劉航寧，陳慶梅，梁維忠，任 惠，田景非，李佳欣，陳雨寒，周 瓊

（1.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西 南寧 530004；2.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，廣西 南寧 530007）

【研究意義】楊桃（Averrhoa carambolaL.）又名五棱果、楊桃、五稔等，是酢漿草科（Oxalidaceae）陽(yáng)桃屬（Averrhoa）喬木，原產(chǎn)于馬來(lái)西亞和印度尼西亞，是我國(guó)南方地區(qū)栽培較多的果樹(shù)之一。楊桃果實(shí)兼具食用和藥用價(jià)值，生長(zhǎng)快，早結(jié)豐產(chǎn)，適應(yīng)性強(qiáng)，并且可以周年供果，深受果農(nóng)和消費(fèi)者喜歡。廣西是我國(guó)最早開(kāi)展楊桃新品種選育的地區(qū)之一，近年來(lái)自主選育了大果甜楊桃1 號(hào)、大果甜楊桃2 號(hào)、大果甜楊桃3 號(hào)等品種，但是對(duì)大果甜楊桃葉片表型性狀的研究報(bào)道還未涉及，開(kāi)展葉片表型性狀多樣性研究對(duì)大果甜楊桃葉片性狀的改良和育種工作意義重大。【前人研究進(jìn)展】表型性狀多樣性是種質(zhì)資源遺傳多樣性的重要組成部分［1］，表型性狀的變異與品種改良、良種選育密切相關(guān)［2］，葉片作為植物感知環(huán)境變化的重要器官和光合作用的重要場(chǎng)所［3-4］，具有較強(qiáng)的可塑性和環(huán)境敏感性［5］，其形態(tài)特征變化是作物遺傳變異的重要表征之一［6］。郭琪等對(duì)96 份刺槐種質(zhì)資源的葉片表型多樣性進(jìn)行研究，結(jié)果表明刺槐種質(zhì)資源多樣性豐富，為刺槐葉片性狀的改良和育種工作提供了幫助［7］；何潤(rùn)銘等對(duì)95 份番茄品種資源進(jìn)行了分析，結(jié)果表明各番茄品種的表型性狀具有豐富的遺傳多樣性［8］；張捷等探討了葉片表型性狀在不同風(fēng)鈴木物種間的遺傳變異，揭示了9 個(gè)可靠的種間變異性狀，為我國(guó)風(fēng)鈴木類植物的分類研究、栽培生產(chǎn)和推廣應(yīng)用提供了參考［9］?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，對(duì)楊桃的研究主要集中在分子生物學(xué)［10-11］、繁殖技術(shù)［12］、栽培管理技術(shù)［13］、采后保鮮［14］、藥理藥效［15］等方面，楊桃葉片表型性狀多樣性的研究鮮有報(bào)道，因此本研究以廣西自主選育的大果甜楊桃系列品種為試驗(yàn)材料，對(duì)其葉片表型性狀多樣性進(jìn)行研究?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】通過(guò)研究廣西大果甜楊桃表型多樣性特征，了解大果甜楊桃的表型多樣性，提高廣西大果甜楊桃種質(zhì)資源的保存和利用水平，同時(shí)也可為大果甜楊桃葉片性狀的改良和育種工作提供幫助。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料均來(lái)自種植于廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所科研試驗(yàn)基地楊桃種質(zhì)資源圃內(nèi)生長(zhǎng)狀況良好的楊桃種質(zhì)資源，這些種質(zhì)資源于2007 年種植，株行距為3.0 m×3.5 m。其中，大果甜楊桃1 號(hào)由馬來(lái)西亞引進(jìn)的甜楊桃品種B10 選育，2007 年通過(guò)廣西壯族自治區(qū)農(nóng)作物品種審定；大果甜楊桃3 號(hào)由馬來(lái)西亞引進(jìn)的甜楊桃品種B17 選育，2007 年5 月通過(guò)廣西壯族自治區(qū)農(nóng)作物品種審定；大果甜楊桃2 號(hào)、4 號(hào)和6號(hào)均由大果甜楊桃1 號(hào)選育，分別于2007 年3 月、2013 年6 月和2016 年8 月通過(guò)廣西壯族自治區(qū)農(nóng)作物品種審定。

