杜曉華，劉會超，賈文慶，魏艷玲

（河南科技學院園林學院，河南 新鄉(xiāng) 453003）

三色堇（Viola tricolor L.）屬堇菜科堇菜屬多年生草本花卉，北方常作二年生栽培,別名蝴蝶花、鬼臉花、貓兒臉、人面花等[1]。具有花色豐富、花期長、能耐低溫等特點，是世界著名的早春花卉[2]。近年來，該花卉在我國園林綠化美化中得到了廣泛應用。但由于我國三色堇引進和研究較晚，目前生產(chǎn)用種主要依賴進口[3-4]。而國外的三色堇種子大多為F1代，繁殖后分離嚴重，難以繼續(xù)利用[5]。因此，加快三色堇育種技術研究，盡快培育具有自主知識產(chǎn)權的三色堇新優(yōu)品種，是當務之急。

三色堇的許多性狀間存在著不同程度的聯(lián)系[6-7]，明確各性狀間的聯(lián)系，特別是對育種目標性狀影響的主次關系及其相關性程度，對于雜交育種中各優(yōu)良性狀的聚合，以及通過相關性選擇提高育種效率具有重要的指導意義[8]。但目前有關三色堇性狀間關系的研究甚少，對各性狀間關系及其對育種目標性狀影響的主次關系揭示的還很不充分。為此，本試驗以33個三色堇品種的8個重要數(shù)量性狀為研究對象，分別采用相關分析和灰關聯(lián)度分析，以明確三色堇主要數(shù)量性狀之間，以及其對主要育種目標性狀影響的主次關系[9]，旨在為三色堇的雜交育種工作中，育種目標的制定和相關性選擇提供依據(jù)，以加速三色堇新品種選育的進程。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為33個三色堇品種，由河南科技學院園林植物種質資源與生物技術實驗室提供，這些品種分別引自美國、荷蘭及我國的北京、鄭州等地。材料于2008年10月20日播種穴盤，溫室育苗，2009年3月20日定植于河南科技學院花卉試驗基地。隨機區(qū)組排列，3次重復。各小區(qū)種植20株，株行距0.5 m×0.2 m，常規(guī)生產(chǎn)管理。盛花期，每小區(qū)隨機取樣5株，分別調查了花徑、花數(shù)、株高、冠幅、分枝數(shù)、葉長、葉寬、莖粗8個數(shù)量性狀。性狀統(tǒng)計參照文獻[10]的方法進行。

1.2 統(tǒng)計方法

性狀間的相關分析（Pearson相關系數(shù)）及其顯著性檢驗在DPS7.55軟件上進行。

性狀間的灰關聯(lián)度分析參照相關文獻[11]，先對原始數(shù)據(jù)進行均值化處理，得到無量綱化數(shù)據(jù)；再確定參考數(shù)列（x0）和比較數(shù)列（xi），如分析各性狀與花徑的關系時，將花徑作為參考數(shù)列，其他性狀作為比較數(shù)列；對與參考數(shù)列呈負相關的性狀進行倒數(shù)化轉化；然后按照以下公式計算關聯(lián)系數(shù)：

式中ξi（k）指x0′與xi′在自交系k上的關聯(lián)系數(shù)，｜x0（k）′－xi（k）′｜表示x0數(shù)列與xi數(shù)列在自交系k上的絕對差，min min｜x0（k）′－xi（k）′｜表示在xi數(shù)列與x0數(shù)列在對應點差值中的最小值基礎上再找出其中的最小差，即2級最小差，max max｜x0（k）′－xi（k）′｜稱為2級最大差，含義與2級最小差相似，ρ為分辨系數(shù)，取0.5；最后求ξi（k）均值，即為xi性狀與參考性狀的關聯(lián)度。

2 結果與分析

2.1 各性狀的基本統(tǒng)計量

33個三色堇品種8個數(shù)量性狀的基本統(tǒng)計分析結果表明（見表1）。各性狀的不同基因型之間差異顯著，平均變異系數(shù)為30.53%。其中變異系數(shù)最大的是花數(shù)，為66.1%；其次為分枝數(shù)（45.31%）。莖粗和冠幅的變異系數(shù)雖然較小，分別為17.41%和19.54%，但其最大值均為最小值的2倍多。不同基因型在各性狀上顯著的差異性，反映出試驗選材具有較豐富的遺傳多樣性。

2.2 花徑相關性狀的分析

花徑的改良是三色堇育種的主要目標之一，增大花徑以提高觀賞效果是人們不斷努力的方向。明確與花徑相關的性狀及其重要性，對花徑育種具有重要指導意義。相關分析的結果表明（見表2）。葉長、葉寬和莖粗與花徑存在極顯著正相關，相關系數(shù)分別為0.7438，0.6593，0.5869。以花徑作為參考數(shù)列的灰色關聯(lián)分析。結果表明，對三色堇花徑影響最大的性狀是葉長，其次葉寬，再次是莖粗，兩種分析方法的結論基本一致。

