內(nèi)蒙古扎蘭屯地區(qū)西伯利亞杏種質(zhì)資源的數(shù)量分類

尹 健 ，董勝君 ，吳 智，劉明國，吳月亮，于慶福 ，仲維平

（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學 林學院，遼寧 沈陽 110866；2.喀左林業(yè)種苗站，遼寧 朝陽 122300）

內(nèi)蒙古扎蘭屯地區(qū)西伯利亞杏種質(zhì)資源的數(shù)量分類

尹 健1，董勝君1，吳 智1，劉明國1，吳月亮1，于慶福2，仲維平1

（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學 林學院，遼寧 沈陽 110866；2.喀左林業(yè)種苗站，遼寧 朝陽 122300）

為給內(nèi)蒙古扎蘭屯地區(qū)的西伯利亞杏種質(zhì)資源庫構(gòu)建和優(yōu)良品種選育等工作提供科學依據(jù)，全面調(diào)查了該地區(qū)西伯利亞杏種質(zhì)資源狀況，采用主成分分析和Q型聚類分析的方法對其種質(zhì)資源進行了數(shù)量分類。對西伯利亞杏數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀方面的38個指標進行主成分分析，共提取了累計貢獻率達到77.30%的11個主成分，并利用主成分得分值對86株樣木進行Q型聚類分析，將其劃分為9類群。根據(jù)其聚類特征可將這9大類概括為：小果圓鼓核類、晚花類、大果扁圓核類、重瓣類、大葉類、小葉小果類、扁圓果扁圓核類、長葉長果類、扁寬果類，每一類群代表了西伯利亞杏的某些突出特征或綜合特征。

西伯利亞杏；種質(zhì)資源；數(shù)量分類

西伯利亞杏Armeniaca sibiricaL.是薔薇科李亞科杏屬ArmeniacaMill植物[1]，原產(chǎn)于我國及亞洲西部，落葉喬木或灌木，為重要的生態(tài)經(jīng)濟型樹種，其經(jīng)濟價值主要體現(xiàn)在杏仁上。杏仁可加工成杏仁霜、杏仁露、杏仁巧克力等食品，還可制作無毒害的高級化妝品[2-3]。學者們發(fā)現(xiàn)杏仁還有藥用價值，能抑制并殺死癌細胞，對癌癥有一定的治療效果[4]。杏仁中存在的苦杏仁甙具有鎮(zhèn)咳平喘、潤腸通便等作用[5]，所含的不飽和脂肪酸對高血脂證和高血壓均有防治作用[6]。國內(nèi)外學者對西伯利亞杏的生物柴油特性也進行了深入的研究[7-9]。

西伯利亞杏長期處于野生、半野生狀態(tài)，自然界中存在著較多優(yōu)良雜合體[10]，內(nèi)蒙古東部地區(qū)西伯利亞杏種質(zhì)資源異常豐富，目前對該地區(qū)西伯利亞杏種質(zhì)資源方面的研究較為缺乏。本文中對內(nèi)蒙古扎蘭屯地區(qū)西伯利亞杏種質(zhì)資源狀況進行深入系統(tǒng)的調(diào)查研究，分析該樹種種質(zhì)資源狀況，旨在為該樹種種質(zhì)資源庫構(gòu)建、培育良種等工作提供參考。

1 研究區(qū)域概況

扎蘭屯市位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東部呼倫貝爾盟南端，地理坐標為東經(jīng) 121°32′04″～ 123°17′30″，北緯 47°09′50″～ 48°36′30″。屬中溫帶大陸性半濕潤氣候。年均氣溫2.4 ℃，日照時數(shù)2 650～2 900 h，年積溫1 731～2 434 ℃，年均降水量為450～550 mm，無霜期123 d左右。土壤主要類型有棕壤、暗棕壤、黑鈣土等，土壤中性偏酸，通透性良好。植被覆蓋率高，主要優(yōu)勢樹種有興安落葉松、白樺等。西伯利亞杏在低山、丘陵、平地均有分布，以純林或混交林的方式存在。

2 研究方法

采用路線普查、訪問調(diào)查和樣點調(diào)查相結(jié)合的方法，于2011年和2012年西伯利亞杏花期、果期，選擇西伯利亞杏集中連片分布的大河灣鎮(zhèn)和洼堤鄉(xiāng)作為調(diào)查的重點地區(qū)，布設(shè)標準地，對西伯利亞杏群體和單株性狀進行調(diào)查與觀測。

