中国农学通报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (32): 36-45.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0653
郑歆然1(
), 吴青松1, 刘星雨1, 刘淑霞1, 肖宇1, 关向军1, 张鹏举1, 王菁菁1, 胡明1, 常远2, 王晓飞1(
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ZHENG Xinran1(
), WU Qingsong1, LIU Xingyu1, LIU Shuxia1, XIAO Yu1, GUAN Xiangjun1, ZHANG Pengju1, WANG Jingjing1, HU Ming1, CHANG Yuan2, WANG Xiaofei1(
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摘要: 为筛选对黑龙江省大庆市环境适应性强的蒙古黄芪(Astragalus membranaceus var. mongholicus)种质资源,本研究于2020年将来自宁夏银川、内蒙古呼和浩特、黑龙江齐齐哈尔、河北保定、江苏沭阳、山西太原的6个地理种源种子,统一播种于黑龙江省大庆市试验基地(温带大陆性季风气候,年均温4.2℃,年均降水量 427.5 mm,土壤类型为黑钙土),通过4 a栽培后,采集成熟期植株功能叶片,采用石蜡切片法测定主脉直径、主脉导管直径、叶片厚度、表皮厚度、角质层厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、气孔长度和气孔宽度,计算栅海比、细胞结构紧密度(CTR)、叶片结构疏松度(SR)等14项叶片解剖结构指标,并结合主成分分析(PCA)与系统聚类法,揭示统一环境条件下种源间解剖分化特征及环境适应性规律。结果表明:(1)种源间解剖结构存在显著遗传分化,核心适应指标组包括栅海比、细胞结构紧密度、栅栏组织厚度、主脉直径及叶片厚度。其中黑龙江齐齐哈尔种源表现最优,栅栏组织厚度达(96.03±3.73)μm、栅海比(3.84±1.14)、细胞结构紧密度(63±0.4)%,均显著高于其他种源,而内蒙古呼和浩特种源上述指标均最低(栅栏组织厚度72.25±7.43 μm、栅海比1.52±0.55、细胞结构紧密度37±0.4)%。(2)主成分分析提取4个核心主成分,累计贡献率达85.12%。PC1(方差贡献率44.34%)载荷栅海比(0.93)、细胞结构紧密度(0.92)等指标,表征叶肉结构的光能-水分协同功能;PC2(20.50%)载荷主脉直径(0.87)、主脉导管直径(0.92),反映维管输导效能;PC3(11.79%)载荷上表皮厚度(0.86)、下表皮厚度(0.76),体现表皮保护机制;PC4(8.49%)载荷叶片厚度(0.71)、气孔长度(-0.85),关联叶片厚度与气孔大小调控策略。(3)环境适应性排序与聚类验证高度一致。基于主成分综合得分,6个种源适应性由强至弱依次为黑龙江齐齐哈尔(0.98)>江苏沭阳(0.10)>河北保定(0.06)>宁夏银川(-0.02)>山西太原(-0.15)>内蒙古呼和浩特 (-0.97);系统聚类(欧式距离5为阈值)进一步将其划分为3级适应性类群:Ⅰ类(黑龙江齐齐哈尔、江苏沭阳)适应性强,Ⅱ类(河北保定、宁夏银川、山西太原)适应性较强,Ⅲ类(内蒙古呼和浩特)适应性弱。本研究明确了蒙古黄芪叶片解剖结构的遗传分化特征及核心适应指标,为东北及相似生态区蒙古黄芪优良种质筛选提供了解剖学依据,也为药用植物跨区域引种的适应性评估提供了理论支撑。