枫杨半同胞家系表型变异初步研究文献综述

 2022-08-03 03:08

枫杨半同胞家系的表型变异

1 引言

1.1 枫杨的概述

枫杨（Pterocarya stenoptera C. DC.）为胡桃科（Juglandaceae）枫杨属（Pterocarya）高大落叶乔木，又称白杨、大叶柳、大叶头杨树等，是长江中下游地区的乡土树种，分布十分广泛[1]。枫杨正常情况下树高可达35米，胸径直径达1米；幼树树皮平滑，浅灰色，老时则深纵裂；为阳性树种，喜光而不耐庇荫，喜深厚肥沃湿润的土壤，但不耐长期积水或水平面较高的地方，常见于土壤肥沃的河床两岸或湖滩地[2]。据《中国植物志》记载，枫杨主要分布在全球温度适中、降水量较多的暖温带和亚热带。在我国分布较广，北自河北、陕西；南达广东、广西；东起江苏、浙江、上海；西至四川、云南、贵州均有分布。其中江苏、浙江为枫杨培育繁殖基地。国外枫杨主要分布在日本本州南半部、伊朗北部、朝鲜半岛南部等区域[3]。

枫杨树冠宽阔，枝叶茂密，生长快速，根系发达，为河床两岸低洼湿地的良好绿化树种，可防治水土流失；由于树形高大，也可以作为行道树，成片种植于草坪及坡地，可形成一定的景观[4]。此外，枫杨对烟尘、二氧化硫、氯气等有毒气体有较强抗性，也适合作为工厂绿化[5]。枫杨的木材色白质软，不易翅裂，但不耐腐朽，可制作箱板、家具、火柴杆等；树皮富含纤维与鞋质，可提取栲胶，亦可作纤维原料及上等绳索；叶有毒，可作农药杀虫剂；果实可作饲料和酸酒，种子亦可榨油[6-7]。枫杨的枝叶和花具有独特的气味且具有很强的生物活性，主要是含有鞣质、水杨酸、甾类、萘酮及抗坏血酸等活性成分，作为传统的中药具有较高的药用价值[8]。崔志茹[9]在研究石洞沟森林公园的破损景观修复时，选择枫杨作为修复的主要树种，是因为枫杨本身的观赏价值及其庞大的树冠和枝叶可以起到很好的弥补作用。研究表明，枫杨能够有效地降解水库消落带污水中TN、TP和COD含量，并且在高浓度污水中降解这些指标的能力要高于在低浓度污水中的降解能力，这对于同类型地区的生态重建来说，是有极大帮助的[4]。

1.2 枫杨的研究进展

1.2.1 枫杨防治害虫的研究

枫杨叶片的活性化学成分主要是去甲基倍半萜内酯化合物、没食子酸以及W皮素等毒性成分[10]，肖春[11]等人测定了棉铃虫对萎蔫枫杨叶气味的行为反应，结果发现，枫杨叶在萎蔫后所散发的气味对未交配的棉铃虫雌蛾有显著引诱作用，并能显著地加强棉铃虫未交配雌蛾对雄蛾的引诱作用。这个发现对于将枫杨运用到诱虫捕杀上具有指导意义。众多研究表明，枫杨自身所含的活性物质能够有效的杀灭钉螺，效果一般的化学药物更好。王万贤等[12]在研究枫杨植株浸提液的灭螺效果时发现，水浸液浓度增加，钉螺死亡率上升，根皮水浸液的灭螺效果最好，枯叶的水浸液的效果最差。彭旦明等[13]研究发现，枫杨叶中的食子酸、槲皮素等积累到一定量后，会导致钉螺摄取营养物质障碍，从而引起钉螺死亡。随着大家深入的研究后发现枫杨在杀菌，杀虫、诱虫，灭钉螺和治疗一些鱼类疾病方面具有很高价值，使得人们的目光更多的转移到枫杨的开发利用上来。

