高 平,王鑫姿,黃遠(yuǎn)祥,周素清,黃靖琪,萬圣杰
(1.四川天藝生態(tài)園林集團(tuán)股份有限公司,成都 610041;2.成都市花木技術(shù)服務(wù)中心,成都 610000)
虎眼萬年青屬植物(OrnithogalumL.)為百合科(Liliaceae)多年生鱗莖球根花卉,原產(chǎn)于非洲南部,在中國廣泛栽培[1],多為頂生總狀花序或傘房花序,花朵數(shù)較多,花型優(yōu)雅,抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)范圍廣,是觀賞價(jià)值高、分布廣泛的園林植物[2,3],常用于庭院、花境中,也是良好的切花材料,部分種類具有極高的藥用價(jià)值及生態(tài)價(jià)值,具有良好的應(yīng)用前景。國內(nèi)外對虎眼萬年青的研究集中在藥用[4,5]、化學(xué)成分[6]、基因[7]、繁殖技術(shù)[8]等方面,對育種研究較少,僅國外培育出部分優(yōu)良品種,國內(nèi)應(yīng)用觀賞價(jià)值較高的品種主要引自國外。因此,加強(qiáng)虎眼萬年青屬育種工作以豐富中國虎眼萬年青品種,有助于虎眼萬年青的推廣應(yīng)用。
對種質(zhì)資源觀賞性狀的分析是園林植物育種的基礎(chǔ)。性狀分析方法的選擇常與實(shí)際需求有關(guān),使用主成分分析有利于全面分析植物材料的多項(xiàng)指標(biāo),在大豆[9]、番茄[10]、葡萄[11]等作物中應(yīng)用較多,在木槿[12]、郁金香[13]、木芙蓉[14]、芍藥[15]等觀賞植物表型多樣性分析中逐漸得到應(yīng)用。本研究以引進(jìn)的虎眼萬年青品種為試驗(yàn)材料,對其13 個(gè)觀賞性狀進(jìn)行相關(guān)性分析和主成分分析,以期篩選出優(yōu)異材料為進(jìn)一步開展育種工作提供科學(xué)依據(jù)。
以荷蘭引種的3 個(gè)虎眼萬年青屬品種196 份種質(zhì)為材料。2021 年10 月種植于14 cm 口徑的雙色盆中,于四川天藝生態(tài)園林集團(tuán)股份有限公司金堂研究基地溫室進(jìn)行培養(yǎng),2022 年5 月盛花期進(jìn)行性狀調(diào)查。
調(diào)查性狀包括株高、葉片數(shù)、葉長、葉寬、單花高、單花徑、花葶長、葶粗、花瓣長、花瓣寬、花序長、花序?qū)?、小花?shù)。每個(gè)性狀測量3 次,取平均值。具體測量方法如下,株高,栽培基質(zhì)至植株最頂端的高度;葉長,盛花期最長葉片長度;葉寬,盛花期最長葉片的寬度;單花高,單朵小花最低點(diǎn)到最高點(diǎn)之間的垂直距離;單花徑,單朵小花輻射對稱中心距兩花瓣最遠(yuǎn)的長度;花葶長,栽培基質(zhì)至植株花序最底部的距離;葶粗為花葶中部的寬度;花瓣長,盛花期花序中部花朵花瓣的長度;花瓣寬,盛花期花序中部花朵花瓣的寬度;花序長,盛花期底部花朵至頂部花朵的長度;花序?qū)?,盛花期花序最粗部分的直徑;小花?shù),盛花期開花朵數(shù)。株高、葉長、花徑等性狀用卷尺、游標(biāo)卡尺測量,葉片數(shù)、小花數(shù)等性狀根據(jù)目測統(tǒng)計(jì)。
采用Microsoft Excel 2016軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),使用SPSS 26.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析和主成分分析。
對虎眼萬年青品種13 個(gè)觀賞性狀進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果見表1。由表1 可知,13 個(gè)觀賞性狀變異系數(shù)為10.14%~60.42%,其中花瓣長的變異系數(shù)最高,為60.42%,葉片數(shù)的變異系數(shù)最低,為10.14%。
表1 虎眼萬年青品種觀賞性狀描述統(tǒng)計(jì)
虎眼萬年青觀賞性狀相關(guān)性分析結(jié)果見表2。由表2 可知,葉長、葉寬、花序長、小花數(shù)、葶粗兩兩之間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。花序長與花序?qū)挸蕵O顯著正相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為0.649,小花數(shù)與花序?qū)挸蕵O顯著正相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為0.686。株高與葉長、葉寬、單花高、花葶長、葶粗、花序長、花序?qū)?、小花?shù)均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),說明植株越高,花葶越高,花序越長,單體植株花量越大。葉片數(shù)與花葶長呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。葉長與花葶長(-0.216)呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與單花徑(-0.173)呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與葉寬單花高、葶粗、花瓣長、花序?qū)?、花序長、小花數(shù)呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。葉寬與單花高、葶粗花序?qū)?、花序長、小花數(shù)呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與花瓣寬呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與花葶長(-0.294)、單花徑(-0.194)均呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。單花高與葶粗、花序長、花序?qū)?