廣西天冬種質資源農藝性狀的分析與評價

萬凌云 付金娥 潘麗梅 柯芳 韋樹根

摘要：對廣西壯族自治區(qū)天冬種質資源進行系統(tǒng)的分析與評價，旨在為廣西天冬種質資源的合理利用及天冬品種選育和改良提供科學依據(jù)。以24份廣西天冬種質資源為試驗材料，分析8個農藝性狀的變異系數(shù)和多樣性指數(shù)，并對其進行主成分分析和聚類分析。結果表明：（1）8個農藝性狀的變異系數(shù)范圍為10.49%～58.36%，多樣性指數(shù)范圍為1.37～1.95，兩者結果均表明廣西天冬種質資源具有比較豐富的多樣性。（2）相關性分析顯示，各個指標之間存在著較強的相關性，表明它們之間存在信息上的重疊，可進行主成分分析;主成分分析將8個農藝性狀聚為2個主成分，累計貢獻率達79.222%，第1主成分反映塊根長度，第2主成分反映單株塊根總鮮質量。（3）在主成分分析的基礎上進行聚類分析，24份種質資源劃分為4大類群，其中第Ⅱ類群的廣西天冬種質資源的農藝性狀表現(xiàn)均是最好的，該類群具有培育成良種的潛力，是主要分布在玉林、欽州等桂南地區(qū)的種質資源。結果表明，廣西天冬種質資源多樣性較為豐富，廣西玉林、欽州的天冬種質資源具有培育良種的潛力，該研究結果對廣西天冬育種工作將起到一定的指導作用。

關鍵詞：天冬;種質資源;農藝性狀;主成分分析;聚類分析;變異系數(shù);多樣性指數(shù)

中圖分類號： S567.23+9.02 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）24-0124-04

天冬（Asparagus cochinchinensis）為我國的傳統(tǒng)中藥材，始載于《神農本草經(jīng)》，并被歷代本草收錄。天冬性寒、味甘、微苦，具有養(yǎng)陰潤燥、生津止渴、清肺等功效，主治內熱消渴、咽干口渴、肺熱燥咳等癥。天冬以百合科天門冬屬天冬的干燥塊根入藥[1]。歷代以來，天冬以野生資源來源為主，但隨著冬天市場需求的不斷加大，盲目過度地采挖導致天冬野生資源逐漸枯竭，已成為國家重點保護的野生藥材物種之一[2]。因此，野生變人工栽培是實現(xiàn)天冬資源可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一，雖然天冬人工栽培技術研究在全國各地有所開展，但其種源主要是野生種質且來源雜亂，導致天冬的優(yōu)質高產難以保障。

天冬品種的選育和改良是保障和提升天冬優(yōu)質高產的重要手段，而種質資源又是品種選育和改良最基本的遺傳物質基礎，野生資源、地方品種及選育品種等均是種質資源的重要來源[3]。廣西壯族自治區(qū)是我國天冬藥材的重要產地之一，但目前廣西市場上天冬藥材的來源既有野生采挖，也有人工栽培，導致天冬的質量參差不齊[4]。而廣西天冬種質資源的數(shù)量和質量狀況是培育適應性強、高產優(yōu)質廣西天冬新品種的決定因素，更直接關乎到廣西天冬藥材產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，但目前尚不清楚廣西天冬種質資源的狀況。本研究對在廣西收集的天冬種質資源進行系統(tǒng)地分析與評價，旨在為廣西天冬種質資源的合理開發(fā)利用及天冬品種選育和改良提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為24份廣西天冬種質資源，收集的種質資源分布地區(qū)覆蓋了廣西7個地級市，包括野生資源和人工栽培資源。天冬種質資源的編號、分布地區(qū)和來源詳見表1。

1.2 試驗方法

試驗在廣西壯族自治區(qū)藥用植物園科研基地（108.379 3°E、22.850 6°N）進行。試驗采用隨機區(qū)組設計，以每種天冬種質資源為處理，共24個處理，小區(qū)面積為6 m2，種植密度為30 cm×40 cm，重復3次。本試驗于2018年12月在每種天冬種質資源小區(qū)取5株，分別調查地上部分的枝蔓長、枝蔓數(shù)、枝蔓基部莖粗及地下部分的塊根長、塊根直徑、塊根鮮質量、塊根數(shù)量及單株塊根總鮮質量共8個農藝性狀。

1.3 數(shù)據(jù)分析

應用Excel 2016統(tǒng)計天冬植株8個農藝性狀的平均值、最大值、最小值、極差、標準差、變異系數(shù)和多樣性指數(shù)，其中變異系數(shù)為標準差與平均值的比值，多樣性指數(shù)則為 Shannon-Weaver 信息指數(shù)。為便于數(shù)量化和統(tǒng)計分析，將數(shù)量性狀進行分級，具體分級方法如下：根據(jù)各個農藝性狀的平均數(shù)（X）和標準差（d），從第1級[Xi<（X-2d）]到第10級[Xi>（ X+2d）]，i∈[1，10]，每0.5d為1級，共分為10個等級，而以各個農藝性狀在每級的相對頻率計算多樣性指數(shù)（H′），H′=-∑PilnPi，式中：Pi為某農藝性狀第i級別的相對頻率;ln為自然對數(shù)[5]。利用SPSS 22.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對8個農藝性狀分別進行相關分析、主成分分析及聚類分析，主成分以特征值大于1的原則，篩選主成分因子，根據(jù)特征向量的絕對值將不同農藝性狀劃分在不同的主成分之中[6]。以篩選出的主成分因子值采樣組之間鏈接和平方Euclidean距離進行聚類分析。

2 結果與分析

2.1 農藝性狀的變異性分析

由表2可知，24份材料8個農藝性狀的變異系數(shù)范圍為10.49%～58.36%，其中塊根數(shù)量、塊根長和單株塊根總鮮質量的變異系數(shù)達到50%以上，分別為58.36%、52.27%、50.40%;枝蔓長、枝蔓基部莖粗和塊根直徑的變異系數(shù)相對較小，分別為17.01%、10.49%、16.32%。8個農藝性狀多樣性指數(shù)范圍為1.37～1.95，其中塊根直徑的多樣性指數(shù)最高，為1.95;塊根長的多樣性指數(shù)最低，為1.37。

2.2 農藝性狀間的相關分析

對8個農藝性狀進行相關分析，由表3可知，15對性狀相關性達到顯著或極顯著水平。12對性狀呈顯著或極顯著正相關，其中9對性狀達到極顯著水平;3對性狀達到顯著或極顯著負相關，其中2對性狀達到極顯著水平。單株塊根總鮮質量與枝蔓數(shù)、塊根直徑、塊根數(shù)量達到極顯著正相關;塊根鮮質量與枝蔓數(shù)呈顯著負相關關系，而與枝蔓長、塊根長、塊根直徑達到極顯著正相關，與枝蔓基部莖粗呈顯著正相關關系。

2.3 農藝性狀主成分分析