11份越夏香蔥種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀鑒定及耐熱性評價(jià)

郭元元 張 力 文俊麗 蔣月喜 李 洋 車江旅 宋煥忠 陳 琴 唐 娟 陳振東*

（1 廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，廣西南寧 530007；2 廣西壯族自治區(qū)蔬菜育種與新技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530007；3 廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院成果轉(zhuǎn)化處，廣西南寧 530007）

香 蔥（L.var.Makino）又稱細(xì)蔥、四季蔥，是百合科蔥屬草本植物，味辛香，鮮食、加工、觀賞、藥用兼用，在我國南方地區(qū)普遍栽培，既是日常必不可少的調(diào)味料，更是重要的北運(yùn)、外銷蔬菜和出口脫水特色蔬菜（秦健 等，2016；郭元元 等，2020）。香蔥性喜冷涼、怕高溫，越夏栽培香蔥產(chǎn)值高。但廣西夏秋季節(jié)漫長且多為高溫，高溫日灼氣灼等極易造成蔥管褪綠、蔥尖干黃、蔥白腐爛、組織老化和纖維增多、病害頻發(fā)甚至絕收等現(xiàn)象。因此，急需開展適宜夏秋種植的耐熱香蔥種質(zhì)的引進(jìn)、篩選及評價(jià)工作，摸清耐熱香蔥種質(zhì)對夏秋炎熱的適應(yīng)性，為產(chǎn)區(qū)香蔥越夏栽培提供優(yōu)良種質(zhì)。

目前，在高溫脅迫蔥屬作物耐熱性的鑒定及指標(biāo)評價(jià)方面許多學(xué)者已展開了研究。Dubouzet 等（1993）曾對觀賞蔥屬植物的耐熱性進(jìn)行評價(jià)。嚴(yán)子柱等（2006）的研究表明影響沙蔥生長的主要?dú)夂蛞蜃訛榭諝庀鄬穸?、水汽壓、日照時數(shù)和氣溫。蘇華（2006）發(fā)現(xiàn)不同大蔥品種的耐熱性存在顯著差異，通過各農(nóng)藝及生理指標(biāo)隸屬函數(shù)值計(jì)算，篩選出大蔥品種田喜與長寶的耐熱性較強(qiáng)。殷昭平（2008）發(fā)現(xiàn)大蔥耐熱性與葉色和葉面蠟粉量密切相關(guān)，而與各營養(yǎng)物質(zhì)測定指標(biāo)無一致的關(guān)系，并篩選出夏寶、夏黑、寶雞黑3 個耐熱性較強(qiáng)的品種。梁雪等（2012）發(fā)現(xiàn)耐熱大蔥品種春味、吉葉晚抽和長悅的葉片細(xì)胞膜和PS Ⅱ耐熱穩(wěn)定性高于章丘大蔥，且葉片抗氧化酶活性較高是大蔥耐熱性較強(qiáng)的原因之一。而蔥屬耐熱研究進(jìn)展中，香蔥耐熱性鑒定相關(guān)的研究報(bào)道較少。本試驗(yàn)通過對11 份廣西香蔥種質(zhì)的19 個農(nóng)藝性狀進(jìn)行鑒定評價(jià)和分析，鑒定評價(jià)廣西越夏香蔥種質(zhì)的農(nóng)藝性狀及耐熱性，篩選出具有潛力的適宜廣西南寧等地夏秋季種植的香蔥種質(zhì)滿足產(chǎn)業(yè)需求，同時通過各農(nóng)藝指標(biāo)與耐熱性之間的關(guān)系，建立香蔥耐熱性綜合評價(jià)的數(shù)學(xué)模型，為香蔥耐熱性鑒定及育種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020 年在廣西南寧市武鳴區(qū)雙橋鎮(zhèn)蘇宮村開展。2020 年4 月1 日深翻耙平整地，底肥施用有機(jī)肥2 000 kg ·（667 m），定植前按溝底寬20 cm、畦面寬1.0 m、畦高20 cm 做溝畦，田塊四周深挖排水溝。4 月21 日移栽不同香蔥種質(zhì)，每穴5 個分蘗，行距15 cm，株距15 cm，每小區(qū)面積為6 m，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每種質(zhì)處理3 次重復(fù)。正常水肥管理，定植后15 d 香蔥長至第1次分蘗期進(jìn)行第1 次追肥，所有小區(qū)統(tǒng)一施三元復(fù)合肥（N-P-K 為15-15-15，下同）20 kg ·（667 m），同時加尿素10 kg ·（667 m）提苗；香蔥高度約20 cm 左右為第2 次分蘗期，用三元復(fù)合肥25 kg ·（667 m）進(jìn)行第2 次追肥；香蔥高度30 cm 左右為蔥白旺長期，用三元復(fù)合肥25 kg ·（667 m）進(jìn)行第3 次追肥。定期觀察記錄田間農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)并整理。

