馬發(fā)旺，董勝君，劉明國，楊正德，吳月亮

（1.沈陽農業(yè)大學 林學院，遼寧 沈陽 110866；2.寧夏回族自治區(qū)彭陽縣林業(yè)局，寧夏 彭陽 756500）

山杏，薔薇科Rosaceae李亞科杏屬Armeniaca，一般為落葉喬木，稀灌木，具有重要的生態(tài)、經濟和社會價值。廣義上指野生的苦仁杏，包括西伯利亞杏A.sibirica（L.）Lam.、東北杏（遼杏）A.mandshurica（Maxim.）和野杏A.vulgarisLam.var.ansu（Maxim.）Yü et Lu 等[1]。目前，國內在山杏種質資源分類方面依然缺乏系統(tǒng)研究，張立彬等對山杏實生群體植株的花、葉、果、核、仁等22個性狀的變異性進行研究發(fā)現(xiàn)，其中21個數(shù)量性狀均符合正態(tài)分布，且由多基因控制，核質量、仁質量、花期及雌蕊發(fā)育程度等數(shù)量性狀的變異性最大[2]，此后發(fā)現(xiàn)了萼片、葉柄上側、果實等均為綠色的“綠萼山杏”[3]。趙桂玲等對半干旱地區(qū)的山杏種質資源狀況進行了調查研究，發(fā)現(xiàn)20種變異類型，這些類型包括傘形冠山杏、大花山杏、展翅核山杏等[4]。王利兵對中國上述3種山杏進行了調查，分析了山杏資源的分布范圍與分布規(guī)律，并根據分布區(qū)內林分的集中程度和類型進行了分布區(qū)劃[1]。李明等在果實成熟期，采用形態(tài)學觀測法對陜西、甘肅的山杏種質資源變異情況進行了調查，收集了37種變異類型，采用聚類分析方法將其分為5大類，認為果形和核形起主導作用[5]；雷鳴雷等對寧夏彭陽縣野杏實生群體數(shù)量性狀的分布特征、變異情況及其與經濟性狀的相關性進行了研究[6]；董勝君等研究了混合激素、蔗糖處理插穗、插穗部位及不同無性系對山杏嫩枝扦插生根率、生根數(shù)量及根系長度的影響[7]；宋丹等對內蒙古山杏優(yōu)良單株的果實變異程度、變異類型、果實性狀與產量和出仁率之間的相關性進行了分析[8]。總體來看，山杏種質資源調查評價及分類的研究主要集中于西伯利亞杏。

野杏原產于中國的黃河流域，分布地域廣闊，尤其在新疆、甘肅、寧夏、河北、山西等地分布比較普遍，是一種野生天然雜交種[9]。野杏具有較高的營養(yǎng)及經濟利用價值，可以在制作果脯、飲料、制藥等方面綜合利用[10-11]。因此，針對野杏的研究越來越受到相關學者的重視，目前的研究多集中在野杏肉、仁的綜合利用及植物生理生態(tài)特性等方面[12-13]，對野杏種質資源的研究較為鮮見，本研究旨在摸清黃土丘陵區(qū)野杏種質資源狀況和群體內性狀特征，為種質資源庫構建、優(yōu)良品種選育等工作提供科學依據。

1 研究區(qū)域

在野杏資源分布比較集中的地區(qū)展開調查，選擇了甘肅省會寧縣、鎮(zhèn)原縣，寧夏回族自治區(qū)的彭陽縣、海原縣作為調查區(qū)域。根據《中國林業(yè)區(qū)劃》的劃分，研究區(qū)屬于典型的黃土丘陵區(qū)[14]，海拔1 100～2 955 m，年平均降水量為340～507 mm，年平均氣溫6.9～9.5 ℃，主要土壤類型為黃綿土、黑壚土、緗黃土等。該地區(qū)野杏歷史久遠，多處于野生、半野生狀態(tài)，長期的雜交變異以及不同地區(qū)、地域間的相互引種，使野杏產生了許多變異類型，因此種質資源異常豐富。

