吳珍，董新玉，張亞春，李樹鋒，陳國發(fā)，鄧?yán)?，周杉，張順?/p>

（1.大理州農(nóng)業(yè)科學(xué)推廣研究院經(jīng)濟(jì)作物研究所，大理賓川，671600；2.云南農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

大蒜（Allium sativumL.）為百合科蔥屬二年生辛香料植物，原產(chǎn)于亞洲西部，是一種重要的蔬菜、香料和藥用作物。 我國大蒜種質(zhì)資源較豐富，在世界上的栽培面積最大， 約占全球大蒜種植面積的85%以上，總生產(chǎn)量和出口量均居世界第一[1～3]。 資源評(píng)價(jià)是種質(zhì)資源有效利用的前提。種質(zhì)資源表型性狀的評(píng)價(jià)相對(duì)分子評(píng)價(jià)更直接，是農(nóng)藝性狀描述和鑒定最基本的方法和途徑， 具有不可替代性，廣泛應(yīng)用于核心種質(zhì)構(gòu)建和資源分類[4，5]。 李菊等[6]基于6 個(gè)重要農(nóng)藝性狀對(duì)四川省的81 份大蒜種質(zhì)資源表型進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明6 個(gè)農(nóng)藝性狀可綜合為3 個(gè)主成分，81 份大蒜劃分為4 個(gè)類群， 為四川地區(qū)大蒜育種及栽培提供理論依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。馮翠等[7]對(duì)國內(nèi)21 份大蒜種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)及適應(yīng)性鑒定，結(jié)果顯示大蒜具有豐富的遺傳多樣性，主要農(nóng)藝性狀間相關(guān)性較強(qiáng)，且存在一定的差異性。 孔素萍等[8]對(duì)國內(nèi)78 份大蒜資源主要農(nóng)藝性狀的變異特征進(jìn)行分析， 明確了大蒜農(nóng)藝性狀間多存在極顯著相關(guān)關(guān)系， 決定大蒜蒜薹和鱗莖產(chǎn)量形成的關(guān)鍵農(nóng)藝性狀顯著不同， 除蒜薹和鱗莖自身性狀外，以較高株型大蒜的蒜薹產(chǎn)量較高，以較粗株型大蒜的鱗莖產(chǎn)量較高。 王薇薇等[9]對(duì)12 個(gè)大蒜品種的23 個(gè)數(shù)量性狀進(jìn)行分析綜合評(píng)價(jià)及聚類分析， 將12 個(gè)大蒜品種分為了頭蒜蒜薹兼用型、頭蒜型、青蒜型品種。 郭鳳領(lǐng)等[10]對(duì)湖北省38 份大蒜種質(zhì)資源的主要農(nóng)藝性狀與大蒜素含量進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，通過大蒜產(chǎn)量及大蒜素含量多個(gè)因子綜合評(píng)價(jià)，篩選出較好的育種材料9 份。 大理州常年大蒜種植面積約1.33 萬hm2， 隨著四川、河南、山東等地蒜種的不斷涌入，大蒜品種呈多樣化，存在主栽品種多年未更新，種性退化等問題。 本研究收集引進(jìn)11 份大蒜種質(zhì)資源， 對(duì)其株高、 假莖長、假莖直徑、葉長、葉寬和單頭鱗莖質(zhì)量等15 個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查，運(yùn)用主成分分析和聚類分析等多種分析方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)所收集的大蒜種質(zhì)個(gè)體進(jìn)行評(píng)價(jià)、分類，以便全面了解大蒜種質(zhì)資源特性，以期為大理州大蒜育種及栽培提供理論依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為大理州農(nóng)業(yè)科學(xué)推廣研究院經(jīng)濟(jì)作物研究所蔬菜室收集并保存的大蒜種質(zhì)資源，共11 份（表1）。

