崔勝佳　王旭敏　郭歡歡　劉興菊　梁海永

摘要：? 為了研究白柳×旱柳的雜交后代在枝條和葉片上的觀賞性特點(diǎn)以及其呈色原理，本研究以枝條顏色差異明顯的白柳和旱柳的雜交后代作為研究對(duì)象，分為R組（紅枝）（R1、R2、R3）和Y組（黃枝）（Y1、Y2、Y3），‘普通旱柳（HL，綠色）作為對(duì)照，對(duì)其枝條顏色、形態(tài)、花青素含量以及葉片形態(tài)、顏色、葉綠素含量等指標(biāo)進(jìn)行測定和分析。結(jié)果表明：R組的枝條花青素的含量高于Y組和HL，具有極顯著差異。R組、Y組的葉片葉綠素含量均與HL存在顯著差異，葉綠素與類胡蘿卜素的比值在R組和HL之間存在顯著差異，R組的比值更高，葉綠素占比高。Y組的比值偏小，類胡蘿卜素所占的比例較高。這些因素綜合作用使得R組葉片和枝條顏色的a值均較高，葉片顏色更綠，枝條顏色呈現(xiàn)紅色；Y組葉片和枝條的顏色b值均高于對(duì)照組，葉片顏色呈現(xiàn)黃綠色，枝條顏色為黃色。R組和Y組葉片的寬長比均和HL存在著顯著差異，葉片形態(tài)大致區(qū)分闊披針形、窄披針形和披針形。綜合分析得出：雜交后代的表現(xiàn)型與普通品種之間存在顯著的差別，存在更豐富的遺傳多樣性，具有高于普通旱柳更多的觀賞特性。

關(guān)鍵詞：? 雜種柳樹;? 花青素;? 觀賞特性

中圖分類號(hào)：? ?S 792. 12? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：１００1 － 9499（２０24）02 － 0001 － 06

柳樹是人們對(duì)楊柳科（Salicaceae）柳屬（Salix）植物的通稱。柳樹適應(yīng)性較強(qiáng)，主要分布在北半球的溫帶地區(qū)，栽植范圍廣泛，高山、平原、沙丘等地區(qū)均有栽培。旱柳（Salix matsudana）主要產(chǎn)自中國，多分布在中國華北、東北、西北等地區(qū)。白柳（Salix alba）主要分布于我國的西藏、新疆、青海、甘肅等地，多數(shù)生長于河邊，在海拔 3100 m處也可正常生長[ 1 ， 2 ]。旱柳枝條形態(tài)常為直立或斜展，葉片最寬部位在中間，基部多為圓形或?qū)捫ㄐ蝃 19 ]。白柳樹冠寬廣，枝條、葉片顏色鮮亮且柔軟，具有極高的觀賞性[ 3 ， 4 ]。目前我國在觀賞性柳樹的選育方面已經(jīng)有較為成熟的體系，但是還少有學(xué)者將紅枝白柳和旱柳的雜交后代進(jìn)行系統(tǒng)的選育和研究。通過紅枝白柳和旱柳進(jìn)行雜交，可以培育出適應(yīng)性更強(qiáng)，觀賞性更高，更易于本土化的柳樹品種，對(duì)柳樹雜交以及培育與改良方面的研究拓展有深遠(yuǎn)意義。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用材料均定植于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)西校區(qū)試驗(yàn)苗圃內(nèi)，位于115°26′29″E，38°49′22″N，海拔22 m，選用6個(gè)白柳和旱柳的雜種無性系作為試驗(yàn)材料，以普通旱柳為對(duì)照。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 枝條形態(tài)的調(diào)查與測定

選取雜交無性系后代中長勢均勻、優(yōu)良、無折斷、無病害的枝條為研究對(duì)象。觀測柳樹枝條的下垂彎曲程度并進(jìn)行記錄[ 5 ]，每組重復(fù)3次。

