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        基于種子數(shù)量性狀的西番蓮遺傳多樣性分析

        2022-10-13 07:39:10馮紅玉趙亞南
        中國南方果樹 2022年5期
        關(guān)鍵詞:資源分析質(zhì)量

        徐 麗,高 玲,陳 媚,馮紅玉,趙亞南

        (1 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種測試儋州分中心,海南儋州,571737;2 華中農(nóng)業(yè)大學(xué),武漢,430070)

        西番蓮為西番蓮科(Passifloraceae)西番蓮屬(Passiflora)多年生爬藤植物,大約有576種,主要來自南美洲的熱帶和溫帶地區(qū)[1],在鮮食、藥用[2]和觀賞領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[3]。我國種植的食用種主要為紫果種PassifloraedulisSims和黃果種P.edulisf.flavicarpaDegener以及二者的雜交種,俗稱“百香果”,主要分布在海南、福建、廣東、廣西、云南、貴州等熱帶和亞熱帶地區(qū)[4]。目前制約該產(chǎn)業(yè)的主要因素為病毒病[5-6]及莖基腐病等病害[7],而控制這些病害的有效途徑為選育抗病品種[8]。由于西番蓮許多品種全年開花,花期較長,種間雜交較為容易[9],而豐富的種質(zhì)資源是開展種間雜交選育抗病品種的關(guān)鍵。

        我國種植的可食用西番蓮為舶來品,20世紀(jì)60年代從國外引入[10],國內(nèi)種質(zhì)資源相對較少,主要來源于國外。冷言峰[11]、章希娟等[12]先后對西番蓮葉、花、果實等表型性狀進行了分析,應(yīng)東山等[13]、夏玲等[14]從分子生物學(xué)角度對西番蓮種質(zhì)資源遺傳多樣性進行了分析,而對西番蓮種子多樣性的研究未見報道。由于種子性狀較為穩(wěn)定,在植物分類學(xué)上具有一定價值,探究種子表型數(shù)量性狀的變化能為品種選育提供一定的參考[15-16]。因此,筆者對35份西番蓮種質(zhì)的種子性狀進行多樣性分析,以期為西番蓮種質(zhì)資源的合理利用提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        本研究于2020年10月至2022年3月進行。35份西番蓮種質(zhì)均來自農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種測試儋州分中心西番蓮資源圃(見表1)。

        表1 35份西番蓮種質(zhì)信息

        1.2 方法

        利用萬深SC-G型掃描儀掃描每份種質(zhì)種子30粒,并對種子圖像進行分析,得到種子長度、寬度、長寬比、直徑和周長。種子千粒質(zhì)量采用電子天平(0.01 g)稱量1 000粒種子的質(zhì)量,重復(fù)3次。

        1.3 數(shù)據(jù)分析

        數(shù)據(jù)利用Excel整理,SPSS Statistics 26軟件進行相關(guān)性分析、方差分析和聚類分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 種子性狀

        結(jié)果可以看出,6個種子數(shù)量性狀的變異系數(shù)均大于12%,變異程度均很大。其中種子千粒質(zhì)量變異系數(shù)最大,為53.06%;ZY-4千粒質(zhì)量最小,為1.67 g,ZY-30最大,為37.96 g,兩者相差21.7倍。種子長寬比的變異系數(shù)最小,但也達到12.51%。種子長與種子直徑變異系數(shù)相當(dāng),分別為23.81%和23.29%;種子寬和種子周長變異系數(shù)也相當(dāng),分別為24.39%和24.67%(見表2)。

        表2 35份西番蓮種質(zhì)種子性狀變異情況

        2.2 種子數(shù)量性狀相關(guān)性分析

        結(jié)果可以看出,種子周長、直徑、長、寬及種子千粒質(zhì)量相互之間存在極顯著相關(guān)性,種子長寬比與種子周長、直徑、長、寬間不存在相關(guān)性或顯著相關(guān)性(見表3)。說明種子形狀與種子千粒質(zhì)量極顯著相關(guān)。

        表3 35份西番蓮種質(zhì)種子性狀間的相關(guān)性

        2.3 種子數(shù)量性狀聚類分析

        聚類分析可以看出,在歐式距離為6.5時,可以將35份種質(zhì)聚為5大類(見表4和圖1)。對不同類群種質(zhì)種子同一性狀進行方差分析,發(fā)現(xiàn)不同類群間種子周長、直徑、長、寬、千粒重存在顯著性差異,而種子長寬比無顯著性差異。5個類群種子千粒質(zhì)量從小到大依次為:第Ⅱ類、第Ⅰ類、第Ⅲ類、第Ⅳ類、第Ⅴ類。