2 研究方法

課題組在2011～2012年的4～7月，采用路線普查、訪問調查和樣點調查相結合的方法，對研究區(qū)內的野杏資源進行了調查與觀測，主要包括以下觀測指標。

（1）花器官：花徑、花色、花瓣數(shù)目、雌蕊數(shù)、雄蕊數(shù)、萼片數(shù)及顏色、完全花所占比例。

（2）枝、葉：1年生枝條長度、節(jié)間長度。葉長、葉寬、葉柄長、葉柄粗，葉表面粗糙狀況，葉緣、葉基形狀和腺體個數(shù)及位置。

（3）果實：果實大小、果質量、果肉厚、核大小、核皮厚、核質量、仁大小、仁質量，果皮色澤，果、仁風味。計算平均單果質量、單仁質量、單核質量、果形指數(shù)、核形指數(shù)、仁形指數(shù)、果厚/果寬、核厚/核寬。

（4）生長結果習性：抗性（抗旱、抗寒、抗?。?；果枝類型比例（花束狀、短、中、長果枝）、坐果率。

（5）物候期：萌動期、現(xiàn)蕾期、初花期、盛花期、末花期、幼果期、展葉期、新梢生長期、青果期、果實成熟期等。

對于描述性狀參照文獻[15]進行編碼和數(shù)量化處理，處理結果見表1。

表1 野杏描述性狀及其編碼Table 1 The description characters and codes of Armeniaca vulgaris

采用Excel2003、SPSS19.0等軟件對所得數(shù)據進行整理計算，再運用目前被許多學者普遍采用的主成分分析與聚類分析方法進行數(shù)據分析[16-19]。

3 結果與分析

3.1 優(yōu)特類型初選

通過2011～2012年的調查與連續(xù)觀測，在研究區(qū)內初選了83個野杏優(yōu)特類型樣木，發(fā)現(xiàn)的主要變異類型包括密刺、粉紅花、大花、半開小花、褶皺花、雙雌蕊、多雌蕊、重瓣花、紅褐色花藥、雌蕊發(fā)育完全、高雌蕊、心形葉、紅色果皮、李味、果皮開裂、內黃、小核、大核、甜仁甜肉、甜仁苦肉等變異類型，初選的優(yōu)良類型包括抗凍、抗旱、豐產、晚花等類型。

3.2 主成分分析

在研究野杏種質資源分類時應選擇群體內差異較大，且較為穩(wěn)定的性狀作為分類指標，本研究中選擇了31項指標進行主成分分析，結果見表2，再利用樣木的部分主成分值進行聚類分析，從而將調查的野杏種質資源進行分類。主成分分析結果表明，前11個主成分累計貢獻率達到78.92%，能夠較好地反映樣木群體的原有信息。

表2 野杏主要性狀各主成分的對應特征向量值Table 2 The corresponding eigenvector values of each principal components in main characters of Armeniaca vulgaris

第1主成分主要反映的是果、核、仁、葉大小方面的綜合指標，特征向量絕對值較大的有果寬、果長、單仁質量、核長、單核質量、單果質量、仁寬、果厚、核寬、仁長、葉長、葉寬、核厚、仁厚。第2主成分主要反映的是果、核、葉形狀方面的一部分指標，特征向量絕對值較大的有果厚/果寬、葉基、核厚/核寬。第3主成分主要反映的是葉片形狀與果實口味方面的指標，其中特征向量值較大的有葉形指數(shù)、葉尖、果味。第4主成分主要反映的是果、核形狀方面的部分指標，其中特征向量值較大的有核型指數(shù)、果形指數(shù)。第5主成分是反映花瓣是否褶皺的指標，第6主成分主要反映葉表狀態(tài)，第7主成分主要反映花大小和花期，第8主成分主要反映果實顏色，第9主成分是反映仁味的指標，第10主成分特征向量值不明顯，第11主成分主要反映花期。

