鳳丹栽培群體表型多樣性分析及綜合評價

譚萬慶，彭麗平，劉政安，佟寧寧，宋苗苗，舒慶艷

（1.中國科學(xué)院 植物研究所，北京 100093；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

鳳丹Paeonia ostii是芍藥科Paeoniaceae 芍藥屬Paeonia牡丹組（Sect.Moutan）的多年生落葉灌木，其成熟種子的出油率和不飽和脂肪酸的含量均較高[1-3]，其中α-亞麻酸的含量最高達(dá)42%[4]，而α-亞麻酸是人體必需的不飽和脂肪酸之一[5]，能夠在人體健康和發(fā)育中發(fā)揮重要作用。2011年鳳丹和紫斑牡丹籽油被批準(zhǔn)為新資源食品，2014年國務(wù)院68 號文件把油用牡丹列入國家重點(diǎn)推廣的木本油料作物之一，極大地推動了油用牡丹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。作為油用牡丹主要栽培系列之一的鳳丹，在河南、山東和陜西等地均有種植。目前，關(guān)于鳳丹的研究主要是圍繞種子發(fā)育[6]、脂肪酸成分[7]及其合成途徑中關(guān)鍵基因的功能[8-9]和栽培模式[10]等方面展開的。然而，由于缺乏統(tǒng)一的苗木選擇標(biāo)準(zhǔn)，鳳丹籽不同地區(qū)的產(chǎn)量差異明顯，甚至同一地區(qū)或同一栽植區(qū)域不同單株間的產(chǎn)量也存在明顯差異，因而立足于同一栽培環(huán)境的群體表型多樣性分析及綜合評價，明確鳳丹優(yōu)良種質(zhì)的選擇指標(biāo)和重點(diǎn)改良指標(biāo)具有重要意義。其中，單株種子質(zhì)量是鳳丹單株產(chǎn)量的直接體現(xiàn)，而角數(shù)在不同株間存在廣泛變異，兩者可作為分析過程中的重點(diǎn)關(guān)注性狀。

對表型性狀指標(biāo)與產(chǎn)量指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析、回歸分析和通徑分析等，有利于發(fā)現(xiàn)影響產(chǎn)量的關(guān)鍵表型性狀，其可作為高產(chǎn)種質(zhì)選育的重要指標(biāo)，而主成分分析是對不同指標(biāo)進(jìn)行綜合評價的常用方法之一。楊玉霞等[11]在對金果欖主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析、回歸及通徑分析中發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量高的株型應(yīng)是塊根個數(shù)多、塊根單個質(zhì)量高、塊根長及莖葉質(zhì)量適中的植株；楊濤等[12]利用逐步回歸分析法分析發(fā)現(xiàn)，株高、始節(jié)高、果枝數(shù)、單鈴皮棉質(zhì)量和單株籽棉質(zhì)量這5 個指標(biāo)均為海島棉種質(zhì)評價的關(guān)鍵指標(biāo)；王彥花等[13]采用主成分分析法建立了油茶綜合品質(zhì)評價模型；而劉俊濤等[14]等結(jié)合相關(guān)性分析、主成分分析及聚類分析篩選出了3 株千年桐最優(yōu)單株。目前，有關(guān)油用牡丹表型多樣性的研究對象多為紫斑牡丹[15-17]和多個牡丹品種[18-19]，而以鳳丹為供試材料的研究報(bào)道相對匱乏，且相關(guān)研究很少涉及單株產(chǎn)量[20-21]。崔虎亮等[18]對鳳丹和其他24 個牡丹種質(zhì)的主要表型性狀和單株產(chǎn)量的相關(guān)性進(jìn)行了研究，綜合分析了影響其單株產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。但是，到目前為止，關(guān)于同一生境和栽培方式下鳳丹實(shí)生群體的表型（尤其是產(chǎn)量性狀）多樣性分析和綜合評價的研究鮮見報(bào)道。為了充分挖掘?qū)沃戤a(chǎn)量影響較為顯著的表型性狀，為鳳丹優(yōu)良種質(zhì)的篩選提供科學(xué)依據(jù)，為油用牡丹高產(chǎn)品種選育奠定基礎(chǔ)，本研究以河北地區(qū)的鳳丹栽培群體為研究對象，調(diào)查其單株種子質(zhì)量、復(fù)果種子數(shù)、復(fù)果種子質(zhì)量和復(fù)果質(zhì)量等果實(shí)性狀，以及株高、冠幅和葉面積等生長性狀，共計(jì)26 個表型性狀；并基于其豐富的表型多樣性，通過相關(guān)性分析、聚類分析、通徑分析及主成分分析對其進(jìn)行綜合評價，現(xiàn)將研究結(jié)果分析報(bào)道如下。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