        圖1 35份西番蓮種質(zhì)種子性狀聚類

        表4 35份西番蓮種質(zhì)不同類群種子數(shù)量性狀比較

        第Ⅰ類種子有7份種質(zhì),隸屬于4個種。該群體種子千粒質(zhì)量7.67~9.68 g之間,種子千粒質(zhì)量、周長、直徑、長、寬變異系數(shù)分別為8.02%、6.19%、3.19%、8.06%、8%,種子長寬比變異系數(shù)較大,為15.94%。該類群種子偏扁,千粒質(zhì)量較低。

        第Ⅱ類種子有4份種質(zhì),分別屬于不同種。在5個類群中千粒質(zhì)量均值最小,范圍1.67~5.05 g,變異系數(shù)最大,達55.24%。此外,種子周長、直徑、長、寬變異系數(shù)也較大,分別為18.02%、16.23%、17.72%、17.78%。該類群種子偏小,形狀各異。

        第Ⅲ類種子有8份種質(zhì),分別屬于5個種。種子周長、直徑、長、寬、千粒質(zhì)量變異系數(shù)較小,分別為7.70%、6.12%、7.83%、6.95%、6.89%,種子長寬比變異系數(shù)較大,為15.22%。該類群種子長、寬、千粒質(zhì)量中等。

        第Ⅳ類種子有13份種質(zhì),分別屬于4個種。種子周長、直徑、長、寬、長寬比、千粒質(zhì)量變異系數(shù)分別為7.58%、5.95%、8.66%、6.29%、8.91%、8.22%,變異系數(shù)較小,均小于10%。該類群種子直徑、長、質(zhì)量中等,形狀為橢圓形。

        第Ⅴ類有3份種質(zhì),分別屬于2個種。該類種子直徑、長、周長變異系數(shù)最小,小于5%,分別為2.34%、2.75%、3.37%;種子寬的變異系數(shù)較小,為6.82%;長寬比和千粒質(zhì)量的變異系數(shù)也不大,變異系數(shù)均小于10%,變異程度不大。該類群種子大小、質(zhì)量較大,種子較扁平。

        3 結(jié)論與討論

        種子繁殖為西番蓮繁殖方式之一[17],相對于其他器官,種子形態(tài)特征受環(huán)境影響較小,比較穩(wěn)定,在分類學(xué)上具有重要意義。本研究對35份西番蓮種質(zhì)資源種子數(shù)量性狀的多樣性分析結(jié)果表明,35份種質(zhì)的種子變異較大,種子周長、直徑、長、寬、千粒質(zhì)量變異系數(shù)均大于23%,且種子千粒質(zhì)量變異系數(shù)達到了53.06%。種子性狀相關(guān)性分析結(jié)果表明,種子周長、直徑、長、寬及千粒質(zhì)量間存在極顯著相關(guān)性,種子長寬比與種子周長、直徑、長、寬、千粒質(zhì)量間不存在相關(guān)性或顯著相關(guān)性??梢姺N子形狀與種子千粒質(zhì)量極顯著相關(guān)。35份種質(zhì)種子6個數(shù)量性狀聚類分析發(fā)現(xiàn),可將35份種質(zhì)分為5類,其千粒質(zhì)量從低到高依次為第Ⅱ類,千粒質(zhì)量2.78 g;第Ⅰ類,千粒質(zhì)量8.26 g;第Ⅲ類,千粒質(zhì)量16.13 g;第Ⅳ類,千粒質(zhì)量20.93 g;第Ⅴ類,千粒質(zhì)量35.01 g。綜合研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),西番蓮不同種質(zhì)種子性狀差異較大,同種內(nèi)不同品種間種子性狀較為相似。目前已經(jīng)報道的西番蓮種質(zhì)資源中對種子研究相對較少,《中國植物志》[18]中對西番蓮種子的描述也僅有種子形狀和長度,偶有種子直徑或顏色。本研究較深入地分析了西番蓮種質(zhì)資源種子的遺傳多樣性,為西番蓮種質(zhì)資源遺傳多樣性評價、種質(zhì)創(chuàng)制和深入挖掘利用提供了參考。

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