曹福亮，郁萬(wàn)文，張遠(yuǎn)蘭

（南京林業(yè)大學(xué) 森林資源與環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210037）

生物農(nóng)藥用銀杏優(yōu)良無(wú)性系的選育

曹福亮，郁萬(wàn)文，張遠(yuǎn)蘭

（南京林業(yè)大學(xué) 森林資源與環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210037）

以40個(gè)20年生銀杏無(wú)性系為研究對(duì)象，研究了外種皮酚酸含量、單株種實(shí)產(chǎn)量、出皮率和單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的變異規(guī)律。結(jié)果表明：不同無(wú)性系間的單株產(chǎn)量、酚酸含量、單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量差異顯著，出皮率達(dá)到顯著性水平。結(jié)合銀杏無(wú)性系的種實(shí)產(chǎn)量、出皮率、外種皮酚酸含量和單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，采用歐氏距離和最長(zhǎng)距離法進(jìn)行聚類，把40個(gè)無(wú)性系分成4大類。其中第四類（16號(hào)（南林外1）、38號(hào)（南林外2））無(wú)性系的外種皮酚酸含量高，單株種實(shí)產(chǎn)量高，外種皮出皮率中等偏高，單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最高，可以為新型生物農(nóng)藥銀杏定向栽培提供材料，具有較高的引種試驗(yàn)和推廣潛力。

銀杏無(wú)性系，外種皮，酚酸，生物農(nóng)藥

我國(guó)銀杏種核產(chǎn)量占世界的90%以上，并保持8.0%～10.0%的年遞增率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年約有3萬(wàn)噸外種皮作為廢物被丟棄。銀杏外種皮中含量較高的成分酚酸類化合物[1-2]，是制備生物農(nóng)藥的天然原料。多年來(lái)對(duì)銀杏資源的開(kāi)發(fā)一直以銀杏葉和白果為主，而銀杏外種皮因尚無(wú)成熟可靠的工業(yè)化加工利用方法，往往被廢棄，散發(fā)出惡臭，而且所含的酚酸類有毒成分還會(huì)被水浸取而對(duì)周圍水域造成污染，毒死魚(yú)蝦，威脅到人畜飲用水的安全?，F(xiàn)今，隨著銀杏果、葉深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，銀杏良種化集約經(jīng)營(yíng)、大規(guī)模農(nóng)田林網(wǎng)建設(shè)等生產(chǎn)模式必在國(guó)內(nèi)進(jìn)一步迅速擴(kuò)大，這樣勢(shì)必會(huì)生產(chǎn)更多的外種皮，因而盡快找到一條經(jīng)濟(jì)有效的外種皮利用途徑顯得十分必要和迫切。

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，開(kāi)發(fā)植物源殺蟲(chóng)劑、殺菌劑已經(jīng)成為迫切的需要。利用銀杏外種皮開(kāi)發(fā)生產(chǎn)銀杏外種皮的醫(yī)藥和農(nóng)藥及其他產(chǎn)品，可充分利用了外種皮資源，減少對(duì)環(huán)境的污染，提高我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品無(wú)公害的生產(chǎn)水平，延長(zhǎng)銀杏的產(chǎn)業(yè)鏈，顯著提高銀杏的經(jīng)濟(jì)總量，增加農(nóng)民收入，具有十分重大的實(shí)際意義。據(jù)邢世巖2004年統(tǒng)計(jì)，目前中國(guó)有核用品種或優(yōu)株209個(gè)，葉用24個(gè)，觀賞25個(gè)，雄株42個(gè)，材用4個(gè)[3]。銀杏變種及品種的多樣性為開(kāi)展該物種遺傳多樣性和定向選育研究奠定了良好的種質(zhì)基礎(chǔ)。針對(duì)銀杏不同優(yōu)株、品種、無(wú)性系間存在較大的遺傳變異，本研究對(duì)40個(gè)優(yōu)良無(wú)性系的單株產(chǎn)量、種實(shí)出皮率、外種皮酚酸含量及單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的差異性進(jìn)行研究，并結(jié)合聚類方法，初步篩選單株產(chǎn)量、種實(shí)出皮率、外種皮酚酸含量及單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均較高的無(wú)性系，為新型生物農(nóng)藥用銀杏定向栽培提供種質(zhì)資源。本研究將進(jìn)一步豐富銀杏優(yōu)良無(wú)性系選育的內(nèi)容。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