2019年選擇河北省唐山市遷西縣油用牡丹基地（118°24′E，39°58′N）內(nèi)長勢良好、結(jié)實(shí)量較高且無病蟲害的8年生鳳丹實(shí)生苗植株進(jìn)行掛牌標(biāo)識，2020年對其中239 株的表型性狀進(jìn)行測定。

1.2 調(diào)查的性狀指標(biāo)及其測定標(biāo)準(zhǔn)

調(diào)查的性狀分為生長性狀和果實(shí)性狀兩大類，共計(jì)26 個性狀指標(biāo)，具體的性狀指標(biāo)和測定標(biāo)準(zhǔn)見表1。2020年5月上旬，對試驗(yàn)群體的株高和冠幅進(jìn)行測量，每株隨機(jī)選擇3 個當(dāng)年生枝條，測定其枝長和枝徑，并記錄復(fù)葉數(shù)；同時，選擇枝條上的第3 片復(fù)葉，測定復(fù)葉長（寬）、葉柄長和頂小葉長（寬）；并將葉片拍照后采用ImageJ 軟件[22]測定葉面積。2020年8月底，在果實(shí)完全成熟后，收集并調(diào)查群體各單株的果實(shí)，首先稱量每個單株所有的果莢質(zhì)量（干質(zhì)量），然后在每個單株中隨機(jī)選擇3 個果莢進(jìn)行果實(shí)性狀的測定，稱量復(fù)果質(zhì)量，記錄角數(shù)；再在每個果莢中隨機(jī)選擇3 個角測定其單角長、單角寬和單角厚，記錄單角種子數(shù)，并稱量單角種子質(zhì)量；然后將單個果莢的所有種子混合起來，記錄復(fù)果種子的數(shù)量與質(zhì)量，并用復(fù)果種子質(zhì)量除以種子粒數(shù)得到單粒種子的質(zhì)量；最后剝開所有果莢，稱量單株種子質(zhì)量。所有性狀的隨機(jī)選擇均在去掉測定值極大和極小的表型性狀的前提下進(jìn)行。

表1 鳳丹栽培群體的26 個表型性狀及其測定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 26 phenotypic traits and measurement standards of P.ostii cultivated population

1.3 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析

分別采用Excel 2020、SPSS 24 和Origin 2021b等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計(jì)與分析。對26 個性狀指標(biāo)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)，計(jì)算其極差值、變異系數(shù)（coefficient of variation，CV）、Shannon-Weaver 遺傳多樣性指數(shù)（index of genetic diversity，H＇）；然后對其分別進(jìn)行相關(guān)性分析和聚類分析；并以單株種子質(zhì)量作為因變量，以其他25 個性狀指標(biāo)的測定值為自變量，進(jìn)行多元線性回歸分析和通徑分析，其中，回歸分析得到的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)為直接通徑系數(shù)，各個性狀指標(biāo)和單株種子質(zhì)量之間的簡單相關(guān)系數(shù)等于直接通徑系數(shù)與間接通徑系數(shù)之和[23]；同時以角數(shù)為因子，進(jìn)行果實(shí)性狀的單因素方差分析；最后以單株種子質(zhì)量和主成分分析的綜合得分為依據(jù)進(jìn)行優(yōu)良單株的篩選。

根據(jù)各個性狀指標(biāo)的平均值（μ）與標(biāo)準(zhǔn)差（σ），按照公式（μ±kσ）（k=0、0.5、1.0、1.5、2.0）劃分各個性狀指標(biāo)的10 個等級，其中k表示等級劃分系數(shù)；根據(jù)公式（pi=ni/n）計(jì)算不同性狀變異的分布頻率，式中的ni表示某一性狀指標(biāo)處于第i個變異的材料個數(shù)，n表示材料的總數(shù)，pi表示某一性狀第i個變異的分布頻率[24-25]。變異系數(shù)（CV）和Shannon-Weaver 遺傳多樣性指數(shù)的計(jì)算公式分別如下：

