果子蔓屬已知品種庫的建立與應(yīng)用

鄧姍 褚云霞 任麗 李壽國 黃志城 陳海榮

摘 要 通過建立果子蔓已知品種數(shù)據(jù)庫，了解國內(nèi)市場上果子蔓品種的現(xiàn)狀，為新品種選育提供指導(dǎo)，同時探討已知品種數(shù)據(jù)庫在新品種DUS測試中的應(yīng)用。先后共收集了57個果子蔓品種，構(gòu)建了這57個果子蔓已知品種數(shù)據(jù)庫，分析38個DUS測試性狀的變異系數(shù)，進(jìn)行了聚類分析，并對數(shù)量性狀進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明，果子蔓數(shù)量性狀的變異系數(shù)為6%～21%，平均變異系數(shù)為11%，表明果子蔓品種間多樣性不夠豐富，遺傳基礎(chǔ)較狹窄。相關(guān)性分析表明，所有數(shù)量性狀間均顯著正相關(guān)。已知品種庫的建立可為DUS測試提供支撐。

關(guān)鍵詞 果子蔓；已知品種；變異系數(shù)；聚類分析；

中圖分類號 S682 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

Development and Application of Cultivars Bank for Guzmania

DENG Shan1，2， CHU Yunxia1，2， REN Li1，2， LI Shouguo1，2， HUANG Zhicheng1，2， CHEN Hairong1，2 *

1 Institute for Agri-food Standards and Testing Technology， Shanghai Academy of Agricultural Sciences， Shanghai 201403， China

2 Plant New Variety DUS Test（Shanghai）Center， Ministry of Agriculture， Shanghai 201415， China

Abstract To investigate the status of Guzmania cultivars in Chinese， a Guzmania cultivars bank was established， and its application in plant new varieties DUS test was studied also. 38 characters of 57 Guzmania cultivars were analyzed. Coefficient of variation， clustering analysis of 38 DUS traits and correlation coefficient of quantitative characters were calculated. CV values of the quantitative characters tested ranged from 6% to 21% with an average of 11%. The results showed the presence of a low level of genetic variability and a narrow genetic basis among Guzmania cultivars. Correlation analysis showed that， all quantitative traits were significantly positive correlation. The establishment of the cultivars bank can provide support for DUS testing.

Key words Guzmania； existing cultivars； coefficient of variation； clustering analysis

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.09.012

植物新品種保護(hù)（Plant Variety Protection，簡稱PVP）也叫植物育種者權(quán)利，是知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的一種形式，在推動農(nóng)林技術(shù)創(chuàng)新、提高創(chuàng)新資源的有效配置及促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化等方面均有積極的作用。目前，我國DUS測試主要采用田間測試的方法，將申請品種及近似品種與標(biāo)準(zhǔn)品種按照一定的排列順序，一起種植在田間，在相同條件下觀察和測量其特征特性，通過分析比較來判定申請品種是否明顯區(qū)別于近似品種，即是否具有特異性，同時判定申請品種是否符合一致性和穩(wěn)定性的要求[1]。植物新品種測試性狀特異性判別中一般依據(jù)性狀代碼的相同與否判斷申請品種與其近似品種有無特異性，從而決定申請保護(hù)的植物品種是不是新品種，能否獲得授權(quán)[2]。

鳳梨科（Bromeliaceae）植物分為沙漠鳳梨亞科、鳳梨亞科和空氣鳳梨亞科?？諝怿P梨亞科（Tillandsioideae）是鳳梨科植物進(jìn)化程度最高的亞科，又分為鶯歌鳳梨屬、空氣鳳梨屬、擎天鳳梨屬（果子蔓）等9個屬[3-4]。果子蔓屬（Guzmania）是多年生草本植物，原產(chǎn)中南美洲熱帶雨林，是目前國際花卉市場上十分流行的既可觀花又可觀葉的室內(nèi)盆栽花卉之一。果子蔓屬植物葉片光滑柔軟，葉緣不具齒或刺，具貯水葉筒?；ㄇo上螺旋著生許多苞片，構(gòu)成星形的花序，小花隱藏在苞片里，花瓣合生[5]。由于其苞片顏色艷麗，觀賞期長，且在冬季也能觀賞，深受人們的喜愛，廣泛用于酒店、家庭的裝飾。20世紀(jì)80年代前我國僅有零星的果子蔓成品引入，但一直沒有形成規(guī)?；a(chǎn)。直至80年代中期開始從荷蘭和比利時引進(jìn)成品植株，進(jìn)而發(fā)展到引進(jìn)果子蔓種苗進(jìn)行種植。到20世紀(jì)末期果子蔓基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化，引進(jìn)品種也越來越多，2010年俞信英[6]等已經(jīng)收集到擎天鳳梨種質(zhì)資源與商用品種共142份。