表1 供試材料

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)材料于2020 年9 月14 日在云南省大理州祥云縣禾甸鎮(zhèn)集盛種植莊園農(nóng)戶種植田種植。種植株行距8 cm×11 cm，每行播種16 株，覆土厚度統(tǒng)一為4.0 cm，每個(gè)品種種植1 個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積44.6 m2，小區(qū)按照隨機(jī)區(qū)組排列，按一般蒜田常規(guī)管理。調(diào)查性狀：株高（X1，cm）、假莖長（X2，cm）、假莖直徑（X3，cm）、最大葉長（X4，cm）、最大葉寬（X5，cm）、葉數(shù)（X6，片）、薹莖上部粗（X7，mm）、薹莖下部粗（X8，mm）、薹長（X9，cm）、鱗芽數(shù)（X10，cm）、鱗 芽縱徑（X11，cm）、鱗 芽 橫 徑（X12，cm）、單 頭 鱗 莖 質(zhì) 量（X13，g）、瓣蒜縱徑（X14，cm）、瓣蒜橫徑（X15，cm）。 相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)參考李錫香[11]《大蒜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)采集大蒜10 株，在鱗莖膨大前期對(duì)株高、假莖長、假莖直徑、最大葉長等農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查；在蒜薹伸長期調(diào)查蒜薹性狀；在鱗莖收獲期調(diào)查鱗莖性狀。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

采用Excel 及SPSS 20.0 軟件處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 大蒜各數(shù)量性狀的變異性分析

從11 份大蒜品種的15 個(gè)數(shù)量性狀的變化幅度和變異系數(shù)（表2）看，株高（X1）、假莖長（X2）、假莖直徑（X3）、最大葉長（X4）、最大葉寬（X5）、葉數(shù)（X6）、薹長（X9）、鱗芽縱徑（X11）、鱗芽橫徑（X12）、瓣蒜縱徑（X14）的變異程度都很小，在20%以內(nèi)，表明11份大蒜品種間這些性狀的差異不大。 鱗芽橫徑（X12）的變異系數(shù)最小為11%，變幅為3.39～6.16 cm，平均值為4.98 cm，其中糙蒜的鱗芽橫徑最大；株高（X1）和瓣蒜縱徑（X14）的變異系數(shù)均為13%，株高（X1）的變幅在52.00～94.00 cm，平均值70.32 cm，其中成縣紫皮蒜的株高最高；瓣蒜縱徑（X14）變幅1.85～3.65 cm，平均值為2.84 cm， 其中成縣紫皮蒜的瓣蒜縱徑最大；薹莖下部粗（X8）的變異系數(shù)較大為35%，變幅為0.53～8.80 mm，平均值為5.57 mm，其中選3的薹莖下部直徑最大； 鱗芽數(shù)（X10） 的變異系數(shù)為23%，變幅為5.00～16.00 個(gè)，平均值為10.49 個(gè)，其中成縣紫皮蒜、品14、選3 的鱗芽數(shù)最多；單頭鱗莖質(zhì)量（X13）的變異系數(shù)為29%，變幅為18.57～87.48 g，平均值為53.05 g，其中溫二早的單頭鱗莖質(zhì)量最大，品14 的單頭鱗莖質(zhì)量最小。