2 結(jié)果分析

2.1 鳳丹栽培群體數(shù)量表型性狀的變異分析

鳳丹栽培群體表型變異分析結(jié)果（表2）表明，26個表型性狀變異系數(shù)的變幅為10.50%～57.39%，平均值為26.65%；其中，株高的變異系數(shù)最小，單株果實(shí)質(zhì)量的變異系數(shù)最大，單株種子質(zhì)量的變異系數(shù)為56.23%，僅次于單株果實(shí)質(zhì)量的變異系數(shù)。生長性狀變異系數(shù)的平均值為18.69%，果實(shí)性狀變異系數(shù)的平均值33.47%，其中果實(shí)質(zhì)量相關(guān)性狀的變異系數(shù)高于果實(shí)形態(tài)相關(guān)性狀的變異系數(shù)。

表2 鳳丹栽培群體26 個表型性狀的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 2 Descriptive statistics of 26 phenotypic traits in P.ostii cultivated population

26 個表型性狀多樣性指數(shù)的變幅為1.15 ～2.09，其中，角數(shù)的多樣性指數(shù)最小，株高和頂小葉長的多樣性指數(shù)最大，均值為1.97；復(fù)葉數(shù)的多樣性指數(shù)為1.77，而其余生長性狀的多樣性指數(shù)均大于2.00，較大的多樣性指數(shù)表明生長性狀在每一等級中的分布較為均勻[25]；角數(shù)、單株果實(shí)和種子質(zhì)量等8 個果實(shí)性狀的多樣性指數(shù)均小于2.00，較小的多樣性指數(shù)表明這些性狀在各等級中的分布不均勻。

單株果實(shí)質(zhì)量的最小值為25.38 g，最大值為664.87 g，極差為其平均值的3.99 倍；單株種子質(zhì)量的最小值為11.05 g，最大值為279.10 g，極差為其平均值的3.80 倍。單株果實(shí)及種子質(zhì)量較大的變異系數(shù)和極差，表明鳳丹栽培群體不同單株間產(chǎn)量差異顯著，因而探討影響鳳丹單株產(chǎn)量變異的表型性狀具有重要意義。

2.2 鳳丹栽培群體表型性狀的相關(guān)性分析

為了更好地解析鳳丹栽培群體各個表型性狀間的關(guān)系，對26 個表型性狀指標(biāo)之間的相關(guān)性進(jìn)行了分析，結(jié)果如圖1所示。

圖1 鳳丹栽培群體26 個表型性狀之間的相關(guān)性Fig.1 Correlation of 26 phenotypic traits in P. ostii cultivated population

圖1表明，在由26 個表型性狀指標(biāo)組成的325 對性狀指標(biāo)組合中，有272 對性狀指標(biāo)之間呈顯著相關(guān)，其中有253 對性狀指標(biāo)之間呈極顯著相關(guān)。在果實(shí)性狀指標(biāo)中，單角性狀、復(fù)果性狀與單株產(chǎn)量性狀間均呈極顯著正相關(guān)；坐果數(shù)與單角性狀、復(fù)果性狀和單株產(chǎn)量性狀之間均呈顯著相關(guān)；單粒質(zhì)量與單角和復(fù)果種子數(shù)間均呈顯著相關(guān)，而與單角及復(fù)果質(zhì)量性狀間均呈極顯著相關(guān)。在其生長性狀中，株高、冠幅長、冠幅寬、當(dāng)年生枝長、當(dāng)年生枝徑、復(fù)葉長、復(fù)葉寬、葉面積、葉柄長和頂小葉長這10 個性狀指標(biāo)之間均呈顯著相關(guān)，而除株高外的其余9 個性狀相互之間均呈極顯著相關(guān)；頂小葉寬與復(fù)葉長寬、葉面積、葉柄長之間均呈極顯著相關(guān)；復(fù)葉數(shù)與當(dāng)年生枝長之間呈極顯著相關(guān)。不同類別的性狀指標(biāo)之間也都存在較強(qiáng)的相關(guān)性，如冠幅、當(dāng)年生枝長、當(dāng)年生枝徑、復(fù)葉長、復(fù)葉寬、葉面積、葉柄長、頂小葉長與復(fù)果質(zhì)量、復(fù)果種子數(shù)、復(fù)果種子質(zhì)量及所有單角性狀和單株產(chǎn)量性狀之間均呈極顯著相關(guān)，復(fù)葉數(shù)、當(dāng)年生枝長、當(dāng)年生枝徑與角數(shù)之間均呈極顯著相關(guān)。值得注意的是，冠幅與坐果數(shù)的相關(guān)系數(shù)最高，其次是與單株種子質(zhì)量和單株果實(shí)質(zhì)量間的相關(guān)系數(shù)，而冠幅與其他果實(shí)性狀的相關(guān)系數(shù)均相對較低，說明冠幅主要是通過影響坐果數(shù)來影響單株產(chǎn)量的。共有23 個表型性狀與單株種子質(zhì)量之間均呈極顯著相關(guān)。