1. 2. 2 枝條色度參數(shù)的測定

選取雜交后代無性系苗，在明亮的自然光線下進(jìn)行拍照記錄，每組枝條重復(fù)3次。記錄完成后，測定其a、b值并記錄。a值代表顏色的紅綠程度，顯示“＋”表示在紅綠分析中顏色偏向紅色，顯示“－”表示在紅綠分析中顏色偏向綠色，所顯示數(shù)值的絕對(duì)值越高表明枝條所表現(xiàn)出的紅色程度或綠色程度更高。b值代表顏色的黃藍(lán)度，顯示“＋”表示顏色在黃藍(lán)顏色分析中偏向黃色，顯示“－”表示顏色在黃藍(lán)顏色分析中偏向藍(lán)色，所顯示數(shù)值的絕對(duì)值越高表明枝條所表現(xiàn)的黃色程度或藍(lán)色程度更高[ 6 ]。

1. 2. 3 枝條花青素含量的測定

剪取雜交無性系后代苗木上生長狀況良好的枝條，稱取枝條表皮0.5 g放入10 mL的離心管中。使用濃度為1%的鹽酸甲醇溶液浸提48 h，期間搖勻2次，使用分光光度計(jì)分別在波長530 nm和657 nm下測定吸光光度值，每組重復(fù)3次。計(jì)算花青素含量并記錄[ 7 ]。

花青素含量（mg/g）=

式中，ΔA=A530-A657；0.005為浸提液體積（L）；445.2為矢車菊素3-半乳糖苷分子的摩爾質(zhì)量；30 200為矢車菊素3-半乳糖苷的摩爾比吸收系數(shù)；0.5為枝條表皮質(zhì)量（g）。

1. 2. 4 葉片形態(tài)的調(diào)查與測定

剪取無性系苗枝條頂端的4～7片生長良好、無蟲洞、無破損的成熟葉片，采用Lamina軟件測定葉片的長度、寬度、寬長比和葉面積等形態(tài)指標(biāo)[ 8 ， 9 ]，每組3次重復(fù)。

1. 2. 5 葉片色度參數(shù)的測定

操作與測定枝條顏色a、b值時(shí)相同，在吸取葉片顏色時(shí)要避開葉片上的主葉脈部分，得到葉片的a、b值并記錄。每組重復(fù)3次。

1. 2. 6 葉片光合色素的調(diào)查與測定

葉綠素含量測定采用95%乙醇浸提法，選取健壯正常生長的葉片，避開主葉脈剪碎，稱取0.05 g，每組進(jìn)行3次重復(fù)，隨后加入95%乙醇10 ml，浸提24 h，浸提時(shí)進(jìn)行避光處理，期間搖勻2次，至葉片組織完全變白，取上清液，在分光光度計(jì)波長為665、649 nm以及470 nm下測定吸光度值（OD）。分別計(jì)算葉綠素a、b、類胡蘿卜素以及葉綠素總濃度（ml/L），公式參照李合生法[ 10 ]。

CT=Ca+Cb

2 結(jié)果與分析

2. 1 柳樹雜種無性系枝條形態(tài)

枝條形態(tài)情況見表1。

2. 2 柳樹雜種無性系枝條顏色及色素組成分析

顏色是評(píng)判枝條觀賞性特征的重要依據(jù)。一般情況下認(rèn)為，彩色植物要比普通的植物具有更高的觀賞性價(jià)值[ 11 ]。

2. 2. 1 枝條色度參數(shù)的測定與分析

由表2所示：R1、R2、R3的a值較高，在紅綠分析中呈紅色，而HL的a值呈現(xiàn)負(fù)值，枝條的顏色更加接近淺綠色。通過對(duì)各組枝條顏色的b值進(jìn)行分析可以得出，Y1、Y2、Y3枝條顏色的b值明顯高于HL和R1、R2、R3，說明在黃藍(lán)顏色分析中呈現(xiàn)出明顯的黃色或金色。綜合數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：Y組枝條顏色為明亮的黃色或金黃色，R組的枝條為鮮艷的紅色，HL枝條為淺綠色。在a值和b值上R組、Y組和HL之間均存在極顯著差異（P<0.01）。

