許煥，付生艷，馬明呈，王倩，馬琨

(青海大學農(nóng)牧學院，青海 西寧 810016)

冬瓜楊(Populuspurdomii)是楊柳科楊屬青楊組喬木。分布于陜西、甘肅、青海等省份。青海省冬瓜楊分布很廣泛，垂直分布平均海拔在1 900～3 000 m，最高可達到3 200 m(麥秀林區(qū))，主要分布于青海省循化孟達林區(qū)、大通河谷、祁連山地以及黃河下段的各天然林區(qū)，天然林資源豐富，尤其在互助北山林區(qū)、同仁縣蘭采林區(qū)有近千畝冬瓜楊林。冬瓜楊極耐土壤貧瘠，自然狀態(tài)下冬瓜楊自繁能力很強，是高寒地區(qū)重要的楊樹種質(zhì)資源[1-2]。氣孔是陸生植物與外界環(huán)境進行水分和氣體交換的主要通道，控制著植物的光合作用和蒸騰過程。楊樹葉部氣孔是水分蒸騰的重要門戶，可以帶動地下水分及營養(yǎng)成分的吸收[3]。

本試驗通過對冬瓜楊以及其他楊樹葉片氣孔大小和氣孔密度差異的比較，驗證冬瓜楊優(yōu)良無性系氣孔與其他楊樹氣孔之間關聯(lián)關系。為了有效保護、充分利用青藏高原寶貴的冬瓜楊天然林優(yōu)勢資源，培育優(yōu)良新品種，豐富我國楊樹品種資源，氣孔特征可以作為選優(yōu)選育的指標之一，它的應用不僅能輔助選育出優(yōu)良的冬瓜楊，還能建立優(yōu)良的冬瓜楊種質(zhì)資源庫，進而獲得更好的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益，必將對青藏高原生態(tài)環(huán)境建設和林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到重要的推動作用[4-5]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 植物材料 試驗以冬瓜楊初選優(yōu)樹為材料，從2008年開始在互助北山林區(qū)選取優(yōu)良單株選優(yōu)選育，逐步篩選出長勢良好，具有抗性，生長快等明顯優(yōu)勢的48株無性系；2015年在青海麥秀，循化孟達、祁連、蘭采、互助等地選取優(yōu)良單株選優(yōu)選育逐步篩選出長勢良好，具有抗性，生長快等明顯優(yōu)勢的13株無性系，將這13個無性系于互助北山林區(qū)進行扦插繁育，于2017年從這48個和13個冬瓜楊不同無性系中初步確定8個優(yōu)良無性系H1、H10、H4、H5、HB18、HB19、HB10、HB41，采集其葉片進行電鏡觀察并記錄其氣孔數(shù)據(jù)。除了冬瓜楊外還采集了諾木洪地區(qū)新疆楊、河北楊、格爾木地區(qū)青楊和胡楊進行電鏡觀察。

1.1.2 輔助制劑 2.5%戊二醛，0.1 mol·L-1、pH 7.2磷酸鈉緩沖液，30%乙醇，50%乙醇，75%乙醇，90%乙醇，無水乙醇，乙酸異戊酯。

1.2 試驗方法

1.2.1 取樣 用于氣孔數(shù)據(jù)分析的冬瓜楊葉片采自青?；ブ鄙搅謭?，互助北山林場地理坐標 102°20′—102°26′ E，36° 54′—36°55′ N，海拔2 660～3 215 m，年平均氣溫3.8 ℃；年降水量470 mm。對篩選出的冬瓜楊優(yōu)樹植株葉片進行取樣，并用直尺測量葉片的長和寬。隨后對葉片進行切片固定并處理葉片掃描電鏡。

1.2.2 掃描電鏡樣品的制備

(1)固定：采集的葉片用針管抽真空后放入2.5%的戊二醛溶液固定，并在4 ℃冰箱過夜保存；固定32 h以上。

(2)脫水：將抽真空的葉片依次在30%、40%、50%、70%、90%、100%乙醇梯度脫水，每次30 min；然后乙酸異戊酯脫水3次。

(3)干燥：將處理好的樣本用冷凍干燥機進行干燥2～3 min，并小心取出。

(4)制樣：導電膠貼于載物盤上制樣，將樣片正反面交替整齊擺放，粘貼葉片時注意只用鑷子按壓葉片四邊，不可全葉片按壓，以免損傷葉片結(jié)構(gòu)。

(5)噴金：離子濺射儀鍍金屬膜，大約1 h后，取出樣品進行電鏡觀察，多找?guī)讉€視野(如在300倍，500倍，3 000視野下)。

(6) 拍照：最后在電鏡下拍照，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，求出每一組葉片氣孔各項指標的平均值。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel2007、DPS、SPSS 23.0和Image Pro Plus 6.0處理數(shù)據(jù)[6]。

