鄭 斌，施曉龍，鄒明宏

（1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所/國家熱帶果樹種質(zhì)資源圃/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶果樹生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 湛江 524091；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)熱帶作物學(xué)院，云南 普洱 665099）

【研究意義】油梨（Persea americanaMill.）別名牛油果、鱷梨，為樟科鱷梨屬常綠喬木，是一種原產(chǎn)于中美洲的著名熱帶亞熱帶水果［1］。油梨富含不飽和脂肪酸，蛋白質(zhì)，維生素A、B、E，礦質(zhì)元素鉀、鈣、鐵等［2］，具有降低膽固醇和血脂、保護(hù)心血管和肝臟系統(tǒng)等重要生理功能，其味如乳酪，有“森林黃油”之美譽(yù)，是一種集營養(yǎng)與保健于一身的水果［3］。根據(jù)其自然分布及生物學(xué)特性，油梨分為墨西哥系、危地馬拉系和西印度系［4］，目前不少栽培品種為這3個(gè)園藝系間的雜交種，不同系的氣候適應(yīng)性、樹形、葉片、花及果實(shí)等差異較大［5］?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】我國油梨已有上百年栽培歷史，自1918年引進(jìn)我國臺(tái)灣之后在廣西、廣東、海南、云南、貴州、福建等?。▍^(qū)）試種均取得成功［6］，不同地區(qū)也相繼開展了油梨種質(zhì)表型差異及品種適應(yīng)性研究。1998年蔡勝忠等［7］對(duì)海南西部地區(qū)引種栽培的10個(gè)油梨種質(zhì)的植物學(xué)形態(tài)特征、生物學(xué)特性、果實(shí)特性和果肉營養(yǎng)成分進(jìn)行了分析，并初步提出6個(gè)適于海南西部地區(qū)種植的優(yōu)良品種；2016年周海蘭［8］根據(jù)枝條、葉片等表型性狀，將海南112油梨種質(zhì)資源分成3類；同樣，周兆禧等［9］基于15個(gè)表型性狀將海南儋州的170份油梨種質(zhì)資源分為4大組群；2020年張少峰等［10］對(duì)海南51份油梨種質(zhì)資源果實(shí)的表型性狀進(jìn)行鑒定評(píng)價(jià)，篩選出一些經(jīng)濟(jì)性狀較好的資源；2019年和2020年羅立娜等［2,11］分別對(duì)貴州5個(gè)油梨品種（系）果實(shí)的表觀性狀（單果重、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑、果型指數(shù)）及4個(gè)油梨品種花的表型進(jìn)行了調(diào)查分析。這些調(diào)查分析為了解當(dāng)?shù)赜屠娣N質(zhì)資源多樣性及油梨種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)利用提供了基本數(shù)據(jù)支撐?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】表型多樣性是遺傳多樣性和環(huán)境多樣性共同作用的產(chǎn)物［12］。廣東湛江屬于熱帶北緣季風(fēng)氣候，位于湛江的國家熱帶果樹種質(zhì)資源圃目前保存有國內(nèi)外油梨種質(zhì)資源100余份，不同資源之間表型差異較大?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究擬以油梨種質(zhì)資源的枝條、葉片和花為調(diào)查對(duì)象，對(duì)比分析其表型多樣性，以期為粵西及全國油梨優(yōu)異資源的發(fā)掘和高效利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選取保存于國家熱帶果樹種質(zhì)資源圃的53份油梨種質(zhì)資源為試驗(yàn)材料，其中26份資源的園藝系別已知，見表1。試驗(yàn)地點(diǎn)位于廣東湛江，地理位置為 110°27' 22'' ～110°27' 54'' E、21°15'58'' ～21°16' 03'' N。

1.2 表型性狀調(diào)查

2019年1－4月及2020年2－4月，參照《熱帶、南亞熱帶果樹種質(zhì)資源數(shù)據(jù)質(zhì)量控制規(guī)范》［13］中油梨部分對(duì)不同資源的枝條、葉片、花進(jìn)行調(diào)查。共調(diào)查19個(gè)性狀，包括7個(gè)質(zhì)量性狀：葉形（LS）、葉緣（LM）、葉尖形狀（BTS）、葉片顏色（LC）、葉面狀態(tài)（LF）、葉柄凹槽（PG）、花型（FT）；12個(gè)數(shù)量性狀：枝條粗度（BD）、節(jié)間長(zhǎng)度（IL）、葉長(zhǎng)（BL）、葉寬（BW）、葉形指數(shù)（LI）、葉柄長(zhǎng)度（PL）、花序側(cè)軸長(zhǎng)度（ICL）、花序?qū)挾龋↖W）、花序主軸長(zhǎng)度（IRL）、花梗長(zhǎng)度（FSL）、花瓣長(zhǎng)度（PL）、萼片長(zhǎng)度（SL）。質(zhì)量性狀直接進(jìn)行目測(cè)，枝條粗度、節(jié)間長(zhǎng)度、葉柄長(zhǎng)度、花序主軸長(zhǎng)度、花梗長(zhǎng)度、花瓣長(zhǎng)度和萼片長(zhǎng)度用精確度為0.01 mm的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量，葉長(zhǎng)、葉寬、花序側(cè)軸長(zhǎng)度和花序?qū)挾扔镁_度為0.1 cm的直尺進(jìn)行測(cè)量。

