20個(gè)廣西晾曬煙品種農(nóng)藝性狀聚類分析

李開和+覃劍峰+梁聲侃+歐景莉+盧燕回+韋江平

摘 要：對(duì)20份廣西晾曬煙品種的41個(gè)農(nóng)藝性狀及對(duì)蚜蟲的抗性進(jìn)行系統(tǒng)聚類，在歐氏距離為8.0處可將20個(gè)供試材料分成4個(gè)大類群：品種群I 含6個(gè)品種，品種類群Ⅱ含4個(gè)品種，品種群Ⅲ含3個(gè)品種，品種群Ⅳ含2個(gè)亞群，共7個(gè)品種。分析發(fā)現(xiàn)，地理來(lái)源相同的品種有的能夠聚在同一組，有的聚到了不同的品種群中，此外，也有一些地理來(lái)源及遺傳背景不一致的種質(zhì)資源聚在同一類群，說(shuō)明廣西晾曬煙品種間親緣關(guān)系復(fù)雜，廣西晾曬煙種質(zhì)資源有較寬的遺傳基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：晾曬煙 農(nóng)藝性狀 聚類分析 廣西

晾曬煙是指以自然條件為主的晾曬結(jié)合或晾制方法調(diào)制的煙葉，包括除烤煙以外的煙草種類 [1]。廣西有較長(zhǎng)的晾曬煙種植歷史，但目前隨著烤煙種植的推廣，廣西晾曬煙種植面積和品種種類日益減少，有效地保護(hù)廣西的晾曬煙種質(zhì)資源，并對(duì)其加以利用已成為當(dāng)務(wù)之急。因此，研究對(duì)廣西晾曬煙種質(zhì)資源進(jìn)行了收集和保存。

對(duì)收集的種質(zhì)資源進(jìn)行有效的鑒定和評(píng)價(jià)是種質(zhì)工作的重點(diǎn)，通常種質(zhì)性狀的鑒定包括植物學(xué)、農(nóng)藝、品質(zhì)、抗性等不同方面 [2]。農(nóng)藝性狀的鑒定和描述是種質(zhì)資源研究最基本的方法，農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)可作為種以上或種內(nèi)分類重要依據(jù) [3]。對(duì)晾曬煙種質(zhì)資源的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行研究，可以更為全面地了解晾曬煙資源遺傳多樣性，為新品種的選育提供參考信息和資源。利用聚類分析法對(duì)白菜 [4]、油菜 [5]、南瓜 [6]、稻谷 [7]、甘蔗 [8]、煙草[9-12 ]等作物品種依據(jù)農(nóng)藝性狀進(jìn)行分類的方法已被證明切實(shí)可行。李文平 [9 ]等對(duì)24份烤煙種質(zhì)資源的株高、節(jié)距等10個(gè)性狀進(jìn)行聚類分析，探討了24份烤煙種質(zhì)資源間的親緣關(guān)系。尹福強(qiáng) [10 ]對(duì)77份煙草品種資源的24個(gè)農(nóng)藝性狀及對(duì)蚜蟲的抗性進(jìn)行系統(tǒng)聚類發(fā)現(xiàn)：同一類群相似性較大，親緣關(guān)系較近；類群間相似性較小，親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。

文章擬采用聚類分析的方法就農(nóng)藝性狀指標(biāo)對(duì)廣西晾曬煙品種進(jìn)行分類，分析廣西晾曬煙種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀特征及其親緣關(guān)系，旨在為今后合理選擇育種材料提供參考信息及科學(xué)依據(jù)，為品種選育工作奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為廣西亞熱帶作物研究所自2009年起從廣西各煙草種植地收集并保存的晾曬煙種質(zhì)資源，共20份。對(duì)采集到的晾曬煙種質(zhì)資源按當(dāng)?shù)氐姆Q謂命名，無(wú)品種名的加冠以采集地的鄉(xiāng)鎮(zhèn)名。材料及采集地詳見表1。

1.2 方法

采集到的種質(zhì)資源在廣西亞熱帶作物研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行統(tǒng)一栽培和管理，按小區(qū)種植，每小區(qū)5株，不設(shè)重復(fù)，露天種植于直徑60 cm，高50 cm的塑料盆中，基質(zhì)為普通大田泥土。