2.3 鳳丹栽培群體表型性狀的聚類分析

基于不同單株各個表型性狀的測定值，對26個表型性狀進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，結(jié)果如圖2所示。圖2表明，當(dāng)平方歐氏距離為16 時，26 個表型性狀可聚為6 類；其中，果實(shí)性狀又可聚為2 類，角數(shù)單獨(dú)聚為1 類（Ⅵ類），其余果實(shí)性狀共同聚為1 類（Ⅰ類）；當(dāng)平方歐氏距離為15 時，可進(jìn)一步將I 類性狀聚為2 類，其中，坐果數(shù)、冠幅、單株果實(shí)質(zhì)量和種子質(zhì)量共同聚為1 個分支；除冠幅外的生長性狀可聚為4 類：當(dāng)年生枝長、當(dāng)年生枝徑和株高聚為1 類（Ⅱ類）；復(fù)葉長、復(fù)葉寬、葉柄長和葉面積聚為1 類（Ⅲ類）；頂小葉長寬聚為1 類（Ⅳ類）；復(fù)葉數(shù)單獨(dú)聚為1 類（Ⅴ類）?？梢?，果實(shí)性狀間的相關(guān)性較生長性狀間的相關(guān)性更強(qiáng)。

圖2 鳳丹栽培群體不同單株26 個表型性狀的聚類圖Fig.2 Clustering graph of 26 phenotypic traits based on different individual plants in P.ostii cultivated population

2.4 鳳丹栽培群體單株產(chǎn)量的通徑分析

以單株種子質(zhì)量為因變量，以其他表型性狀指標(biāo)為自變量，進(jìn)行多元線性回歸分析，結(jié)果顯示，當(dāng)選擇的自變量分別為單株果實(shí)質(zhì)量（X1）、單粒質(zhì)量（X2）、單角質(zhì)量（X3）、單角種子質(zhì)量（X4）、復(fù)果種子數(shù)（X5）和角數(shù)（X6）時，回歸方程的決定系數(shù)（R2）最大，為0.981。以此6 個變量與單株種子質(zhì)量（Y）構(gòu)成的最優(yōu)回歸方程為：

Y=-4.92+0.432X1+50.84X2-14.158X3+19.773X4+0.777X5-2.329X6。

鳳丹主要表型性狀與單株種子質(zhì)量的通徑分析結(jié)果見表3。由表3可知，上述6 個自變量對單株種子質(zhì)量的正向影響情況如下：單株果實(shí)質(zhì)量的直接正向作用最大（其直接通徑系數(shù)為1.006），而單粒質(zhì)量的直接正向影響最小（其直接通徑系數(shù)為0.078）；單角質(zhì)量的直接負(fù)向作用最大（其直接通徑系數(shù)為-0.450）。6 個性狀主要通過影響單株果實(shí)質(zhì)量而影響單株種子質(zhì)量，其中，單角質(zhì)量、單角種子質(zhì)量和復(fù)果種子數(shù)通過單株果實(shí)質(zhì)量對單株種子質(zhì)量產(chǎn)生的間接影響均較大，其間接通徑系數(shù)分別為0.699、0.675 和0.642。6 個性狀也都通過單角質(zhì)量對單株種子質(zhì)量產(chǎn)生一定程度的負(fù)向影響，其中，單角種子質(zhì)量因此產(chǎn)生的間接負(fù)向影響程度最大（其間接通徑系數(shù)為-0.425），其次分別為單株果實(shí)質(zhì)量、復(fù)果種子數(shù)和單粒質(zhì)量，其間接通徑系數(shù)分別為-0.313、-0.311 和-0.292；單株果實(shí)質(zhì)量還主要通過影響單角種子質(zhì)量而對單株種子質(zhì)量產(chǎn)生一定程度的間接影響（其間接通徑系數(shù)為0.186）。