材料來(lái)源于江蘇省邳州市陳樓鎮(zhèn)銀杏種質(zhì)資源圃，為嫁接20年生的40個(gè)核用銀杏無(wú)性系。參試的40個(gè)無(wú)性系(見(jiàn)表1)，每個(gè)無(wú)性系有3～6個(gè)嫁接單株，每個(gè)單株上嫁接3～4個(gè)接穗。定植株行距為7 m×6 m，樹(shù)冠輪廓多為半圓形。

2008年4月19日至4月20日，采用溶液噴霧法進(jìn)行人工授粉，授粉一次性完成。胚珠吐水時(shí)間較遲的，隔2、3天再授粉。每個(gè)無(wú)性系重復(fù)3次。選取花期相遇的單一雄株花粉等量混合。2008年9月29日采用人工擊落法對(duì)種實(shí)進(jìn)行采收，堆漚20天后，用搓揉等外力使種子和外種皮分離。銀杏外種皮曬干后，放入60℃恒溫鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)烘干至發(fā)脆，用植物粉碎機(jī)粉碎，過(guò)40目篩，保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 銀杏無(wú)性系編號(hào)及原產(chǎn)地Table 1 Number and origin place of ginkgo clones

1.2 方法

（1）單株種實(shí)和外種皮產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)

種實(shí)成熟后，對(duì)參試無(wú)性系單株采用人工擊落法，分別實(shí)測(cè)每個(gè)無(wú)性系的株產(chǎn)，每個(gè)無(wú)性系3個(gè)重復(fù)。

（2）出皮率測(cè)定

隨機(jī)抽取90粒種實(shí)，分成3份，先測(cè)定種實(shí)的重量，再將種實(shí)剝下外種皮，并稱重，按照下列公式測(cè)定出皮率。

（3）銀杏外種皮酚酸含量的測(cè)定

采用超聲波法，按照“超聲波萃取時(shí)間45 min-乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%-乙醇與外種皮液固比15 ml/g”的工藝[4]提取外種皮酚酸。采用紫外分光光度法對(duì)銀杏無(wú)性系外種皮酚酸含量進(jìn)行測(cè)定。

（4）銀杏無(wú)性系單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量計(jì)算

按照下列公式計(jì)算銀杏無(wú)性系單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(生物農(nóng)藥用)。

單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(g)=單株種實(shí)產(chǎn)量(kg)×出皮率(%)×酚酸含量(mg/g)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)分析采用EXCELL結(jié)合SPSS for Windows V8.01軟件進(jìn)行方差分析和Duncan多元范圍檢測(cè)(Duncan's Multiple Test)、相關(guān)分析及聚類分析等。

2 結(jié)果與分析

2.1 銀杏無(wú)性系種實(shí)產(chǎn)量的變異

由圖1看出，不同無(wú)性系間種實(shí)產(chǎn)量存在較大差異。方差分析表明，不同銀杏無(wú)性系種實(shí)產(chǎn)量間的差異達(dá)到極顯著水平（F=101.698，P＜0.01）。所有無(wú)性系種實(shí)產(chǎn)量均值是95.51 kg。種實(shí)產(chǎn)量最大的16號(hào)，為259.5 kg；種實(shí)產(chǎn)量最小的是63號(hào)，僅為11.0 kg。無(wú)性系間的變異系數(shù)達(dá)到62.32%。種實(shí)產(chǎn)量較大的無(wú)性系是16、38、29、36、48號(hào)，較小的是54、53、68、39、63號(hào)（見(jiàn)圖1）。

2.2 銀杏無(wú)性系出皮率的變異

方差分析表明，無(wú)性系間的出皮率差異顯著（F=4.72，P＜0.05）。各無(wú)性系出皮率的平均值是74.19%，無(wú)性系間的變異系數(shù)是5.48%，變動(dòng)幅度63.64%～80.32%。出皮率較大的無(wú)性系是54、52、35、55、66號(hào)，較小的是48、27、10、28、46號(hào)（見(jiàn)圖2）。

2.3 銀杏無(wú)性系酚酸含量的變異

方差分析表明，無(wú)性系間的酚酸含量差異極顯著（F=26.18，P＜0.000 1）。各無(wú)性系外種皮酚酸含量的均值是6.46 mg/g，無(wú)性系間的變異系數(shù)是80.38%，變動(dòng)幅度2.750～10.32 mg/g。酚酸含量較高的是52、38、16、20、45號(hào)，較低的無(wú)性系是50、27、63、13、19號(hào)（見(jiàn)圖3）。

