中國古老月季的形態(tài)多樣性分析

馬 策阮 芳葉福民趙小慧李振濤李成俊

(遼寧省經(jīng)濟作物研究所,遼寧 遼陽 111000)

月季屬于薔薇科薔薇屬多年生草本植物,古老月季屬于1867年以前首個現(xiàn)代月季品種(R.‘LaFrance’)誕生前所培育的品種[1]。 古老月季(Oldroses)包含很多品種類群,最主要的類群有法國薔薇、大馬士革薔薇、白薔薇、百葉薔薇、中國月季、雜交長春月季及香水月季[2],其中,中國古老月季是非常重要的育種資源,不僅是自然和文化遺產(chǎn),同時還是我國古代花卉園藝歷史和成就的重要載體[3]。 近年關(guān)于中國古老月季的研究逐漸增多:崔嬌鵬對中國古老月季的觀賞性狀和扦插繁殖能力進行研究[4～5],篩選出適宜栽培的優(yōu)良觀賞品種。 李玉潔等研究得出中國古老月季RAPD 分子標記的最適反映體系[6]。武榮花等研究得出,18個中國古老月季的染色體倍性在二倍體至四倍體之間[7]。 劉芊研究了13個中國古老月季的組織培養(yǎng)離體保存技術(shù)[8]。 張婷等對11個中國古老月季品種進行了染色體數(shù)目和核型研究[9]。

本研究是擬在形態(tài)學(xué)水平上利用相關(guān)分析、聚類分析方法,研究中國古老月季種質(zhì)資源的表型性狀間的遺傳關(guān)系, 旨在為中國古老月季品種選育過程中性狀的選擇提供幫助,為中國古老月季品種篩選和利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

從遼寧省經(jīng)濟作物研究所月季資源庫中選取23份中國古老月季作為參試材料,材料于2010年引自昆明。包括羽士妝、玉玲瓏、月月粉、月月紅、云蒸霞蔚、紫香紅、一品朱衣、思春、四面鏡、軟香紅、青蓮學(xué)士、匍匐紅、綠萼、橘囊、金甌泛綠、金粉蓮、大富貴、春水綠波、古老1、古老3、古老6、湖中月和紫香絨。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2020年在遼寧省經(jīng)濟作物研究所試驗基地種植,該地海拔77 m,東經(jīng)123°08.402′, 北緯41°15.774′,常規(guī)田間管理。

1.3 調(diào)查項目

對中國古老月季的24個表型性狀進行觀察和記錄,統(tǒng)計分析的性狀分為兩類,第一類為質(zhì)量性狀,包括花色、花瓣形狀、花瓣厚度、子房形狀、香味程度、花藥飽滿度、葉型、葉面皺褶、葉緣鋸齒、葉色、葉光澤度、刺的大小、刺的形態(tài)? 刺密度等14個性狀,第二類為數(shù)量性狀,包括花直徑、花瓣數(shù)、雌蕊數(shù)量、雄蕊數(shù)量、株高、最小分枝數(shù)、最大分枝數(shù)、分支角度、節(jié)間長度、莖粗等10個性狀。 對各表型性狀進行編號。

表1 質(zhì)量性狀分類Table 1 Classification of quality traits

1.4 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析

為了便于數(shù)量化和統(tǒng)計分析, 對數(shù)量性狀進行分級,對質(zhì)量性狀予以賦值, 轉(zhuǎn)化為標準數(shù)據(jù)以消除單位和量級的不同對數(shù)據(jù)分析的影響。 計算最大值、最小值、平均值、標準差、變異系數(shù)、基本數(shù)據(jù)處理采用Excel 統(tǒng)計, 相關(guān)分析和聚類分析采用spss 22.0 軟件。 聚類分析過程中, 聚類分析種質(zhì)間遺傳距離為歐氏平方距離, 方法為組間鏈接法,數(shù)據(jù)采用z 分數(shù)標準處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 月季種質(zhì)資源的形態(tài)多樣性分析

表2表明,中國古老月季資源間性狀差異明顯,變異范圍大,形態(tài)多樣性豐富。 24個形態(tài)性狀的平均變異系數(shù)為47.39%,不同品種間的變異系數(shù)存在較大差異。 說明該群體中存在豐富的形態(tài)多樣性,其中葉片光澤程度小于10%,花直徑、葉面皺褶和節(jié)間長度的變異系數(shù)平均值在10%～30%之間,其余性狀的變異系數(shù)均大于30%。

表2 主要表型性狀的變異分析Table 2 Variation analysis of main phenotypic traits

2.2 月季種質(zhì)資源質(zhì)量性狀間的相關(guān)分析

月季種質(zhì)資源表型性狀間的相關(guān)分析(表3)表明:花瓣厚度和花瓣形狀顯著正相關(guān);雄蕊數(shù)量和花直徑極顯著正相關(guān);葉型和花瓣數(shù)、花直徑、花瓣形狀顯著正相關(guān);花藥飽滿度和花直徑極顯著正相關(guān);葉緣鋸齒和葉型顯著正相關(guān);葉色和葉型極顯著正相關(guān);刺的大小和花瓣數(shù)極顯著正相關(guān);刺的形態(tài)和花瓣數(shù)顯著正相關(guān),和花藥飽滿度極顯著正關(guān);刺的密度和葉緣鋸齒、葉色顯著負相關(guān);株高和花直徑顯著正相關(guān),和雌蕊數(shù)顯著正相關(guān),和雄蕊數(shù)極顯著正相關(guān);最小分枝數(shù)和雄蕊數(shù)量顯著正相關(guān);最大分枝數(shù)和雄蕊數(shù)量、株高、最小分枝數(shù)極顯著正相關(guān);節(jié)間長度和花瓣數(shù)、葉片光澤度顯著正相關(guān);分支角度和花瓣直徑顯著負相關(guān),和子房形狀、葉色顯著正相關(guān),和株高極顯著負相關(guān);莖粗與花直徑、葉型極顯著正相關(guān),和葉光澤度、刺的大小顯著正相關(guān)。