1.2 試驗(yàn)方法

2022 年5 月，在廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院測(cè)定保存完好且生長(zhǎng)正常的大果甜楊桃品種的葉片，共測(cè)定12 個(gè)表型性狀，包括復(fù)葉長(zhǎng)（Compound leaf length，CLL）、復(fù)葉寬（Compound leaf width，CLW）、復(fù)葉柄 長(zhǎng)（Compound petiole length，CPL）、復(fù)葉主軸長(zhǎng)（Compound leaf spindle length，CLSL）、復(fù)葉鮮質(zhì)量（Fresh quality of compound leaves，F(xiàn)QOCL）、小葉數(shù)量（Leaflet numbers，LN）6 個(gè)復(fù)葉性狀，頂生小葉長(zhǎng)（Terminal leaflet length，TLL）、頂生小葉寬（Terminal leaflet width，TLW）、頂生小葉鮮質(zhì)量（Fresh quality of terminal leaflet，F(xiàn)QOTL）3 個(gè)頂生小葉性狀，側(cè)生小葉長(zhǎng)（Lateral leaflet length，LLL）、側(cè)生小葉寬（Lateral leaflet width，LLW）、側(cè)生小葉鮮質(zhì)量（Fresh quality of lateral leaflets，F(xiàn)QOLL）3 個(gè)側(cè)生小葉性狀。在天氣晴朗的上午，每一大果甜楊桃品種選取2 株生長(zhǎng)正常、健康的植株，每一植株于樹(shù)冠外部同一高度東、南、西、北、中5 個(gè)方位隨機(jī)采取成熟健康的復(fù)葉各兩片測(cè)量，每個(gè)品種20 片。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2019 對(duì)觀測(cè)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，計(jì)算12 個(gè)性狀的平均值、最小值、最大值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，其中變異系數(shù)（%）=標(biāo)準(zhǔn)差/平均值×100。用SPSS 26.0 進(jìn)行相關(guān)性、主成分和聚類分析。聚類時(shí)采用平方歐氏距離和組間平均連接距離法。

2 結(jié)果與分析

2.1 大果甜楊桃葉片表型性狀變異分析

大果甜楊桃葉片表型的描述統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表1）表明，12 個(gè)葉片表型性狀的變異系數(shù)范圍在9.97%～28.94%，平均變異系數(shù)為16.86%，可見(jiàn)不同品種大果甜楊桃的不同性狀間存在一定差異，其葉片表型多樣性較為豐富。其中，頂生小葉鮮質(zhì)量、復(fù)葉鮮質(zhì)量和側(cè)生小葉鮮質(zhì)量的變異系數(shù)均大于28%，表明復(fù)葉鮮質(zhì)量、頂生小葉鮮質(zhì)量和側(cè)生小葉鮮質(zhì)量具有較大的離散程度；其次為復(fù)葉主軸長(zhǎng)和復(fù)葉柄長(zhǎng)，變異系數(shù)均大于17%；復(fù)葉寬變異系數(shù)最小、為9.97%，離散程度較小。

表1 大果甜楊桃12 個(gè)葉片表型性狀分析Table 1 Analysis of 12 leaf phenotypic traits of Daguotianyangtao