從各主成分的貢獻率來看，第1主成分貢獻率最大，為29.98%，第2～11主成分貢獻率為3.27%～7.73%，可見果、核、仁、葉大小指標在野杏種質資源分類中發(fā)揮著主導作用，其它指標，如果、核、葉形狀，果實口味、顏色，仁味，花瓣形狀，花期等在野杏種質資源分類時也起到一定的作用。

3.3 聚類分析

利用11個主成分值對83株優(yōu)特類型樣木進行聚類分析，采用平方歐氏距離，聚類方法用Ward法即離差平方和法，得出83個樣木的聚類分析樹狀圖，如圖1所示。在遺傳距離12處將83株樣木分為10類。

第1類包括編號 1、2、5、6、13、14、18、36、43、50、62、73、74、76、80 共 16 個樣木。此類別的共有特征為白色單瓣花、仁味苦、葉表光滑，果形指數(shù)、果厚/果寬、核厚/核寬數(shù)值小的樣木大多聚于此類（5和73號例外）。此類的典型特征為果和核的形狀均較扁，果厚/果寬的組內平均值為0.88（全部樣木平均值0.92），核厚/核寬的組內平均值為0.59（全部樣木平均值0.64），葉片較大，其它指標基本處于平均水平。

第2類包括編號 3、11、16、29、34、59、60、68、69、77、78、79 共12個樣木。此類別的共有特征為果皮顏色大部分為黃色、花徑較大，平均2.62 cm（全部樣木平均值2.48），葉緣鋸齒形。此類的典型特征是果實口味和仁味都是甜的，83個樣木中一共13個甜肉甜仁的樣木，其中有12個劃入到此類中（64號沒有劃入）。

第3類包括編號 4、12、32、35、44、48、52、57、70、82 共10個樣木。此類別的共有特征是葉形指數(shù)小，大部分為粉花且葉基圓形。此類的典型特征是果實個小而且葉片較圓，果實長、寬、厚平均分別為2.38、2.28、2.05 cm（全部樣木平均值分別為2.70、2.57、2.36 cm），平均單果質量7.10 g（全部樣木平均值10.19 g），核質量1.25 g（全部樣木平均值1.46 g），葉形指數(shù)最小，平均為1.21（全部樣木平均值1.30）。

第4類包括編號7、8、9、31、39、61、66、67、72、75、81共11個樣木。此類別的共有特征為果、核、仁均較大，花徑最小，平均2.17 cm，大部分樣木葉緣鈍鋸齒，葉表粗糙。此類的典型特征是果和核均較大且圓，果個大且果形指數(shù)小的樣木大部分均劃入此類（9號例外），平均單果質量為13.85 g，核質量1.79 g，果長、寬、厚分別為2.87、2.87、2.70 cm，果形指數(shù)和核型指數(shù)分別為1.01、1.18（全部樣木平均值分別為1.05、1.24）。

第5類包括編號 10、15、19、27、28、30、40、42、45、49、54、55、56、65、71、83 共 16個樣木。此類別的共有特征為果皮黃色、白色單瓣花、花瓣非褶皺、葉片尾尖、葉表光滑，葉形指數(shù)大，平均為1.37。此類的典型特征為果和核的形狀均較長，果形指數(shù)和核形指數(shù)值大的樣木大部分劃入此類（編號27和55號樣木例外），平均果形指數(shù)和核形指數(shù)分別為1.09、1.29。

第6類包括編號17、33、38、46、51、63、64 共7個樣木。此類的共有特征是花白色，有部分重瓣花，葉片尾尖，核厚/核寬比值較小，平均0.61，其它指標差異較大無明顯共性。此類的典型特征為花瓣褶皺，所有樣木中共有8個花瓣褶皺，其中7個劃入此類（58號沒有劃入），58號由于其果形的特異性被劃入第8類。

第7類包括編號20、21、22、23、24、26 共6個樣木。此類別的共有特征為黃、白色果皮，單瓣花，其它指標差異較大。此類的典型特征是花期晚6 d以上，全部樣木中共有7個花期晚6 d以上，其中6個劃入此類（25號沒有劃入），25號基于與58號同樣的特性被劃入第8類。