2.2 主成分分析

對(duì)11 份大蒜種質(zhì)資源的15 個(gè)農(nóng)藝數(shù)量性狀進(jìn)行主成分分析（表3），其中前5 個(gè)主成分的特征值均大于1，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到76.47%，這5 個(gè)主成分包含的要素信息量可基本反映15 個(gè)農(nóng)藝數(shù)量性狀的主要信息。 第1 主成分的特征值為3.859，貢獻(xiàn)率達(dá)到25.73%，根據(jù)向量間的關(guān)系，可看出最大葉長（X4：0.742）、最大葉寬（X5：0.608）、鱗芽縱徑（X11：0.638）、鱗芽橫徑（X12：0.752）、單頭鱗莖質(zhì)量（X13：0.785）具有較高的因子載荷，這5 個(gè)因子主要為鱗芽和葉片相關(guān)因子，可認(rèn)為第1 主成分為鱗芽因子和葉片因子，是蒜頭選育的關(guān)鍵因子，因此在蒜頭品種選育時(shí)，葉片長度、葉片寬度、鱗芽縱徑、鱗芽橫徑、單頭鱗莖質(zhì)量是首選的性狀特征。 第2 主成分特征值為3.011， 貢獻(xiàn)率為20.07%，株高（X1：0.536）、假莖長（X2：0.510）、 薹 莖 上 部 粗（X7：0.772）、 薹莖下部粗（X8：0.770）、鱗芽數(shù)（X10：0.745）具有較高的因子載荷， 這5 個(gè)因子主要為蒜薹相關(guān)因子， 可認(rèn)為第2 主成分為蒜薹因子， 是蒜薹選育的關(guān)鍵因子， 因此在蒜薹品種選育時(shí)，株高、假莖長、薹莖上部粗、薹莖下部粗、鱗芽數(shù)是首選的性狀特征。第3 主成分的特征值為1.671，貢獻(xiàn)率達(dá)到11.14%，根據(jù)向量間的關(guān)系， 可以看出鱗芽縱徑（X11：0.477）、鱗芽橫徑（X12：0.544）、單頭鱗莖質(zhì)量（X13：0.501）具有較高的因子載荷， 這3 個(gè)因子主要為鱗芽相關(guān)因子， 可認(rèn)為第3 主成分為鱗芽因子，是蒜頭選育的關(guān)鍵因子，進(jìn)一步證明了鱗芽縱徑、鱗芽橫徑、單頭鱗莖質(zhì)量是蒜頭品種選育時(shí)首選的性狀特征。第4 主成分的特征值為1.620，貢獻(xiàn)率達(dá)到10.80%，根據(jù)向量間的關(guān)系，可看出蒜瓣縱徑（X14：0.680）、蒜瓣橫徑（X15：0.571）具有較高的因子載荷，這2 個(gè)因子主要為鱗莖相關(guān)因子，可以認(rèn)為第4 主成分為鱗莖因子，是蒜頭選育的關(guān)鍵因子，因此在蒜頭品種選育時(shí)，蒜瓣縱徑、蒜瓣橫徑是第二重要的性狀特征。第5 主成分的特征值為1.308， 貢獻(xiàn)率達(dá)到8.72%， 根據(jù)向量間的關(guān)系，可以看出蒜瓣縱徑（X14：0.403）、蒜瓣橫徑（X15：0.514）具有較高的因子載荷，這2 個(gè)因子主要為鱗莖相關(guān)因子，可認(rèn)為第5 主成分為鱗莖因子，是蒜頭選育的關(guān)鍵因子，進(jìn)一步證明了蒜瓣縱徑、蒜瓣橫徑是蒜頭品種選育時(shí)第二重要的性狀特征。

表3 大蒜各性狀前5 個(gè)主成分荷載及方差解釋

2.3 聚類分析

以供試材料的15 個(gè)數(shù)量性狀為依據(jù)， 在歐氏距離水平上進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，由圖1 可知，11 個(gè)品種資源可劃分為4 個(gè)類群。 第Ⅰ類包括紅七星、品5、選3、糙蒜、品12；第Ⅱ類包括溫二早；第Ⅲ類包括成縣紫皮蒜、品14、河南紫皮蒜、高腳子；第Ⅳ類包括品16。

