徐超然，張家才，龍海燕，陳菊艷，鄧倫秀*

(1.貴州省林業(yè)科學(xué)研究院，貴州 貴陽 550005；2.貴州省赫章縣林業(yè)局，貴州 赫章 553200)

貴州金花茶(CamelliahuanaT.L.Ming et W.J.Zhang)是山茶科(Theaceae)山茶屬(CamelliaLinn.)金花茶組(Sect.Chrysantha)的常綠灌木。1993年，中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所閔天祿和張文駒先生以北京植物所曹子余先生1958年采自貴州省的標(biāo)本為模式發(fā)表[1-2]。該種的發(fā)現(xiàn)，使金花茶組植物地理分布北緣從23°30′增加到越過北緯25°20′[3]，是金花茶組40余個(gè)種中除離蕊金花茶(CamellialiberofilamentaHung T.Chang et C.H.Yang)外又一分布在貴州境內(nèi)的種，并且是最北緣種類，對(duì)研究金花茶組植物的系統(tǒng)演化及地理區(qū)系尤為重要。1995年10月，貴州省林科院的研究人員在羅甸縣進(jìn)行野外考察時(shí)，采集了野生貴州金花茶種子播種于林科院樹木園內(nèi)，經(jīng)過20多年的栽培，已經(jīng)開花結(jié)果。貴州金花茶是我國(guó)珍稀瀕危特有種，具有一定的開發(fā)潛力[4]。

花的基本功能是繁殖，開花是被子植物繁殖的關(guān)鍵過程，花期、花粉活力、柱頭可授粉性等開花生物學(xué)特性與植物結(jié)實(shí)密切相關(guān)[5-7]。開花生物學(xué)研究是植物栽培生理和遺傳學(xué)研究的重要內(nèi)容之一，研究植物的開花生物學(xué)特性，有助于準(zhǔn)確掌握花期，及時(shí)進(jìn)行花期管理，準(zhǔn)確選擇和選配雜交親本，對(duì)植物遺傳育種與品種改良等研究具有重要意義。

本文以貴州金花茶原產(chǎn)地的植株及貴州省林科院引種的植株為研究對(duì)象，通過定株調(diào)查、形態(tài)觀察以及掃描電鏡等研究方法，對(duì)比研究了不同地點(diǎn)的貴州金花茶，以全面了解其花期生物學(xué)特性，加強(qiáng)其基礎(chǔ)生物學(xué)研究，也為開展豐產(chǎn)栽培、良種培育以及遺傳轉(zhuǎn)化等研究提供參考。

1材料與方法

1.1 材料來源地概況

1.1.1 原產(chǎn)地概況

原產(chǎn)地植株為當(dāng)?shù)厝司偷匾圃远嗄甑囊吧仓?，已正常開花結(jié)實(shí)，樹齡不清。觀測(cè)及采樣地點(diǎn)位于羅甸縣大亭鄉(xiāng)田壩村的小田壩，屬于珠江流域上游紅水河段的一級(jí)坡面，地理坐標(biāo)為106°57′54.33″E，25°16′43.94″N；地貌為中山地貌，海拔約1054 m；氣候?qū)儆谀蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年平均氣溫19 ℃，極端最高溫度為40.5 ℃，極端最低溫度為-3.5 ℃，年平均無霜期335 d，雨量充沛，年平均降雨量為1150 mm；成土母巖為三疊紀(jì)的細(xì)砂巖，土壤類型為磚紅壤性紅壤，厚度30 cm以上，植被類型為山地季雨林或溝谷季雨林。

1.1.2 引種地概況

引種地植株是從原生地采集的種子繁殖培育25 a的植株，已經(jīng)正常開花結(jié)果多年。觀測(cè)及采樣地點(diǎn)位于貴陽市西南郊林科院內(nèi)，地理位置為106°44′20″E，26°29′40″N；氣候?qū)儆谥衼啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，地貌屬貴州高原中部丘陵，地勢(shì)較平緩，海拔約1100 m；基巖為三疊紀(jì)石灰?guī)r，土壤為山地黃壤，厚度80 cm以上；年平均氣溫15.2 ℃，極端最高氣溫37.5 ℃，極端最低氣溫-7.3 ℃，年平均降雨量1198.9 mm，年平均無霜期278 d。