1.2 供試材料

前期試驗(yàn)中供試的香蔥種質(zhì)共15 份（表1），主要來源于廣西香蔥主產(chǎn)區(qū)使用的主栽種質(zhì)。其中，AF47、AF60、AF79、AF83 不耐熱，在越夏栽培過程中死亡，剩余11 份種質(zhì)供后續(xù)分析。

表1 供試15 份香蔥種質(zhì)編號及來源

1.3 農(nóng)藝性狀指標(biāo)測定

田間農(nóng)藝性狀調(diào)查參照《蔥種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》（王海平和李錫香，2008）進(jìn)行觀察記載。7 月2 日采收測產(chǎn)，每小區(qū)隨機(jī)選取3 穴香蔥測定株高、分蘗數(shù)、單株葉數(shù)、葉片長度、葉片橫徑、假莖橫徑、假莖長、單株質(zhì)量、單產(chǎn)等9 個數(shù)量性狀，以及葉片伸展角度、葉姿、葉色、葉面蠟粉、葉節(jié)緊密度、假莖色、假莖基部形狀、假莖橫切面形狀、假莖肉色、耐熱性等10 個質(zhì)量性狀（表2）。

表2 數(shù)量性狀的記錄標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量性狀的賦值

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，應(yīng)用SPSS 19.0 和DPS 7.05 計(jì)算各農(nóng)藝性狀的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)。主成分分析進(jìn)行KMO 和Bartlett球形檢驗(yàn)，并采用具有Kaiser 標(biāo)準(zhǔn)化的四分旋轉(zhuǎn)法提取主成分。采用Pearson 檢驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)性分析。采用組間聯(lián)接平方Euclidean 距離進(jìn)行聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同越夏香蔥種質(zhì)的農(nóng)藝性狀分析

對11 份香蔥種質(zhì)9 個數(shù)量性狀的均值及標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行比較，由表3 可見，不同香蔥種質(zhì)的數(shù)量性狀差異較大。在株高方面，賀州鐘山撒子蔥AF65最高，達(dá)68.90 cm，極顯著高于其他種質(zhì)；其次為哈爾濱四季蔥AF14 和田林米蔥AF63，分別為54.73、54.43 cm；柳州大黑米AF130 株高27.87 cm，極顯著低于其他種質(zhì)。分蘗數(shù)最多的是柳州小黑米AF132，達(dá)48.33 個，顯著高于其他種質(zhì)；分蘗數(shù)最少的為賀州鐘山撒子蔥AF65，僅為5.67個。單株葉數(shù)以百色田東米蔥AF85 最多，為6.46片；柳州大黑米AF130 最少，為2.02 片。葉片長度以賀州鐘山撒子蔥AF65 最大，為57.00 cm，極顯著高于其他種質(zhì)；柳州大黑米AF130 最小，為15.43 cm，極顯著低于其他種質(zhì)。葉片橫徑以賀州鐘山撒子蔥AF65 最大，為0.85 cm；柳州大黑米AF130 最小，為0.29 cm。假莖最長的為賀州鐘山撒子蔥AF65，達(dá)到14.00 cm，極顯著高于其他種質(zhì)；柳州大黑米AF130 最短，為5.47 cm。假莖橫徑最大為賀州鐘山撒子蔥AF65，達(dá)到1.42 cm，極顯著高于其他種質(zhì)；靈香2 號AF90 假莖最細(xì)，為0.44 cm。在不同香蔥種質(zhì)的產(chǎn)量比較方面，單株質(zhì)量最高的是賀州鐘山撒子蔥AF65，極顯著高于其他種質(zhì)；其次為哈爾濱四季蔥AF14、百色田東米蔥AF85。折合每667 m產(chǎn)量方面，最高的是靈香2 號AF90，其次為白頭蔥AF131、賀州鐘山撒子蔥AF65，三者之間差異不顯著；而柳州大黑米AF130、田林米蔥AF63 兩者產(chǎn)量較低。

表3 香蔥種質(zhì)9 個數(shù)量性狀的均值

2.2 越夏香蔥種質(zhì)的農(nóng)藝性狀指標(biāo)分析

對11 份香蔥種質(zhì)農(nóng)藝性狀中9 個數(shù)量性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及變異系數(shù)分析，由表4 可知，9 個數(shù)量性狀的變異系數(shù)平均值為0.43，其中，單株質(zhì)量（0.86）、分蘗數(shù)（0.70）的變異系數(shù)超過均值，說明這2 個農(nóng)藝性狀指標(biāo)變異較為豐富。

表4 香蔥種質(zhì)9 個數(shù)量性狀指標(biāo)的描述統(tǒng)計(jì)及變異系數(shù)

