西南紅山茶花表型性狀的變異

李 芳， 霍 達(dá)， 王 進(jìn)

(貴州省林業(yè)科學(xué)研究院， 貴州 貴陽 550005)

西南紅山茶(Camelliapitardii)是山茶科山茶屬植物，是高原山地優(yōu)質(zhì)木本油料樹種。生于海拔1 000～2 400 m的林下、林緣或灌叢中。在貴州西部至中部、四川西南部至南部、云南南部至東南部、廣西北部、湖南西部和湖北西部均有分布。西南紅山茶樹型美觀，花朵美麗，不僅是油料樹種，也是較好的觀賞樹種，相關(guān)研究主要涉及西南紅山茶的種質(zhì)資源開發(fā)與利用[1]、果實(shí)性狀與含油量分析[2-5]、生長環(huán)境和植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對其生長發(fā)育的影響[6-13]等。西南紅山茶野生群體中存在多樣的花部形態(tài)和豐富的花色變異，具有很好的觀賞性，是一種具有開發(fā)潛力的觀賞植物。目前對該物種花表型多樣性性狀變異的研究鮮見報(bào)道。鑒于此，2018年3月對貴州省六盤水市、畢節(jié)市、貴陽市和黔南布依族苗族自治州等地現(xiàn)有分布的西南紅山茶林分中的西南紅山茶單株花性狀進(jìn)行調(diào)查，對9個野生居群西南紅山茶單株花的表型多樣性進(jìn)行分析，以揭示其多樣性，擬為西南紅山茶野生種質(zhì)資源的保護(hù)、引種及優(yōu)良品種的選育提供科學(xué)參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1樣本來源

2018年3月對貴州六盤水市盤縣老廠林場(P1)、大山鎮(zhèn)(P2)、松河鎮(zhèn)(P2)、柏果鎮(zhèn)(P3)和淤泥鄉(xiāng)八大山(P4)，畢節(jié)市赫章縣水塘堡鄉(xiāng)(P5)和平山鄉(xiāng)(P6)、七星關(guān)區(qū)陽山公園(P7)，貴陽市清鎮(zhèn)市九龍山(P8)，及黔南布依族苗族自治州貴定縣云霧鎮(zhèn)(P9)等野生居群中西南紅山茶分布區(qū)進(jìn)行調(diào)查，每個居群內(nèi)隨機(jī)選取2～7株長勢正常、無明顯缺陷和病蟲害的個體，株間距離大于30 m，并進(jìn)行掛牌標(biāo)記。各采樣點(diǎn)的單株編號、地理位置等基本情況見表1。

表1 9個野生居群西南紅山茶樣本采集編號及地理位置

1.2方法

1.2.1表型性狀的測定用中國傳統(tǒng)色彩表示法標(biāo)注花顏色，參照張海平等[14]的方法對所測得的花瓣顏色進(jìn)行賦值。每株隨機(jī)選擇10朵花，用電子游標(biāo)卡尺測量花直徑(測量精度為 0.1 mm)，肉眼觀測花瓣數(shù)、萼片數(shù)、柱頭開裂數(shù)、雌雄相對高度、萼片顏色(綠色1)、萼片絨毛(無絨毛0，有絨毛1)、子房絨毛(有絨毛1)、花朵香味(無香味0)、柱頭裂位(高裂位1，淺裂位2)、雌雄蕊相對高度(雌高1，雄高2，雌雄等高3)和花瓣顏色(水紅1，粉紅2，淺粉色3，玫瑰紅4，胡粉色5，粉白6，茶白7，魚肚白8，藕合色9)；每株隨機(jī)選擇10片葉子觀測其葉長、葉寬和葉脈數(shù)。

1.2.2表型性狀的計(jì)算采用方差分析、多重比較、表型分化系數(shù)等方法計(jì)算種群間表型性狀變異特征[15]；以平均值和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算變異系數(shù)(CV=標(biāo)準(zhǔn)差/平均值×100%)，用以衡量表型性狀種群內(nèi)變異水平，變異系數(shù)越大，說明該種群的性狀離散程度越大，表型多樣性越高，反之則性狀離散程度越低[16]；采用相關(guān)分析得出地理生態(tài)因子對表型性狀的影響；計(jì)算各種群表型性狀的平均值；采用Shannon-Weiner多樣性指數(shù)評價(jià)花色豐富度和均勻度[17]；采用歐氏平均距離計(jì)算各種群遺傳距離。