1.2 研究方法

1.2.1 目標(biāo)樹選擇

2019年2月選取原產(chǎn)地種群和引種地種群中發(fā)育正常、長(zhǎng)勢(shì)較好、具代表性的植株各7株作為研究對(duì)象，進(jìn)行編號(hào)、掛牌和定位。

1.2.2 開花物候觀察

在觀測(cè)植株長(zhǎng)勢(shì)良好的花枝上分別選擇標(biāo)記10朵花進(jìn)行開花物候期觀察，記錄單朵花期、單株花期和群體花期；觀察花的開放進(jìn)度，記錄開花持續(xù)期，以植株的花開放率達(dá)25%為始花期、50%～75%為盛花期、75%后為末花期。并在開花期每隔2 h測(cè)定1次溫度和濕度。

1.2.3 花器形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察

在兩地的觀測(cè)植株中分別隨機(jī)選取盛花期的10朵花，記錄花的形態(tài)特征，包括花瓣形狀、花瓣顏色、花萼顏色、花藥顏色、子房著生位置等。進(jìn)一步解剖花的各個(gè)部分并統(tǒng)計(jì)花梗長(zhǎng)度、花直徑、苞片大小、花萼大小、花瓣大小、花絲長(zhǎng)度、花藥大小、子房大小等數(shù)據(jù)。通過差異顯著性分析，以及與地理因子(經(jīng)度、緯度、海拔)間的相關(guān)性分析對(duì)比不同來源的植株在花形態(tài)上的差異。

1.2.4 花開放動(dòng)態(tài)觀察

在花蕾期，對(duì)編號(hào)植株標(biāo)明序號(hào)，花朵開放前每日觀察1次植株的生長(zhǎng)情況，以免錯(cuò)過花期；開花當(dāng)天和第2天7—17點(diǎn)，每隔2 h觀察記錄一次；開花第3天起每日固定觀察1次，直到花朵脫落。注意觀測(cè)記錄群體從第一朵花開到最后一朵花謝的時(shí)間、單株從第一朵花開到最后一朵花謝的時(shí)間、日開花數(shù)量以及單花開放持續(xù)時(shí)間等信息。

1.2.5 TTC檢測(cè)法測(cè)定花粉活力

(1)試劑制備：稱取0.5 g的TTC，蒸餾水定容至100 ml。

(2)實(shí)驗(yàn)步驟：取少數(shù)花粉于載玻片上，加1至2滴TTC溶液，蓋上蓋玻片；將制片置于35 ℃恒溫箱中15 min，然后在低倍顯微鏡下觀測(cè)；每個(gè)樣做3個(gè)平行視野玻片，每玻片選取花粉粒分布均勻且數(shù)目不少于50粒的視野進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；被染紅的顯示活力強(qiáng)，淡紅次之，無色為沒有活力的花粉或不育花粉。

花粉活力=紅色花粉/觀察花粉總數(shù)×100%

2 結(jié)果與分析

2.1 開花物候

通過對(duì)兩地植株的觀察(表1)，原產(chǎn)地種群花期為34 d；引種地種群花期為20 d。兩地花期存在明顯差異，原產(chǎn)地提前20 d左右進(jìn)入始花期，并提前一周進(jìn)入末花期，整個(gè)花期時(shí)間相差近半個(gè)月。