表1 供試53份油梨種質(zhì)資源的系別信息Table 1 Line information of the 53 avocado germplasm resources accessions for the test

1.3 數(shù)據(jù)處理

按照表2的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)將質(zhì)量性狀賦值后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；數(shù)量性狀計(jì)算最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)后，根據(jù)總體平均值（）和標(biāo)準(zhǔn)差（σ）進(jìn)行分類，從1級(jí)［xi＜-2σ］至第10級(jí)［xi≥+2σ］劃分為10級(jí)，中間每級(jí)相差0.5 σ，采用Shannon-Weiner多樣性指數(shù)分析油梨種質(zhì)資源的遺傳多樣性水平［12］。

利用Excel 2010軟件進(jìn)行常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析，用SPSS 26.0軟件進(jìn)行偏相關(guān)分析、主成分分析和聚類分析，其中，聚類分析時(shí)用Z Scores法對(duì)變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，聚類方法采用離差平方（Ward）方法［14］，種質(zhì)間距為歐氏距離（Euclidean distance），繪制聚類樹狀圖。

表2 油梨質(zhì)量性狀分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Classification standards for quantitative traits of avocado

2 結(jié)果與分析

2.1 53份油梨種質(zhì)的質(zhì)量性狀遺傳多樣性分析

53份油梨種質(zhì)資源的7個(gè)質(zhì)量性狀的頻率分布和多樣性指數(shù)如表3所示，7個(gè)質(zhì)量性狀的多樣性指數(shù)范圍在0.094～1.228之間、平均為0.743，其中葉形和葉尖形狀的多樣性指數(shù)大于1.0，其他質(zhì)量性狀多樣性指數(shù)均小于1.0，葉柄凹槽的最小、僅為0.094。根據(jù)各性狀的分布頻率來看，53份油梨種質(zhì)的葉形以尖橢圓形（54.72%）為主，其次是披針形（18.87%）、橢圓形（15.09%）和近圓形（9.48%），少數(shù)為長(zhǎng)倒卵形（1.89%）；葉緣主要是全緣（52.83%），波浪型占少數(shù)（47.17%）；葉尖形狀以急尖（43.40%）和銳尖（39.62%）為主，其次是鈍尖（9.43%）和長(zhǎng)銳尖（5.66%），少數(shù)為圓（1.89%）；葉片顏色以深綠色（50.94%）和綠色（45.28%）為多，少數(shù)是淡綠色（3.77%）；葉面狀態(tài)多為凹陷（84.91%），少數(shù)為平展（13.21%），極少數(shù)為隆起（1.89%）；花型以B型花（54.72%）多于A型花（45.28%）；98.11%葉柄有凹槽。

表3 53份油梨種質(zhì)質(zhì)量性狀頻率分布及多樣性分析Table 3 Frequency distribution and diversity of quality traits in 53 avocado germplasms

2.2 53份油梨種質(zhì)的數(shù)量性狀遺傳多樣性分析

從表4可以看出，53份油梨種質(zhì)資源的12個(gè)數(shù)量性狀的變異系數(shù)變化范圍為14.60%～74.38%，平均為32.36%，表現(xiàn)出較高的變異水平。其中花序主軸長(zhǎng)度（74.38%）和節(jié)間長(zhǎng)度（67.96%）的變異系數(shù)大于50%，說明這2個(gè)數(shù)量性狀變異幅度較大；其他數(shù)量性狀變異系數(shù)較集中，處于14.60%～34.47%之間，從大到小依次為葉柄長(zhǎng)度、花序側(cè)軸長(zhǎng)度、花序?qū)挾?、花梗長(zhǎng)度、葉寬、葉長(zhǎng)、葉形指數(shù)、萼片長(zhǎng)度、花瓣長(zhǎng)度及枝條粗度。多樣性指數(shù)變化范圍在1.373～1.921，平均1.717，其中花序?qū)挾群突ㄐ騻?cè)軸長(zhǎng)度的多樣性指數(shù)達(dá)1.9以上，說明這2個(gè)性狀多樣性比較豐富。

