基于表型性狀的湖北省蘿卜資源的遺傳多樣性分析

鄧曉輝 崔磊 甘彩霞 於校青 董俊明 焦春海

摘要：以從湖北省搜集的59份蘿卜（Rarhanus sativus L.）種質(zhì)資源為試材，連續(xù)3年對19個表型性狀進行了鑒定，采用相關(guān)系數(shù)和聚類分析等多元統(tǒng)計方法，研究了蘿卜資源的遺傳多樣性，以期為有效利用該批蘿卜種質(zhì)資源提供參考依據(jù)。結(jié)果表明，肉質(zhì)根地上部皮色、地下部皮色、根形、單根重和小裂片對數(shù)存在豐富變異;各性狀之間的相關(guān)系數(shù)中達到極顯著水平的有16對性狀，表明大部分表型性狀間具有內(nèi)在聯(lián)系;聚類分析結(jié)果顯示將參試材料分為3大組群。

關(guān)鍵詞：蘿卜（Rarhanus sativus L.）;表型性狀;多元統(tǒng)計分析;多樣性

中圖分類號：S631.1? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）24-0104-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.24.029? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Abstract： To evaluate 59 accessions of radish from Hubei province， 19 phenotypic traits had been evaluated in the experiment field for three years. The data were analyzed by correlation analysis， and cluster analysis to study the genetic diversity， in order to provide the theoretical guidance in purposely utilizing the radish germplasm resources. The results showed that there wert abundant variations in the exterior color above-ground fleshy root， exterior color under-ground fleshy root， fleshy root shape， fleshy root weight and number of small lobed leaves， there were correlation coefficients between 16 traits reaching very significant level， which indicated that the most phenotypic traits were intrinsically linked. The 59 radish resources could be classified into 3 groups.

Key words： radish （Rarhanus sativus L.）; phenotypic traits; multivariate statistical analysis; diversity

蘿卜（Raphanus sativus L.）屬十字花科蘿卜屬，為常異花授粉植物。中國蘿卜種質(zhì)資源極為豐富，至2000年國家種質(zhì)資源庫長期保存的蘿卜資源達1 996份;中國蘿卜栽培歷史悠久，已有2 700年以上的栽培歷史[1]。豐富的蘿卜種質(zhì)資源是蘿卜種質(zhì)創(chuàng)新、遺傳改良和品種選育的基礎(chǔ)，資源評價是種質(zhì)資源有效利用的前提。深入鑒定評價和合理利用蘿卜種質(zhì)資源對開展蘿卜育種工作至關(guān)重要。因此，開展蘿卜種質(zhì)資源的鑒定與評價，掌握蘿卜各表型之間的相互關(guān)系及其關(guān)聯(lián)程度，對蘿卜遺傳育種及其相關(guān)工作具有重要的指導(dǎo)意義。

表型性狀是指通過肉眼直接觀察得到的、直觀的、特定的外部性狀，如植物學(xué)性狀、抗病性、商品性等。由于表型性狀具有直觀、易得的特點，基于表型性狀的資源評價也成為資源評價中最經(jīng)典的方法，廣泛應(yīng)用于核心種質(zhì)構(gòu)建和資源分類中[2，3]。種質(zhì)資源的評價中，資源遺傳多樣性分析對于研究物種演化過程和進化潛能、了解群體遺傳結(jié)構(gòu)及多態(tài)性有重要價值，并為物種起源研究、親本選配、品種分類及保護等提供依據(jù)。蘿卜新品種選育以雜交種為主，對蘿卜種質(zhì)資源的遺傳多樣性進行準(zhǔn)確、合理的評價，可以提高親本的選配效果，有效減少選配雜交組合的盲目性。

