，摸索出一套扦插育苗的成熟技术，为该树种的大力推广提供了强有力的理论基础和技术保证。 　　开展了优良无性系选育工作，筛选出观赏价值高、生长迅速、适应性的F-63、F-39等10个速生型株系，G、H等7个杂种鹅掌楸无性系，6#-6、9#-6等10个杂种鹅掌楸株系，以及9801、9829等5个速生型株系；初步筛选出既具有高观赏价值、生长迅速，耐涝性状好的6个株系，分别为F-63、F-31、F-68、F-53、F-34、F-51。为城乡生态景观建设提供了新的品种资源。 　　系统地研究了鹅掌楸生殖生态学，研究论文多次被引用，为鹅掌楸的保护生物学提供了基础资料，为杂交育种提供了技术依据。 　　课题组先后在各试验点（包括镇江桥头农场、树木园、下蜀林场、南京浦镇铁路苗圃、苏州吴江苗圃）以及江苏、山东、上海等省（市）推广的杂种鹅掌楸及优良种源10万株以上。在上述地区取得了明显的经济效益。研究成果具有较高的社会效益和经济效益，推广应用前景良好。