（1）枝、葉 選取樹體不同方位的1年生嫩枝，測量其長度、粗度和節(jié)間長度。葉片選取植株向陽面枝條中部的成熟葉，觀察葉表面粗糙程度，并記錄葉形、葉緣、葉基、葉尖及腺點等性狀，測量其葉長、葉寬、葉柄長、葉柄粗，計算葉形指數(shù)。

（2）花 調(diào)查花徑、花色、花瓣數(shù)、花瓣類型、花萼顏色、雄蕊數(shù)、雌蕊數(shù)及其發(fā)育程度，記錄完全花比例。

（3）果實 在果實成熟期調(diào)查果、核、仁的相關(guān)指標，包括果皮顏色、果味、仁味、單果質(zhì)量、果三徑、果皮厚度、單核質(zhì)量、核三徑、單仁質(zhì)量、仁三徑，并計算果形指數(shù)（果長/果寬）、核形指數(shù)（核長/核寬）、仁形指數(shù)（仁長/仁寬）、出核率（核質(zhì)量/果質(zhì)量）、出仁率（仁質(zhì)量/核質(zhì)量）。

（4）生長習性 花期早晚、果枝類型、坐果率、抗逆性等。

運用Excel、SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行處理。進行主成分分析時，參照《果樹種質(zhì)資源描述符》[11]對質(zhì)量性狀進行編碼和數(shù)量化處理，結(jié)果見表1。

表1 西伯利亞杏實生群體質(zhì)量性狀描述及其編碼Table 1 Description and coding of the qualitative characterisctics of A. sibirica seedling populations

3 結(jié)果與分析

3.1 優(yōu)特類型初選

通過調(diào)查與觀測，在研究區(qū)內(nèi)初選了86個西伯利亞杏優(yōu)特類型樣木，初選特異類型包括雙雌蕊、雌蕊極高、粉花、大花、重瓣花、花瓣重疊、花瓣褶皺、紅色花絲、粉色花藥、大果、長果、紅果、甜肉、甜仁等變異類型，初選優(yōu)良類型包括晚花、耐瘠薄、豐產(chǎn)等類型。

3.2 主成分分析

為避免由于變量或指標過多所造成的分析復雜性，采用主成分分析法通過降維將大量、繁雜的原始指標簡化為少量互不相關(guān)的綜合指標，從而簡化進一步的研究[12]。

主成分分析時，按照特征值大于1的原則進行抽取，共得到累計貢獻率達到77.30%的前11個主成分，這11個主成分能夠代表西伯利亞杏性狀的大部分信息，各主成分對應的特征向量值見表2。由各主成分的貢獻率可知，第1主成分貢獻率為21.30%，第2主成分貢獻率為11.67%，第3主成分貢獻率為9.86%，第4主成分貢獻率為6.78%，第5主成分貢獻率為5.46%，第6主成分貢獻率為4.68%，第7主成分貢獻率為4.29%，第8主成分貢獻率為3.97%，第10主成分貢獻率為3.32%，第11主成分貢獻率最小，為2.8%。

表2 西伯利亞杏主要性狀各主成分的對應特征向量值Table 2 Corresponding eigenvector values of each principal components in main characteristics of A. sibirica

第1主成分特征向量值絕對值大的有果長、果寬、核長、果厚、單果質(zhì)量、仁長、單核質(zhì)量、核寬、仁厚/仁寬、出仁率、單仁質(zhì)量、出核率、果肉厚、仁寬（按照絕對值大小排列，下同），可看作是反映果、核、仁大小的綜合指標。第2主成分絕對值較大的有葉背、葉柄長、葉寬、葉長、葉柄粗、葉表，可看作是反映葉表、葉背狀態(tài)和葉大小的綜合指標。第3主成分中特征向量值絕對值大的有仁厚、葉寬、單仁質(zhì)量，為反映仁形狀及葉形狀的綜合指標。第4主成分主要反映果形指數(shù)。第5主成分指示作用不明顯，其中絕對值相對較大的為核厚/核寬，可看作是反映核形狀的指標。第6主成分為反映花瓣類型與花瓣數(shù)的綜合指標。第7主成分為反映花期及花瓣顏色的綜合指標。第8主成分反映的是花褶皺與否的指標。第9主成分為反映葉緣性狀的指標。第10主成分作用并不明顯，其中絕對值相對較大的為葉基，可看作是反映葉基性狀的指標。第11主成分絕對值較大的為果厚/果寬，可看作是反映果形狀的指標。