對11 份耐熱香蔥種質(zhì)的10 個質(zhì)量性狀分布頻率進(jìn)行分析，由表5 可見，11 份香蔥種質(zhì)材料質(zhì)量性狀分布較為廣泛。其中葉片伸展角度小于30°及30°～60°的分布頻率分別為42.42%、57.58%，未發(fā)現(xiàn)葉片伸展角度大于60°的種質(zhì)；葉姿分布頻率分別為葉姿直30.33%、葉姿彎69.67%；葉色由淺到深分布頻率依次為淺綠36.36%、綠45.45%、藍(lán)綠9.09%、深綠9.09%，未發(fā)現(xiàn)有葉色黃綠種質(zhì)；葉面蠟粉由無到多分布頻率依次為無9.09%、少81.82%、中9.09%，未發(fā)現(xiàn)有多蠟粉種質(zhì)；葉節(jié)緊密度的疏、中、密分布頻率分別為81.82%、15.15%、3.03%；香蔥假莖顏色乳白及綠白分布頻率分別為81.82%、18.18%，未發(fā)現(xiàn)有假莖顏色土黃、淺褐及紫紅種質(zhì)；假莖基部直筒形及圓錐形的分布頻率分別為24.24%、75.76%，未發(fā)現(xiàn)有假莖近紡錘及雞腿狀種質(zhì)；假莖橫切面圓形占24.24%、橢圓形占75.76%；假莖肉色乳白及綠白分布頻率分別為36.36%、63.64%，未見紫白假莖肉色種質(zhì)；種質(zhì)耐熱性的強(qiáng)、中、弱依次占45.45%、36.36%、18.18%。

表5 香蔥種質(zhì)10 個質(zhì)量性狀的分布頻率

2.3 越夏香蔥種質(zhì)的農(nóng)藝性狀指標(biāo)的主成分分析

基于農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，選取前6 個特征值較大的成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率為84.754%。由表6可知，第1 主成分初始特征值累計(jì)7.673，貢獻(xiàn)率38.363%，主要由株高、單株質(zhì)量、葉片橫徑、葉片長度、假莖長、假莖橫徑、分蘗數(shù)、耐熱性、假莖色組成，可歸納為香蔥植株主要數(shù)量表型因素；第2 主成分特征值3.211，累計(jì)貢獻(xiàn)率54.420%，主要由葉片伸展角度、葉色、葉面蠟粉、假莖肉色組成，可歸納為香蔥主要質(zhì)量表型因素；第3 主成分特征值2.131，累計(jì)貢獻(xiàn)率65.076%，由假莖基部形狀、單株葉數(shù)組成，可歸納為假莖構(gòu)成因素；第4 主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率72.730%，主要由葉節(jié)緊密度組成，可歸納為葉構(gòu)成因素；第5 主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率79.076%，主要由單產(chǎn)組成，可歸納為產(chǎn)量構(gòu)成因素；第6 主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率84.754%，主要由假莖橫切面形狀、葉姿組成。

表6 香蔥種質(zhì)農(nóng)藝性狀指標(biāo)的成分矩陣

2.4 越夏香蔥種質(zhì)聚類分析及綜合評價(jià)

采用組間聯(lián)接平方Euclidean 距離對主成分因素涉及農(nóng)藝指標(biāo)進(jìn)行分析。如圖1 所示，當(dāng)綜合評價(jià)值距離為2.96 時，11 份耐熱香蔥種質(zhì)可以分為3 類。

圖1 越夏耐熱香蔥種質(zhì)評價(jià)的聚類分析結(jié)果

第Ⅰ類品種包括那桐蔥AF31、百色田東米蔥AF85、柳州小黑米AF132、哈爾濱四季蔥AF14、靈香1 號AF89，典型性狀為：中耐熱品種，平均株高15.92 cm，單株質(zhì)量平均約97 g，假莖較長、橫徑中等，平均單產(chǎn)為2 877.88 kg ·（667 m）。

第Ⅱ類品種包括靈香2 號AF90、白頭蔥AF131、賀州鐘山撒子蔥AF65，典型性狀為：強(qiáng)耐熱品種，平均株高14.54 cm，單株質(zhì)量平均約126 g、較重，假莖較長、橫徑較粗，平均單產(chǎn)為3 763.20 kg ·（667 m）。

第Ⅲ類品種包括田林米蔥AF63、柳州大黑米AF130、扶照香蔥AF93，典型性狀為：弱耐熱，平均株高10.17 cm，單株質(zhì)量較輕，假莖較短、橫徑較細(xì)，平均單產(chǎn)為1 360.35 kg ·（667 m）。

2.5 耐熱性回歸模型的構(gòu)建

抽取計(jì)算數(shù)量性狀各指標(biāo)與耐熱性的線性關(guān)系，進(jìn)行多元曲線回歸分析，結(jié)果獲得最優(yōu)方程（耐熱性）=7.376 -0.001（產(chǎn)量），其中r=0.668，值為0.025。