氣孔密度(SD)計算公式：氣孔密度(SD) = 視野內(nèi)氣孔個數(shù)/視野面積[8]

2 結(jié)果與分析

對確定的8個優(yōu)良無性系H1、H10、H4、H5、HB18、HB19、HB10、HB41，共8株冬瓜楊進行氣孔分析。隨機選取8株冬瓜楊葉片樣品(葉片大小適中)，采集葉片時每株隨機采取5個葉片，共計40個樣品。采取新疆楊、河北楊、青楊、胡楊葉片，每一樣品隨機選取5個樣本，共計20個樣品。

2.1 冬瓜楊葉片長、寬分析

由表1可知，8組冬瓜楊優(yōu)樹，樹葉長度差異極顯著、樹葉寬差異為顯著，無性系間的分化明顯，可以進行進一步的優(yōu)良無性系篩選。

表1 冬瓜楊葉片長、寬方差分析

2.2 冬瓜楊氣孔平均長分析

由表2可知，8組冬瓜楊優(yōu)樹的葉片平均氣孔長差異不顯著(大于0.05)，無性系間的分化不明顯。

表2 冬瓜楊氣孔平均長方差分析

2.3 冬瓜楊氣孔平均寬分析

由表3可知，8組冬瓜楊優(yōu)樹的葉片平均氣孔寬差異顯著，無性系間的分化明顯，可以進行進一步的優(yōu)良無性系篩選。

表3 冬瓜楊氣孔平均寬方差分析

2.4 冬瓜楊氣孔密度分析

由表4可知，8組冬瓜楊優(yōu)樹的葉片平均氣孔密度呈顯著或極顯著差異，無性系間的分化明顯，可以進行進一步的優(yōu)良無性系篩選。

經(jīng)分析，平均氣孔長不顯著，平均氣孔寬最大的是H4和H5，H1、H10、H5氣孔密度最小。由表5可知，同一視野下胡楊的平均氣孔密度為最小(其中河北楊、新疆楊葉背氣孔被白毛覆蓋，經(jīng)過兩次實驗補救還是呈現(xiàn)極少氣孔)。

表4 冬瓜楊氣孔密度方差

2.5 其他楊樹氣孔分析結(jié)果

表5 其他楊樹氣孔特征

3 討論與結(jié)論

長期實踐證明，充分挖掘鄉(xiāng)土楊樹種質(zhì)資源，積極培育適生楊樹新無性系具有重大意義。運用綜合評價分析各無性系生長差異，從冬瓜楊不同無性系中初步確定8個優(yōu)良無性系H1、H10、H20、H4、HB18、HB19、HB14、HB42。

分別對8個優(yōu)良無性系葉片做電鏡觀察得出氣孔的長和寬以及氣孔密度，通過方差分析得出這些冬瓜楊氣孔長和寬、密度都有顯著差異。與胡楊氣孔密度作對比，再選出氣孔密度小，抗旱性強的更優(yōu)種質(zhì)資源。進行進一步的篩選，結(jié)果為H1和H5作為最優(yōu)無性系。要想驗證這兩株苗木的種質(zhì)資源還有待做大量后期工作和其他方面指標的分析。

目前冬瓜楊氣孔測定分析在林木育種這個領域中尚未得到應用過，因此關于冬瓜楊葉片氣孔分析尚不成熟，還需要經(jīng)過反復的試驗操作，通過與胡楊氣孔對比(胡楊氣孔密度小，抗旱性強)，本試驗得到了初步驗證，也滿足了長勢優(yōu)良的冬瓜楊氣孔較大、密度較小、較抗旱的需求。

有研究證明水分與氣孔密度的相關關系也體現(xiàn)在植物單個葉片上，高蒸騰速率或水分吸收困難的部位氣孔密度較高[7]。冬瓜楊是否由于自身優(yōu)良基因控制，或者由于氣孔大小、密度的原因?qū)ν饨缈剐员绕胀浞N較強；還是由于葉片內(nèi)部氣孔較大密度較小水分吸收良好，所以長勢優(yōu)良，對外界抗性也就比普通樹種較強。還是因為其他原因，后面可以從多株冬瓜楊不同控制的條件下(如戶外控光控溫)[8]氣孔掃描電鏡數(shù)據(jù)大量的驗證，但由于數(shù)據(jù)不充分，樹木長勢優(yōu)良緣于氣孔密度，還是由于優(yōu)樹自身優(yōu)良基因控制，還有待于大量的實驗驗證。