2.2 大果甜楊桃葉片表型性狀相關(guān)性分析和主成分分析

大果甜楊桃葉片表型性狀相關(guān)性分析結(jié)果（表2）表明，復(fù)葉長(zhǎng)與復(fù)葉寬、復(fù)葉柄長(zhǎng)、復(fù)葉主軸長(zhǎng)、復(fù)葉鮮質(zhì)量、小葉數(shù)量、頂生小葉長(zhǎng)、頂生小葉鮮質(zhì)量均呈極顯著正相關(guān)，與頂生小葉寬呈顯著正相關(guān)；復(fù)葉寬與復(fù)葉柄長(zhǎng)、復(fù)葉主軸長(zhǎng)、復(fù)葉鮮質(zhì)量、小葉數(shù)量、頂生小葉長(zhǎng)、頂生小葉寬、頂生小葉鮮質(zhì)量均呈極顯著正相關(guān)；復(fù)葉柄長(zhǎng)與頂生小葉長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)；復(fù)葉主軸長(zhǎng)與復(fù)葉鮮質(zhì)量、小葉數(shù)量、頂生小葉長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)，與頂生小葉鮮質(zhì)量呈顯著正相關(guān)；復(fù)葉鮮質(zhì)量與小葉數(shù)量、頂生小葉長(zhǎng)、頂生小葉寬、頂生小葉鮮質(zhì)量均呈極顯著正相關(guān)，與側(cè)生小葉鮮質(zhì)量呈顯著正相關(guān)；小葉數(shù)量與頂生小葉長(zhǎng)、頂生小葉寬、頂生小葉鮮質(zhì)量、側(cè)生小葉長(zhǎng)、側(cè)生小葉寬、側(cè)生小葉鮮質(zhì)量均未表現(xiàn)出相關(guān)性；頂生小葉長(zhǎng)與頂生小葉寬、頂生小葉鮮質(zhì)量均呈極顯著正相關(guān)；頂生小葉寬與頂生小葉鮮質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)；頂生小葉鮮質(zhì)量與側(cè)生小葉鮮質(zhì)量呈顯著正相關(guān)；側(cè)生小葉長(zhǎng)與側(cè)生小葉寬、側(cè)生小葉鮮質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)；側(cè)生小葉寬與側(cè)生小葉鮮質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)。

表2 大果甜楊桃葉片表型性狀相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis of leaf phenotypic traits of Daguotianyangtao

由表3 可知，大果甜楊桃葉片12 個(gè)表型性狀間存在不同程度的相關(guān)性，表明不同性狀間存在較為復(fù)雜的關(guān)系，對(duì)其綜合評(píng)價(jià)較為復(fù)雜，且可能造成信息上的互相重疊。因此，本研究采用主成分分析法將12 個(gè)葉片表型性狀進(jìn)行重新組合，轉(zhuǎn)換成幾個(gè)不相關(guān)的綜合指標(biāo)，簡(jiǎn)化研究問(wèn)題，且能反映出較多信息［16］。大果甜楊桃葉片12 個(gè)表型性狀的主成分分析結(jié)果表明，前4 個(gè)主成分對(duì)應(yīng)的特征值分別為4.693、2.051、1.765和1.178，均大于1，各個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率分別 為39.109%、17.092%、14.708% 和9.813%，累積貢獻(xiàn)率達(dá)到80.723%，表明前4 個(gè)主成分能代表大部分大果甜楊桃葉片的表型性狀變異信息。貢獻(xiàn)率為39.109%的主成分1 中，復(fù)葉長(zhǎng)的特征值最大、為0.896，其次是復(fù)葉寬和復(fù)葉鮮質(zhì)量，特征值分別為0.885 和0.878，表明主成分1 主要反映與復(fù)葉相關(guān)的性狀；主成分2 的貢獻(xiàn)率為17.092%，側(cè)生小葉寬的特征值最大（0.858），側(cè)生小葉鮮質(zhì)量特征值次之（0.775），側(cè)生小葉長(zhǎng)特征值為0.769，表明主成分2 主要反映與側(cè)生小葉相關(guān)的性狀；第3 主成分的貢獻(xiàn)率為14.708%，復(fù)葉指標(biāo)小葉數(shù)量的特征值最大（0.750），頂生小葉寬的特征值為負(fù)，但絕對(duì)值較大，復(fù)葉主軸長(zhǎng)的特征值為正且較大，表明主成分3 主要反映與復(fù)葉相關(guān)的性狀；第4 主成分貢獻(xiàn)率最?。?.813%），復(fù)葉柄長(zhǎng)特征值為正值且顯著高于其他特征值，表明主成分4 主要反映與復(fù)葉相關(guān)的性狀。在12 個(gè)葉片性狀中，雖然其他性狀也有一定程度變異，但復(fù)葉的5 個(gè)性狀是主要變異來(lái)源。