按照煙草種質(zhì)資源描述規(guī)范與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) [13]進(jìn)行性狀觀察記載和數(shù)據(jù)采集。選擇株型等20個(gè)質(zhì)量性狀（字符型性狀，具體見表2）和 打頂/不打頂株高、莖圍、葉數(shù)、節(jié)距等21個(gè)數(shù)量性狀（數(shù)值型性狀）參與統(tǒng)計(jì)分析。質(zhì)量性狀按各性狀值代碼進(jìn)行數(shù)字化后再進(jìn)行分析，各性狀分級(jí)代碼見表2。數(shù)量性狀則取每個(gè)品種中5個(gè)樣品的均值進(jìn)行分析。用Excel 2003對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析與相關(guān)計(jì)算，運(yùn)用SPSS12.0軟件進(jìn)行聚類分析，采用平方歐式距離法計(jì)算樣品問(wèn)的距離，采用離差平方和法對(duì)品種資源進(jìn)行聚類分析，繪出聚類分析圖，完成煙草晾曬煙品種資源的分類。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種群劃分

品種間多個(gè)性狀基因型值構(gòu)成的多維空間幾何距離叫品種間的遺傳距離.遺傳距離是衡量品種問(wèn)若干性狀綜合遺傳差異大小的一個(gè)指標(biāo) [14 ]。采用系統(tǒng)聚類法將不同20個(gè)晾曬煙品種的遺傳距離經(jīng)聚類分析生成系統(tǒng)樹，結(jié)果見圖1。在歐氏距離為8.0處平切（圖1），將20個(gè)品種分成了4個(gè)類群，品種群I包括6個(gè)品種；品種群Ⅱ包括4個(gè)品種；品種群Ⅲ包括3個(gè)品種；品種群Ⅳ包括7個(gè)品種，分為2個(gè)亞群。

2.2 品種群的數(shù)量特征

根據(jù)聚類分析圖（圖1）計(jì)算出各品種群部分性狀的均值，見表3，由圖1和表3結(jié)合原始數(shù)據(jù)可知各品種群特點(diǎn)如下。

第I組，共6個(gè)品種。此組品種株型均為塔形，株高較高，葉數(shù)較多，莖圍較粗，節(jié)距較長(zhǎng)，無(wú)葉柄、主脈中等粗細(xì)，多為黃綠色；大部分材料葉形為橢圓形，葉耳大或中，葉尖為急尖或漸尖，葉面較平，葉色黃綠或綠，葉緣為微波或波浪，葉肉組織多為中等，葉脈黃綠色；花序均為菱形，有花冠尖，花序密度多為松散；碩果為卵圓形或長(zhǎng)卵圓形。根據(jù)表1可知，第I品種群中的晾曬煙品種除1個(gè)采自桂林全州外，其余品種采集地全部在賀州市。

第II組4個(gè)品種，此組品種株型全為塔形，株高較矮，葉數(shù)較少，莖桿較細(xì)，節(jié)距較長(zhǎng)，無(wú)葉柄，主脈黃綠色；大部分材料葉尖漸尖，葉面較平或較皺，葉色黃綠或綠，葉緣為微波或波浪，葉耳小或無(wú)葉耳；本組材料葉形變化較大，有卵形、長(zhǎng)卵圓形、寬卵圓形及橢圓形；花序菱形，花有花冠尖，密度多為松散；碩果多長(zhǎng)卵圓形。此組晾曬煙品種中，有2個(gè)品種采于玉林市，另外2個(gè)品種分別采集于南寧市和河池市。

第III組僅3個(gè)品種，此組晾曬煙品種特點(diǎn)是：株型為塔形或橄欖形，平均株高最高，葉數(shù)最多，莖圍最粗，節(jié)距最長(zhǎng)，花萼最短；無(wú)葉柄，葉尖急尖，主脈粗細(xì)中或細(xì)，黃綠色；材料葉形為橢圓或長(zhǎng)卵圓形，葉耳中等大小，葉面較平，葉色多為黃綠，葉緣波浪或微波；花序菱形、松散，花朵有花冠尖。本組中的3個(gè)晾曬煙品種，其采集地均在賀州市。

第Ⅳ組共7個(gè)品種。此組品種株型多為塔形，平均株高最低、葉數(shù)最少、莖桿最細(xì)、節(jié)距最短。大部分材料葉形為長(zhǎng)橢圓形或?qū)捖褕A形，葉耳大、中或無(wú)、葉尖為鈍尖、漸尖或尾狀，葉面較平或較皺、葉色黃綠、綠或深綠，葉緣為微波、波浪或折皺，葉肉組織多為中等，葉脈黃綠色或黃白；花序均為菱形或倒圓錐形、花冠尖有或無(wú)、花序密度密集或松散；碩果為卵圓形或長(zhǎng)卵圓形。本組可分為2個(gè)亞群，亞群Ⅰ和亞群Ⅱ在農(nóng)藝性狀上的明顯區(qū)別在于：亞群Ⅰ主脈顏色為黃白色，而亞群Ⅱ的為黃綠或綠色。亞群Ⅰ的2個(gè)品種均采自南寧市賓陽(yáng)縣，農(nóng)藝性狀相似度很大，區(qū)別僅在于其花冠。亞群Ⅱ中的5個(gè)品種，其采集地多在岑溪一帶。