2. 2. 2 枝條花青素含量的測定與分析

枝條的顏色呈現(xiàn)主要是由于色素含量不同造成的[ 20 ]。通過對(duì)各無性系后代的枝條所含有的花青素含量進(jìn)行測定和分析，可以較準(zhǔn)確的給出R組無性系其枝條呈紅色的原因，為彩色枝條植物的培育提供理論依據(jù)。由圖2可知，R組的花青素含量遠(yuǎn)高于HL和Y組， HL和Y組花青素含量極少，R組枝條花青素含量為HL組和Y組枝條花青素含量的10～17倍。同時(shí)結(jié)合各無性系枝條花青素含量的顯著性分析，可以得出R組的枝條花青素含量與HL組、Y組均存在極顯著差異（P<0.01），Y組和HL組之間無顯著差異。結(jié)果表明花青素含量的差異是R組枝條顏色呈現(xiàn)紅色的重要原因之一。

2. 3 柳樹雜種無性系葉片形態(tài)分析

為了得出雜種無性系的葉片形態(tài)是否與普通旱柳之間存在差異，是否在葉片上雜交后代會(huì)具有更高的觀賞價(jià)值。本研究通過測定葉片的長、寬、表面積、周長、寬長比等形態(tài)指標(biāo)來分析雜交后代與普通品種的旱柳葉片的具體形態(tài)，從而得出兩者之間的遺傳特性以及表現(xiàn)型的區(qū)別。

通過表3可以分析得出：Y3和R3的葉面積比偏大，葉長更長、葉寬也處于較高水平，整體的寬長比處于平均水平。HL組葉片長最短，但是葉寬卻在較高的水平，僅次于Y3和R3，即表現(xiàn)出HL組的葉片寬長比的比值較大。R2與HL在葉片較短的基礎(chǔ)上，葉寬較大，寬長比的比值較大。白柳×旱柳雜交無性系后代的葉片形態(tài)指標(biāo)中，R組和Y組的葉周長、葉長、葉寬、葉面積、寬長比等指標(biāo)與HL均存在極顯著差異（P<0.01）。

葉片的面積即代表葉片的大小，葉片的寬長比代表了葉片的具體形態(tài)。由表4所示：Y1、R1的葉片長處于中間水平，寬長比的比值較小，葉片整體細(xì)長，屬于披針形。HL、R2的葉片葉面積處于均值，寬長比的比值大，葉片整體短而寬，上窄下寬的表現(xiàn)較為明顯，屬于闊披針形。R3、Y2、Y3的葉片葉面積大小不一，雖然葉片的寬長比處于一個(gè)較為平均的水平，但是結(jié)合葉片實(shí)際形態(tài)觀察發(fā)現(xiàn)，葉片中部和尾部的寬度相差不大，為卵狀披針形，實(shí)際葉片形態(tài)如圖3所示。

2. 4 柳樹雜種無性系葉片的顏色及色素組成

2. 4. 1 葉片色度參數(shù)的分析

葉片的觀賞特征主要分為形態(tài)和顏色，測定葉片顏色時(shí)使用Photoshop軟件測定。由表5分析得出，各無性系后代的葉片顏色a值均小于0，且絕對(duì)值相差較小，在紅綠分析中R組、Y組、HL組均呈現(xiàn)綠色，其中Y3的葉片顏色a值相比較于其他組偏小，與其他組葉片顏色a值存在顯著差異（P<0.05），與HL存在極顯著差異（P<0.01）。在葉片顏色的b值測定中僅出現(xiàn)Y3的葉片顏色b值較高，在黃藍(lán)顏色分析中呈現(xiàn)出黃色。R組的葉片顏色b值較小，葉片所表現(xiàn)的黃色不明顯。Y3的葉片顏色b值與HL均存在極顯著差異（P<0.01），Y組的Y1、Y2葉片顏色b值與HL沒有顯著差異。

