黄连木(Pistacia chinensis)为漆树科植物，雌雄异株(赵亚洲等, 2010)。黄连木植株叶片秀丽繁茂，树干挺直，是优良的园林绿化树种之一；黄连木果实富含油脂，是生产生物柴油的主要原料之一(黄剑坚和韩维栋, 2006)。黄连木雄株的树形更优美，适用于园林绿化；而作为生物质能源林树种，黄连木雌株才具有直接的经济价值, 但须配置一定比例的雄株作授粉树之用。黄连木雌雄株在开花前难以从形态上加以区分，其苗木的早期性别鉴定就成了一个亟待解决的问题，有必要建立一套准确可靠、简便易行的黄连木幼苗性别鉴定方法，这对黄连木造林、提高果实产量意义重大。

 

近年来，人们从生理生化、细胞和分子等不同水平上寻找雌雄异株植物的性别鉴定方法，不少研究发现有些树种不同性别的植株在其叶片中酚类物质的含量、氧化酶活性等方面存在差异(李瑞丽等, 2006; 赵林森等, 1998)。詹亚光等发现水曲柳(Fraxinus mandshurica)在一定生长季节雌雄株间叶片水溶性酚类物质含量差异显著，且雌雄株间叶片SOD、POD 相对活性也达到显著或极显著水平(詹亚光等, 2006)。周国章等、李国梁等以及赵林森等分别报道香榧(Torreya grandis)、杨梅(Myrica rubra)以及复叶槭(Acer negundo)叶片中水溶性酚类物质含量在雌雄株间差异显著(李国梁等, 1993; 赵林森等, 1998; 周国章, 1985, 林业科技, (4): 16-19)。丁士林等、艾辛等、温伟庆等分别对猕猴桃(Actinidia chinensis)、黄瓜(Cucumis sativus)、银杏(Ginkgo biloba)雌雄株的一些氧化酶活性进行了测定，结果认为通过分析雌雄株中酶活性的差异可推断幼苗性别(艾辛等, 2000; 丁士林等, 1997; 温伟庆等, 2002)。

 

目前，有关黄连木的雌雄株性别鉴定方面的研究尚未见报道。本试验对黄连木雌雄株叶片中水溶性酚类物质含量以及POD、PPO相对活性进行了比较分析，为探索黄连木幼苗性别鉴定方法提供参考。

 

1结果与分析

1.1水溶性酚类物质的含量在黄连木雌雄株间的差异

通过对各样本水溶性酚类物质含量进行测定，结果表明(表1)，黄连木雄株不同发育阶段的叶片中水溶性酚类物质含量均高于雌株的含量，t 检验结果表明雌雄间水溶性多酚含量差异达到极显著的水平。3月、5月和11月黄连木雄株叶片水溶性酚类含量分别高于雌株26.13% 、26.89% 、42.92%，叶片中水溶性酚类物质含量于11月生长后期达到测定结果的最高值。因此，如将水溶性酚类物质含量指标用于鉴别黄连木苗木性别，应该在11月底采集老叶作为样本。

 

 

1.2 POD和PPO氧化酶相对活性在黄连木雌雄株间的差异

通过对黄连木雌雄株不同发育阶段叶片内过氧化物酶(POD)相对活性进行测定，结果表明(表2)：不管是雄株或是雌株，其叶片POD相对活性大小顺序为老叶﹥成熟叶﹥幼叶；比较雌雄株间不同发育阶段叶中的POD相对活性均值的差异，均表现为雌株高于雄株的，黄连木雌株幼叶、成熟叶和老叶POD相对活性均值分别高于雌株24.41% 、23.81% 、42.86%，根据t检验结果，幼叶、成熟叶内POD相对活性在雌雄株间差异达到显著的水平，老叶内POD相对活性在雌雄株间差异达到极显著的水平。

 

 

 

不同发育阶段的叶片中PPO氧化酶相对活性测定结果表明(表3)：不管是雄株或是雌株，其叶片PPO相对活性大小顺序为老叶﹥幼叶﹥成熟叶；雌雄株间各发育阶段的叶内PPO相对活性均值的差异也均表现为雌株显著高于雄株，雌株幼叶、成熟叶和老叶PPO相对活性均值分别高于雌株25.88% 、29.11% 、30.61%，根据t检验结果，幼叶内PPO相对活性在雌雄株间差异达到显著的水平，成熟叶、老叶内PPO相对活性在雌雄株间差异达到极显著的水平。

 

 

根据各发育阶段叶中POD和PPO氧化酶相对活性测定结果，2种氧化酶相对活性在不同性别的黄连木植株中存在显著或极显著的差异，均表现为雌株高于雄株。

 

2讨论

高等植物的性别是由一些相关基因决定的(高武军等, 2008)。植株性别不同，其内部生理生化指标存在规律性差异，同工酶、酚类物质和一些氧化酶活性等生理生化指标常被用于植物性别的早期鉴定(李瑞丽等, 2006)。

 