在利用表型性狀評價蘿卜種質(zhì)資源研究方面，孔秋生[4]用10個形態(tài)標(biāo)記對56份蘿卜種質(zhì)進行了分類研究;王夏等[5]利用10個形態(tài)學(xué)標(biāo)記進行聚類分析，對68份蘿卜種質(zhì)進行了遺傳多樣性的初步研究;張素君等[6]用19個表型性狀對52份蘿卜種質(zhì)資源進行了遺傳多樣性分析。本研究擬用19個表型性狀，對收集的湖北省59份地方資源進行鑒定評價分析，以期為合理充分利用該批資源奠定基礎(chǔ)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

供試材料59份，是第三次全國農(nóng)業(yè)資源普查期間從湖北省21縣市征集或收集的地方蘿卜資源，均為地方品種，各材料編號見表1。

1.2? 方法

試驗于2015—2017年在湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜試驗基地進行。試驗地土壤肥力中等，采用露地栽培模式，肥水管理與生產(chǎn)相同。每年9月上旬播種，11月收獲。每年每份材料種植40株，隨機排列，株行距為17 cm×25 cm，每份材料調(diào)查10株。數(shù)據(jù)調(diào)查者為同一人，性狀調(diào)查項參照文獻[7]。共調(diào)查蘿卜的19個植物學(xué)性狀，這些性狀被劃分為兩類，第一類為質(zhì)量性狀，第二類為數(shù)量性狀，具體性狀及其描述見表2。試驗設(shè)置3次重復(fù)，每次重復(fù)為1年數(shù)據(jù)，供分析數(shù)據(jù)為3年平均值。

應(yīng)用SPSS 19.0軟件計算質(zhì)量性狀統(tǒng)計各組的分布頻率和變異系數(shù);計算數(shù)量性狀統(tǒng)計最小值、最大值，計算平均值、變異幅度、變異系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差。通過SAS 6.0軟件進行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化整理，根據(jù)類平均法編寫程序進行聚類分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 蘿卜種質(zhì)資源性狀的分布頻率及變異系數(shù)

2.1.1? 質(zhì)量性狀的分布頻率及變異系數(shù)? 蘿卜種質(zhì)資源10個質(zhì)量性狀的遺傳變異情況見表3。從表3可以看出，葉型以花葉為主，分布頻率為88.1%;葉裂刻以全裂為主，分布頻率為61.0%;葉色以淺綠為主，分布頻率為40.7%;葉柄色以綠色為主，分布頻率為45.8%;內(nèi)質(zhì)根入土深度以3/4為主，分布頻率為45.8%;肉質(zhì)根根形以短圓錐為主，分布頻率為37.3%;肉質(zhì)根基部形狀以圓為主，分布頻率為28.8%;肉質(zhì)根地上部皮色以紅色為主，分布頻率為27.1%;肉質(zhì)根地下部皮色以白色為主，分布頻率為66.1%;肉質(zhì)根肉色以白色為主，分布頻率為89.8%;10個質(zhì)量性狀中，肉質(zhì)根地下部皮色、肉質(zhì)根根形和肉質(zhì)根地上部皮色的變異系數(shù)較高，其中肉質(zhì)根地下部皮色變異系數(shù)達到84.25%，說明上述3個性狀存在相對豐富的變異;葉型和肉質(zhì)根肉色的變異系數(shù)較低，說明這2個性狀具有穩(wěn)定的遺傳特征。

2.1.2? 數(shù)量性狀的分布頻率及變異系數(shù)? 從表4可以看出，變異系數(shù)的平均值為31.43%。其中，單根重和小裂片對數(shù)的變異系數(shù)均超過50%，說明這兩個性狀存在著豐富的變異;葉長、株高、株幅、肉質(zhì)根粗和葉寬的變異系數(shù)較小，說明上述幾個性狀具有較穩(wěn)定的遺傳特性。