第8類包括編號25、41、53、58共4個樣木。此類別的共有特征：果皮紅色、果味甜、仁味苦、白色單瓣花、葉基圓形，葉片小，葉長、寬平均值分別為5.02、4.06 cm（全部樣木平均值7.08、5.50 cm）。此類的典型特征為果實小且呈卵形，果實非常小，與其它組類差異非常顯著，平均單果質量3.55 g，核質量0.47 g，仁質量0.20 g（全部樣木平均值0.48 g），果實長、寬、厚平均值分別為1.86、1.69、1.75 cm，而且果形指數(shù)和核形指數(shù)均較大，分別為1.09和1.29，果厚/果寬比值為0.99。

第9類僅37號1個樣木。其典型特征是果實個大呈圓形，但是核呈梭形，單果質量15.80 g，果實長、寬、厚分別為3.31、3.44、3.09 cm，果形指數(shù)小，為0.96，核型指數(shù)最大，為2.05，核厚/核寬比值大，為1.06，且核基部聚合，表明核形狀較長且較鼓，類似于梭形。

第10類僅47號1個樣木。它的典型特征是果實小且圓，核非常鼓，此類果個小，單果質量5.79 g，果長、寬、厚分別為2.43、2.11、1.89 cm，核厚/核寬比值最大，為1.26，核型指數(shù)較小，白色重瓣花，葉片尾尖、葉緣鈍鋸齒、葉形指數(shù)較大，為1.57，為長條形葉片。

4 結論與討論

（1）果、核、仁大小方面的特征指標在野杏種質資源分類研究中發(fā)揮著主導作用，而果、核、仁、葉、花瓣形狀方面的性狀及果肉口味、仁味等性狀更加穩(wěn)定，因此應綜合分析各類指標得出更加可靠的分類結果。本研究中運用聚類分析劃分的10個類型可以形象地概括為：扁果扁核類、甜肉甜仁類、小果圓葉類、大圓果圓核類、長果長核類、褶皺花類、晚花類、卵形小果類、大圓果梭形核類、小果圓鼓核類。如果單從野杏果期方面的數(shù)據分析，除了多劃分出扁果扁核類外，以上分類中的大圓果圓核類、大圓果梭形核類、小果圓鼓核類等類型與李明等人的研究結果[5]基本一致，但是如果綜合分析花期、果肉口味等方面的指標，又有顯著特征的其它類型，因此對野杏種質資源的分類研究應在不同時期進行連續(xù)觀測，才能獲得更加可靠的分類結果。劃分出的各類型表現(xiàn)多樣，有的具有較高的觀賞價值可用于園林綠化；有的在產量或抗性等方面表現(xiàn)突出具有較高的經濟價值，可作為良種進行繁育；有的極其少見，具有較高的科研價值。

（2）在對野杏種質資源進行聚類分析的過程中發(fā)現(xiàn)，以Ward法即離差平方和法進行分析最為理想。采用Ward法聚類得到的組間距離最大，組內距離最小。其原理是同類離差平方和較小，類間偏差平方和較大，使得并類導致的類內離差平方和增量最小。在研究中對樣木進行聚類分析時發(fā)現(xiàn)，在不同主成分綜合作用下，部分樣木沒有按照聚類特征進行分類，如64號沒有被劃入第2類即甜肉甜仁類，原因在于其花瓣形狀為褶皺，在第5主成分作用下被劃入第6類即褶皺花類，25和58號沒有劃入晚花類和褶皺花類，原因在于二者果形的特異性，在第1主成分和第4主成分的綜合作用下被劃入第8類即卵形小果類?？傮w來看，聚類趨勢為果形、核形、花期、花瓣形狀、果和仁的口味，因此，在主成分分析與聚類分析時應同時結合外業(yè)調查的其它指標，將計算結果結合人工的定性分析才能明確各類別的聚類特征。