表3 鳳丹栽培群體主要表型性狀與單株種子質(zhì)量的通徑分析結(jié)果Table 3 Result of path analysis between main phenotypic traits and individual plant seed mass of P. ostii cultivated population

2.5 鳳丹果實(shí)性狀在不同角數(shù)下的變異情況

為了明確不同角數(shù)與果實(shí)的相對產(chǎn)量之間的關(guān)系，對鳳丹不同角數(shù)下的果實(shí)性狀測定值進(jìn)行了方差分析，結(jié)果見表4。由表4可知，鳳丹果實(shí)的復(fù)果質(zhì)量、復(fù)果種子數(shù)和種子質(zhì)量隨著角數(shù)的增加整體均呈上升的變化趨勢，7 個角的果實(shí)擁有最大的復(fù)果質(zhì)量、復(fù)果種子數(shù)和種子質(zhì)量，含8 個及以上角的果實(shí)復(fù)果質(zhì)量、復(fù)果種子數(shù)和種子質(zhì)量仍高于5 個角和6 個角果實(shí)。此外，單角種子數(shù)和種子質(zhì)量隨著角數(shù)的增加呈現(xiàn)先小幅度上升而后逐步下降的變化趨勢；其中，6 個角果實(shí)的單角種子數(shù)和種子質(zhì)量最大，5 個角果實(shí)的單角種子數(shù)和種子質(zhì)量仍大于含7 個角以上的果實(shí)。

表4 角數(shù)不同的鳳丹果實(shí)性狀的方差分析結(jié)果?Table 4 Variance analysis result of fruit traits with different follicle number in P. ostii cultivated population

2.6 鳳丹栽培群體表型性狀的主成分分析

對鳳丹栽培群體26 個表型性狀進(jìn)行主成分分析，提取出6 個主成分，其累計(jì)貢獻(xiàn)率為76.619%，特征值總和為19.922，其中主成分1 的貢獻(xiàn)率達(dá)到41.180%。26 個表型性狀在6 個主成分中的載荷矩陣見表5。從表5中可以看出，主成分1（F1）的特征值為10.707，其不僅包括單角、復(fù)果和單株產(chǎn)量相關(guān)的全部性狀，還涵蓋了單粒質(zhì)量、冠幅和當(dāng)年生枝長（徑）等指標(biāo)的信息，因此，主成分1（F1）可稱為果實(shí)因子或產(chǎn)量因子；主成分2（F2）的特征值為3.084，所代表的指標(biāo)分別為復(fù)葉長、復(fù)葉寬、葉面積、頂小葉長和葉柄長，能夠反映鳳丹葉片形態(tài)，因此，主成分2（F2）可稱為葉片因子；主成分4（F4）的代表指標(biāo)包括復(fù)葉數(shù)和角數(shù)；主成分3、5、6 所代表的指標(biāo)各有1 個，分別為坐果數(shù)、株高和頂小葉寬。

表5 鳳丹栽培群體26 個表型性狀的主成分載荷與貢獻(xiàn)率Table 5 Factor loading matrix and contribution rate of 26 phenotypic traits in P. ostii cultivated population

2.7 鳳丹栽培群體優(yōu)良單株的篩選

利用主成分向量矩陣值除以相應(yīng)主成分的特征值得到各個主成分的得分系數(shù)，再將其與各個表型性狀測定值相乘即可得到每個樣本在各主成分中的得分，最終根據(jù)各個主成分的貢獻(xiàn)率能夠獲得各樣本的綜合得分，該得分可作為調(diào)查樣本的綜合評價指標(biāo)值[13,26]。因而以不同主成分的貢獻(xiàn)率構(gòu)建的鳳丹栽培群體不同單株的綜合評價函數(shù)式為：