2. 4. 2 葉片內(nèi)光合色素含量的分析

葉片的顏色呈現(xiàn)與葉片內(nèi)所含的各種色素有關(guān)[ 21 ]。在探究葉片顏色的呈現(xiàn)和葉片內(nèi)光合色素的種類與含量的關(guān)系試驗(yàn)中，以普通旱柳（HL）作為對(duì)照。由圖4可知，R組的葉片葉綠素a和葉綠素b含量均高于對(duì)照組HL的葉片葉綠素a和葉綠素b含量。Y組的Y1葉片葉綠素a和葉綠素b的含量與略微高于對(duì)照組HL的葉片葉綠素a和葉綠素b的含量相差不大，Y2、Y3的葉片葉綠素a和葉綠素b的含量均低于HL，且Y3葉綠素a、b含量與HL組差距較大，小于HL組約1倍。R組R1、R2的葉片類胡蘿卜素含量均低于對(duì)照組HL，R3略微高于對(duì)照組HL的葉片類胡蘿卜素含量，但相差不大。Y組的Y1、Y2葉片類胡蘿卜素的含量均高于HL組，Y3的葉片類胡蘿卜素含量低于HL但差距不大。從整體的葉綠素含量來看，R組的葉片葉綠素含量較高，而Y組葉片YI、Y2葉片葉綠素含量與對(duì)照組HL基本持平，但也低于R組，Y3葉片的葉綠素含量較少，要遠(yuǎn)低于對(duì)照組HL和R組，小于HL組葉片葉綠素含量約2.5倍，小于R組葉片葉綠素含量約2.5～3倍。

葉片不同的顏色呈現(xiàn)不僅與其光合色素的含量有關(guān)，同時(shí)不同色素之間的比例也是影響葉片呈色的重要因素。由圖5對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，R組的葉片所含葉綠素與類胡蘿卜素的比值較高，高于HL組約0.2～0.5倍。Y組的葉片所含葉綠素與類胡蘿卜素比值較低，低于HL組約0.1～0.3倍。R1和R2的色素比值與其他組存在極顯著差異（P<0.01），雖然R3的葉綠素與類胡蘿卜素的比值也高于HL組，但并無顯著差異。同時(shí)Y組中Y3的葉片葉綠素與類胡蘿卜素的比值最低，與HL組存在顯著差異（P<0.05），而Y1、Y2與HL組之間的葉綠素與類胡蘿卜素的比值并無顯著差異。

3 討論與結(jié)論

植物的觀賞性是重要基礎(chǔ)。本研究以旱柳作為對(duì)照，通過對(duì)枝條、葉片兩方面進(jìn)行分析，綜合探究柳樹的觀賞價(jià)值[ 12 ]。通過對(duì)雜交子代的葉片形態(tài)及枝條的顏色、形態(tài)等觀賞性指標(biāo)與普通旱柳的指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，通過對(duì)不同的無性系后代的觀賞性進(jìn)行評(píng)估，選出差異性較大，觀賞性更高的柳樹雜交品種[ 13 ]。

枝條顏色是植物體內(nèi)所含葉綠素含量和花青素含量的直接體現(xiàn)，植物體的顏色主要受其組織內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)組成，受葉綠素、類胡蘿卜素以及花青素等的共同影響[ 22 ]。綜合各組花青素含量和枝條顏色的Lab值的結(jié)果可以證明，R組枝條呈紅色的原因是因?yàn)榛ㄇ嗨氐暮枯^高。冉浩[ 14 ]在分析香椿芽的呈色機(jī)理時(shí)也得出結(jié)論，花青素的含量變化是導(dǎo)致顏色變化的重要因素，與本試驗(yàn)所得出的枝條呈色機(jī)理相符合。李力[ 15 ]通過對(duì)美國紅楓葉片轉(zhuǎn)色期的色素含量的分析，闡述了北美紅楓葉色變紅的機(jī)理，其結(jié)果表明花青素含量是影響葉片顏色的主要因素，與本試驗(yàn)得出的枝條的呈色機(jī)理相符合。所以花青素含量的不同與其枝條表觀特征的體現(xiàn)相符。