圖1 使用平均聯(lián)接（組間）的樹狀圖

由表4 可知，第Ⅰ類群的5 份大蒜資源的整體平均薹莖上部粗和薹莖下部粗最粗，鱗芽數(shù)、鱗芽橫徑、鱗芽縱徑、 單頭鱗莖質(zhì)量、瓣蒜縱徑、蒜瓣橫徑均在中上，可見第Ⅰ類群植株的蒜頭產(chǎn)量綜合較高，適宜作為頭蒜品種種植（紅七星、品5、選3、糙蒜、品12）。 第Ⅱ類群的1 份大蒜資源的整體平均最大葉寬最寬，鱗芽縱徑最大， 鱗芽橫徑最大，單頭鱗莖質(zhì)量最大，瓣蒜縱徑和瓣蒜橫徑最大，薹莖上部粗最小，薹莖下部粗和薹長居中，可見第Ⅱ類群植株蒜頭大且產(chǎn)量高，蒜薹產(chǎn)量較高，適宜作為薹蒜和頭蒜兩用品種種植（溫二早）。第Ⅲ類群的4 份大蒜資源的整體平均株高最大，假莖長最大，假莖直徑最大，最大葉長最長， 葉片數(shù)量最多，薹長最長， 鱗芽數(shù)最多，可見第Ⅲ類群植株生長健壯，蒜薹產(chǎn)量高，適宜作為蒜薹品種種植 （成縣紫皮蒜、品14、河南紫皮蒜、高腳子）。第Ⅳ類群的1 份大蒜資源的整體平均株高、 假莖長、假莖直徑、最大葉長、最大葉寬均最小，適宜密植；薹莖下部粗最小，薹長最短，鱗芽數(shù)最少，鱗芽橫徑最小，單頭鱗莖質(zhì)量最小，瓣蒜縱徑最小，葉片數(shù)量、薹莖上部粗、鱗芽縱徑、瓣蒜橫徑居中，可見第Ⅳ類群植株生長勢(shì)弱， 適宜作為青蒜品種種植（品16）。

表4 各類群大蒜資源15 個(gè)農(nóng)藝性狀的平均值及變異幅度

2.4 基于聚類分析同類群大蒜品種的性狀差異分析

由表5、6 可知， 第Ⅰ類群的5 份頭蒜品種中，糙蒜株高明顯高于紅七星和品5，糙蒜和紅七星的鱗芽數(shù)、鱗芽縱徑、鱗芽橫徑、單頭鱗莖質(zhì)量、瓣蒜縱徑無明顯差異，品5 的葉片長度與品12、糙蒜無明顯差異，各品種間葉片寬度、鱗芽橫徑、單頭鱗莖質(zhì)量無明顯差異。結(jié)合主成分分析中鱗芽因子和葉片因子是蒜頭選育的關(guān)鍵因子，表明糙蒜可作為頭蒜品種儲(chǔ)備。第Ⅱ類群的薹蒜和頭蒜兩用大蒜品種溫二早與其他10 個(gè)大蒜品種的多個(gè)主要農(nóng)藝性狀存在重疊且無明顯差異，進(jìn)一步驗(yàn)證了溫二早適宜作為薹蒜和頭蒜兩用品種種植。第Ⅲ類群的4 份蒜薹品種中， 成縣紫皮蒜的株高明顯高于其他品種，成縣紫皮蒜的假莖長、鱗芽數(shù)明顯高于河南紫皮蒜和高腳子，成縣紫皮蒜和高腳子的瓣蒜縱徑明顯高于河南紫皮蒜和品14， 高腳子的鱗芽縱徑明顯高于河南紫皮蒜。各品種間葉片寬度、鱗芽橫徑、單頭鱗莖質(zhì)量、薹長無明顯差異。在性狀差異分析中，在株高等性狀方面成縣紫皮蒜表現(xiàn)出較好的優(yōu)勢(shì)，本試驗(yàn)薹長無差異的原因可能是大田采收誤差導(dǎo)致。建議在下一步的試驗(yàn)中重點(diǎn)關(guān)注成縣紫皮蒜，以期篩選出優(yōu)良的薹蒜品種。 第Ⅳ類群的青蒜品種品16 在葉片長度、葉片寬度、株高、假莖長等農(nóng)藝性狀方面都明顯低于其他10 個(gè)品種， 進(jìn)一步證明了品16 植株生長勢(shì)弱，適宜密植，可作為青蒜品種種植。