Y=0.411 8F1+0.118 6F2+0.083 1F3+0.064 0F4+0.048 1F5+0.040 6F6。

上式中：Y表示綜合得分；F1、F2、F3、F4、F5、F6分別表示主成分1、主成分2、主成分3、主成分4、主成分5、主成分6 的得分。

239 株鳳丹在前3 個主成分中的分布情況如圖3所示。從圖3中可以看出，239 株鳳丹以原點(diǎn)為中心，均勻地分布在由前3 個主成分構(gòu)成的坐標(biāo)軸中。進(jìn)一步利用綜合評價函數(shù)，可以獲得各單株的綜合得分，其綜合得分是各個單株26 個表型性狀的綜合體現(xiàn)。因此，將單株種子質(zhì)量的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差與主成分分析得到的綜合評分相結(jié)合，并以此為依據(jù)，可以篩選出試驗(yàn)群體中產(chǎn)量高且表型性狀優(yōu)異的優(yōu)良單株，鳳丹栽培群體中不同等級植株的篩選結(jié)果見表6。以單株種子質(zhì)量平均值加1 倍標(biāo)準(zhǔn)差作為篩選值時，有34 株入選；而以單株種子質(zhì)量平均值加2 倍標(biāo)準(zhǔn)差作為篩選值時，則有9 株入選；若以單株種子質(zhì)量平均值加3 倍標(biāo)準(zhǔn)差作為篩選值時，只有3 株入選。3 級植株的單株種子質(zhì)量均值為143.88 g，與試驗(yàn)群體單株種子質(zhì)量的平均值相比，其增量為104.18%；2 級植株的單株種子質(zhì)量均值為191.78 g，與試驗(yàn)群體單株種子質(zhì)量的平均值相比，其增量為172.15%；1 級植株的單株種子質(zhì)量均值為240.55 g，與試驗(yàn)群體單株種子質(zhì)量的平均值相比，其增量為241.35%：每個等級植株的單株種子質(zhì)量均值較其上一等級植株的均值增加50 g 左右。進(jìn)一步將入選的34 株鳳丹與主成分分析得到的前34 名植株進(jìn)行比較，結(jié)果約有50%的植株在以兩個評價標(biāo)準(zhǔn)的評價結(jié)果中重合；而主成分1 主要體現(xiàn)試驗(yàn)群體的果實(shí)性狀，因而將入選的34 株鳳丹與在主成分1 中排名前34 名的植株進(jìn)行比較，約有60%的重合率。這一比較結(jié)果說明，以單株種子質(zhì)量的平均值加標(biāo)準(zhǔn)差為標(biāo)準(zhǔn)篩選得到的植株，一部分具有綜合的優(yōu)良性狀，另一部分卻相對缺乏代表性。有趣的是，以平均值加標(biāo)準(zhǔn)差為標(biāo)準(zhǔn)篩選得到的排名前12 的植株，全部包含在主成分1 得分排名前18 的植株內(nèi)，因此，這12 株鳳丹可以被評選為優(yōu)良單株，而以2 級植株的簡易評價標(biāo)準(zhǔn)來選擇優(yōu)良單株是合適的。

表6 鳳丹栽培群體中優(yōu)良單株的篩選結(jié)果?Table 6 Screening result of elite individual plant in P. ostii cultivated population

圖3 鳳丹栽培群體239 個單株在前3 個主成分中的分布情況Fig.3 Distribution of the first three principal components of 239 individual plants in P.ostii cultivated population

3 討 論

本研究對鳳丹栽培群體26 個表型性狀進(jìn)行測定及綜合分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：鳳丹栽培群體的果實(shí)性狀較其生長性狀具有更大的變異系數(shù)，這與張曉驍?shù)萚16]和劉娜等[17]對紫斑牡丹的調(diào)查結(jié)果均一致；26 個表型性狀多樣性指數(shù)的平均值為1.97，這與孫珍珠等[25]對寬皮柑橘和張學(xué)超等[27]對蘋果的分析結(jié)果均相似。而果實(shí)性狀多樣性指數(shù)較生長性狀多樣性指數(shù)更小，說明在同一栽植環(huán)境下，鳳丹生長性狀相對穩(wěn)定，但果實(shí)性狀因受環(huán)境、植株生長狀況及授粉等方面的影響而表現(xiàn)出更大的變異，而果實(shí)性狀中與果實(shí)質(zhì)量相關(guān)性狀的變異系數(shù)較其形態(tài)性狀的變異系數(shù)更大，這與陳永忠等[28]對1 361 份油茶種質(zhì)果實(shí)的調(diào)查結(jié)果一致。相關(guān)性分析結(jié)果表明，冠幅、坐果數(shù)及復(fù)果種子質(zhì)量與單株種子質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)均較高，這一結(jié)果在聚類分析中得到了驗(yàn)證；然而，回歸分析結(jié)果與相關(guān)性分析結(jié)果存在一定的差異，其主要原因是，回歸分析中的單株果實(shí)質(zhì)量囊括了上述部分與單株種子質(zhì)量之間呈極顯著相關(guān)的性狀指標(biāo)，而進(jìn)一步通過逐步回歸分析選擇出更多的性狀以建立最優(yōu)的方程，以挖掘出更多的能影響單株種子質(zhì)量的性狀。通徑分析結(jié)果表明，單角質(zhì)量對單株種子質(zhì)量體現(xiàn)出最大的直接負(fù)向影響，但直接相關(guān)系數(shù)卻為較大的正值，這與其通過其他性狀產(chǎn)生的間接正向影響較大有關(guān)，這一分析結(jié)果與楊玉霞等[11]在對金果欖主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的通徑分析中得出的莖葉質(zhì)量影響單株產(chǎn)量的結(jié)果類似。

