冬鳳蘭與‘黃金小神童’大花蕙蘭雜交后代的觀賞性評價

姚婧　覃寶祥　劉帆　丁亞操　唐燕瓊　丁澤婷

摘 要 對海南原生蘭種冬鳳蘭（Cymbidium dayanum）（父本）與耐熱型大花蕙蘭品種‘黃金小神童（Cymbidium ‘Golden Elf）（母本）的雜交后代15個株系進行了觀賞性評價，采用主成分分析法對其20個觀賞性狀進行分析，同時對各株系的觀賞性進行評價。結果表明：20個性狀指標可轉換成6個主成分，其方差總貢獻率達全部性狀信息的88.95%，分別稱為花朵因子、花數因子、花形因子、花香因子、花色因子、花展因子；通過計算各株系的主成分分值，篩選出了3個觀賞性狀優異、具有開發價值的株系。該方法也可為其它蘭花雜交育種提供參考。

關鍵詞 冬鳳蘭；‘黃金小神童大花蕙蘭；雜交后代；觀賞性狀；主成分分析

中圖分類號 S682.31 文獻標識碼 A

Abstract The ornamental evaluation of 15 F1 hybrids，derived from the cross of heat tolerant Cymbidium Golden Elf，as the female and Cymbidium dayanum，as the male，was conducted. Through the main content analysis，88. 95% information of twenty ornamental characters could be clustered into six principle components，including flower factor，flower number factor，flower shape factor，flower fragrance factor，flower color factor，flower spread factor，and three F1 hybrids with excellent ornamental traits and potential application value were screened.

Key words Cymbidium dayanum；Cymbidium‘Golden Elf；Hybrid cymbidium；Character evaluation；Principal component analysis

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.07.003

大花蕙蘭（Cymbidium hybrids）又稱虎頭蘭，花序壯觀，株形大氣，具有極高的觀賞價值，現已經成為5大盆栽蘭花（大花蕙蘭、蝴蝶蘭、石斛蘭、卡特蘭、中國蘭）之一[1]，也是重要的切花蘭花種類之一[2]。海南原生蘭種冬鳳蘭（C. dayanum）是蘭屬附生蘭，其株型優美，是一種非常有開發利用價值的野生蘭[3]。自1889年英國園藝家培育出第一個雜交品種以來，至今大花蕙蘭品種已達1 000多個，具有諸多獨特的觀賞價值[4]。目前，國內已開展大花蕙蘭的種間和屬間雜交研究，也取得了一定的成效，如曾瑞珍等[5]選用墨蘭和大花蕙蘭進行雜交，獲得新品種‘玉女蘭；龐惠仙等[6]將大花蕙蘭與虎頭蘭進行雜交，選育出優良株系‘輝煌。

雜交后代的觀賞性評價涉及多個性狀指標，并且每個性狀的重要性不同，對其進行綜合評價即是將所有的性狀指標加以匯集，繼而得到一個綜合指標，從而反映其整體情況。主成分分析采用客觀賦權法，克服了主觀賦權的隨意性，使權重系數更客觀合理[7]。此外，主成分分析在匯集多指標信息的同時，還可有效解決性狀間由于不同程度相關性而帶來的信息重疊問題[8]， 使評價更加科學合理。目前主成分分析法已被廣泛應用于多種花卉的觀賞性評價[9-10]，但有關此法應用于大花蕙蘭雜交后代的篩選則尚未見報道。本研究以冬鳳蘭（父本）與耐熱型大花蕙蘭品種‘黃金小神童（Cymbidium ‘Golden Elf）（母本）的雜交后代15個株系為對象，采用主成分分析法對其進行觀賞性評價，篩選出具有觀賞開發價值的優良單株，同時也為其它的蘭花雜交育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料 冬鳳蘭與‘黃金小神童大花蕙蘭的雜交后代保存于海南大學農學院儋州教學實踐基地的海南野生蘭花種質資源圃，經過多年初步篩選之后，以編號為4、123、158、223、269、292、316、342、343、345、360、362、365、373和376的15個株系為實驗材料。

1.2 方法

2011年9月～2014年9月連續3 a對種植的各個植株進行了調查。在開花期， 隨機抽取各株系10 株，每個植株分別調查20個性狀，其中株高（X1）、葉長（X2）、葉寬（X3）、花序長（X4）、花序梗長度（X5）、花序梗粗度（X6）、總花數（X7）、花朵長度（X8）、花朵寬度（X9）、中萼片長/寬（X10）、側萼片長/寬（X11）、花瓣長/寬（X12）、唇瓣長度（X13）和唇瓣寬度（X14）等14個性狀為定量指標，數值均為3年的平均值；唇瓣顏色種類（X15）、花期（X16）、花香味（X17）、花姿（X18）、花開展情況（X19）和花色（X20）等6個性狀為定性指標。按以下標準打分：花香味，無（1分）、較弱（3分）、弱（5分）、中（7分）；花序姿勢，半下垂（1分）、半直立（3分）、直立（5分）；花開展情況，半開展（1分）、未開展（3分）、全展（5分）；花色，紫粉（9分）、粉紅（8分）、粉色與黃色鑲嵌（7分）、 淡黃色與粉色鑲嵌（6分）、 黃色鑲嵌粉色（5分）、 黃色（4分）、 黃色與白色鑲嵌（3分）、 黃色與綠色鑲嵌（2分）、 黃綠色與粉色鑲嵌（1分）。將定性指標定量化，得分越高，表示其對綜合評價的貢獻越大。

