錢景揚(yáng)，李芹，盧莉莉，孟家松，陶俊，趙大球

(揚(yáng)州大學(xué) 園藝園林學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

芍藥(PaeonialactifloraPall．)為芍藥科芍藥屬多年生草本花卉，是原產(chǎn)于中國(guó)的傳統(tǒng)名花，距今已有4 000多年的栽培歷史[1]。芍藥花型多樣、花色艷麗、花香怡人，具有極高的觀賞價(jià)值和藥用價(jià)值，深受世界各國(guó)人民的喜愛和推崇[2]。近年來，芍藥在中國(guó)園林建設(shè)中應(yīng)用廣泛，例如花境、花壇、花叢、芍藥專類園等，同時(shí)芍藥又適宜作鮮切花，已成為近些年世界的高端切花之一，經(jīng)濟(jì)效益顯著[3-6]。

中國(guó)是全球主要的切花芍藥產(chǎn)區(qū)之一[7]，芍藥鮮切花的生產(chǎn)量和銷售額均不斷上漲，市場(chǎng)前景廣闊。但目前用于切花生產(chǎn)的芍藥品種豐富程度較低，大多從國(guó)外引種，這在一定程度上制約了我國(guó)芍藥切花的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；l(fā)展。有無側(cè)枝是衡量芍藥切花品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。多側(cè)枝不僅會(huì)降低芍藥切花的觀賞性，而且會(huì)消耗較多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)而抑制主枝的生長(zhǎng)發(fā)育。因此，開展芍藥側(cè)枝多樣性分析對(duì)于我國(guó)芍藥切花的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；l(fā)展意義重大。迄今為止，前人對(duì)于芍藥的評(píng)價(jià)多側(cè)重于葉部性狀和花部性狀，而對(duì)于側(cè)枝性狀的研究一直未見報(bào)道。本研究以側(cè)枝總數(shù)為依據(jù)將所調(diào)查的芍藥品種分為4個(gè)類型，并對(duì)側(cè)枝性狀進(jìn)行進(jìn)一步分析，以期為我國(guó)芍藥切花生產(chǎn)提供品種資源儲(chǔ)備。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

選擇揚(yáng)州大學(xué)國(guó)家芍藥種質(zhì)資源庫中露地栽培的188個(gè)芍藥品種作為材料(表1)，于2022年花期觀測(cè)并記錄與側(cè)枝相關(guān)的性狀。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

共選取5個(gè)側(cè)枝性狀進(jìn)行觀測(cè)記錄，分別是側(cè)枝總數(shù)、有側(cè)枝的主枝條數(shù)、單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)、側(cè)枝長(zhǎng)度和側(cè)枝粗度，其中單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)為側(cè)枝總數(shù)除以有側(cè)枝的主枝條數(shù)。側(cè)枝總數(shù)和有側(cè)枝的主枝條數(shù)采用目測(cè)法，側(cè)枝長(zhǎng)度采用卷尺進(jìn)行測(cè)量，側(cè)枝粗度采用游標(biāo)卡尺在側(cè)枝1/2位置處進(jìn)行測(cè)量。每個(gè)品種分別隨機(jī)選取3株進(jìn)行觀測(cè)，取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Excel 2019對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，計(jì)算出各個(gè)類型品種側(cè)枝性狀的最小值、最大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)和遺傳多樣性指數(shù)(Shannon-Weaver)。對(duì)數(shù)量性狀進(jìn)行10級(jí)分類，1級(jí)

2 結(jié)果與分析

2.1 側(cè)枝數(shù)量不同的芍藥品種聚類分析

基于歐式距離采用Ward聚類法將芍藥側(cè)枝總數(shù)由高到低依次劃分為多側(cè)枝、中等側(cè)枝、少側(cè)枝和無側(cè)枝4 個(gè)類型(圖1)。每個(gè)類型的品種數(shù)量不同，其中品種數(shù)量最多的是無側(cè)枝類型，包含75個(gè)芍藥品種，數(shù)量最少的為多側(cè)枝類型，僅包含9個(gè)芍藥品種。