單株種子質(zhì)量是單株產(chǎn)量的最終體現(xiàn)，可作為評價鳳丹單株質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，在鳳丹產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占據(jù)重要地位，其受到環(huán)境、眾多表型性狀及其他因素的影響，然而，目前尚缺乏有關(guān)鳳丹生長性狀、果實(shí)性狀與其單株產(chǎn)量間的相關(guān)性的研究報(bào)道。本研究結(jié)合相關(guān)性分析、聚類分析、回歸分析及通徑分析發(fā)現(xiàn)，單株果實(shí)質(zhì)量、坐果數(shù)和冠幅對單株種子質(zhì)量的影響均較顯著，其次是復(fù)果種子質(zhì)量、復(fù)果種子數(shù)、單角質(zhì)量、單角種子質(zhì)量及角數(shù)，這較崔虎亮等[18]對多個油用牡丹品種和劉娜等[17]對紫斑牡丹的研究結(jié)果增加了冠幅和角數(shù)2 個指標(biāo)，而冠幅和角數(shù)對產(chǎn)量的影響分別在白鑫磊等[29]對文冠果和朱紅蓮等[30]對子蓮的研究結(jié)果中有所證實(shí)。關(guān)于葡萄[31]和番茄[32]的相關(guān)研究結(jié)果表明，心皮數(shù)對果實(shí)產(chǎn)量存在顯著影響，而角數(shù)是鳳丹心皮數(shù)量在果實(shí)中的直接體現(xiàn)，其在不同單株間存在廣泛的變異。因此，厘清角數(shù)與產(chǎn)量性狀的關(guān)系對于鳳丹優(yōu)良種質(zhì)的選育具有重要意義。史明偉等[33]對40 株不同角數(shù)的鳳丹進(jìn)行觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)果種子數(shù)隨著角數(shù)的增加而增多，果質(zhì)量和果徑隨著角數(shù)的增加也呈現(xiàn)出上升的變化趨勢，且均在7 個角時達(dá)到最大值。本研究對鳳丹栽培群體果實(shí)性狀在不同角數(shù)下的測定值進(jìn)行了方差分析，分析結(jié)果與史明偉等[33]的研究結(jié)果相似，并進(jìn)一步確定，隨著角數(shù)的增加，單角種子數(shù)和種子質(zhì)量性狀整體上呈下降趨勢，而復(fù)果質(zhì)量、復(fù)果種子數(shù)和種子質(zhì)量整體呈上升趨勢。根據(jù)所調(diào)查的性狀與單株種子質(zhì)量間的關(guān)系，本研究確定，在鳳丹選育過程中，可將單株果實(shí)質(zhì)量、坐果數(shù)和冠幅作為主要評選指標(biāo)，而將復(fù)果種子質(zhì)量、復(fù)果種子數(shù)、單角質(zhì)量、單角種子質(zhì)量及角數(shù)作為次要評選指標(biāo)，以對所選鳳丹單株進(jìn)行綜合評價。

