不同北美海棠花形態(tài)特征比較及其品種識別

李　融，楊靜慧，李　珍，周　強(qiáng)，劉艷軍，秦艷筠

（天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津 300384）

不同北美海棠花形態(tài)特征比較及其品種識別

李融，楊靜慧，李珍，周強(qiáng)，劉艷軍，秦艷筠

（天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津 300384）

為了區(qū)別北美海棠品種，以冬紅、絢麗、舞美、凱爾斯、亞當(dāng)、喜洋洋、王族和紅寶石等8個(gè)品種花朵為試材，隨機(jī)取樣，通過調(diào)查各品種花瓣的顏色、花梗的長度、花徑的大小、雄蕊、雌蕊以及花瓣、萼片的數(shù)量等形態(tài)特性，最后通過聚類分析，對北美海棠品種進(jìn)行了分類。結(jié)果顯示：根據(jù)花瓣色度可將其分為白色（冬紅）、粉紅色（凱爾斯、亞當(dāng)、喜洋洋、舞美）和紫色等3類（絢麗、王族、紅寶石）；各品種的花梗長度為2.02～4.66 cm，花梗最長的是王族，最短的是凱爾斯；其花徑大小依次為：亞當(dāng)>王族>凱爾斯>冬紅>喜洋洋>絢麗>舞美>紅寶石；各品種的雌、雄蕊數(shù)量分別為15~25個(gè)、 5個(gè)；其花瓣為凱爾斯最多，為7.7個(gè)，王族5~8個(gè)，其余 5個(gè)；各品種的萼片以凱爾斯萼片數(shù)最多，為9個(gè)，其余均為5個(gè)。根據(jù)花器官相似距離綜合聚類為六類，第一類為凱爾斯，第二類為舞美，第三類為王族，第四類為亞當(dāng)，第五類為冬紅，第六類為絢麗、紅寶石和喜洋洋。

北美海棠；品種；花；形態(tài)特征

海棠在園林植物配景配置中應(yīng)用較為廣泛，其中北美海棠是近幾年來北方園林造景中不可缺少的一類[1]。北美海棠主要是美國和加拿大的植物學(xué)家通過引種和雜交育種選育出的[2-3]，至今已經(jīng)培育出了數(shù)以千個(gè)品種。它們適應(yīng)性強(qiáng)，在鹽堿土壤上長勢旺盛，抗旱、抗鹽堿，且觀賞價(jià)值較高，已在天津地區(qū)廣泛栽培[4]。近些年來，我國陸續(xù)引進(jìn)了約一百多種北美海棠品種，如“王族”、“白茶”、“冬紅果”、“粉屋頂”、“喜洋洋”、“高原之火”等[4-5]。許多學(xué)者對引進(jìn)的北美海棠品種的生長、發(fā)育特性進(jìn)行了研究[6-7]。但是，對這些海棠的形態(tài)特征介紹較少，這給這些海棠的識別、應(yīng)用、分類等帶來了很大的不便。閆淑芳、馮樹香等[8]按照果實(shí)色度對11個(gè)北美海棠品種進(jìn)行了分類，但未見依據(jù)北美海棠花的形態(tài)特征——這個(gè)主要觀賞器官和分類學(xué)上的主要識別器官對其品種進(jìn)行分類的報(bào)道。

本研究通過8個(gè)北美海棠品種的花器官的形態(tài)特征分析，通過花瓣、花徑、花梗、雄蕊、雌蕊和花萼的比較，對北美海棠品種進(jìn)行了分類，旨在更方便、快速、準(zhǔn)確地區(qū)分海棠品種，為北美海棠在景觀中的合理配置提供依據(jù)。

1　材料和方法

1.1材料

花朵于2016年4月中旬采自靜海縣遠(yuǎn)大集團(tuán)苗圃（地點(diǎn)為靜臺路和千米路交叉口向南1 200 m）。共計(jì)8個(gè)品種：冬紅、絢麗、王族、舞美、亞當(dāng)、喜洋洋、紅寶石和凱爾斯。

1.2方法

所有海棠供試品種南北向栽植，株行距4 m×5 m，每品種栽植10行，每行20株。各品種隨機(jī)選擇5株長勢一致的植株為樣株（單株重復(fù)，重復(fù)5次），采集中部、外側(cè)盛開的花朵，20朵/株，每個(gè)品種取了100朵花?；ǘ洳杉蠓湃氡ｕr盒中，帶回實(shí)驗(yàn)室，立即測定。用Nikon SMZ2體視顯微鏡觀察其花的形態(tài)，每個(gè)品種取5朵花進(jìn)行觀測，重復(fù)3次。用柯尼卡美能達(dá)分光光度計(jì)CM-5進(jìn)行色度測量[9]，分析花瓣的明度（L），紅綠色飽和度（a）和黃藍(lán)飽和度（b）。在每個(gè)花瓣上隨機(jī)取1個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測量，每個(gè)品種重復(fù)10次。測量結(jié)果用CIELab表色系統(tǒng)進(jìn)行色度分析。用游標(biāo)卡尺測量花梗和花徑大小，每個(gè)品種取10朵花，重復(fù)3次。用Excel和SPSS19.0對這8個(gè)品種進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和聚類分析[10-12]。