隨著2008年果子蔓屬進(jìn)入農(nóng)業(yè)部品種保護(hù)名錄，越來越多的企業(yè)提交了新品種申請，而授予品種權(quán)的植物新品種應(yīng)當(dāng)具備特異性（Distinctness）、一致性（Unifornity）和穩(wěn)定性（Stablity），簡稱DUS[7]，是授予植物新品種權(quán)應(yīng)當(dāng)具備的條件。果子蔓屬測試指南最早使用的是2008年版本，但是經(jīng)過多年的實際使用和測試，在2008版的基礎(chǔ)上修訂了新版，即2014版，新增加了5個性狀，分別為：上表面次色圖案，花序：形狀，苞片：有花苞片與無花苞片主色的差異，小花先出葉：先端次色有無，小花先出葉：先端次色。

目前，研究學(xué)者主要研究果子蔓中苞片的轉(zhuǎn)色機(jī)理，鮮少進(jìn)行品種庫的構(gòu)建和研究。劉建新關(guān)注果子蔓花器官及苞片轉(zhuǎn)色機(jī)理的遺傳研究，先后構(gòu)建了花器官全長cDNA文庫并進(jìn)行了EST分析，獲得了一批花色、花器官發(fā)育、花期調(diào)控基因；比如花色素合成中的關(guān)鍵酶CHS、F3，H、DFR，葉綠素合成酶基因GTS和UROS以及降解關(guān)鍵酶基因PPH[8-10]。

因此，果子蔓屬已知品種數(shù)據(jù)庫的建立不僅可以了解目前中國市場上果子蔓屬品種的現(xiàn)狀，分析主要栽培品種間的親緣關(guān)系，為新品種選育提供指導(dǎo)，也可為新品種DUS測試中近似品種的篩選提供支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

自2009年起分別從市場購買及保存送檢的果子蔓屬申請品種和近似品種，總計57份，分別來源于荷蘭科貝克公司、上海鮮花港德魯仕植物有限公司和個人（盧克·皮特爾斯，卡羅琳·德·梅爾）。詳見表1。

1.2 方法

1.2.1 栽培管理 所有材料均種植于農(nóng)業(yè)部植物新品種測試（上海）分中心玻璃溫室中，按植物大小不同分別種植于10～24 cm花盆，以泥炭 ∶ 珍珠巖（3 ∶ 1）混合為栽培基質(zhì)，單株盆栽[11]。

1.2.2 形態(tài)性狀觀測 按《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南 果子蔓屬》2014版進(jìn)行形態(tài)性狀觀測。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

對于數(shù)量性狀直接記錄測量值或按《指南》記錄代碼，質(zhì)量性狀和假質(zhì)量性狀按《指南》記錄代碼，苞片上表面顏色主色分別按白色、黃色、橙色、橙紅色、紅色、淺紫色、紫色組分別記為1～7；苞片下表面顏色主色分別按白色、橙色、橙紅色、紅色、淺紫色、紫色組分別記為1～7；小花先出葉顏色主色分別按白色、黃色、黃綠色、淺綠色、綠色、橙紅色、紅色、淺紫色、紫色組分別記為1～9；花萼顏色和花冠顏色主色分別按白色、黃色組分別記為1～2。

統(tǒng)計各組質(zhì)量性狀和假質(zhì)量性狀的分布頻率。統(tǒng)計數(shù)量性狀的平均值、最大值、最小值和標(biāo)準(zhǔn)差，并計算數(shù)量性狀的變異系數(shù)[12]。用SPSS23.0計算各數(shù)量性狀間的相關(guān)系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 果子蔓已知品種質(zhì)量性狀和假質(zhì)量性狀的分布頻率