篩選優(yōu)良單株是目前獲得優(yōu)良基因型和品種選育的主要途徑之一，通過對優(yōu)良單株進(jìn)行繁育，能夠較快地獲得改良的種質(zhì)或品種。劉娜等[17]對419 株紫斑牡丹的12 個果實(shí)性狀進(jìn)行了調(diào)查與分析，確定了單株果實(shí)數(shù)、單株果實(shí)鮮質(zhì)量、種子數(shù)和種子鮮質(zhì)量為衡量紫斑牡丹單株產(chǎn)量潛力的主要性狀指標(biāo)，并以聚類中心 ± 標(biāo)準(zhǔn)差法制定了紫斑牡丹試驗(yàn)群體的產(chǎn)量分級標(biāo)準(zhǔn)，最終得到了8 株高產(chǎn)單株。本研究采用主成分分析法，提取出6 個主成分，其中主成分1 的貢獻(xiàn)率占前6 個主成分貢獻(xiàn)率總和的53.75%，并能夠反映絕大多數(shù)果實(shí)性狀的信息；結(jié)合單株種子質(zhì)量和主成分1 的得分，篩選得到了12 株優(yōu)良單株，同時確定以單株種子質(zhì)量的平均值加2 倍標(biāo)準(zhǔn)差為優(yōu)良單株的簡易篩選標(biāo)準(zhǔn)，這與王曉麗等[34-35]對藍(lán)桉超級苗的初步選擇標(biāo)準(zhǔn)和優(yōu)良單株早期選擇標(biāo)準(zhǔn)均相似，但不同于劉娜等[17]的分級標(biāo)準(zhǔn)，本研究以單株種子質(zhì)量為導(dǎo)向，提供一個更加簡單直接的篩選標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)可適用于優(yōu)良單株的快速選擇。然而，產(chǎn)量是否穩(wěn)定及其他影響產(chǎn)量的因素在此篩選標(biāo)準(zhǔn)中也因此被忽略了，如相關(guān)性分析結(jié)果表明，冠幅能夠影響坐果數(shù)進(jìn)而影響單株產(chǎn)量，但冠幅大、單位面積產(chǎn)量低的植株占地面積卻較大，而在相同的生長條件下冠幅較小、單位面積產(chǎn)量較高的植株占地面積小，然而其長勢往往相對較弱。因此，后續(xù)研究可根據(jù)本研究提供的篩選標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步結(jié)合多年的調(diào)查結(jié)果及冠幅等性狀，以篩選出更加適宜的優(yōu)良單株。

為了掌握鳳丹栽培群體的表型變異規(guī)律，并篩選出鳳丹選育過程中的關(guān)鍵評選指標(biāo)，本研究以239 株鳳丹為研究對象，對其26 個表型性狀進(jìn)行調(diào)查，整合多項(xiàng)分析結(jié)果，篩選得到的主要和次要評選指標(biāo)可作為鳳丹選育的參考依據(jù)。但是，在現(xiàn)有的研究背景下，本研究以同一地區(qū)的239 株單株為研究對象，旨在明確同一栽植環(huán)境下不同單株間的表型變異特征，研究結(jié)果對于該地區(qū)鳳丹的選育具有一定的指導(dǎo)意義，但是，不同地區(qū)的環(huán)境和氣候等因素差異顯著，因而本研究結(jié)果也有待于在更多地區(qū)中予以驗(yàn)證。

4 結(jié) 論

本研究對鳳丹栽培群體26 個表型性狀進(jìn)行調(diào)查與分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鳳丹栽培群體不同單株間表型變異豐富，其果實(shí)性狀的變異系數(shù)大于生長性狀的變異系數(shù)；23 個性狀與單株種子質(zhì)量間均呈極顯著相關(guān)，其中，冠幅、坐果數(shù)與單株果實(shí)和種子質(zhì)量聚為1 個分支；回歸分析結(jié)果表明，單株果實(shí)質(zhì)量、單粒質(zhì)量、單角質(zhì)量、單角種子質(zhì)量、復(fù)果種子數(shù)和角數(shù)對單株種子質(zhì)量的影響均較顯著，其中7 個角的果莢擁有更重的復(fù)果質(zhì)量和復(fù)果種子質(zhì)量；從調(diào)查的鳳丹栽培群體中篩選得到12 株優(yōu)良單株，并確定單株種子質(zhì)量的平均值加2 倍標(biāo)準(zhǔn)差為優(yōu)良單株的簡易篩選標(biāo)準(zhǔn)。綜合各項(xiàng)分析結(jié)果，在鳳丹優(yōu)良種質(zhì)選育過程中，可以將單株種子質(zhì)量、單株果實(shí)質(zhì)量、坐果數(shù)和冠幅作為主要評選指標(biāo)，而復(fù)果種子質(zhì)量、復(fù)果種子數(shù)、單角質(zhì)量、單角種子質(zhì)量及角數(shù)為次要評選指標(biāo)及應(yīng)重點(diǎn)改良的性狀。