不同的是相關分析顯示分枝數(shù)、花數(shù)與花徑之間存在極顯著的負相關，而灰關聯(lián)分析表明分枝數(shù)和花數(shù)對花徑的影響較小。因此，實際育種中，應在保證花數(shù)、分枝數(shù)較多的基礎上，主攻葉長、葉寬和莖粗的定向選擇，以增大花徑。并注意協(xié)調各觀賞性狀間的關系。

表1 三色堇性狀基本統(tǒng)計數(shù)據(jù)Table 1 Basic statistic data of pansy characters

表2 花徑與其他7個性狀的關聯(lián)度及其排序Table 2 Association degree between flower diameter and seven traits in order

2.3 花數(shù)的相關性狀的分析

增加花朵的數(shù)目可提高三色堇的觀賞效果，因此花數(shù)是三色堇育種的重要目標性狀。相關分析表明（見表3），分枝數(shù)與花數(shù)的呈極顯著正相關（0.8564），而葉寬、花徑和葉長與花數(shù)呈極顯著負相關。以花數(shù)為參考數(shù)列的灰色關聯(lián)法分析顯示，對三色堇花數(shù)影響最大的葉寬，其次是花徑，再次是分枝數(shù)與葉長。相關分析與灰關聯(lián)分析結果一致，說明在適當葉寬和花徑的基礎，針對分枝數(shù)的定向改良，則可能增加三色堇的花數(shù)。

表3 花數(shù)與其他7個性狀的關聯(lián)度及其排序Table 3 Association degree between number of flowers and seven traits in order

2.4 分枝數(shù)的灰關聯(lián)度分析

分枝數(shù)的增加也是目前三色堇的一項育種目標。相關分析表明（見表4），分枝數(shù)與花數(shù)之間存在極顯著正相關，而分枝數(shù)與葉寬、花徑和葉長間呈極顯著負相關。實際上，作為花朵載體的枝條，其與花數(shù)之間是一種正向的因果關系。以分枝數(shù)作為參考數(shù)列的灰關聯(lián)分析表明，對三色堇分枝數(shù)影響最大的是葉寬，其次花徑，再次是葉長，接下來是花數(shù)。兩種分析結果基本一致。說明在不影響花徑大小的同時，可通過葉片大小一定程度的負向相關選擇，來改良三色堇的分枝數(shù)。

2.5 冠幅的灰關聯(lián)度分析

增加冠幅也是三色堇的育種目標之一。相關分析結果表明（見表5），株高、莖粗分別與冠幅呈極顯著、顯著正相關，相關系數(shù)為0.5527、0.4023。以冠幅作為參考數(shù)列，得出其余性狀與冠幅的關聯(lián)度及其排序。從表5可以看出,對三色堇冠幅影響最大的是株高，其次是莖粗。其結果與灰關聯(lián)分析一致。因此，株高和莖粗的增加，無疑會帶來冠幅的增大。但由于目前三色堇主要用于花壇或花鏡，要求植株高度適中，甚至較為低矮。所以，應在株高適度的情況下，可通過針對莖粗的相關選擇實現(xiàn)對冠幅的增加。

2.6 株高的灰關聯(lián)度分析

株高是三色堇重要的目標性狀之一。相關分析結果表明（見表6），冠幅與株高呈極顯著正相關。以株高作為參考數(shù)列的灰關聯(lián)分析表明，對三色堇株高影響最大的是冠幅，其次是莖粗，與相關的結果一致。針對三色堇冠幅的改良，必然引起株高的變化。目前三色堇主要用于花壇等美化，要求適度或較矮的株高品種。因此在育種選擇中，要注意二者之間的適當平衡，取得較滿意的綜合育種目標。

表4 分枝數(shù)與其他7個性狀的關聯(lián)度及其排序Table 4 Association degree between number of branches and seven traits in order

表5 冠幅與其他7個性狀的關聯(lián)度及其排序Table 5 Association degree between crown and seven traits in order

表6 株高與其他7個性狀的關聯(lián)度及其排序Table 6 Association degree between plant height and seven traits in order

3 討論與結論

本研究結果顯示，對花徑影響最大的為葉長，其次為葉寬，再次為莖粗，它們均與花徑呈極顯著正相關；對花數(shù)影響最大的為葉寬、其次為花徑，再次為分枝數(shù)，其中分枝數(shù)與花數(shù)呈極顯著正相關性，而葉寬、花徑與花數(shù)呈極顯著負相關；對分枝數(shù)影響最大的是葉寬，其次為花徑，它們均與分枝數(shù)達極顯著負相關；對冠幅影響最大的是株高，其次是莖粗，冠幅與株高、莖粗分別呈極顯著、顯著正相關；對株高影響最大的是冠幅。