圖1 銀杏優(yōu)良無(wú)性系單株種實(shí)產(chǎn)量Fig.1 Fruit yield per plant of ginkgo clones

圖2 銀杏優(yōu)良無(wú)性系的出皮率Fig.2 Meat output ratio of ginkgo clones

圖3 銀杏無(wú)性系的外種皮酚酸含量Fig.3 Phenolic acid content of ginkgo clones exopleura

2.4 銀杏無(wú)性系單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的變異

方差分析表明，無(wú)性系間的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量差異顯著（F=46.62,P＜0.01）。各無(wú)性系單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均值是348.50 g，無(wú)性系間的變異系數(shù)為5.48%，變動(dòng)幅度20.43～1 500.48 g。單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量較高的無(wú)性系是16、38、48、45、36號(hào)，較低的是63、68、60、47、39號(hào)（見(jiàn)圖4）。

圖4 銀杏優(yōu)良無(wú)性系的單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量Fig.4 Economic yield per plant of ginkgo clones

2.5 生物農(nóng)藥用銀杏優(yōu)良無(wú)性系初選

結(jié)合銀杏無(wú)性系的種實(shí)產(chǎn)量、出皮率、外種皮酚酸含量和單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換，采用歐氏距離（聚類距離）和最長(zhǎng)距離法（聚類方法）對(duì)無(wú)性系進(jìn)行聚類，以距離3.74為標(biāo)準(zhǔn)，可將40個(gè)無(wú)性系劃分為4大類，第一類為10、27、28、13、29、36、45、48號(hào)，第二類為11、14、25、32、30、62、24、46、47、34、19、50、60、68、63號(hào)，第三類為15、18、35、39、40、53、23、66、33、59、26、55、20、52、54 號(hào)，第四類為16、38（見(jiàn)圖5）。

如表2所示，第一類（10、27、28、13、29、36、45、48號(hào)）無(wú)性系的外種皮酚酸含量較低，單株種實(shí)產(chǎn)量中等，外種皮出皮率低，單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量中等；第二類（11、14、25、32、30、62、24、46、47、34、19、50、60、68、63號(hào)）無(wú)性系的外種皮酚酸含量低，單株種實(shí)產(chǎn)量低，外種皮出皮率中等偏低，單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量低；第三類（15、18、35、39、40、53、23、66、33、59、26、55、20、52、54號(hào)）無(wú)性系的外種皮酚酸含量中等，單株種實(shí)產(chǎn)量低，外種皮出皮率高，單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量低；第四類（16號(hào)（南林外1）、38號(hào)（南林外2））無(wú)性系的外種皮酚酸含量高，單株種實(shí)產(chǎn)量高，外種皮出皮率中等偏高，單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最高。綜上所述，第四類可以作為生物農(nóng)藥用銀杏無(wú)性系加以選擇，并進(jìn)行推廣。

圖5 生物農(nóng)藥用銀杏無(wú)性系聚類分析Fig.5 Clustering analysis of ginkgo clones for biological pesticide use

表2 四大類無(wú)性系酚酸含量、單株種實(shí)產(chǎn)量、出皮率和單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量Table 2 Phenolic acid content, fruit yield per plant, meat output ratio and economic yield per plant of four kinds of ginkgo clones