3.3 聚類分析

利用11個主成分得分值對86株樣木進行Q聚類，結(jié)果見圖1。以遺傳距離12.5為界，可將86株樣木劃分為9大類。

圖1 西伯利亞杏樣木Q聚類分析Fig. 1 Q cluster analysis of Armeniaca sibirica sample trees

第1大類只有374號樣木，其聚類特征為果小且輕、仁重，單果質(zhì)量最輕，出仁率、出核率均為最高，出仁率達到0.48（樣本平均值為0.40），出核率0.34（樣本平均值為0.21）；果皮顏色為紅色。

第 2大 類 包 括 407、408、402、404、401、456、381共7株樣木，此類共有特征為葉柄長，大部分花為粉白色5瓣花，無褶皺，果肉酸苦；因大部分晚花樣木都集中在此類，此類的聚類特征為晚花。

第 3大 類 包 括 442、463、459、464、462、461共6株樣木，此類群共有特征為花白色5瓣，無褶皺，核呈扁圓。此類群聚類特征為果實大且重，比其余類群重1倍，核及仁大且重，明顯高于其它類群；但其出仁率、出核率最低，出仁率0.337，出核率0.15；果肉最厚，果肉酸、甜。

第4大類包括450、452、451共3株樣木，此類共有特征為白色多瓣花，無褶皺，花徑大，果皮顏色為黃色，果輕，果肉苦、薄，出核率較高。此類聚類特征為重瓣花，3個重瓣花樣木均在此類中，花徑最大，平均花徑2.70 cm（樣本平均值為2.52 cm），果肉最薄。

第 5大 類 包 括 453、380、455、325、324、444、321、465、454、322、382、328、406、326共14株樣木，此類共有特征為葉片大，葉表粗糙，大部分葉緣為細齒，葉背光滑，花徑較大，出仁率較高。此類聚類特征為葉片最大，葉片長、寬、葉柄長及葉柄粗均為最大值。

第 6大 類 包 括 377、376、449、448、443、342、457、370共8株樣木，此類共有特征為葉背均粗糙，葉緣細齒，大部分葉表粗糙，葉片小，花徑較大，果、核、仁均小且輕，出仁率較高。此類聚類特征是葉片最小，花徑大小僅次于第4大類，果、核、仁基本為最小、最輕，但其出仁率僅次于第1大類。

第 7大 類 包 括 379、323、329、327、354、339、340、333、460、347、353、351、348、335、373、350、431、375、468、441、357、337、378、356共24株樣木，此類共有特征為大部分葉背、葉表粗糙，花均為5瓣花，大部分為白色，無褶皺。此類聚類特征是果微鼓，果厚/果寬平均值為0.81（樣本平均值為0.78），核扁圓，核厚/核寬平均值為0.58（樣本平均值為0.64），仁扁長，仁形指數(shù)平均值為1.28（樣本平均值為1.23）。

第 8大 類 包 括 403、409、360、447、346、334、349、466、446、369、372、345、371、341共14株樣木，此類共有特征為大部分葉基楔形，葉背、葉表粗糙，葉較大，葉柄較短，花為白色5瓣，無褶皺。此類聚類特征為葉長平均值、果長平均值大，葉形指數(shù)平均值為1.57（樣本平均值為0.99），果形指數(shù)平均值為1.04（樣本平均值為0.99），果、核、仁較重，單果質(zhì)量次于第3及第9大類，單核質(zhì)量、單仁質(zhì)量僅次于第3大類。

第 9大 類 包 括 352、358、336、330、338、362、361、355、343共9株樣木。此類共有特征為葉背、葉表均粗糙，葉柄較短，花白色5瓣，無褶皺。此類聚類特征為果呈扁寬形，果形指數(shù)平均值為0.89，核、仁扁圓，核厚/核寬平均值為0.53，仁厚/仁寬平均值為0.50（樣本平均值為0.59）。

4 結(jié)論與討論

本研究中結(jié)果表明，花、葉、果、核、仁的性狀是西伯利亞杏種質(zhì)資源分類的重要依據(jù)，對西伯利亞杏種質(zhì)資源做進一步鑒定和評價要重點考慮這些指標。通過生物體的形態(tài)特征對個體進行分類是最直接的方法，一直以來都是育種工作者的首選方法。研究中對86株樣木進行聚類分析將其劃分成9大類型，根據(jù)其聚類特征可將這9大類概括為：小果圓鼓核類、晚花類、大果扁圓核類、重瓣類、大葉類、小葉小果類、扁圓果扁圓核類、長葉長果類、扁寬果類。為了最大限度挖掘西伯利亞杏的利用價值，可將劃分出的9個類群通過其聚類特征加以利用，例如有些類型因其具有高出核率、高出仁率、花期晚等特性，可將其作為良種選育的優(yōu)良種質(zhì)；有些類型為粉花、大花、重瓣花等可作為觀賞樹種。