2.2? 基于數(shù)量性狀的相關(guān)性分析

對株幅、株高、葉片數(shù)、小裂片對數(shù)等9個數(shù)量表型性狀進行相關(guān)性分析，結(jié)果見表5。由表5可知，葉長與株高、株幅、葉片數(shù)、小裂片對數(shù)和葉寬都呈現(xiàn)極顯著的正相關(guān)，說明蘿卜的葉長對蘿卜的營養(yǎng)生長起著非常重要的作用;葉寬與產(chǎn)品器官肉質(zhì)根長、肉質(zhì)根粗和肉質(zhì)根單根重相關(guān)性不顯著，說明葉寬與產(chǎn)品器官及產(chǎn)量的關(guān)系不大;株高、株幅、葉片數(shù)、小裂片對數(shù)、葉長與肉質(zhì)根單根重相關(guān)性呈現(xiàn)極顯著或顯著，說明地上部分生長旺盛為營養(yǎng)向貯藏器官輸送奠定物質(zhì)基礎(chǔ)，促進肉質(zhì)膨大，營養(yǎng)物質(zhì)貯存增多，重量增加。肉質(zhì)根長和肉質(zhì)根粗與肉質(zhì)根單根重相關(guān)性呈現(xiàn)極顯著，肉質(zhì)根重量增加表現(xiàn)在根粗和根長2個方面的增長。

2.3? 基于質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀的蘿卜種質(zhì)資源的聚類分析

利用整合的質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀的表型數(shù)據(jù)，應(yīng)用類平均法對59份蘿卜品種資源進行表型性狀的聚類分析。結(jié)果（圖1）表明，A1類蘿卜主要表現(xiàn)為植株高、株幅大，營養(yǎng)生長旺盛，其中81%的品種分布在湖北省的東北方，少數(shù)品種分布在北部和南部。

A2類蘿卜的株高普遍偏低，株幅普遍偏小，地上部分偏小，其主要生長范圍由湖北省中部到東北部，分布范圍較廣。

B類蘿卜植株高大，與A1類較為類似，該類蘿卜遍布湖北省邊緣城市，極少數(shù)分布在中部，可能為外省傳入。

3? 小結(jié)與討論

本研究選取了湖北省21個縣市的59份蘿卜種質(zhì)資源，對蘿卜營養(yǎng)生長階段的19個性狀進行了調(diào)查和統(tǒng)計分析，明確了種質(zhì)間各性狀的相關(guān)性表現(xiàn)，利用聚類分析對各種質(zhì)進行了分類，為這些蘿卜種質(zhì)資源的創(chuàng)新和利用，以及遺傳改良提供了理論依據(jù)。但由于表型性狀受環(huán)境條件影響較大，本研究僅選取了營養(yǎng)生長階段的部分性狀開展研究，因此具有較強的局限性。為了全面深入了解這些蘿卜資源，還需要進一步對生殖性狀、品質(zhì)、抗病性進行調(diào)查鑒定，另外增加分子水平層面的研究，以便更加全面、準(zhǔn)確地對這些蘿卜種質(zhì)資源進行客觀評價。

參考文獻：

[1] 汪隆植，何啟偉.中國蘿卜[M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻出版社，2005.

[2] 李? 寧，姚明華，焦春海，等.亞洲及非洲茄子種質(zhì)資源主要農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性分析[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，53（23）：5769-5774.

[3] 李國強，李錫香，沈? 鏑，等.基于形態(tài)數(shù)據(jù)的大白菜核心種質(zhì)構(gòu)建方法的研究[J].園藝學(xué)報，2008，35（12）：1759-1766.

[4] 孔秋生.蘿卜種質(zhì)資源遺傳多樣性和親緣關(guān)系的研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.

[5] 王? 夏，孫菲菲，王? 強.蘿卜種質(zhì)資源的遺傳多樣性與聚類分析[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，25（9）：37-40.

[6] 張素君，李興河，劉存敬，等.基于表型性狀的蘿卜資源遺傳多樣性分析[J].北方園藝，2018，42（8）：14-23.

[7] 李錫香，沈? 鏑.蘿卜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2008.