表3 大果甜楊桃主要表型性狀的主成分分析Table 3 Principal component analysis of main phenotypic traits of Daguotianyangtao

2.3 大果甜楊桃葉片表型性狀聚類分析

對(duì)大果甜楊桃12 個(gè)葉片表型性狀聚類分析，結(jié)果（圖1）表明，當(dāng)距離為5 時(shí)，5 個(gè)大果甜楊桃品種可分為3 個(gè)類群：第1 類群包含種數(shù)最多，有3 個(gè)種，分別是大果甜楊桃1 號(hào)、大果甜楊桃4 號(hào)和大果甜楊桃6 號(hào)；第2 類群包含1 個(gè)種，為大果甜楊桃2 號(hào)；第3 類群包含1 個(gè)種，為大果甜楊桃3 號(hào)。表明大果甜楊桃葉片在每個(gè)類群之間的表型性狀存在較大差異，這對(duì)大果甜楊桃種質(zhì)資源葉片性狀育種群體的建立具有重要意義。

圖1 大果甜楊桃葉片表型性狀聚類分析Fig.1 Cluster analysis of leaf phenotypic traits of Daguotianyangtao

2.4 大果甜楊桃類群表型差異分析

對(duì)3 個(gè)類群大果甜楊桃的12 個(gè)葉片表型性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類，結(jié)果（表4）表明，第2 類群有1 個(gè)種（大果甜楊桃2 號(hào)），復(fù)葉長(zhǎng)、復(fù)葉寬、復(fù)葉主軸長(zhǎng)、復(fù)葉鮮質(zhì)量、小葉數(shù)量、頂生小葉長(zhǎng)、側(cè)生小葉長(zhǎng)顯著高于其他兩個(gè)類群；第1 類群包含3 個(gè)種，分別為大果甜楊桃1 號(hào)、大果甜楊桃4 號(hào)、大果甜楊桃6 號(hào)，這一類群的復(fù)葉柄長(zhǎng)顯著高于其他兩個(gè)類群；第3 類群僅有1 個(gè)種（大果甜楊桃3 號(hào)），該類群的頂生小葉寬顯著高于其他兩個(gè)類群。第2 類群復(fù)葉鮮質(zhì)量最大（2.74 g），第1 類群次之（2.40 g），兩者間差異不顯著；頂生小葉鮮質(zhì)量與側(cè)生小葉寬在3 個(gè)類群之間均無(wú)顯著差異。因此，通過(guò)比較3 個(gè)類群，在測(cè)定的6 個(gè)復(fù)葉性狀中，第2 類群在復(fù)葉長(zhǎng)、復(fù)葉寬、復(fù)葉主軸長(zhǎng)、復(fù)葉鮮質(zhì)量和小葉數(shù)量指標(biāo)中均最優(yōu)；在測(cè)定的3 個(gè)頂生小葉性狀中，第2 類群頂生小葉長(zhǎng)指標(biāo)最優(yōu)；在測(cè)定的3 個(gè)側(cè)生小葉指標(biāo)中，第2 類群均最優(yōu)。

表4 大果甜楊桃3 個(gè)類群表型性狀Table 4 Phenotypic traits of three groups of Daguotianyangtao