圖1 側(cè)枝數(shù)量不同的芍藥品種聚類結(jié)果Fig.1 Clustering results of Paeonia lactiflora Pall. varieties with different number of lateral branches

由表2可知，供試的188個(gè)芍藥品種側(cè)枝總數(shù)的變異范圍為0～20個(gè)。4類芍藥品種側(cè)枝總數(shù)的平均值分別為11.89、4.20、1.60和0個(gè)，變異范圍分別分9.00～20.00、3.00～7.00、1.00～2.00和0個(gè)，包含的品種數(shù)量分別占供試總數(shù)的4.79%、28.72%、26.60%和39.89%。其中在多側(cè)枝、中等側(cè)枝、少側(cè)枝3個(gè)類型中，側(cè)枝總數(shù)最多的品種與最少的品種相差分別達(dá)122.22%、133.33%和100%。4類芍藥品種側(cè)枝總數(shù)的變異系數(shù)分別為31.08%、29.80%、30.62%和0，芍藥多側(cè)枝類型品種的變異系數(shù)分別是中等側(cè)枝品種和少側(cè)枝品種的1.04倍和1.02倍。

表2 側(cè)枝數(shù)量不同的芍藥品種聚類結(jié)果分析Table 2 Cluster analysis of Paeonia lactiflora Pall. varieties with different number of lateral branches

2.2 不同側(cè)枝類型芍藥品種的側(cè)枝性狀多樣性分析

進(jìn)一步對(duì)不同側(cè)枝類型芍藥品種的4 個(gè)側(cè)枝數(shù)量性狀多樣性進(jìn)行分析(表3)。在全部芍藥品種中，側(cè)枝長(zhǎng)度的變幅為2.30～22.47 cm，平均值為14.46 cm；側(cè)枝粗度的變幅為0.92～4.23 mm，平均值為2.43 mm；有側(cè)枝的主枝條數(shù)的變幅為1.00～12.00個(gè)，平均值為2.79個(gè)；單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)的變幅為0.67～4.00個(gè)，平均值為1.34個(gè)。各性狀的變異系數(shù)在21.42%～72.02%，其中有側(cè)枝的主枝條數(shù)的變異系數(shù)最大，側(cè)枝粗度的變異系數(shù)最小，所有性狀的變異系數(shù)均大于20%，表明這4個(gè)數(shù)量性狀具有豐富的變異，進(jìn)行遺傳改良的潛力較大。4個(gè)側(cè)枝性狀的遺傳多樣性指數(shù)均超過了1.470，范圍在1.475～2.010，其中側(cè)枝粗度的多樣性指數(shù)超過2.000，表明各品種間側(cè)枝性狀差異明顯，各數(shù)量性狀存在廣泛的遺傳多樣性。

表3 芍藥4個(gè)側(cè)枝數(shù)量性狀的多樣性統(tǒng)計(jì)Table 3 Diversity statistics of quantitative traits of four lateral branches of Paeonia lactiflora Pall.