表1 貴州金花茶原產(chǎn)地與引種地開花物候期

2.2 花形態(tài)結(jié)構(gòu)特征

兩地貴州金花茶的花瓣顏色均為淡黃色，形狀為橢圓形，花萼顏色為淺紅色，花藥顏色為金黃色，子房上位，雌蕊在基部分離。原產(chǎn)地植株花的苞片、花萼及花藥的長(zhǎng)和寬、花瓣與花絲的寬以及花藥與花絲數(shù)量等特征明顯大于或多于引種地植株，僅花瓣和花絲的長(zhǎng)略低于引種地植株(表2)。

表2 貴州金花茶原產(chǎn)地與引種地花器官性狀比較

2.3 花開放動(dòng)態(tài)分析

從單株來看，原產(chǎn)地單株從第一朵花開放到最后一朵花凋謝，持續(xù)時(shí)間為16～34 d不等，單株開花數(shù)最多日為81朵；引種地單株開放時(shí)間為12～17 d不等，單株開花數(shù)最多日為24朵，單株花期持續(xù)時(shí)間一般因植株的生長(zhǎng)狀況及其花朵數(shù)目多少而異，且每個(gè)植株上花朵的開放無特定順序(表3)。原產(chǎn)地植株的開花時(shí)間長(zhǎng)，數(shù)量上呈現(xiàn)典型的單峰型曲線，高峰出現(xiàn)在花期的中期。引種地植株的開花時(shí)間比原產(chǎn)地的短，數(shù)量上雖然變化并不明顯，但整體呈現(xiàn)雙峰型曲線，第一次較為明顯的高峰集中在花期的前期，第二次變化曲線較小的高峰在花期的后期(圖1)。

從單花來看，原產(chǎn)地和引種地完全盛開至自然凋謝脫落時(shí)間為4～5 d。

表3 貴州金花茶的植株大小及其開花特征

續(xù)表3

貴州金花茶的植株大小及其開花特征

圖1 貴州金花茶原產(chǎn)地(左)和引種地(右)開花數(shù)量散點(diǎn)圖

從表4可知，貴州金花茶各性狀的平均變異系數(shù)為54.14%，變異幅度為20.07%～131.15%，其中，花朵數(shù)量的變異系數(shù)最大(131.15%)，樹冠體積(81.95%)和冠幅(44.22%)的變異系數(shù)也較大，地徑(38.78%)和開花時(shí)間(34.58%)的變異系數(shù)次之，植株、樹冠長(zhǎng)、寬的變異系數(shù)分別為20.07%、24.53%、28.82%，變異相對(duì)較小。這一情況說明貴州金花茶的植株形態(tài)在原產(chǎn)地和引種地之間均發(fā)生較大的變異，其中以花朵數(shù)量變異最大，穩(wěn)定性差，說明引種后嚴(yán)重影響貴州金花茶的開花數(shù)量；其次，影響的是樹冠體積，再次是分株數(shù)、冠幅、地徑和開花時(shí)間，植株、樹冠長(zhǎng)、寬的變異幅度相對(duì)較小，穩(wěn)定性高。原產(chǎn)地和引種地變異系數(shù)分別為33.28%、26.24%，表明種群內(nèi)變異系數(shù)也較高，且原產(chǎn)地種群內(nèi)變異系數(shù)高于引種地變異系數(shù)，引種地種群的表型多樣性程度較低；原產(chǎn)地種群的變異系數(shù)最高，其表型多樣性較豐富。

表4 貴州金花茶的植株形態(tài)表型性狀的變異系數(shù)

從表5可知，地徑、樹冠寬、樹冠體積、開花時(shí)間、花朵數(shù)量均與經(jīng)度呈極顯著正相關(guān)；地徑、樹冠寬、樹冠體積、開花時(shí)間、花朵數(shù)量均與緯度和海拔間呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表5 貴州金花茶植株形態(tài)表型性狀與地理因子間的相關(guān)性