3 討論

種質(zhì)資源是自然界寶貴的材料庫(kù)和基因庫(kù)，也是栽培和品種改良最有價(jià)值、最關(guān)鍵、最基本的原材料［17-18］。科學(xué)分析種質(zhì)資源的表型性狀，詳細(xì)了解其遺傳變異和育種潛力，可為優(yōu)異種質(zhì)的挖掘、創(chuàng)新和利用提供重要支撐，同時(shí)也可為選種育種提供重要參考［19］。目前，葉片表型多樣性分析已經(jīng)廣泛應(yīng)用于浙江省柿樹(shù)［20］、小果油茶［21］、青楊［22］、柴達(dá)木盆地唐古特白刺［23］等植物種質(zhì)資源的多樣性評(píng)價(jià)中，表明對(duì)植物葉片進(jìn)行表型多樣性分析是可靠的。

葉片表型性狀是植物光合和抗逆等特性的集中體現(xiàn)，其變異程度與整個(gè)植物生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能密切相關(guān)［24］。變異系數(shù)是物種在某一性狀上數(shù)值離散程度的反映，其數(shù)值越大表明物種對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)，數(shù)值越小則表明物種在該性狀上表現(xiàn)較穩(wěn)定［25-26］，一般情況下，當(dāng)變異系數(shù)大于10%時(shí)，表明此性狀在各品種間存在較大差異，也意味著該抽樣群體中的個(gè)體在此性狀上變異程度較大，該性狀的基因資源得到了較好保存［27］。本試驗(yàn)中，大果甜楊桃12 個(gè)葉片表型性狀平均變異系數(shù)為16.86%，除復(fù)葉寬（9.97%）外，其余11 個(gè)性狀變異系數(shù)全部大于10%、最高達(dá)28.94%，表明在大果甜楊桃長(zhǎng)期栽培生長(zhǎng)中，外在表型在不同品種間具有較大遺傳差異，其在葉片表型性狀上遺傳多樣性極為豐富，這為大果甜楊桃品種葉片性狀的改良提供了可能。此外，3 個(gè)與葉片鮮質(zhì)量有關(guān)的性狀的變異系數(shù)均大于28%，分別為復(fù)葉鮮質(zhì)量（28.48%）、頂生小葉鮮質(zhì)量（28.94%）、側(cè)生小葉鮮質(zhì)量（28.16%）；復(fù)葉寬變異系數(shù)最?。?.97%），是較穩(wěn)定的性狀。表明遺傳潛力在各性狀間是不同的，與葉片鮮質(zhì)量相關(guān)的性狀變異系數(shù)較大，育種者選擇大果甜楊桃葉片鮮質(zhì)量進(jìn)行遺傳改良時(shí)較容易取得成功，這與吳春文等［18］在銀杏種質(zhì)資源表型性狀遺傳多樣性上的研究結(jié)果一致。

表型性狀的相關(guān)性研究中，由于各性狀間具有不同程度相關(guān)性，因而在后續(xù)研究中可通過(guò)一種性狀間接選擇另一種性狀，為優(yōu)良單株早期篩選提供參考［23］。本研究相關(guān)性分析結(jié)果表明，大果甜楊桃各葉片性狀間呈現(xiàn)出不同程度的相關(guān)性關(guān)系，如復(fù)葉長(zhǎng)與復(fù)葉主軸長(zhǎng)相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.882，復(fù)葉主軸長(zhǎng)與小葉數(shù)量的相關(guān)系數(shù)為0.673。基于此，選擇大果甜楊桃葉片相關(guān)性極顯著的性狀進(jìn)行改良時(shí)，需考慮對(duì)其中一個(gè)性狀改良后對(duì)其他表型性狀的影響；若選擇相關(guān)性不顯著的性狀組進(jìn)行改良時(shí)，改良其中一個(gè)性狀后對(duì)其他性狀造成的影響較?。?8］。此外，張深梅等［29］對(duì)大別山山核桃果實(shí)和葉片表型多樣性的研究表明，大別山山核桃果實(shí)鮮質(zhì)量、果實(shí)橫徑、薄殼厚度均與頂生小葉長(zhǎng)、頂生小葉寬、側(cè)生小葉長(zhǎng)3 個(gè)性狀具有極顯著正相關(guān)關(guān)系，大果甜楊桃葉片表型性狀與其果實(shí)表型之間是否存在相關(guān)關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。