對(duì)26個(gè)已知園藝系油梨資源的數(shù)量性狀進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表5。從表5可以看出，危地馬拉系品種枝條粗度、節(jié)間長(zhǎng)度、葉長(zhǎng)、葉寬、葉柄長(zhǎng)度、花序主軸長(zhǎng)度、花梗長(zhǎng)度和花瓣長(zhǎng)度最大，墨西哥系品種枝條粗度、葉長(zhǎng)、葉寬、葉柄長(zhǎng)度、花序側(cè)軸長(zhǎng)度、花序?qū)挾?、花梗長(zhǎng)度和萼片長(zhǎng)度最小，西印度系品種節(jié)間長(zhǎng)度最短。

表4 53份油梨種質(zhì)數(shù)量性狀表型多樣性分析Table 4 Phenotypic diversity of quantitative traits in 53 avocado germplasms

表5 不同園藝系油梨數(shù)量性狀分析Table 5 Quantitative trait analysis of avocados from different ecological races

2.3 油梨種質(zhì)的表型性狀偏相關(guān)分析

本試驗(yàn)對(duì)19個(gè)油梨表型性狀進(jìn)行偏相關(guān)分析，結(jié)果見表6。從表6可以看出，呈極顯著相關(guān)的有29對(duì)，呈顯著相關(guān)的21對(duì)。其中，枝條粗度和節(jié)間長(zhǎng)度均與葉長(zhǎng)、葉寬呈極顯著正相關(guān)；葉長(zhǎng)與葉寬、葉柄長(zhǎng)度均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.826和0.686，且葉長(zhǎng)、葉寬和葉柄長(zhǎng)度均與花序側(cè)軸長(zhǎng)度、花序?qū)挾瘸蕵O顯著正相關(guān)；葉形指數(shù)與節(jié)間長(zhǎng)度呈極顯著正相關(guān)，與葉柄凹槽呈極顯著負(fù)相關(guān)，與葉柄長(zhǎng)度、花序主軸長(zhǎng)度和萼片長(zhǎng)度呈顯著正相關(guān)，與花型呈顯著負(fù)相關(guān)；花序側(cè)軸長(zhǎng)度與花序?qū)挾瘸蕵O顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.909，兩者均與萼片長(zhǎng)度呈極顯著正相關(guān)；花序主軸長(zhǎng)度與節(jié)間長(zhǎng)度、葉柄長(zhǎng)度呈極顯著正相關(guān)，與葉形指數(shù)呈顯著正相關(guān)，與葉柄凹槽呈極顯著負(fù)相關(guān)，與葉形呈顯著負(fù)相關(guān)；花瓣長(zhǎng)度與花梗長(zhǎng)度呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.920，兩者均與葉尖形狀呈顯著負(fù)相關(guān)；萼片長(zhǎng)度與葉長(zhǎng)、葉柄長(zhǎng)度呈極顯著正相關(guān)，與花型呈極顯著負(fù)相關(guān)，與葉面狀態(tài)呈顯著正相關(guān)，與葉柄凹槽呈顯著負(fù)相關(guān)；葉形與葉尖形狀呈顯著負(fù)相關(guān)；葉面狀態(tài)與花序側(cè)軸長(zhǎng)度呈極顯著正相關(guān)，與葉柄凹槽呈顯著負(fù)相關(guān)；葉片顏色與葉長(zhǎng)、花瓣長(zhǎng)度呈極顯著正相關(guān)，與葉寬、葉柄長(zhǎng)度和花序側(cè)軸長(zhǎng)度呈極顯著正相關(guān)?？梢?，油梨枝條、葉和花表型性狀間關(guān)系較為密切，當(dāng)某一性狀發(fā)生變化時(shí)可能伴隨著其他性狀正向或負(fù)向改變。

2.4 油梨不同表型性狀的主成分分析

由于影響油梨表型性狀的因素較多，使用主成分分析法可以排除信息重疊的現(xiàn)象，清楚顯示各因素在表型多樣性構(gòu)成中的作用，特征值和貢獻(xiàn)值是選擇主成分的依據(jù)［15］。以特征值大于1為標(biāo)準(zhǔn)提取6個(gè)主成分，累積貢獻(xiàn)率達(dá)到72.396%，表明這6個(gè)主成分可基本反映19個(gè)表型性狀的特征，其中第1、第2、第3成分的貢獻(xiàn)率較大（表7）。