樹木的冠型呈現(xiàn)對(duì)于整體的觀賞性影響是巨大的。同時(shí)枝條的形狀與樹木冠型的形成也具有密切的關(guān)系。由于試驗(yàn)用材料還沒有形成完整的冠型，所以通過研究枝條的形態(tài)來代替。HL為直立型，在R組和Y組中各有直立型、微垂型和下垂型。通過費(fèi)英杰[ 16 ]在柳樹優(yōu)良無性系在北京地區(qū)的觀賞和用在價(jià)值評(píng)價(jià)的研究中所提出的對(duì)柳樹枝型的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)判發(fā)現(xiàn)，直立型、微垂型、下垂型的評(píng)分依次為1、2、3分，所以得出下垂型枝條的柳樹觀賞性最高的結(jié)論。

葉片的顏色和形態(tài)特征也是挑選園林綠化樹種的重要指標(biāo)[ 17 ]。綜合寬長比與葉片面積來看，將葉片的形狀大致可以分為披針形、卵狀披針形、闊披針形3類。葉片的顏色對(duì)觀賞性的影響也有重要作用，在得出各組葉片的顏色Lab值后，通過測定葉片葉綠素的含量以及類型來探究葉片的呈色機(jī)理。本研究證明了葉片的呈色機(jī)理與葉片內(nèi)色素的含量和比例密切相關(guān)。

在張少偉[ 18 ]對(duì)8個(gè)柳樹無性系的觀賞價(jià)值與適應(yīng)性的研究中，通過層次分析法建立了對(duì)柳樹觀賞性價(jià)值的層次結(jié)果模型，同時(shí)給出了各評(píng)定因子的權(quán)重值。科學(xué)地提出了對(duì)柳樹觀賞價(jià)值進(jìn)行評(píng)判的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。因子層所占權(quán)重依次為：樹姿（此處以枝條形態(tài)代替）>枝條顏色>秋色葉有無>葉片形狀>葉面積。將HL、R組和Y組的形態(tài)指標(biāo)代入評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中得出的得分排序?yàn)椋篟1>R2>R3>? Y3>Y2>Y1>HL。

本研究通過觀測和記錄種間雜交無性系后代的相關(guān)性狀得出，雜種后代的遺傳豐富性更高，具有更多的高觀賞性的性狀特征。在枝條顏色、枝條形態(tài)等方面與雜交親本具有較強(qiáng)的遺傳性，表現(xiàn)出比親本更高的觀賞性價(jià)值。而在葉片顏色以及葉片形態(tài)方面差異性不大，在觀賞性的評(píng)判上一般認(rèn)為，紅色枝條的觀賞性要高于黃色枝條和綠色枝條。枝條的形態(tài)下垂程度高的觀賞性價(jià)值更高。據(jù)此可以為選育柳樹雜交新品種、研究柳樹觀賞性狀以及評(píng)定評(píng)級(jí)等提供參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

［1］ 崔華蕾，? 米昊雨，? 馬小欣，? 等.? 白柳和旱柳種間雜交后代性狀分析［J］.? 綠色科技， 2022， 24（23）： 113 - 119.

［2］ 何旭東，? 隋德宗，? 王紅玲，? 等.? 中國柳樹遺傳育種研究進(jìn)展［J］.? 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2022， 46（6）： 51 - 63.

［3］ 張博.? 旱柳育苗造林技術(shù)研究［J］.? 特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)植物， 2023， 26（1）： 145 - 147.

［4］ 王曉，? 冉馨，? 高小寬，? 等.? 堿脅迫對(duì)白柳根系生長及光合特征參數(shù)的影響［J］.? 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2021， 56（6）： 119 - 126.

［5］ 郭群，? 聞朝鮮.? 8個(gè)柳樹無性系冠形、? 主干分枝結(jié)構(gòu)及生長比較研究［J］.? 南方林業(yè)科學(xué)， 2016， 44（2）： 48 - 51.