農(nóng)藝性狀雖然比較容易受其生長(zhǎng)的環(huán)境條件的影響，但在同樣的立地條件和管理水平下，農(nóng)藝性狀在品種間表現(xiàn)較為穩(wěn)定，能直觀地反映品種間的親緣關(guān)系 [15 ]。在廣西晾曬煙的農(nóng)藝性狀距離分析中，有些采集地相同或相近（即地理來(lái)源相同）的品種能夠聚在同一組，如玉林市的品種全聚到了第II品種群中；說(shuō)明這些地區(qū)內(nèi)的晾曬煙品種農(nóng)藝性狀相近，親緣關(guān)系較近。但是，也有一些地理來(lái)源及遺傳背景不一致的種質(zhì)資源也聚在同一類群，如地理位置相差較遠(yuǎn)的2個(gè)玉林市的晾曬煙品種、河池南丹的皮煙及南寧的馬山品種聚到了第II品種群中。此外，也有地理來(lái)源相同的品種聚到了不同的品種群中：河池的土煙和皮煙分別聚到了第II品種群和第Ⅳ品種群中。這顯示了廣西晾曬煙品種間復(fù)雜的親緣關(guān)系。同時(shí)也說(shuō)明了廣西晾曬煙種質(zhì)資源較為豐富，有較寬的遺傳基礎(chǔ)。

由表3可知，株型高大，葉片數(shù)多，葉片也普遍較大的為第Ⅲ和第Ⅰ組品種，而此2組品種除1個(gè)采自桂林全州外，其余全部采于賀州。可見來(lái)源于賀州的晾曬煙品種煙葉理論產(chǎn)量最高，因此在選育高產(chǎn)的晾曬煙品種時(shí)，可利用賀州的品種作為親本進(jìn)行育種，以減少育種的盲目性。此外，在雜交育種時(shí)，可參考聚類分析的結(jié)果，選擇親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的晾曬煙材料進(jìn)行雜交，有利于擴(kuò)大遺傳背景，提升遺傳育種水平 [16 ]，進(jìn)而可以提高育種的成功率。

3 展望

農(nóng)藝性狀雖然能夠直觀地反映品種間的親緣關(guān)系，但經(jīng)濟(jì)性狀也是評(píng)價(jià)煙草品質(zhì)的重要指標(biāo)，因此若能結(jié)合經(jīng)濟(jì)性狀，并同時(shí)在分子水平上對(duì)晾曬煙品種進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，則能更有效地全面地反應(yīng)晾曬煙的品種特性。同時(shí)開展表型遺傳多樣性、分子水平遺傳多樣性研究，進(jìn)一步確認(rèn)種質(zhì)資源間的遺傳關(guān)系，能夠?yàn)殡s交育種及種質(zhì)資源的有效利用提供科學(xué)的依據(jù)和指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

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農(nóng)藝性狀雖然比較容易受其生長(zhǎng)的環(huán)境條件的影響，但在同樣的立地條件和管理水平下，農(nóng)藝性狀在品種間表現(xiàn)較為穩(wěn)定，能直觀地反映品種間的親緣關(guān)系 [15 ]。在廣西晾曬煙的農(nóng)藝性狀距離分析中，有些采集地相同或相近（即地理來(lái)源相同）的品種能夠聚在同一組，如玉林市的品種全聚到了第II品種群中；說(shuō)明這些地區(qū)內(nèi)的晾曬煙品種農(nóng)藝性狀相近，親緣關(guān)系較近。但是，也有一些地理來(lái)源及遺傳背景不一致的種質(zhì)資源也聚在同一類群，如地理位置相差較遠(yuǎn)的2個(gè)玉林市的晾曬煙品種、河池南丹的皮煙及南寧的馬山品種聚到了第II品種群中。此外，也有地理來(lái)源相同的品種聚到了不同的品種群中：河池的土煙和皮煙分別聚到了第II品種群和第Ⅳ品種群中。這顯示了廣西晾曬煙品種間復(fù)雜的親緣關(guān)系。同時(shí)也說(shuō)明了廣西晾曬煙種質(zhì)資源較為豐富，有較寬的遺傳基礎(chǔ)。