第1主成分的貢獻(xiàn)率最大、為25.441%，特征值為4.834，主要由葉柄長(zhǎng)度決定；第2主成分的貢獻(xiàn)率為12.884%，特征值為2.448，主要由枝條粗度決定；第3主成分貢獻(xiàn)率為12.163%，特征值為2.311，主要由花瓣長(zhǎng)度決定；第4主成分貢獻(xiàn)率為8.335%，特征值為1.584，主要由花序側(cè)軸長(zhǎng)度決定；第5主成分貢獻(xiàn)率為7.756%，特征值為1.474，主要由葉緣決定；第6主成分貢獻(xiàn)率為5.814%，特征值為1.105，主要由葉面狀態(tài)決定。根據(jù)貢獻(xiàn)率的大小，從19個(gè)表型性狀中提取出葉柄長(zhǎng)度、枝條粗度、花瓣長(zhǎng)度、花序側(cè)軸長(zhǎng)度、葉緣和葉面狀態(tài)等6個(gè)性狀，它們是導(dǎo)致油梨種質(zhì)表型性狀差異的主要因素，可視為油梨種質(zhì)評(píng)價(jià)及新品種選育的主要形態(tài)指標(biāo)。

2.5 依據(jù)表型性狀的油梨種質(zhì)聚類分析

基于簡(jiǎn)化后的19個(gè)表型性狀調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)油梨種質(zhì)資源進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，結(jié)果見圖1，從圖1可以看出，在歐式距離為15處，可以將53份油梨種質(zhì)分為4個(gè)組群，不同組群表型指標(biāo)分析結(jié)果見表8。由表8可知，組群Ⅰ最大，包含22份種質(zhì)，其中危地馬拉系×墨西哥系品種3份、危地馬拉系×西印度系品種6份、墨西哥系品種2份、西印度系品種4份、未知品系種質(zhì)7份。該組群花序側(cè)軸長(zhǎng)度極顯著小于其他組群；花序?qū)挾?、花瓣長(zhǎng)度、花梗長(zhǎng)度和萼片長(zhǎng)度顯著低于其他組群；節(jié)間長(zhǎng)度最短；葉長(zhǎng)最短；葉片顏色多為綠色。組群Ⅱ包含10份種質(zhì)，其中危地馬拉系品種1份、危地馬拉系×西印度系品種2份、未知品系種質(zhì)7份。該組群主要特征為枝條粗度極顯著大于組群Ⅲ和組群Ⅳ；葉長(zhǎng)極顯著小于組群Ⅳ，極顯著大于組群Ⅰ和組群Ⅲ；葉柄長(zhǎng)度極顯著小于組群Ⅳ，極顯著大于組群Ⅰ和組群Ⅲ；花序側(cè)軸長(zhǎng)度極顯著大于組群Ⅰ，顯著小于組群Ⅳ；葉寬最大且極顯著大于組群Ⅰ和組群Ⅲ；以B型花為主。組群Ⅲ包含17份種質(zhì)，其中危地馬拉系×西印度系品種4份、西印度系品種3份、未知品系種質(zhì)10份。該組群平均花序側(cè)軸長(zhǎng)度極顯著小于組群Ⅳ，極顯著大于組群Ⅰ；葉寬最窄；葉柄長(zhǎng)度最短；花序主軸最短。組群Ⅳ包含4份種質(zhì)，其中危地馬拉系×墨西哥系品種1份、未知品系種質(zhì)3份。該組群特點(diǎn)是節(jié)間長(zhǎng)度、葉長(zhǎng)、葉形指數(shù)、葉柄長(zhǎng)度極顯著大于其他組群；花序?qū)挾?、花序主軸長(zhǎng)度、萼片長(zhǎng)度極顯著大于其他組群；花序側(cè)軸長(zhǎng)度顯著大于其他組群；葉寬極顯著大于組群Ⅰ和組群Ⅲ；以A型花為主；葉片顏色全為深綠色。

表6 53份油梨種質(zhì)表型性狀的相關(guān)系數(shù)Table 6 Correlation coefficients of phenotypic traits in 53 avocado germplasms

表7 油梨表型性狀主成分分析Table 7 Principal component analysis of phenotypic traits of avocado