3 結(jié)論與討論

銀杏的優(yōu)良單株、品種或無(wú)性系由于遺傳特性及生境的差異，造成銀杏的優(yōu)良單株、品種或無(wú)性系的豐產(chǎn)性、不同構(gòu)件中有效成分（黃酮、萜內(nèi)酯、酚酸等）含量[5-7]的顯著差異。邢世巖等[8]的研究表明，20個(gè)品種的產(chǎn)量性狀的標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)變異較大，3 a～6 a的6個(gè)性狀除結(jié)果株率外，變異系數(shù)均在50%以上。邢世巖等[9]對(duì)全國(guó)86個(gè)銀杏葉單株無(wú)性系的方差分析結(jié)果表明，3個(gè)主要產(chǎn)量指標(biāo)小區(qū)葉產(chǎn)量、葉面積系數(shù)和葉數(shù)/株具有較高的F值及遺傳力，說(shuō)明這些性狀的遺傳因素對(duì)表型值的影響較大。本研究表明，不同無(wú)性系間的單株產(chǎn)量、酚酸含量、單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均達(dá)到極顯著水平，出皮率也達(dá)到顯著性水平，說(shuō)明不同無(wú)性系間存在較大差異，有利于從中篩選出4個(gè)指標(biāo)均較高的無(wú)性系。結(jié)合銀杏無(wú)性系的種實(shí)產(chǎn)量、出皮率、外種皮酚酸含量和單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，對(duì)40個(gè)無(wú)性系進(jìn)行聚類，將其劃分為4大類。第一類（10、27、28、13、29、36、45、48號(hào)）無(wú)性系的外種皮酚酸含量較低，單株種實(shí)產(chǎn)量中等，外種皮出皮率低，單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量中等；第二類（11、14、25、32、30、62、24、46、47、34、19、50、60、68、63號(hào)）無(wú)性系的外種皮酚酸含量低，單株種實(shí)產(chǎn)量低，外種皮出皮率中等偏低，單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量低；第三類（15、18、35、39、40、53、23、66、33、59、26、55、20、52、54號(hào)）無(wú)性系的外種皮酚酸含量中等，單株種實(shí)產(chǎn)量低，外種皮出皮率高，單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量低；第四類（16號(hào)（南林外1）、38號(hào)（南林外2））無(wú)性系的外種皮酚酸含量高，單株種實(shí)產(chǎn)量高，外種皮出皮率中等偏高，單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最高，可以作為生物農(nóng)藥用銀杏無(wú)性系進(jìn)一步擴(kuò)繁，為新型生物農(nóng)藥用銀杏的定向培育提供材料，具有較高的引種試驗(yàn)和推廣潛力。

[1] 臧 麗,李英華,倪力軍,等.銀杏酚酸的研究概況[J].中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志,2000,31(7):331-334

[2] 成 亮, 樓鳳昌. 銀杏外種皮中銀杏酚酸的研究概況[J].藥學(xué)進(jìn)展,2004,28(5):209-213

[3] 邢世巖, 郭彥彥, 王 利, 等.銀杏種質(zhì)遺傳多樣性研究評(píng)述[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2004, 22(4):65-70

[4] 張遠(yuǎn)蘭. 外種皮用銀杏優(yōu)良無(wú)性系初選[D].南京:南京林業(yè)大學(xué)，2009

[5] 邢世巖,吳德軍,有祥亮,等.葉用銀杏種源、性別及無(wú)性系的因子和聚類分析[J].中南林學(xué)院學(xué)報(bào),2000,20(2):26-31

[6] 谷戰(zhàn)英,王承南,黃瑞春.銀杏不同種源主要器官成分含量比較分析研究[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2003, 21(3): 41-43.

[7] 薛 萍,李柏海,肖新華,等.銀杏葉中化學(xué)成分地理種源的變異[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2000, 18(3):31-33.

[8] 邢世巖,孫 霞,有祥亮,等.銀杏核用品種產(chǎn)量性狀指標(biāo)的變異及聚類分析[J].生物數(shù)學(xué)學(xué)報(bào),2001,19(3):357-363

[9] 邢世巖,劉元鉛,李可貴,等.銀杏葉產(chǎn)量性狀相關(guān)分析及多性狀選擇[J].武漢植物學(xué)研究,2000,18(4):275-282.

Selection and brooding of Ginkgo clones used as bio-pesticide

CAO Fu-liang, YU Wan-wen, ZHANG Yuan-lan
(College of Forest Resources and Environment, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China)

Variations of phenolic acid content, fruit yield per plant, husk yield rate and economic yield per tree of 40 Ginkgo clones of 20-year-old were studied. The results were as follows: the differences of the four indexes of the clones were very signif i cant, that of husk yield rate were also very signif i cant; By taking into account the yields of seed & fruit, husk yield rate, content of phenolic acids from exopleura and economic yield per tree, and using Euclidean distance method and most long distance method, the 40 Ginkgo clones were clustered and then divided into 4 groups. Group 4 including 16# (Nanlin Wai-1)and 38#(Nanlin Wai-2) clone which had high phenolic acid contents, were medium high husk yield rate of exopleura fruit yield per tree, and had the highest economic yield per tree, hence,they can be used as the orientation and cultivation tree species to make new bio-pesticides, have higher values in introduction test and popularization.

Ginkgo clones; exopleura; phenolic acid; biological pesticide

S722.1+3

A

1673-923X(2012)12-0120-05

2012-06-13

林業(yè)公益性行業(yè)科研項(xiàng)目“銀杏葉和外種皮加工產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究”（編號(hào)：201004015）

曹福亮( 1957- ) , 男, 江蘇姜堰人。教授, 博士生導(dǎo)師, 主要從事經(jīng)濟(jì)林栽培的研究

[本文編校：羅 列]