（3）對于區(qū)域較大的野杏種質資源進行分類研究時，受到地理、氣候等環(huán)境因素的影響，部分指標的性狀不穩(wěn)定，需要對初選的優(yōu)特類型進行連續(xù)觀測，進而獲得更加可靠的數(shù)據。最好能夠建立種質資源圃，做好種質資源的整理、收集、保護工作，將不同無性系栽植在同一立地條件下進行連續(xù)觀測，這樣得到的分類結果將更加準確，也便于對優(yōu)良類型及時開發(fā)利用。

（4）基于植物形態(tài)學的分類結果容易受到環(huán)境因素的影響，難免產生分類誤差，但是其具有直觀、形象等優(yōu)點，便于在生產實踐中推廣應用。因此，在以后的研究中應該以形態(tài)學分類結果為基礎，附之以蛋白質檢測和分子生物學方法進行修正，得到更加科學合理的結果。

參考文獻：

[1] 王利兵.三種山杏資源調查與其分布規(guī)律[J].林業(yè)資源管理,2011,(5):55－70.

[2] 張立彬,劉桂森.野生山杏性狀變異性及其應用的研究[J].河北科技師范學院學報,1993,7(3):27－29.

[3] 張立彬,王同坤,劉桂森.山杏新品種“綠萼”[J].山杏園藝學報,2004,31(5):700.

[4] 趙桂玲,劉明國,董勝君,等.遼寧朝陽山杏特異種質[J].中國果樹,2008,(2):27－29,81.

[5] 李 明,趙 忠,楊吉安,等.黃土高原山杏種質資源分類研究[J].西北林學院學報, 2011,26(1):8－12.

[6] 雷鳴雷,劉明國,楊正德,等.寧夏彭陽縣山杏群體數(shù)量性狀變異及其與經濟性狀的相關性[J].北方園藝,2012,(12):21－24.

[7] 董勝君,劉明國,戴 菲,等.山杏嫩枝扦插繁殖試驗[J].經濟林研究,2013,31(1):176－180.

[8] 宋 丹,烏云塔娜,包文泉,等.內蒙古野生山杏優(yōu)良單株果實性狀的遺傳變異分析[J].經濟林研究,2013,31(3):1－9.

[9] 俞德浚.中國植物志:第38卷[M].北京:科學出版社,1986:26－27.

[10] 王振平,竇云萍,席維平,等.野杏果肉飲料的研制[J].食品工業(yè)科技,1995,(1):47－51.

[11] 李科友,史清華,朱海蘭,等.苦杏仁的綜合開發(fā)利用[J].西北林學院學報, 2003,18(3):63－65.

[12] 劉黎明.新疆野杏生殖生態(tài)初步研究[D].烏魯木齊:新疆農業(yè)大學,2010.

[13] 白志強,毛培利,劉 華,等.天山西部野杏光合作用日變化特征與其生理生態(tài)因子關系[J].西北植物學報,2012,(11):2321－2327.

[14] 中華人民共和國林業(yè)部林業(yè)區(qū)劃辦公室.中國林業(yè)區(qū)劃[M].北京:中國林業(yè)出版社, 1987:129－132.

[15] 蒲富慎.果樹種質資源描繪符、記載項目及評價標準[M].北京:農業(yè)出版杜, 1990:92－105.

[16] 任耀忠,張文輝,周建云.栓皮櫟不同變異類型的優(yōu)良性分析[J].中南林業(yè)科技大學學報,2013,33(6):60－63.

[17] 彭繼慶,曹福祥,范海燕.博白大果油茶遺傳多樣性的ISSR研究[J].中南林業(yè)科技大學學報,2013,33(7):62－66.

[18] 肖澤鑫,彭劍華,詹潮安,等.主成分分析在臺灣相思優(yōu)樹選擇標準和方法中的應用研究[J].中南林業(yè)科技大學學報,2012, 32(5):54－58.

[19] 徐永杰,鄧先珍,代新平,等.基于主成分分析和聚類分析的油桐優(yōu)良家系抗性綜合評價[J].中南林業(yè)科技大學學報,2012, 32(7):24－27.