2.4 花粉活性分析

本研究選取原產(chǎn)地貴州金花茶3個(gè)平行玻片的不同視野(表6)，在不同開花狀態(tài)下，花粉存活率差異顯著(圖2)?；ɡ倨?即花苞待開狀態(tài)下)花粉活力較低，平均值為34%；開花后，花粉活力迅速上升，在花朵完全盛開1 d活性最強(qiáng)，平均值達(dá)62%；隨后呈現(xiàn)出降低趨勢(shì)，在花朵完全盛開2 d時(shí)，花粉逐漸散去，但花粉仍保持一定的活性，只是活力稍低?；ǚ鄞婊盥孰S花逐漸開放呈先上升后下降的趨勢(shì)，即花粉存活率距離花朵完全開放的時(shí)間越近越高，說明花粉活力與單花發(fā)育進(jìn)程密切相關(guān)。

表6 原產(chǎn)地貴州金花茶不同開花狀態(tài)下花粉存活率

圖2 原產(chǎn)地貴州金花茶不同開花狀態(tài)下花粉存活率動(dòng)態(tài)特征

3 結(jié)論與討論

通過研究發(fā)現(xiàn)，原產(chǎn)地種群于2月26日開始開花，花期為34 d；引種地種群比原產(chǎn)地延遲半個(gè)多月開花，花期為20 d。原產(chǎn)地單株開放時(shí)間為16～34 d不等，引種地單株開放時(shí)間為12～17 d不等。從單花來看，原產(chǎn)地和引種地完全盛開至自然凋謝脫落時(shí)間均為4～5 d。通過生境對(duì)比，發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)開花時(shí)間及花期持續(xù)時(shí)間有一定影響，提示在生產(chǎn)中可進(jìn)行調(diào)控栽培溫度，達(dá)到延長(zhǎng)花期，形成不同花期的目的。

在形態(tài)結(jié)構(gòu)方面，貴州金花茶原產(chǎn)地植株的苞片、花萼、花藥的長(zhǎng)和寬、花瓣的寬、花絲的長(zhǎng)、以及花藥與花絲數(shù)量等特征明顯大于或多于引種植株，只有花瓣和花絲的長(zhǎng)略低于引種植株。原產(chǎn)地花各個(gè)部分的形態(tài)明顯大于引種地，究其原因，應(yīng)該是原生地的氣候條件更適合其生長(zhǎng)發(fā)育。因此，在今后的引種栽培研究中，可探討通過水肥管理、控溫濕設(shè)施栽培等方法促進(jìn)生長(zhǎng)，提高其生物量。

表型多樣性是遺傳多樣性與環(huán)境多樣性的綜合體現(xiàn)，既具有穩(wěn)定性又具有變異性，是遺傳多樣性研究的重要內(nèi)容，利用表型性狀研究植物的遺傳變異是最直接、簡(jiǎn)便易行的方法，因此通常依據(jù)植物表型性狀進(jìn)行種植資源的分類、鑒定及育種材料選擇。對(duì)貴州金花茶2個(gè)種群14個(gè)單株的20朵花性狀的變異分析發(fā)現(xiàn)，該種植株性狀變異豐富，原產(chǎn)地和引種地變異系數(shù)分別為33.28%、26.24%，表明種群內(nèi)變異系數(shù)也較高，且原產(chǎn)地種群內(nèi)變異系數(shù)高于引種地變異系數(shù)，引種地種群的表型多樣性程度較低；原產(chǎn)地種群的變異系數(shù)最高，其表型多樣性較豐富。此外，貴州金花茶2個(gè)種群14個(gè)單株花性狀與經(jīng)度、緯度和海拔有不同程度的相關(guān)性，單株花朵數(shù)量與植株形態(tài)大小不具有明顯相關(guān)性。

通過花粉活力的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，貴州金花茶花朵完全盛開的當(dāng)天及第二天，其花粉能保持較高的存活率，這個(gè)階段也是昆蟲進(jìn)行傳粉的最佳時(shí)期，因此在人工授粉作業(yè)時(shí)，要在單花盛開的1～2 d內(nèi)采集花粉和授粉，以保證授粉成功率，達(dá)到預(yù)期的效果。