3 討論

3.1 耐熱香蔥種質(zhì)的評價(jià)及利用前景

本試驗(yàn)通過對比同等越夏栽培條件下各香蔥種質(zhì)農(nóng)藝性狀，發(fā)現(xiàn)靈香2 號AF90、白頭蔥AF131、賀州鐘山撒子蔥AF65 表現(xiàn)突出。廣西春夏季香蔥收購品種以株型適中或中大型為主，而夏秋季、冬季則以中小株型收購價(jià)格較高（秦健等，2016）。結(jié)合夏季及夏秋季香蔥種質(zhì)的綜合性狀以及收購喜好，中型香蔥靈香2 號AF90、白頭蔥AF131 均是較適宜在廣西越夏、夏秋季推廣的優(yōu)良種質(zhì)。若以夏季香蔥收購平均價(jià)5 元 · kg計(jì)算，這2 個品種可在越夏栽培實(shí)現(xiàn)“萬元田”的效益。

3.2 香蔥耐熱性及其相關(guān)指標(biāo)的評價(jià)體系建立

通過種質(zhì)農(nóng)藝性狀指標(biāo)觀察進(jìn)行表型鑒定分類是田間育種工作最常用方法之一，綜合運(yùn)用聚類分析、主成分分析等方法進(jìn)行種質(zhì)資源評價(jià)和優(yōu)良種質(zhì)篩選，為蔥資源的利用、品種選育提供了良好的指導(dǎo)（苗錦山 等，2010；馬曉蓓 等，2017）。本試驗(yàn)對自然越夏栽培條件下廣西香蔥種質(zhì)農(nóng)藝性狀指標(biāo)進(jìn)行了對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)數(shù)量性狀中以單株質(zhì)量、分蘗數(shù)2 個指標(biāo)的變異系數(shù)較高。劉賀娟等（2019）對大蔥種質(zhì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)變異系數(shù)最大的是單株質(zhì)量，其次是開展度、假莖底徑和假莖長，與本試驗(yàn)結(jié)果相似。苗錦山等（2010）認(rèn)為以單株質(zhì)量、株高、假莖質(zhì)量3 個主成分作為選擇依據(jù)，可對蔥屬進(jìn)行較全面的綜合性評估，劉暢（2020）發(fā)現(xiàn)薹質(zhì)量和單株質(zhì)量可考慮作為評價(jià)菜心耐高溫澇害能力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)，類似的，本試驗(yàn)結(jié)果也同樣將株高、單株質(zhì)量等性狀作為評價(jià)香蔥耐熱的重要指標(biāo)。主成分分析及聚類分析在簡化指標(biāo)和綜合評價(jià)中發(fā)揮了重要作用。本試驗(yàn)將19 個香蔥農(nóng)藝性狀指標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為6 個主成分，香蔥植株主要數(shù)量表型因素（株高、單株質(zhì)量、葉片橫徑、葉片長度、假莖長、假莖橫徑、分蘗數(shù)、耐熱性、假莖色）、主要質(zhì)量表型因素（葉片伸展角度、葉色、葉面蠟粉、假莖肉色）、假莖構(gòu)成因素（假莖基部形狀）、葉構(gòu)成因素（葉節(jié)緊密度）、產(chǎn)量構(gòu)成因素（單產(chǎn)）等是決定香蔥表型的重要因子，這與李鴻雁等（2017）、馬江濤等（2020）對野生蔥屬、樓蔥的研究結(jié)果相似，可在育種中加以利用，重點(diǎn)把握。

本試驗(yàn)采用聚類分析的方法，將11 份耐熱香蔥種質(zhì)劃分為強(qiáng)耐熱性、中耐熱性、弱耐熱性三大類。呂立軍等（2020）也曾采用聚類分析的方法將大蔥耐低氮品種分為三大類，并建立了回歸模型方程，分析方法與本試驗(yàn)相似。

本試驗(yàn)通過數(shù)量性狀進(jìn)行了多元回歸分析，最終獲得香蔥耐熱性與產(chǎn)量方程。然而影響香蔥耐熱性的因素還包括抗氧化酶系統(tǒng)、代謝物等很多方面，因此，在后續(xù)的研究中可以將這些因素逐步收納進(jìn)來，以期得到更加完善的數(shù)學(xué)模型，用于耐熱香蔥種質(zhì)篩選及育種研究，為廣西香蔥產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)論

供試的靈香2 號AF90、白頭蔥AF131 是最適宜在廣西夏秋季推廣的優(yōu)良種質(zhì)。選出的16 個主成分構(gòu)成鑒定指標(biāo)以及建立的數(shù)學(xué)模型可用于田間香蔥種質(zhì)資源耐熱性的快速鑒定篩選。