果子蔓已知品種質(zhì)量性狀和假質(zhì)量性狀的分布頻率見表2。由表2可知，葉片尖端形狀以窄漸尖為主，占總數(shù)的64.9%，葉片上下表面的主色均以中綠為主，分別占總數(shù)的52.6%和43.9%，94.7%的品種上表面沒有次色，為單一顏色，而葉片下表面花青甙顯示有無接近半數(shù)，在葉片下表面有花青甙的品種中，49.1%的品種表現(xiàn)為斑點狀?；ㄐ蚋哂谌~片的品種占大多數(shù)，有77.2%，花序形狀主要為擎天型。苞片尖端寬度以中等占比為70.2%。苞片上下表面顏色主要以紅色為主，小花先出葉的顏色豐富，花萼顏色白色和黃色各接近一半，花冠顏色以黃色為主，子房多為淺綠色，柱頭多為淺黃色，花柱的顏色分布均勻。無花苞片和有花苞片的顏色一致性接近一半，52.6%的小花先出葉尖端有次色，多為白色和黃色。

從變異系數(shù)來看，葉片先端形狀、小花先出葉顏色、花冠顏色等3個性狀的變異系數(shù)大于50%。表明這些性狀存在豐富的變異。

2.2 果子蔓屬已知品種數(shù)量性狀特點

在果子蔓DUS測試中，測試指南選取了19個數(shù)量性狀，見表3，其中植株高度為分組性狀。

由表3可知，果子蔓的19個數(shù)量性狀均具有較豐富的多樣性，變異系數(shù)均小于20%。只有性狀22僅適于單個苞片內(nèi)多花品種：單個苞片內(nèi)多花品種的小花數(shù)量的變異系數(shù)為21%，這是由不同的花序形狀決定的（圖1）。

2.3 果子蔓屬已知品種數(shù)量性狀的性狀間相關(guān)性分析

從表4可以看出，植株高度與其他的性狀均顯著正相關(guān)，因此證實在指南中選擇植株高度作為分組性狀的合理性。

2.4 果子蔓品種聚類

由圖2可以看出，57個果子蔓品種共分為4類，其中第1類包括4個品種——‘阿夫洛蒂特、‘圖緹夫汝緹、‘紅月亮和‘拉麗莎，除‘拉麗莎外其余均由盧克·皮特爾斯，卡羅琳·德·梅爾育成，均為大型擎天類品種；第2類除‘洛伊斯來自上海鮮花港德魯仕植物有限公司，其余7個品種均為荷蘭科貝克公司育成的品種，同為小型品種，苞片紅色；第3類包括‘佛力澤等15個品種，均為擎天型，花序位置高于葉片，植株中等大小；第四類為余下的‘流星等25個品種，包括荷蘭科貝克公司的‘流星、‘日蝕，上海鮮花港的‘天使、‘詹尼弗以及盧克·皮特爾斯，卡羅琳·德·梅爾的‘泰加‘海王星等。

3 討論

遺傳多樣性狹窄是當(dāng)今植物育種獲得突破性進(jìn)展的主要限制因素之一。果子蔓屬已知品種的遺傳多樣性指數(shù)偏低，主要原因是收集的都是市場上銷售的品種或申報新品種保護(hù)的品種及其近似品種主要來自3家公司。而所收集的品種聚類受植株大小影響較大，可能是因為數(shù)量性狀間的相關(guān)性比較高，使數(shù)量性狀間的差異具相同的變化，這一結(jié)果與褚云霞[13]在紅掌中所做的研究相同；另外苞片顏色對聚類結(jié)果也有一定程度的影響。

從聚類圖可以看出，絕大部分申請品種和近似品種聚類到一起，比如‘紅月亮選擇的近似品種是‘圖緹夫汝緹是非常合適的，而‘櫻桃也選擇‘圖緹夫汝緹作為近似品種不合適，雖然它們均為盧克·皮特爾斯，卡羅琳·德·梅爾育成，但是‘圖緹夫汝緹為大型品種，‘櫻桃為中小型品種，植株高度相差較大，因此根據(jù)聚類圖選擇‘阿莫爾為‘櫻桃的近似品種。因此，果子蔓屬已知品種庫的構(gòu)建可以有效的篩選或者驗證近似品種，為DUS近似品種的篩選提供支撐。

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