表3 主要表型性狀的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of main phenotypic traits

2.3 月季種質(zhì)資源基于形態(tài)性狀的聚類分析

使用spss 20.0 數(shù)據(jù)軟件對23份中國古老月季的24份性狀進行聚類分析(表4、圖1),采用組間鏈接法,在歐式距離處10.0 處將試驗材料分為6 組,后3 組只有1個品種,因此不加考慮。

圖1 23份古老月季種質(zhì)資源聚類分析Figure 1 Cluster analysis of 23 ancient rose germplasm Resourcesp

表4 主要農(nóng)藝性狀的聚類分析Table 4 Cluster analysis of main agronomic traits

第Ⅰ類包括13份種質(zhì)資源,這一類資源中,花直徑較大,花瓣數(shù)居中,花瓣厚度最小,雌蕊數(shù)量居中,雄蕊數(shù)量最大,香味程度最小,株高最高,這類材料具有花徑大,株高最高,雄蕊多的特點,可以用作觀賞月季為目標的雜交父本。

第Ⅱ類包括2份種質(zhì)資源,這一類資源中,花直徑居中,花瓣數(shù)較大,花瓣厚度最大,雌蕊數(shù)量最小,雄蕊數(shù)量最小,香味程度最大,株高最低,這類品種具有香味程度大的特點,可以用作特異香型月季為育種目標的雜交親本。

第Ⅲ類包括5份種質(zhì)資源,這一類資源中,花直徑較小,花瓣數(shù)較小,花瓣厚度居中,雌蕊數(shù)量最大,雄蕊數(shù)量居中,香味程度居中,株高居中,這類材料具有雌蕊數(shù)量大的特點,可以用作適合作為雜交月季母本使用,但是其他性狀均不理想,作為月季育種的親本材料應(yīng)慎重。

第Ⅳ, Ⅴ, Ⅵ類分別包含一個品種,這3個品種分別為綠萼,春水綠波和大富貴。 其中綠萼的花瓣萼片化;春水綠波的葉片是中國古老月季中唯一的半光澤品種;大富貴的雄蕊(300)雌蕊(140)數(shù)量極多,株高130 cm。 以上3個品種可以作為雜交育種的特異性品種進行選擇。

3 結(jié)果與討論

通過對23份中國古老月季種質(zhì)資源表型性狀的多樣性分析結(jié)果顯示:中國古老月季種質(zhì)資源存在著較為豐富的變異,24個性狀中,除葉片光澤度以外,有23個性狀變異系數(shù)大于10%,說明資源內(nèi)部的葉片光澤的性狀一致性較強,變異范圍不大,相比之下花色、花瓣數(shù)、花瓣性狀等23個性狀的變異范圍更大,形態(tài)多樣性更加豐富,這為中國古老月季的資源研究和新品種選育提供了豐富的基礎(chǔ)材料。

形態(tài)性狀間的相關(guān)分析結(jié)果顯示:各性狀之間相關(guān)性差異不顯著的居多,但仍有部分性狀具有顯著相關(guān)性和極顯著相關(guān)性,其中花瓣數(shù)與葉型、刺的形態(tài)、節(jié)間長度的相關(guān)性顯著,與刺的大小的相關(guān)性極顯著。 因此,我們篩選花瓣多的品種,可以優(yōu)先從苗期或蕾期時刺大的品種挑選,并綜合考慮節(jié)間長度等顯著相關(guān)性狀進行挑選。

聚類分析對中國古老月季的利用提供了依據(jù),在歐式距離10.0 處將試驗材料分為6 組,第Ⅰ類包括月月紅、匍匐紅、古老一、金鷗泛綠、湖中月、軟香紅、古老三、月玲瓏、羽士妝、思春、紫紅香、青蓮學(xué)士、古老六共計15份種質(zhì)資源。 這類材料具有花徑大,株高最高,雄蕊多的特點,可以用作觀賞月季為目標的雜交父本。 第Ⅱ類包括一品朱衣、云蒸霞蔚共計2份種質(zhì)資源,這類品種具有香味程度大的特點,可以用作特異香型月季為育種目標的雜交親本。 第Ⅲ類包括紫香絨、四面鏡、桔囊、月月粉、金粉蓮共計5份種質(zhì)資源,這類材料具有雌蕊數(shù)量大的特點,適合作為雜交月季母本使用,但是其他性狀均不理想,作為月季育種的親本材料應(yīng)慎重。 第Ⅳ, Ⅴ,Ⅵ類分別包含一個品種,這3個品種分別為綠萼,春水綠波和大富貴。 其中綠萼的花瓣萼片化;春水綠波的葉片是中國古老月季中唯一的半光澤品種;大富貴的雄蕊(300)雌蕊(140)數(shù)量極多,株高130 cm。 以上3個品種可以作為雜交育種的特異性品種進行選擇。

通過以上分析結(jié)果顯示,23份中國古老月季資源的不同性狀差異為月季育種工作提供了豐富的親本材料,根據(jù)聚類分析分析結(jié)果,結(jié)合育種目標,可以更加合理的配置雜交組合,增強雜交后代的遺傳變異能力,更快的選育出優(yōu)異月季新品種。