本研究中在分析及命名時，綜合了花、葉、果、核、仁等相關(guān)性狀指標。李明[13]在對黃土高原山杏種質(zhì)資源分類時指出果、核的形態(tài)可作為分類依據(jù)，劉夢培等人[14]在對甜仁仁用杏種質(zhì)資源進行評價時也以果、核、仁為依據(jù)，本研究中結(jié)果與李明、劉夢培等人的結(jié)論相比，增加了花、葉、仁的相關(guān)指標。馬發(fā)旺等人[15]在對黃土丘陵區(qū)野杏種質(zhì)資源分類時，認為花、葉、果、核、仁等方面的性狀更加穩(wěn)定，這與本文中得出的結(jié)論基本相同。本研究中認為通過增加相關(guān)指標，進行綜合分析后得出的分類結(jié)論更加可靠、穩(wěn)定。在進行深入對比時發(fā)現(xiàn)，馬發(fā)旺等人的結(jié)論中有甜肉甜仁類，而西伯利亞杏不存在甜肉甜仁類。究其原因發(fā)現(xiàn)，野杏群體多數(shù)特征為甜肉苦仁，而西伯利亞杏多數(shù)特征為苦肉苦仁，理論上野杏更容易變異出甜肉甜仁類型。對比原始數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，西伯利亞杏樣木存在甜肉類型，但其數(shù)量極少（共3株，分別劃分在第3、第5大類），不能成為一個類群的聚類特征，導致分類結(jié)果中不存在這一類別。反映出野杏、西伯利亞杏雖都是山杏，實際上存在2個種的區(qū)別。王旭軍等人[16]在對紅櫸不同種源種子形態(tài)性狀變異的研究中，對果實性狀進行變異分析并聚類，合理評價了種子的性狀差異，后續(xù)研究可以結(jié)合此方法，進一步細化西伯利亞杏的種質(zhì)資源狀況。

在對86株樣木進行聚類分析并命名時發(fā)現(xiàn)，因命名時主要根據(jù)各類群相關(guān)指標的平均值，導致極少數(shù)樣木不存在某種顯著特征，卻以這種特征命名。這種結(jié)果可能是因為不同主成分的綜合作用，也有可能因為環(huán)境因素的影響，從而導致的誤差。因此，在以后的調(diào)查研究中，在形態(tài)學基礎(chǔ)上，要結(jié)合野外調(diào)查數(shù)據(jù)，同時增加分子標記等分子生物學的方法，保證結(jié)果的科學性及準確性。

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Quantitative classification of germplasm resources ofArmeniaca sibiricaat Zhalantun region of Inner Mongolia

YIN Jian1, DONG Sheng-jun1, WU Zhi1, LIU Ming-guo1, WU Yue-liang1, YU Qing-fu2, ZHONG Wei-ping1
(1. College of Forest, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, Liaoning, China;2.Kazuo Forestry Seedling Station, Chaoyang 122300, Liaoning, China)

In order to provide a scientific basis for germplasm bank building and fine variety breeding ofArmeniaca sibiricaat Zhalantun region of Inner Mongolia, germplasm resources status ofA. sibiricawas comprehensive investigated and analyzed in this region, by using principal component analysis and Q type cluster analysis. The results showed that,through principal component analysis of the 38 indicators of quantitative and qualitative traits ofA. sibirica, 11 principal components were extracted whose cumulative contribution rate was 77.30%. Based on the scores of the principal components, the 86 sample trees were divided into 9 groups through Q type cluster analysis. Based on the cluster features,the 9 groups were small fruit and plump nutlet group, later flower group, big fruit and oblate nutlet group, multiplicate flower group, big leaf group, small leaf and small fruit group, oblate fruit and oblate nutlet group, long leaf and long fruit group, and broad flat fruit group. Each group represented some salient or comprehensive features ofA. sibirica.

Armeniaca sibirica; germplasm resources; quantitative classification

10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.03.013 http: //qks.csuft.edu.cn

2014-20-23

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項“山杏種質(zhì)資源發(fā)掘及定向育種技術(shù)研究”（201004034）。

尹 健，碩士研究生。

董勝君，副教授，碩士；E-mail：dsj928@163.com

尹 健,董勝君,吳 智,等.內(nèi)蒙古扎蘭屯地區(qū)西伯利亞杏種質(zhì)資源的數(shù)量分類[J].經(jīng)濟林研究,2015,33(3):75－80.

S662.2

A

1003—8981(2015)03—0075—06

[本文編校：聞 麗]