在不同側(cè)枝類型芍藥品種間，同一側(cè)枝性狀的平均值、變異系數(shù)、遺傳多樣性指數(shù)等數(shù)值在不同類型中各不相同。側(cè)枝長(zhǎng)度的平均值在多側(cè)枝類型中最大，為15.15 cm，在少側(cè)枝類型中最小，為14.13 cm；側(cè)枝粗度的平均值在中等側(cè)枝類型中最大，為2.45 mm，多側(cè)枝類型中最小，為2.23 mm；有側(cè)枝的主枝條數(shù)的平均值在多側(cè)枝類型中最大，為7.44個(gè)，在少側(cè)枝類型中最小，為1.37個(gè)；單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)的平均值在多側(cè)枝類型中最大，為1.77個(gè)，在少側(cè)枝類型中最小，為1.24個(gè)。側(cè)枝長(zhǎng)度的變異系數(shù)為15.76%～26.65%，側(cè)枝粗度的變異系數(shù)為12.09%～26.44%，有側(cè)枝的主枝條數(shù)變異系數(shù)為32.36%～36.75%，單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)變異系數(shù)為32.12%～48.59%，在3個(gè)類型中，單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)變異系數(shù)的極差最大，為16.47%，有側(cè)枝的主枝條數(shù)最小，為4.39%。側(cè)枝長(zhǎng)度的遺傳多樣性指數(shù)為1.735～2.022，側(cè)枝粗度的遺傳多樣性指數(shù)為1.427～2.045，有側(cè)枝的主枝條數(shù)的遺傳多樣性指數(shù)為0.653～1.523，單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)的遺傳多樣性指數(shù)為0.551～1.595，在3個(gè)類型中，單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)遺傳多樣性指數(shù)的極差最大，為1.044，側(cè)枝長(zhǎng)度遺傳多樣性指數(shù)的極差最小，為0.287。

2.3 不同側(cè)枝類型芍藥品種的側(cè)枝性狀差異分析

對(duì)不同側(cè)枝類型芍藥品種的4個(gè)側(cè)枝數(shù)量性狀進(jìn)行差異分析，其中側(cè)枝長(zhǎng)度、側(cè)枝粗度符合正態(tài)分布但未通過方差齊性檢驗(yàn)，有側(cè)枝的主枝條數(shù)和單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)不符合正態(tài)分布，由于4個(gè)側(cè)枝數(shù)量性狀均不符合方差分析條件，因此，對(duì)這4個(gè)性狀采用非參數(shù)檢驗(yàn)。

從圖2可以看出，側(cè)枝長(zhǎng)度和側(cè)枝粗度在多側(cè)枝、中等側(cè)枝、少側(cè)枝3個(gè)類型間均無顯著差異，表明側(cè)枝長(zhǎng)度、側(cè)枝粗度與側(cè)枝總數(shù)的關(guān)系并不密切。有側(cè)枝的主枝條數(shù)在3個(gè)類型間存在極顯著差異，其中多側(cè)枝類型極顯著大于其余兩類，而中等側(cè)枝類型極顯著大于少側(cè)枝類型，表明有側(cè)枝的主枝條數(shù)與側(cè)枝總數(shù)的關(guān)系十分密切。而就單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)而言，多側(cè)枝類型最多，而少側(cè)枝類型最少，并且多側(cè)枝與少側(cè)枝兩種類型之間差異顯著，表明單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)與側(cè)枝總數(shù)的關(guān)系較為密切。

多重比較采用LSD法，“*”表示顯著性差異(P<0.05)，“**”表示極顯著差異(P<0.01)。圖2 不同側(cè)枝總數(shù)類型芍藥品種的側(cè)枝性狀比較Fig.2 Comparison of lateral branch traits among different types of Paeonia lactiflora Pall. varieties with different total number of lateral branches

2.4 不同側(cè)枝類型芍藥品種的側(cè)枝性狀與芍藥側(cè)枝總數(shù)相關(guān)性分析

將不同側(cè)枝類型芍藥品種的側(cè)枝長(zhǎng)度、側(cè)枝粗度、有側(cè)枝的主枝條數(shù)和單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)與側(cè)枝總數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)性系數(shù)。