3 討論

表型性狀的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)是種質(zhì)資源鑒定與評(píng)價(jià)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［16］，表型多樣性是由遺傳因素和環(huán)境因子共同作用產(chǎn)生的，是群體生物遺傳信息的重要表征，也是長(zhǎng)期適應(yīng)與進(jìn)化的產(chǎn)物［17-18］。Shannon-Weiner多樣性指數(shù)能直觀反映出植物性狀的分級(jí)與分布情況，其數(shù)值大小能反映出表型的均勻度與豐富度［19］。本研究對(duì)保存于國家熱帶果樹種質(zhì)資源圃的53份油梨種質(zhì)資源的枝條、葉和花的19個(gè)表型性狀進(jìn)行了多樣性分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，油梨數(shù)量性狀的多樣性指數(shù)（平均為1.717）遠(yuǎn)大于質(zhì)量性狀（平均為0.743），說明油梨表型數(shù)量性狀多樣性程度大于質(zhì)量性狀。該結(jié)果與周海蘭［8］和周兆禧等［9］一致，且該現(xiàn)象在辣椒［20］、藍(lán)莓［21］和軟棗獼猴桃［22］中也有報(bào)道。

主成分分析可以通過降維的方法將作物關(guān)系復(fù)雜的多個(gè)性狀轉(zhuǎn)化為較少的幾個(gè)主成分，從而去處冗余，簡(jiǎn)化資源評(píng)價(jià)及篩選程序［23］，在農(nóng)藝性狀評(píng)定中的應(yīng)用越來越多［24-27］。從本研究主成分分析結(jié)果來看，特征值大于1的主成分有6個(gè)，累積貢獻(xiàn)率為72.396%，可基本反映全部信息。在油梨的評(píng)價(jià)及育種工作中，可集中考察這6個(gè)綜合性狀因子，重點(diǎn)關(guān)注葉柄長(zhǎng)度、枝條粗度、花瓣長(zhǎng)度、花序側(cè)軸長(zhǎng)度、葉緣和葉面狀態(tài)等荷載量大的性狀，其中枝條粗度和葉緣也被周兆禧等［9］認(rèn)為是油梨資源評(píng)價(jià)的主要性狀。

圖1 油梨種質(zhì)資源表型聚類分析Fig.1 Cluster analysis of avocado germplasms based on phenotypic traits

對(duì)53份油梨種質(zhì)資源進(jìn)行聚類分析可將其劃分為4個(gè)組群。墨西哥系的2個(gè)品種聚在組群Ⅰ，且花序側(cè)軸長(zhǎng)度、花序?qū)挾取⒒üｉL(zhǎng)度及萼片長(zhǎng)度最小，這些墨西哥系品種的特征與該組群的相關(guān)特征一致。危地馬拉系品種聚在組群Ⅱ，且枝條粗度及葉寬最大，這些危地馬拉系品種的特征也與組群Ⅱ的相關(guān)特征一致。西印度系的品種聚類在組群Ⅰ和組群Ⅲ兩個(gè)組群?？梢?，聚類分組并沒有完全按照?qǐng)@藝系聚類，不同園藝系在聚類時(shí)有所交叉，這主要是由于植物的表型變異規(guī)律十分復(fù)雜，基因型、環(huán)境蝕變、管理模式等都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，這種情況在植物中普遍存在，如野生玫瑰［28］、栆［19］和藍(lán)莓［21］等。

本研究發(fā)現(xiàn)油梨種質(zhì)資源類型豐富、變異較大，對(duì)豐富我國油梨種質(zhì)資源多樣性和品種選育具有重要價(jià)值。然而，油梨遺傳背景復(fù)雜，依據(jù)表型性狀無法對(duì)其園藝系進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。目前已有通過分子標(biāo)記［29］、SLAF-seq和轉(zhuǎn)錄組［30］等方法進(jìn)行油梨資源的分類及系譜分析的相關(guān)報(bào)道，但存在一定的局限性。結(jié)合不同方法聯(lián)合分析，可更準(zhǔn)確地分析每份資源的遺傳背景，對(duì)油梨資源的保護(hù)、利用及新品種培育具有重要意義。

4 結(jié)論

本研究所選擇的保存于國家熱帶果樹種質(zhì)資源圃的53份油梨種質(zhì)資源具有豐富的表型多樣性，且數(shù)量性狀多樣性程度大于質(zhì)量性狀。枝條、葉和花的19個(gè)表型性狀之間有一定的相關(guān)性，基于主成分分析篩選的葉柄長(zhǎng)度、枝條粗度、花瓣長(zhǎng)度、花序側(cè)軸長(zhǎng)度、葉緣和葉面狀態(tài)可作為油梨種質(zhì)資源評(píng)價(jià)及選育種的主要性狀。聚類分析將53份油梨種質(zhì)資源劃分為4個(gè)組群，該分組與不同園藝系有一定關(guān)系，但同時(shí)受基因型、環(huán)境蝕變、管理模式等因素影響。

表8 不同組群油梨數(shù)量性狀顯著性分析Table 8 Significance analysis of quantitative traits in different groups of avocados