本文结果表明：黄连木雄株叶片中水溶性酚类物质含量高于雌株。据报道，水曲柳(詹亚光等, 2006)、香榧(周国章，林业科技, 1985( 4) : 16~ 19)叶片中所含水溶性酚类物质也表现为雄株高于雌株，但复叶槭(赵林森等, 1998)、银杏及猕猴桃(李国梁等, 1993)、千年桐(Aleurites montana)(苏梦云等, 1987, 经济林研究, 5(2): 18-21)、杨梅(李国梁等, 1993: 1995)等树种雌雄株间叶片酚类物质含量差异表现与本实验结果相反，表现为雌株高于雄株，说明水溶性酚类物质含量在不同树种雌雄株中表现不同。不同性别的黄连木叶片中POD及PPO相对活性也存在显著或极显著的差异，两种氧化酶相对活性均表现为雌株高于雄株。黄瓜纯雌株子叶和真叶的POD及PPO活性比雌雄株酶活性强(艾辛等, 2000)，构树(Broussonetia papyrifera)过氧化物酶活性也表现为雌株高于雄株(赵云云等, 1996)，与本实验结果接近；但是，一些树种中有关氧化酶活性在雌雄株间的差异表现与本实验结果相反，表现为雄株高于雌株，如詹亚光等报道水曲柳雄株叶片SOD、POD及PPO活性均高于雌株(詹亚光等, 2006)，温伟庆等报道银杏雄株叶片中的过氧化物酶和过氧化氢酶活性均大于雌株(温伟庆等, 2002)，说明部分氧化酶活性在不同树种雌雄株中表现也不同。

 

比较分析不同发育阶段的黄连木叶内水溶性酚类含量、POD和PPO氧化酶相对活性均值在雌雄株间差异大小，认为老叶的有关指标在雌雄株间差异最大，因此，建议在本地气候条件下采集11月的老叶进行相关指标的测定作为其性别鉴定的依据。由于有关氧化酶活性的测定相对比较复杂，且酶活性易受环境因素影响，所以，认为应用黄连木老叶内水溶性酚类物质含量差异进行植株的性别鉴定较为可靠。但是，本研究尚未能提供一个能明确区分黄连木雌雄株的水溶性酚类物质含量标准，此研究只能在黄连木植株早期性别鉴定中提供一定的参考，还需要进一步的完善。

 

虽然在雌雄异株植物性别鉴别中采用生理生化指标差异方法是可行的，且此方法在在生产实践中具简单、快速、经济的优点，但此方法只可作为一种粗略的鉴别方法。通过筛选、寻找雌雄植株间DNA分子差异，利用DNA分子标记技术，才是鉴定植株性别的一种较可靠的方法。

 

黄连木是未来生态能源林建没和生物柴油产业发展的重要树种，开展黄连木性别早期鉴定研究具有重要的实践意义。本研究比较分析了不同发育阶段叶片中水溶性酚类物质含量、POD及PPO酶相对活性在雌雄株间的差异表现，结果表明：黄连木雄株叶片中水溶性酚类物质显著含量高于雌株，雌株叶片中POD及PPO两种氧化酶相对活性均显著高于雄株，认为通过测定黄连木老叶中的水溶性酚类物质含量，可以作为其性别鉴定的指标。本研究可为以后黄连木植株早期性别鉴别的研究提供参考。 

 

3材料与方法

3.1实验材料

实验材料采自福建莆田市秀屿区石码村和仙游县盖尾镇石井村成年黄连木雌雄植株，于2010年3月中旬采集幼叶样本，5月中旬采集成熟叶样本，11月下旬采集老叶样本，每次在雌雄株的同一高度，同一方位采集当年生枝条上样本各15份，及时洗净、拭干，放入手提冰箱带回实验室备测。

 

3.2水溶性酚类物质的测定

将样品放入110℃干燥箱内杀青40 min，然后调节温度至80℃烘干约6 h，直至恒重，将烘干样品于研钵中研磨成粉末，备用。参考阮宇成和李名君的酒石酸铁比色法(阮宇成和李名君, 1983)用UV-1240可见紫外分光光度计(日本岛津)测定样品中水溶性酚类物质含量，试验重复4次。

 

3.3氧化酶活性的测定

分别称取各样品0.5 g，剪碎，放入研钵中，加入适量pH 6.0的磷酸缓冲液、少许聚乙烯吡咯烷酮(pvp)及石英砂，于冰浴条件下研磨成匀浆，转移到离心管，于4 ℃、4000 r/min条件离心15 min，取上清液为酶提取液，于4 ℃冰箱中贮存备用。POD酶活性的测定参考朱广廉等的方法(朱广廉等, 1990)，PPO酶活性的测定参考刘金龙和杨秀清的方法(刘金龙和杨秀清, 2002)。2 种氧化酶活性值均为相对活性值。酶活性的测定试验重复3次。

 

使用SPSS17.0统计学软件对以上实验结果进行t检验分析，确定水溶性多酚含量及部分氧化酶活性在黄连木不同性别中差异的显著性。

 

作者贡献

通讯作者李国平是项目负责人，具体执行研究的实验设计和论文撰写，杨鹭生进行了水溶性酚类物质含量以及POD、PPO相对活性的测定和数据分析。

 

致谢

本项目由福建省科技计划重点项目(No.2009N0048)和福建省教育厅科技项目(No.JA09206)共同资助。感谢福建莆田学院环境与生命科学系为本研究提供实验平台。

 

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