在全部芍藥品種和少側(cè)枝類型中，側(cè)枝長(zhǎng)度與側(cè)枝總數(shù)呈線性正相關(guān)；而在多側(cè)枝和中等側(cè)枝類型中，側(cè)枝長(zhǎng)度與側(cè)枝總數(shù)則分別呈顯著正相關(guān)和顯著負(fù)相關(guān)(圖3)。在全部芍藥品種和3個(gè)側(cè)枝類型中，側(cè)枝粗度與側(cè)枝總數(shù)的相關(guān)性均不顯著(圖4)。在有側(cè)枝的主枝條數(shù)與側(cè)枝總數(shù)的關(guān)系中，除多側(cè)枝類型呈線性負(fù)相關(guān)外，全部芍藥品種和中等側(cè)枝、少側(cè)枝類型均呈極顯著正相關(guān)(圖5)。在全部芍藥品種和少側(cè)枝類型中，單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)與側(cè)枝總數(shù)呈極顯著正相關(guān)；而在多側(cè)枝和中等側(cè)枝類型中，單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)與側(cè)枝總數(shù)呈顯著正相關(guān)(圖6)。上述結(jié)果表明，有側(cè)枝的主枝條數(shù)和單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)與側(cè)枝總數(shù)的相關(guān)性最顯著。

A表示供試芍藥品種；B表示多側(cè)枝類型芍藥品種；C表示中等側(cè)枝類型芍藥品種；D表示少側(cè)枝類型芍藥品種。相關(guān)分析采用Pearson相關(guān)系數(shù)?！?”表示顯著差異(P<0.05)，“**”表示極顯著差異(P<0.01)。圖4～6同。圖3 芍藥品種側(cè)枝長(zhǎng)度與側(cè)枝總數(shù)的關(guān)系Fig.3 Relationship between the length of lateral branches and the total number of lateral branches in Paeonia lactiflora Pall. varieties

圖4 芍藥品種側(cè)枝粗度與側(cè)枝總數(shù)的關(guān)系Fig.4 Relationship between lateral branch thickness and total number of lateral branches in Paeonia lactiflora Pall. varieties

圖5 芍藥品種有側(cè)枝的主枝條數(shù)與側(cè)枝總數(shù)的關(guān)系Fig.5 Relationship between the number of main branches with lateral branches and the total number of lateral branches in Paeonia lactiflora Pall. varieties

圖6 芍藥品種單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)與側(cè)枝總數(shù)的關(guān)系Fig.6 Relationship between the average number of lateral branches on a single main branch of Paeonia lactiflora Pall. varieties and the total number of lateral branches

3 結(jié)論與討論

芍藥不僅具有較高的觀賞價(jià)值和藥用價(jià)值，更是國(guó)際市場(chǎng)上備受青睞的切花，廣泛應(yīng)用于婚禮、慶典等場(chǎng)合。作為理想的切花材料，其不但要具備優(yōu)異的觀賞特性和瓶插條件等，還要和月季、菊花等花卉一樣具有少側(cè)枝或無側(cè)枝的特點(diǎn)。而中國(guó)傳統(tǒng)芍藥品種大都用于庭院栽植和盆栽，因此，國(guó)內(nèi)外研究者將注意力集中于花型、花色、花莖等方面，在莖稈機(jī)械強(qiáng)度[9-10]、高溫脅迫[11-12]、干旱脅迫[13-14]、促成栽培[15]、切花保鮮[16-17]和表型多樣性[18-21]等領(lǐng)域?qū)ι炙庨_展了一系列較為深入的研究。上述研究雖然取得了一定的結(jié)果，但多以代表芍藥觀賞性和適應(yīng)性的花部、葉部和生長(zhǎng)特性等性狀為研究對(duì)象，并未涉及到側(cè)枝相關(guān)性狀。而不同于其他植物，芍藥側(cè)枝雖然不影響植株整體形態(tài)建成，但側(cè)枝的生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)消耗植株的部分營(yíng)養(yǎng)，從而影響頂芽生長(zhǎng)，最終降低芍藥切花的商業(yè)品質(zhì)。側(cè)枝性狀是影響芍藥生長(zhǎng)發(fā)育的重要性狀，也是評(píng)價(jià)芍藥切花品質(zhì)最直觀的性狀之一，因此，本研究首次對(duì)不同芍藥品種的側(cè)枝性狀進(jìn)行多樣性研究，為提高中國(guó)切花市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)芍藥切花產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展奠定理論基礎(chǔ)，以期為我國(guó)芍藥切花生產(chǎn)提供品種資源儲(chǔ)備。