在作物性狀之間相互關系的研究中，數(shù)理統(tǒng)計中的相關分析是人們通常采用方法之一，該方法基于概率論的隨機過程，通過變量間陣列比較揭示不同性狀間存在的正、負相關性及其緊密程度。在數(shù)據(jù)比較充足、概率分布比較典型的情況下，通?？扇〉幂^滿意的結果[12]。而基于灰色理論的灰色關聯(lián)度分析，則通過對兩個性狀隨不同對象變化趨勢的一致性，即性狀間的幾何接近，衡量性狀間的關聯(lián)程度高低。在數(shù)據(jù)較少，信息不完整，分布不典型的情況下，仍能得到較為可靠的結果[9,13-15]。由于灰關聯(lián)度分析通常呈現(xiàn)的只是比較性狀對參考（目標）性狀影響的主次關系，而不問正負方向。此外，基于性狀間的幾何接近的灰關聯(lián)分析，當兩個性狀變化趨勢相反（即呈負相關）時，直接分析的結果會偏離實際情況，這時需要對比較性狀進行倒數(shù)化轉化。在分析前，到底哪些性狀的數(shù)據(jù)需要轉換呢？上述問題的解決通過相關分析則可以輕而易舉的完成。因此，將上述兩種分析方法結合使用，可相互補充，取得較為滿意的分析結果。

在三色堇8個重要數(shù)量性狀相互關系的分析中，兩種方法的分析結果基本一致，反映了遺傳規(guī)律存在的客觀性，也反映出本研究的樣本數(shù)量及其分布可滿足數(shù)量遺傳學研究的需要（本次調查的三色堇8個性狀在33個品種上的分布總體呈正態(tài)分布）。但由于作物系統(tǒng)本身的復雜性，以及多數(shù)數(shù)量性狀受環(huán)境條件的影響，各性狀間的相互關系是一個具有許多不確定因素的灰色系統(tǒng)，比如由于年份、地點的不同，而造成氣候等因素的諸多變化。本試驗的數(shù)據(jù)為一年的觀測數(shù)據(jù)，當采用白化系統(tǒng)分析時難以確切描述，而基于灰色理論的關聯(lián)度分析可能不受影響，這可能是兩種分析方法結果在基本一致的情況下，仍然存在一定差異的原因。

花徑和花數(shù)是提高三色堇觀賞價值的主要目標性狀。本研究結果顯示，對三色堇花徑影響較大且呈極顯著正相關的有葉長、葉寬和莖粗。因此，在保證較多花數(shù)的基礎上，可以在植株生長的早期階段，通過植物學性狀（葉片大小、莖粗）對花徑進行有效的間接選擇?；◤脚c花數(shù)之間存在的極顯著負相關與實際觀察結果相符，即大花徑品種的花數(shù)往往較少，而小花徑品種的花數(shù)較多。葉寬、花徑對花數(shù)存在顯著的負向影響，而分枝數(shù)對花數(shù)有明顯的正向影響和較高的相關性，這為在植株發(fā)育早期階段，通過對葉寬、分枝數(shù)的適當選擇，實現(xiàn)對花數(shù)的間接選擇提供了依據(jù)。由于株高和冠幅存在極顯著正相關，且相互影響較大。因此，降低株高與增大冠幅的目標難以同時實現(xiàn)，可考慮在適當株高的前提下，來增加冠幅。研究表明，三色堇花數(shù)和株高的遺傳力均較高，所以可在早期世代對這兩個性狀進行選擇[6]。此外，研究結果顯示，花徑、花數(shù)、分枝數(shù)及其相關性狀間存在較為復雜的高相關性，因此針對某一個目標性狀的改良，并將對其他性狀產(chǎn)生影響。所以在制定育種目標時，應將三者綜合考慮。而冠幅和株高，與以上三個性狀間沒有緊密的相關性，其性狀的改良不會對它們產(chǎn)生明顯影響，因此可以與以上三個目標性狀進行組裝配套。本研究結果可為三色堇的育種目標制定及目標性狀的相關性選擇提供理論參考。

與以往相關研究的比較發(fā)現(xiàn)，本研究的結果與王健等的研究結論并不一致[6]。例如，王健等研究認為，花徑與葉面積、分枝數(shù)等相關性不強（本研究相關性強），而與花數(shù)呈顯著正相關（本研究為負相關）；花數(shù)與株高、株幅的相關性很高（本研究為低），但與分枝數(shù)、單葉面積相關性很弱（本研究為強）。造成這一差異的原因，可能與試驗材料遺傳背景的多樣性有關，但具體情況還有待進一步研究。

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