［6］ 劉晶芳，? 王志彬，? 梁海永.? 絢麗海棠實(shí)生后代葉色及形態(tài)研究［J］.? 河北林業(yè)科技， 2018（1）： 1 - 6.

［7］ 母梓均.? ‘紫枝玫瑰枝條成色的理化分析［D］.? 泰安：? 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2021.

［8］ 許易梅，? 劉紅昌，? 徐松，? 等.? 白木通4份種質(zhì)葉片形態(tài)差異及葉面積反演模型研究［J］.? 西部林業(yè)科學(xué)， 2022， 51（4）： 116 - 124.

［9］ 龐丁瑋，? 王軍，原陽晨，? 等.? “冀洪1號(hào)”黑棗與普通黑棗葉形性狀差異研究［J］.? 林業(yè)與生態(tài)科學(xué)， 2021， 36（2）： 132 - 137.

［10］ 盛璐，? 黃媛媛，? 張茜茹，? 等.? 不同提取液對(duì)鐵線蓮“親愛的”葉綠素含量測定的影響［J］.? 赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2020， 36（8）： 13 - 16.

［11］ 李靜.? 彩色植物景觀分析——以北京植物園為例［C］.? 2020年中國植物園學(xué)術(shù)年會(huì)論文集， 2020 - 10 - 11.

［12］ 劉麗.? 基于葉、? 枝特性的柳樹觀賞性評(píng)判及倍性鑒定研究［D］.北京：? 中國林業(yè)科學(xué)研究院， 2016.

［13］ 扈惠靈，? 劉遵春，? 苗衛(wèi)東，? 等.? 柿樹種質(zhì)資源葉片形態(tài)多樣性研究及聚類分析［J］.? 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2012， 41（6）： 137 - 139.

［14］ 冉浩.? 香椿嫩芽花青素成分分析及其呈色機(jī)理研究［D］.? 天津：? 天津科技大學(xué)， 2021.

［15］ 李力.? 北美紅楓呈色生理機(jī)制及葉色調(diào)控［D］.? 重慶：? 西南大學(xué)， 2016.

［16］ 費(fèi)英杰.? 柳樹優(yōu)良無性系在北京地區(qū)的觀賞和用材價(jià)值評(píng)價(jià)［D］.? 北京：? 中國林業(yè)科學(xué)研究院， 2014.

［17］ 郭占魁.? 南方紅豆杉觀賞特性及在園林中的應(yīng)用［J］.? 山西林業(yè)， 2020（6）： 38 - 39.

［18］ 張少偉，? 翟飛飛，? 費(fèi)英杰，? 等.? 8個(gè)柳樹無性系的觀賞價(jià)值與適應(yīng)性研究［J］.? 西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)）， 2017， 37（4）：41 - 46.

［19］ Chen Z， Gao H， Wu H， et al. Comparative Transcriptome Analysis Reveals the Molecular Mechanism of Salt Combined with Flooding Tolerance in Hybrid Willow （ Salix matsudana × alba ）［J］. Forests， 2023， 14（9）： 1858.

［20］ Mengjiao C， Hui L， Wan Z， et al. Transcriptomic Analysis of the Differences in Leaf Color Formation during Stage Transitions in Populus×euramericana‘Zhonghuahongye［J］. Agronomy， 2022， 12（10）： 2396 - 2396.

［21］ Sujing S， Qiang Z， Yongfan Y， et al. Leaf Coloration in Acer palmatum Is Associated with a Positive Regulator ApMYB1 with Potential for Breeding Color～Leafed Plants［J］. Plants， 2022， 11（6）：759 - 759.

［22］ Xuzixin Zhou， Yanbin Xue， Meiqin Mao， et al. Metabolome and transcriptome profiling reveals anthocyanin contents and anthocyanin～related genes of chimeric leaves in Ananas comosus var. bracteatus［J］. BMC Genomics， 2021， 22（1）： 331 - 331.