由表3可知，株型高大，葉片數(shù)多，葉片也普遍較大的為第Ⅲ和第Ⅰ組品種，而此2組品種除1個(gè)采自桂林全州外，其余全部采于賀州?？梢妬?lái)源于賀州的晾曬煙品種煙葉理論產(chǎn)量最高，因此在選育高產(chǎn)的晾曬煙品種時(shí)，可利用賀州的品種作為親本進(jìn)行育種，以減少育種的盲目性。此外，在雜交育種時(shí)，可參考聚類分析的結(jié)果，選擇親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的晾曬煙材料進(jìn)行雜交，有利于擴(kuò)大遺傳背景，提升遺傳育種水平 [16 ]，進(jìn)而可以提高育種的成功率。

3 展望

農(nóng)藝性狀雖然能夠直觀地反映品種間的親緣關(guān)系，但經(jīng)濟(jì)性狀也是評(píng)價(jià)煙草品質(zhì)的重要指標(biāo)，因此若能結(jié)合經(jīng)濟(jì)性狀，并同時(shí)在分子水平上對(duì)晾曬煙品種進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，則能更有效地全面地反應(yīng)晾曬煙的品種特性。同時(shí)開展表型遺傳多樣性、分子水平遺傳多樣性研究，進(jìn)一步確認(rèn)種質(zhì)資源間的遺傳關(guān)系，能夠?yàn)殡s交育種及種質(zhì)資源的有效利用提供科學(xué)的依據(jù)和指導(dǎo)。

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農(nóng)藝性狀雖然比較容易受其生長(zhǎng)的環(huán)境條件的影響，但在同樣的立地條件和管理水平下，農(nóng)藝性狀在品種間表現(xiàn)較為穩(wěn)定，能直觀地反映品種間的親緣關(guān)系 [15 ]。在廣西晾曬煙的農(nóng)藝性狀距離分析中，有些采集地相同或相近（即地理來(lái)源相同）的品種能夠聚在同一組，如玉林市的品種全聚到了第II品種群中；說(shuō)明這些地區(qū)內(nèi)的晾曬煙品種農(nóng)藝性狀相近，親緣關(guān)系較近。但是，也有一些地理來(lái)源及遺傳背景不一致的種質(zhì)資源也聚在同一類群，如地理位置相差較遠(yuǎn)的2個(gè)玉林市的晾曬煙品種、河池南丹的皮煙及南寧的馬山品種聚到了第II品種群中。此外，也有地理來(lái)源相同的品種聚到了不同的品種群中：河池的土煙和皮煙分別聚到了第II品種群和第Ⅳ品種群中。這顯示了廣西晾曬煙品種間復(fù)雜的親緣關(guān)系。同時(shí)也說(shuō)明了廣西晾曬煙種質(zhì)資源較為豐富，有較寬的遺傳基礎(chǔ)。

由表3可知，株型高大，葉片數(shù)多，葉片也普遍較大的為第Ⅲ和第Ⅰ組品種，而此2組品種除1個(gè)采自桂林全州外，其余全部采于賀州?？梢妬?lái)源于賀州的晾曬煙品種煙葉理論產(chǎn)量最高，因此在選育高產(chǎn)的晾曬煙品種時(shí)，可利用賀州的品種作為親本進(jìn)行育種，以減少育種的盲目性。此外，在雜交育種時(shí)，可參考聚類分析的結(jié)果，選擇親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的晾曬煙材料進(jìn)行雜交，有利于擴(kuò)大遺傳背景，提升遺傳育種水平 [16 ]，進(jìn)而可以提高育種的成功率。

3 展望

農(nóng)藝性狀雖然能夠直觀地反映品種間的親緣關(guān)系，但經(jīng)濟(jì)性狀也是評(píng)價(jià)煙草品質(zhì)的重要指標(biāo)，因此若能結(jié)合經(jīng)濟(jì)性狀，并同時(shí)在分子水平上對(duì)晾曬煙品種進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，則能更有效地全面地反應(yīng)晾曬煙的品種特性。同時(shí)開展表型遺傳多樣性、分子水平遺傳多樣性研究，進(jìn)一步確認(rèn)種質(zhì)資源間的遺傳關(guān)系，能夠?yàn)殡s交育種及種質(zhì)資源的有效利用提供科學(xué)的依據(jù)和指導(dǎo)。

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