1.2.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析采用SPSS 19.0及 Excel 2010等軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同居群西南紅山茶花表型變異特征

2.1.1花表型性狀的表現(xiàn)貴州9個野生居群紅山茶花的萼片色均為綠色，子房均有絨毛，花朵均無香味。從表2可知，柱頭開裂數(shù)P4居群與其他8個居群間差異顯著，柱頭裂位P1居群與其他8個居群間差異顯著，其余各性狀在居群間均存在顯著差異。P8居群紅山茶的花瓣數(shù)、花徑、萼片數(shù)、葉脈數(shù)、葉長和葉寬均最大。

2.1.2花表型性狀的變異系數(shù)從表3看出，西南紅山茶各性狀的平均變異系數(shù)為13.73%，變異幅度為0～51.88%，其中萼片色、子房絨毛和花朵香味的變異系數(shù)均為0；花色的變異系數(shù)最大，為51.88%，萼片絨毛和雌雄蕊相對高度的變異系數(shù)較大，葉脈數(shù)、柱頭裂位和柱頭開裂數(shù)的變異系數(shù)較小。說明，西南紅山茶的萼片色、子房絨毛和花朵香味未發(fā)生變異；葉脈數(shù)、柱頭裂位和柱頭開裂數(shù)的變異幅度較小，穩(wěn)定性高；花色、萼片絨毛和雌雄蕊相對高度變異較大，穩(wěn)定性差。9個野生居群15個性狀的平均變異系數(shù)為5.89%～24.87%，P3居群的變異系數(shù)最小，為5.89%，其表型多樣性程度較低；P1居群的變異系數(shù)最大，其表型多樣性較豐富。

表39個野生居群西南紅山茶花表型性狀的變異系數(shù)

2.2西南紅山茶花色性狀的多樣性

根據(jù)中國傳統(tǒng)色彩表示法，將9個野生居群36個單株360朵西南紅山茶花的花色分為水紅、粉紅、淺粉色、玫瑰紅、胡粉色、粉白、茶白、魚肚白和藕合色9類，西南紅山茶的花色呈多樣化，花色頻率分布以水紅為主，占50%，其次是茶白、淺粉色和粉紅，分別占16.66%、11.11%和8.33%，玫瑰紅、胡粉色、粉白、魚肚白和藕合色各占2.78%。西南紅山茶花色的多樣性指數(shù)為1.594，說明西南紅山茶花色多樣，豐富度較大。

2.3西南紅山茶花性狀的相關(guān)性

從表4看出，西南紅山茶花的15個性狀中除花朵香味、子房絨毛和萼片色因無變異為常量不作相關(guān)性分析外，其余12個花性狀間存在不同程度的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為-0.581～0.742，其中，花瓣數(shù)與花色、萼片數(shù)相關(guān)性不顯著，與葉寬呈顯著負(fù)相關(guān)，與雌雄蕊相對高度極顯著負(fù)相關(guān)，與其余各性狀間均呈極顯著正相關(guān)；花徑與葉長、葉寬和葉脈數(shù)間呈極顯著正相關(guān)，與雌雄蕊高度呈極顯著負(fù)相關(guān)，與其余各性狀間相關(guān)性不顯著；花色除與葉長不相關(guān)外，與柱頭裂位、雌雄蕊相對高度、萼片絨毛、葉長寬比間呈極顯著正相關(guān)，與柱頭開裂數(shù)、萼片數(shù)、葉脈數(shù)和葉寬間呈極顯著負(fù)相關(guān)；柱頭開裂數(shù)與葉長、葉寬和萼片數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與萼片絨毛間呈極顯著正相關(guān)；柱頭裂位與雌雄蕊相對高度、萼片絨毛、葉脈數(shù)和葉長寬比間均呈極顯著正相關(guān)，與葉寬間呈極顯著負(fù)相關(guān)；雌雄蕊相對高度與萼片數(shù)、葉長和葉寬間均呈極顯著負(fù)相關(guān)；萼片絨毛與葉長和葉長寬比間均呈極顯著正相關(guān)；葉脈數(shù)與葉長和葉寬間均呈極顯著正相關(guān)；葉長與葉寬間呈極顯著正相關(guān)；葉寬與葉長寬比間呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表49個野生居群西南紅山茶花表型性狀間的相關(guān)性

注：*和**表示兩性狀間分別呈顯著和極顯著相關(guān)水平(下同)。

Note:* and**indicate significant difference at 1% and 5% levels. The same below.