不同的芍藥品種側(cè)枝總數(shù)各不相同，因此，可將芍藥品種劃分為不同的側(cè)枝總數(shù)類型。系統(tǒng)聚類分析廣泛應(yīng)用于植物種質(zhì)資源的遺傳關(guān)系和分類研究，為揭示種質(zhì)個(gè)體相關(guān)性提供直觀的分類[22]。目前，以形態(tài)學(xué)與數(shù)量分類學(xué)為基礎(chǔ)的Q型聚類分析已在梨[23]、橄欖[24]和枇杷[25]等園藝作物上廣泛應(yīng)用。本研究借鑒上述聚類分析法并有所改進(jìn)，采用系統(tǒng)聚類基于歐式距離的Ward聚類法以側(cè)枝總數(shù)為分類標(biāo)準(zhǔn)，將188個(gè)芍藥品種由高到低依次劃分為多側(cè)枝、中等側(cè)枝、少側(cè)枝和無側(cè)枝4種類型。該方法能合理地調(diào)整分組中的個(gè)體，使之達(dá)到最優(yōu)的分類，并具有良好的穩(wěn)定性。其中珊瑚魅力等75個(gè)品種沒有側(cè)枝，天使面頰等50個(gè)品種側(cè)枝較少，可作為候選切花品種進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用；而朝陽紅等9個(gè)品種側(cè)枝數(shù)最多，粉池金魚等54個(gè)品種側(cè)枝數(shù)較多，不適宜直接作為切花生產(chǎn)應(yīng)用，應(yīng)通過人工或噴施側(cè)芽生長(zhǎng)抑制劑等方法除去側(cè)芽后方可作為少側(cè)枝切花品種進(jìn)行推廣應(yīng)用。

研究表型性狀多樣性是鑒別品種資源多樣性和檢測(cè)遺傳變異最直觀且簡(jiǎn)便易行的方法[26]。表型性狀多樣性的研究對(duì)揭示植物多樣性起重要作用，當(dāng)研究的樣本量足夠大時(shí)，幾乎可以代表其變異及遺傳多樣性[27]。變異系數(shù)的大小可以直觀反映性狀的變異程度，一般認(rèn)為該值大于10%時(shí)，變異程度較高，性狀差異較大[28-29]。在本研究中，所有品種各性狀的變異系數(shù)范圍為21.42%～72.02%，而在多側(cè)枝、中等側(cè)枝和少側(cè)枝3個(gè)類型中，所有性狀的變異系數(shù)均大于10%。研究者認(rèn)為，多樣性指數(shù)大于1即為多樣性程度高[30-31]，在本研究中，所有品種各性狀的遺傳多樣性指數(shù)為1.475～2.010，而在3個(gè)側(cè)枝類型中，所有性狀的遺傳多樣性指數(shù)均大于1。王榮等[18]發(fā)現(xiàn)，170個(gè)芍藥栽培品種質(zhì)量性狀的平均多樣性指數(shù)為1.25，數(shù)量性狀的平均多樣性指數(shù)為2.04，數(shù)量性狀多樣性指數(shù)明顯大于質(zhì)量性狀。在本研究中，所有品種和3個(gè)側(cè)枝類型品種側(cè)枝數(shù)量性狀的平均多樣性指數(shù)分別為1.79、1.55、1.76和1.32，均大于前者的1.25，這也和紫薇[32]、甜瓜[33-34]的研究結(jié)果一致。本研究反映出所有供試品種和3個(gè)側(cè)枝類型品種的側(cè)枝性狀差異較為明顯，遺傳多樣性水平均較高。