、小花?shù)均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與花瓣長呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與花葶長(-0.184)呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與單花徑(-0.195)呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)?;ㄝ汩L與花序長(-0.338)、小花數(shù)(-0.293)均呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與葶粗(-0.179)呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。葶粗與花序長、花序?qū)挕⑿』〝?shù)呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與花瓣寬呈顯著正相關(guān)(P<0.05)?;ò觊L與花序長、花序?qū)捑曙@著正相關(guān)(P<0.05)?;ò陮捙c花序長、小花數(shù)均呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。單花徑與小花數(shù)(-0.188)呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。小花數(shù)與花序長、花序?qū)捑蕵O顯著正相關(guān)(P<0.01)。
表2 虎眼萬年青觀賞性狀相關(guān)性分析
對虎眼萬年青13 個(gè)性狀指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,結(jié)果見表3。由表3 可知,前4 個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)69.562%。第1 主成分的貢獻(xiàn)率為40.292%,其中葉長、葉寬、花序長、小花數(shù)、葶粗影響較大;第2主成分的貢獻(xiàn)率為13.002%,其中花葶長、株高影響較大;第3主成分的貢獻(xiàn)率為8.541%,其中花瓣寬影響較大;第4主成分的貢獻(xiàn)率為7.727%,葉片數(shù)影響較大。
本研究發(fā)現(xiàn),虎眼萬年13 個(gè)觀賞性狀有不同程度變異,其中花瓣長、花瓣寬、小花數(shù)變異系數(shù)較大;相關(guān)性分析表明,小花數(shù)與株高、葉長、葉寬、單花高、花序長、花序?qū)?、葶粗兩兩之間呈極顯著正相關(guān),花葶長與株高、葉片數(shù)呈顯著正相關(guān)。13 個(gè)性狀綜合主要被劃分為4 個(gè)主成分,第1 主成分中葉長、葉寬、花序長、小花數(shù)、葶粗為主要性狀,貢獻(xiàn)率達(dá)40.292%,其中小花數(shù)特征值最大,4 個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)69.562%。葉長、葉寬、花序長、小花數(shù)、葶粗可作為衡量虎眼萬年青品種觀賞性的主要指標(biāo)。結(jié)合相關(guān)性分析與主成分分析來簡化變量,具有明確指標(biāo)的實(shí)際意義,量化分析觀賞性狀具有較強(qiáng)的可行性。
變異系數(shù)能反映出植物群體的變異情況,可用于衡量育種潛力[16]。測試品種的單花徑、花序?qū)捵儺愊禂?shù)較小,在一定程度上限制了虎眼萬年青的應(yīng)用范圍,而花瓣長、花瓣寬、單花高、小花數(shù)等觀賞性狀變異系數(shù)較大,這些性狀遺傳變異豐富,具有較大的育種潛力。
本研究選取的13 個(gè)觀賞性狀分為營養(yǎng)性狀(株高、葉長、葉寬、花葶長、葶粗、葉片數(shù))與生殖性狀(花瓣長、花瓣寬、單花高、單花徑、花序長、花序?qū)?、小花?shù))。相關(guān)性分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),營養(yǎng)性狀與生殖性狀存在顯著相關(guān)性。在育種工作中,可以根據(jù)不同育種目的來篩選育種親本,花序長與葶粗、葉長呈顯著正相關(guān),若需要花序長的后代,親本可以選取花葶較粗、葉片較大的植株;小花數(shù)與葉長、葉寬、花序長、葶粗均呈顯著正相關(guān),若需要小花數(shù)較多的后代可在生長期篩選葉長較長、葉寬較寬的植株作為育種親本。
主成分分析主要是將多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的指標(biāo)轉(zhuǎn)化為幾個(gè)互不關(guān)聯(lián)的新指標(biāo),并保留原有指標(biāo)的信息量,同時(shí)排除原指標(biāo)間相關(guān)關(guān)系對分析結(jié)果產(chǎn)生的干擾[17]?;⒀廴f年青屬植物觀賞價(jià)值主要受其株型及花部性狀決定,而其觀賞性狀間又具有普遍相關(guān)性,故而進(jìn)行主成分提取并進(jìn)行相關(guān)分析。主成分分析所得4 個(gè)主成分主要反映了花序長、小花數(shù)、花瓣寬等花部特征,其中以小花數(shù)的貢獻(xiàn)率最高?;⒀廴f年青屬植物多為觀花類植物,花部性狀是本研究選取的主要指標(biāo),主要目的是篩選出花部性狀變異程度豐富的品種,后續(xù)通過雜交育種增加其多樣性。
本研究所有植株生長環(huán)境條件一致,在實(shí)際觀察中,根據(jù)葉長、葉寬及葉形等葉部特征便可對虎眼萬年青屬品種進(jìn)行有效區(qū)分。13 個(gè)性狀前4 個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)69.562%,并未達(dá)到理論所需累計(jì)貢獻(xiàn)率,表明虎眼萬年青屬品種各性狀的貢獻(xiàn)率較為分散,體現(xiàn)性狀變異的多向性,這可能與性狀指標(biāo)選擇有關(guān)[18],本研究僅從花部性狀及葉部性狀進(jìn)行了分析,后續(xù)可增加更多葉部指標(biāo)和其他性狀指標(biāo)進(jìn)行綜合分析,提高品種鑒定精準(zhǔn)度。
本研究對虎眼萬年青屬品種進(jìn)行量化分析,該結(jié)果對篩選適宜品種進(jìn)行后續(xù)雜交育種工作具有指導(dǎo)意義,也為虎眼萬年青品種觀賞性狀綜合評價(jià)提供相關(guān)依據(jù)。