2　結(jié)果與分析

2.18個(gè)海棠品種花瓣色度分析

根據(jù)花瓣顏色將8個(gè)品種分為3類，即白色類（冬紅）、粉紅色類（凱爾斯、亞當(dāng)、喜洋洋、舞美）和紫色類（絢麗、王族、紅寶石）。

由圖1可以看出，粉色類北美海棠L值存在明顯差異，最高的是亞當(dāng)，其次是喜洋洋、凱爾斯，舞美最低。這說明亞當(dāng)花瓣最亮，其次是喜洋洋、凱爾斯，舞美花瓣最暗。不同品種的a值相差不大。

圖1　粉紅色類花瓣L值和a值

由圖2可以看出，紫紅色類北美海棠L值差異也較大，a值較為接近。其中L值最高的是絢麗，其次是王族，紅寶石L值最低。這說明絢麗花瓣最亮，其次是王族，紅寶石最暗。

圖2　紫紅色類花瓣L值和a值

總之，通過花瓣的顏色可以準(zhǔn)確地分辨出白色的冬紅、亮粉色的亞當(dāng)、暗粉色的舞美以及亮紫紅色的絢麗和暗紫紅色的紅寶石，但是這種識別方法很有限，對于同為粉紅色類的喜洋洋、凱爾斯和同為紫紅色類的王族就很難再進(jìn)一步確認(rèn)了。因此，還需要用其他的花器官結(jié)構(gòu)來進(jìn)一步辨別。

2.28個(gè)海棠品種花梗和花徑長度比較

從圖3中可以看出，花梗長度最長的是王族，為5 cm，其余依次為喜洋洋、絢麗、紅寶石、冬紅、亞當(dāng)、舞美，最短的是凱爾斯，僅2 cm；花直徑最大的是亞當(dāng)，為4.2 cm，其余依次是王族、凱爾斯、冬紅、喜洋洋、絢麗、舞美，紅寶石花最小，為2.32 cm。在這8個(gè)品種中，除了亞當(dāng)和凱爾斯花徑數(shù)值比花梗數(shù)值長，其他6種北美海棠均是花梗長的其花徑也大。

圖3　8個(gè)海棠品種的花梗和花徑長度

2.38個(gè)海棠品種的雄蕊與雌蕊數(shù)分析

從圖4中可以看出，不同品種北美海棠間雄蕊數(shù)差異較大，其中最多的是冬紅，為24.4個(gè)，其余依次是凱爾斯、王族、絢麗、紅寶石、亞當(dāng)、喜洋洋，雄蕊數(shù)最少的是舞美，為15.9個(gè)；雌蕊數(shù)量差別不大，其中雌蕊數(shù)最多的是凱爾斯，為6.4個(gè)，其余依次是王族、冬紅、紅寶石、舞美、絢麗和喜洋洋，最少的是亞當(dāng)，為4.2個(gè)。

圖4　8個(gè)品種海棠雄蕊與雌蕊個(gè)數(shù)柱狀分析圖

2.48個(gè)海棠品種的花瓣和萼片數(shù)分析

從圖5中可以看出，海棠中花瓣數(shù)最多的是凱爾斯，平均值為7.7，第2是王族，平均值為7.4，其余6個(gè)海棠品種的花瓣數(shù)均為5。凱爾斯為重瓣花，王族花瓣數(shù)為5～8個(gè)。萼片中只有凱爾斯的萼片數(shù)最多，為8～10之間，其余海棠萼片數(shù)均為5個(gè)。因此，通過花瓣和萼片，可以辨別出凱爾斯和王族兩個(gè)品種。

圖5　8個(gè)海棠品種花瓣和萼片數(shù)

2.5聚類分析

綜合以上指標(biāo)對8種海棠花器官形態(tài)進(jìn)行聚類分析，如圖6。

圖6　8個(gè)海棠品種聚類樹狀圖

依據(jù)圖6，根據(jù)8個(gè)海棠品種的花器官形態(tài)相似距離，將其分為5類。凱爾斯為第1類，相似距離與其他品種最遠(yuǎn)，形態(tài)結(jié)構(gòu)上最為獨(dú)特。凱爾斯是重瓣花，因此，其花瓣數(shù)、萼片數(shù)以及雌蕊數(shù)最多，花梗最短，其花徑約是花梗的一倍，與其他品種的花器形態(tài)差異最大。其次是舞美，為第2類，其花梗和花徑大小比較接近，花梗比花徑長，具有雄蕊數(shù)最少的特性。再次是王族，為第3類，其花瓣數(shù)為5~8個(gè)，這一點(diǎn)不同于其他品種。亞當(dāng)為第4類，其特點(diǎn)是花梗與花徑長度接近，但花徑比花梗長，其花徑是這8種北美海棠中最大的。第5類為冬紅，其是8個(gè)品種中唯一的白色花且雄蕊數(shù)最多。其余3種北美海棠（絢麗、喜洋洋和紅寶石）親緣關(guān)系比較近，為單獨(dú)一類，如它們具有雌蕊數(shù)和花梗長度比較接近的特點(diǎn)。

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S661.4

A

1002-0659（2016）05-0007-03

2016-04-28

天津市農(nóng)委項(xiàng)目“彩葉樹優(yōu)良品種繁殖、栽培技術(shù)示范與推廣”（201502100）；天津市科技成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)計(jì)劃項(xiàng)目“優(yōu)質(zhì)彩葉北美海棠新品種種苗的規(guī)?；庇保?4ZXNZNC0040）

主要作者簡介：李融（1994-），女，在讀本科生，主要從事觀賞果樹技術(shù)研究。E-mail:951387854 @qq.com

簡介：楊靜慧（1961-），女，教授，博士，主要從事園藝植物栽培、抗逆生理和分子育種研究。