1.2.2 枫杨淹水胁迫的研究

枫杨在水淹胁迫下保护酶及膜脂在短期内会发生明显的变化，SOD、POD等氧化酶的活性随着水涝的加深而下降，最终导致MDA迅速积累[14]。因此，MDA积累可作为枫杨种耐涝性评价的重要参考指标之一。衣英华等[15]通过研究模拟水淹对两年生枫杨实生苗的影响后发现，经70天淹水处理后的枫杨存活率为100%，淹水快速降低了枫杨的气孔导度、最大净光合速率、最大光化学量子效率，但经过最初的下降后，枫杨的气孔导度、最大净光合速率以及最大光化学量子效率逐渐恢复，并且在实验过程中，枫杨产生了利于吸收氧气的不定根和黄褐色皮孔。庞宏东[16]等人通过模拟长江滩地季节性淹水过程，研究不同淹水深度，不同淹水时间以及淹水胁迫解除后枫杨的叶绿素含量变化，得出结论枫杨在经受淹水胁迫情况下叶绿素量变化较小。呈现出由高到低再变高的变化过程。张晓燕[17]通过模拟田间涝渍胁迫实验，设立三个树种进行对比，分别是白蜡，枫杨，黄连木。以此探讨抗涝能力。以其中的酶活性为指标如还原性谷胱甘肽和抗坏血酸过氧化物酶。得出结论枫杨和白蜡均具有较强耐水淹能力，而黄连木不耐水淹。

1.2.3 枫杨育苗的研究

曲良谱[18]以江苏的枫杨为试材，通过对形态指标的测定和生理指标的分析，发现8cm*8cm*16cm规格的育苗袋培育的枫杨苗生长较好；黄心土、泥炭及珍珠岩按1:1:0.2的体积比配比的基质培育的讽杨苗长势最好；根系有很明显的成团现象，实验中最有效的化学控根方法是采用150g/L的CuCO3。另外，釆用扦插或播芽来强化育苗，可以明显缩短枫杨育苗时间，提高苗木产量；枫杨扦插易成活，经250mLGGR处理的枫杨扦插成活率最髙，插条使用斜切口对扦插苗高的作用效果好[19-20]。

1.3 表型变异的研究进展

1.3.1 表型变异与遗传多样性的关系。

表型变异常以植物的可塑性为基础，个体的基因型相同，因为外部环境条件变化或者不同导致不同的表型产生。例如，水毛茛的气生叶通常具有完整的掌状裂叶片，而生活在水中的叶片都裂成细丝状，这种明显的异形叶性特征就是环境变化所引起的表型变异[]。

表型变异与遗传多样性间存在着直接联系。左美银[21]在对宁波木犀的表型变异的研究中，主要研究了宁波木犀的地理分布，表型变异和遗传多样性三个方面。三者互相存在着联系，地理分布使得宁波木犀在进化过程中发生了表型的变异，表型变异在一代代的遗传过程中流传到下一代甚至下下一代，最终发生了遗传变异，增加了遗传多样性。代英超[22]在对山核桃的表型变异的研究中，也是通过对表型变异的统计分析，对比了群体内表型变异规律和群体间表型变异规律后，研究其与山核桃遗传多样性之间的关系。在对表型变异的分析中运用主成分分析找到主要影响表型变异的表型性状，利用聚类分析的方法，就实际情况将部分地区归于一类后作分析比较。最终目的是找出影响山核桃遗传变异的主要影响因子，提取其中有益的部分加以运用，为山核桃的优质选种，遗传改良，提高质量产量提供理论帮助。

1.3.2 表型变异与物种群落和种群分布的关系

蒋兴佩[23]在对高山垫状植物表型变异的研究中，一改前人对于物种间相互作用的负作用的研究，而是研究垫状植物对高山植物的正相互作用。其中研究了襄种草的疏松型和紧密型的不同表型对于物种分布和群落结构的影响。通过两种表型的比较及其在不同环境胁迫下的反应，最终阐述出表型变异与物种分布还有群落结构的影响。其最终目的是为维持高山生态系统提供理论指导，为全球化变暖时代背景下恢复保护高山植物提供理论支持。冯秋红[24]等人在对岷江柏的表型变异研究中，主要测定岷江柏的种实的表型变异，通过测定其种群内和种群间的种实的变异差异，结合研究其与环境因子的关系，进行类群划分。在对13个岷江柏种实性状的统计研究后，将其作为依据对11个岷江柏天然种群进行分类，最后将不同流域或者类群的岷江柏进行比较，得出最佳的种实变异。最终也为优质的选种提供了理论依据与指导。

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