表5 各類群大蒜品種間農(nóng)藝性狀差異分析

表6 各類群大蒜品種間經(jīng)濟(jì)性狀差異分析

3 結(jié)論與討論

近年來，通過多元統(tǒng)計(jì)分析方法把收集的區(qū)域性資源進(jìn)行整理與評(píng)價(jià)，在種質(zhì)資源評(píng)價(jià)和遺傳育種工作中得到廣泛的應(yīng)用[12，13]。 本試驗(yàn)對(duì)收集引進(jìn)的11 份大蒜資源的15 個(gè)農(nóng)藝數(shù)量性狀進(jìn)行遺傳多樣性分析， 結(jié)果表明，15 個(gè)農(nóng)藝數(shù)量性狀存在廣泛的變異性， 變異系數(shù)范圍為11%～36%， 均值為19.6%，其中瓣蒜橫徑的變異系數(shù)最大為36%，鱗芽橫徑的變異系數(shù)最小為11%，反映了不同種質(zhì)材料數(shù)量性狀間存在一定差異， 具有豐富的遺傳多樣性，與何巧蕓等[13]的研究結(jié)果一致，可為大蒜種質(zhì)資源品種鑒定綜合評(píng)價(jià)和篩選提供參考。

對(duì)15 種農(nóng)藝數(shù)量性狀進(jìn)行主成分分析， 根據(jù)特征向量值和累計(jì)貢獻(xiàn)率簡化為5 個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率為76.47%，代表了11 份大蒜種質(zhì)資源的絕大部分性狀信息。第1 主成分為鱗芽因子和葉片因子；第3 主成分為鱗芽因子；第4 和第5 主成分為鱗莖因子，均為蒜頭選育的關(guān)鍵因子。 第2 主成分為蒜薹相關(guān)因子，是蒜薹選育的關(guān)鍵因子。 何巧蕓等[13]在南方地區(qū)將195 份引進(jìn)大蒜種質(zhì)資源分為2個(gè)主成分，第1 主成分為鱗莖因子，第2 主成分為鱗芽因子。 都真真等[14]在北方地區(qū)將228 份引進(jìn)大蒜種質(zhì)資源分為3 個(gè)主成分，第1 主成分為鱗莖因子，第2 主成分為高度因子，第3 主成分為株型因子。與本試驗(yàn)結(jié)果不一致的原因可能是大蒜種質(zhì)資源材料的不同，地區(qū)環(huán)境的影響，栽培條件不一致。

聚類分析將11 份大蒜種質(zhì)資源分為4 個(gè)類群，第Ⅰ類群的5 份大蒜資源（紅七星、品5、選3、糙蒜、品12）的蒜頭產(chǎn)量綜合較高，適宜作為頭蒜品種種植。第Ⅱ類群的1 份大蒜資源（溫二早）蒜頭大且產(chǎn)量高，蒜薹產(chǎn)量較高，適宜作為薹蒜和頭蒜兩用品種種植。 第Ⅲ類群的4 份大蒜資源（成縣紫皮蒜、品14、河南紫皮蒜、高腳子）植株生長健壯，蒜薹產(chǎn)量高，適宜作為薹蒜品種種植。 第Ⅳ類群的1 份大蒜資源（品16）植株生長勢(shì)弱，適宜作為青蒜品種種植。

基于聚類分析同類群大蒜品種的性狀差異，進(jìn)一步表明，與本地主栽品種進(jìn)行對(duì)比，第Ⅰ類群的糙蒜可考慮作為頭蒜品種儲(chǔ)備。第Ⅱ類群的溫二早考慮作為薹蒜和頭蒜兩用品種種植。第Ⅲ類群的成縣紫皮蒜可考慮作為蒜薹品種儲(chǔ)備。第Ⅳ類群的青蒜品種品16 可考慮作為青蒜品種種植。