為了明確各側(cè)枝性狀在不同側(cè)枝類型中的差異和相關(guān)性，本研究采用差異分析法、相關(guān)性分析法對(duì)每個(gè)側(cè)枝性狀進(jìn)行了較為全面的分析。不同于萬映伶等[21]對(duì)不同栽培地區(qū)品種的7個(gè)數(shù)值性狀進(jìn)行差異比較，本研究對(duì)同一地區(qū)不同側(cè)枝類型芍藥品種的相關(guān)側(cè)枝性狀進(jìn)行差異分析。結(jié)果顯示，側(cè)枝長(zhǎng)度和側(cè)枝粗度在3個(gè)類型間差異均不顯著；有側(cè)枝的主枝條數(shù)在3個(gè)類型間差異均為極顯著；單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)僅在多側(cè)枝和少側(cè)枝類型間差異顯著。上述結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)情況一致，表明側(cè)枝性狀差異分析結(jié)果較為合理。本研究借鑒李成忠[35]分析芍藥品種的機(jī)械強(qiáng)度與株高、莖粗、莖重、花重等性狀的相關(guān)性的研究思路，對(duì)側(cè)枝總數(shù)與相關(guān)側(cè)枝性狀進(jìn)行相關(guān)性分析。側(cè)枝長(zhǎng)度、側(cè)枝粗度與側(cè)枝總數(shù)的相關(guān)性均不顯著；有側(cè)枝的主枝條數(shù)和單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)與側(cè)枝總數(shù)均呈顯著或極顯著相關(guān)。差異分析和相關(guān)性分析結(jié)果均反映出有側(cè)枝的主枝條數(shù)和單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)與側(cè)枝總數(shù)的關(guān)系較為密切，其中有側(cè)枝的主枝條數(shù)是影響側(cè)枝分類的主要因素，而單個(gè)主枝條上平均側(cè)枝數(shù)對(duì)側(cè)枝分類的影響位列第二。通過差異和相關(guān)性分析，能夠直觀反映出各側(cè)枝性狀的特征及性狀之間的內(nèi)在聯(lián)系，這對(duì)于優(yōu)化側(cè)枝性狀的選擇和少側(cè)枝切花品種篩選提供一定的參考價(jià)值。

本研究也存在一定的局限性，對(duì)芍藥側(cè)枝性狀的選擇不夠全面，所選性狀類型較為單一，不能代表側(cè)枝的全部特征，在后續(xù)研究中應(yīng)選取更多與側(cè)枝相關(guān)的性狀并采用多種方法對(duì)性狀進(jìn)行全面深入的評(píng)價(jià)分析。形態(tài)學(xué)標(biāo)記研究即植物表型性狀的研究是種質(zhì)資源鑒定和保護(hù)的關(guān)鍵步驟，在農(nóng)藝性狀潛力評(píng)估、種質(zhì)資源創(chuàng)新及育種價(jià)值等方面起到重要作用，但是單純利用形態(tài)學(xué)標(biāo)記研究表型性狀多樣性易受自然條件和其他環(huán)境因素的影響，具有一定的局限性[36]。因此，后續(xù)研究需要結(jié)合細(xì)胞生物學(xué)、分子標(biāo)記等技術(shù)對(duì)芍藥種質(zhì)資源進(jìn)行深入的遺傳多樣性分析并充分挖掘調(diào)控側(cè)枝生長(zhǎng)發(fā)育的相關(guān)基因，揭示其內(nèi)在的遺傳信息，提高資源利用效率。在今后的研究中還需進(jìn)一步研究引起側(cè)枝類型差異的內(nèi)在原因，并嘗試從生理和分子生物學(xué)領(lǐng)域探索減少和抑制芍藥側(cè)枝產(chǎn)生的機(jī)制，以期為少側(cè)枝芍藥切花新品種的選育和推廣應(yīng)用提供理論支撐。