從表5可知，花徑、柱頭裂位、萼片絨毛、葉脈數(shù)、葉長及葉寬均與經(jīng)度、緯度和海拔間均呈極顯著負(fù)相關(guān)；雌雄蕊相對高度與經(jīng)度、緯度和海拔間均呈極顯著正相關(guān)；花瓣數(shù)、萼片數(shù)和葉長寬比與海拔間均呈極顯著負(fù)相關(guān)，柱頭開裂數(shù)與海拔間呈極顯著正相關(guān)，與經(jīng)度和緯度間的相關(guān)性均不顯著；花色與經(jīng)度、緯度和海拔間相關(guān)不顯著。

表59個野生居群西南紅山茶花表型性狀與地理生態(tài)因子間的相關(guān)性

2.4西南紅山茶花表型性狀的聚類

從圖1看出，在歐氏距離20處可將36個西南紅山茶單株劃分為3個大類，第Ⅰ類包括27、28、10、……和8等29個單株；第Ⅱ類僅有2個單株(17和18)；第Ⅲ類包括5個單株(32、34、33、35和36)。在歐氏距離10的閥值處，第Ⅰ類又可分了10個亞類，第Ⅲ類可分為2個亞類。總體看，36個單株的1～31號單株并沒有依據(jù)居群劃分進(jìn)行聚類，不同居群的西南紅山茶單株分散在各大類中，不存在區(qū)域上的特異性，32～36號的P8和P9居群可能由于經(jīng)緯度和海拔明顯不同于其他居群，所以歐氏距離25處就與其他單株不同類。

圖19個野生居群西南紅山茶36個單株的歐氏距離聚類情況

3結(jié)論與討論

表型多樣性是遺傳多樣性與環(huán)境多樣性的綜合體現(xiàn)，既具有穩(wěn)定性，又具有變異性，是遺傳多樣性研究的重要內(nèi)容[18]，利用表型性狀研究植物的遺傳變異是最直接、簡便易行的方法，因此通常依據(jù)植物表型性狀進(jìn)行種質(zhì)資源的分類、鑒定及育種材料選擇[19]。對9個野生居群西南紅山茶36個單株的15個表型性狀的變異分析發(fā)現(xiàn)，其花的性狀變異豐富，15個性狀的平均變異系數(shù)為13.73%。其中，P1居群的變異系數(shù)(24.87%)最高，P3居群的變異系數(shù)(5.89%)最低。9個野生居群不同性狀間呈不同程度的差異性。

從西南紅山茶花顏色的分布頻率和多樣性指數(shù)看，西南紅山茶花色呈多樣化，其中以水紅為主，占50%，其次是茶白、淺粉色和粉紅，分別占16.66%、11.11%和8.33%，玫瑰紅、胡粉色、粉白、魚肚白和藕合色各占2.78%?；ㄉ鄻有灾笖?shù)為1.594，說明西南紅山茶花色多樣，豐富度較高。

9個野生居群西南紅山茶36個單株花性狀與經(jīng)度、緯度和海拔均有不同程度的相關(guān)性。聚類結(jié)果顯示，36個單株的1～31號單株并沒有依據(jù)居群劃分進(jìn)行聚類，不同居群的西南紅山茶單株分散在各大類中，不存在區(qū)域上的特異性，32～36號的P8和P9居群可能由于經(jīng)緯度和海拔明顯不同于其他居群，所以在歐氏距離25處就與其他單株不同類。

目前，西南紅山茶多處于野生狀態(tài)，資源豐富、天然雜交的自然變異形成了多種變異類型，廣泛的變異和豐富的遺傳基礎(chǔ)為西南紅山茶遺傳改良提供了豐富的材料。