主成分分析將數(shù)量較多的變量綜合為幾個(gè)不相關(guān)的綜合指標(biāo)，從而有利于減少數(shù)據(jù)維度，達(dá)到減少評(píng)價(jià)工作量的目的［25］。目前，已有較多研究通過(guò)主成分分析進(jìn)行種質(zhì)資源表型性狀探討，如董德珂等對(duì)532 份箭筈豌豆種質(zhì)資源進(jìn)行主成分分析，將9 個(gè)復(fù)葉表型性狀分為5 個(gè)主成分，累積貢獻(xiàn)率83.650%［30］；吳春文等對(duì)銀杏種質(zhì)資源的21 個(gè)表型性狀綜合為7 個(gè)主成分，累積貢獻(xiàn)率82.324%［18］。本研究將大果甜楊桃12 個(gè)表型性狀分為4 個(gè)主成分，累積貢獻(xiàn)率為80.723%，可作為大果甜楊桃葉片性狀選擇的綜合指標(biāo)，其中復(fù)葉長(zhǎng)、側(cè)生小葉寬、小葉數(shù)量、復(fù)葉柄長(zhǎng)是4 個(gè)主成分的主導(dǎo)因子，進(jìn)一步表明大果甜楊桃葉片之間的差異主要為復(fù)葉間的差異，這與郭琪等［7］在山西刺槐種質(zhì)資源葉片表型多樣性上的研究結(jié)果一致。

聚類分析可根據(jù)總體內(nèi)各個(gè)元素的相似程度對(duì)其進(jìn)行分類，是一種科學(xué)合理的種質(zhì)資源分類方法，對(duì)選擇育種材料具有重要指導(dǎo)意義［31-32］。本研究采用聚類分析將5 個(gè)大果甜楊桃品種分為3 大類，其中第2 類群的大果甜楊桃2 號(hào)在復(fù)葉長(zhǎng)、復(fù)葉寬、復(fù)葉主軸長(zhǎng)、復(fù)葉鮮質(zhì)量、小葉數(shù)量、頂生小葉長(zhǎng)、、側(cè)生小葉長(zhǎng)、側(cè)生小葉寬和側(cè)生小葉鮮質(zhì)量9 個(gè)表型性狀指標(biāo)中均最優(yōu)，可作為葉片性狀育種優(yōu)先考慮的品種。

4 結(jié)論

大果甜楊桃12 個(gè)葉片表型性狀的多重比較和變異分析表明，各個(gè)表型性狀差異較大，各性狀的變異系數(shù)分布在9.97%～28.94%之間，植株的頂生小葉鮮質(zhì)量、復(fù)葉鮮質(zhì)量、側(cè)生小葉鮮質(zhì)量、復(fù)葉主軸長(zhǎng)和復(fù)葉柄長(zhǎng)是變異較大的性狀；相關(guān)性分析結(jié)果表明，大果甜楊桃各葉片表型性狀呈現(xiàn)出不同程度的相關(guān)性，可為其葉片性狀的改良提供一定的理論依據(jù)；在大果甜楊桃12 個(gè)葉片表型性狀中，主成分分析共提取4 個(gè)主成分，累積貢獻(xiàn)率達(dá)80.723%，復(fù)葉長(zhǎng)、側(cè)生小葉寬、小葉數(shù)量、復(fù)葉柄長(zhǎng)是影響大果甜楊桃葉片表型的主要性狀；聚類分析結(jié)果將其分為3 類，開(kāi)展葉片性狀育種工作時(shí)可優(yōu)先選擇第2 類，復(fù)葉長(zhǎng)、復(fù)葉寬、復(fù)葉主軸長(zhǎng)、復(fù)葉鮮質(zhì)量、小葉數(shù)量、頂生小葉長(zhǎng)、側(cè)生小葉長(zhǎng)、側(cè)生小葉寬和側(cè)生小葉鮮質(zhì)量9 個(gè)表型性狀指標(biāo)中均最優(yōu)，具有較高的育種價(jià)值。