1.3 數據分析

利用Excel 進行數據整理，并利用SAS9.2軟件進行主成分分析。

2 結果與分析

2.1 雜交后代觀賞性狀的差異

從表1 可以看出，15個株系在不同性狀上存在明顯差異。其中花開展情況的變異系數最大（72.5%），其后為花序姿勢（61%）、花色（58.9%）、花香（46.2%）、總花數（40.5%）、花序長（33.7%）和花序梗長（34%），表明雜交后代的觀賞性主要體現在花相關的性狀上。而株高、葉長、葉寬、花瓣、萼片和唇瓣的長/寬等指標的變異系數相對較小（8.1%～21.4%）。

2.2 雜交后代觀賞性狀間的相關性

從表2可見，在各株系之間，株高與葉長和總花數以及葉長與總花數呈極顯著或顯著正相關，說明植株越高大，花朵數量也越多。花序長與花序梗長、中萼片長/寬、花瓣長/寬、花序梗粗、總花數、側萼片長/寬和唇瓣長呈極顯著或顯著正相關；花序梗長與中萼片長/寬、側萼片長/寬、花瓣長/寬呈極顯著正相關，與花序梗粗和唇瓣長呈顯著正相關；花序梗粗與總花數、側萼片長/寬呈極顯著正相關，與中萼片長/寬和花瓣長/寬呈顯著正相關，說明花序越長、花序梗越長越粗，花朵數量越多，花朵越細長。中萼片長/寬還與側萼片長/寬、花瓣長/寬和唇瓣長呈極顯著正相關，側萼片長/寬與花瓣長/寬呈極顯著正相關，說明花朵萼片與花瓣、唇瓣關系密切，萼片越細長則花瓣也越細長，唇瓣就越長。株高與花朵長和花朵寬以及葉片寬與花朵長、側萼片長/寬、花瓣長/寬、唇瓣長呈顯著負相關，表明植株越高、葉片越寬，花朵就越小、越圓潤。

2.3 雜交后代觀賞性狀主成分分析

從表3可以看出， 前6個主成分累積貢獻率達88.95%，可用來表示原來20個性狀所包含的絕大部分信息。對主成分1（Y1）影響最大的是花序長和花序梗長，并且花序長與花序梗粗、總花數、側萼片長/寬、唇瓣長呈顯著正相關，花序梗長也與花形相關的指標呈極顯著或顯著正相關，說明花序越長、花序梗越長越粗，花朵數量越多，花朵越細長，該成分與花朵形狀有關，因此稱為花朵因子。對主成分2（Y2）影響最大的因子為株高和葉長，葉長與總花數呈極顯著正相關，株高與總花數呈顯著正相關，表明植株越高大，花朵數量也越多，因此該成分為花數因子。唇瓣寬和花序姿勢為影響主成分3（Y3）最大的因子，唇瓣寬與花瓣長/寬呈極顯著負相關，花序姿勢與花朵寬呈顯著正相關，說明唇瓣越寬則花瓣越圓潤，花序越挺拔則花朵也越圓潤，該因子與整體花形有關，因此稱為花形因子。主成分4（Y4）的最大影響因子為花香，該主成分值越高說明花香越濃郁，可稱為花香因子。主成分5（Y5）的最大影響因子為花色，其值越大花色越艷麗，因此為花色因子。對主成分6（Y6）影響最大的為花朵寬，花朵寬與花開展狀況呈極顯著正相關，因此稱為花展因子

2.4 雜交后代觀賞性狀分析

將15個株系的20 個性狀的原始數據標準化后代入主成分方程，分別計算它們在20個綜合指標上的得分Yj（j=1～6）。以方差貢獻率為權重，求出各株系的綜合得分值（Z），再按Z 值的大小排序， 結果見表4。依照綜合得分可以將15個株系分為6個類別：第1類（Z>2.5）為綜合排名第1的223號，該株系花序最長，花朵最大，花數最多，并且花色粉紅艷麗，還有淡淡的花香，與市場流行的趨勢相當吻合；第2類（Z>2.0）為綜合排名第2的316號，該株系花序也較長，花朵較大，花數也較多，但花色偏黃，較為素雅；第3類（Z>0.2）為排名第3和第4的123和158號，這2個株系花序中等長，但花朵較大，總花數也較多，花色較為艷麗；第4類（Z>0.1）為排名第5的343號，該株系花序中等偏長，花數也較多，但花朵較小，花色粉紅艷麗，為小花型株系；第5類（Z>0）為排名第6的292號，該株系花序較長，花數中等，花朵較大，花色較粉紅艷麗，并且該株系具有花朵不開展這一特色性狀，花序也為直立型，所以292號為最具有觀賞特色的株系；第6類（Z<0）主要包括4、269、342、345、360、362、365、373、376號，該類株系在花序長、總花數、花朵大小和花色等性狀指標中具有較為明顯的缺陷，觀賞性不夠完美。

3 討論與結論

花卉的觀賞性評價即對其多個性狀指標進行綜合評價，由于各指標對觀賞性狀的影響不同，因此需要對其賦予不同權重。前人研究中常采用層次分析法[11]、模糊綜合評價法等通過經驗來確定權重，從而進行分析，主觀隨意性較大；而灰色關聯度法雖然權重客觀，但是不能解決多個性狀間因基因連鎖或一因多效而造成的評價信息存在重復的問題[12]。本研究采用主成分分析法，將原來具有一定相關性的眾多指標轉換成少數新的相互無關的主成分，避免信息重疊帶來的虛假性，根據其貢獻率的大小確定各綜合因子的權重，客觀合理[8，12]，綜合評價結果與性狀指標基本吻合，反映出主成分分析法適用于冬鳳蘭與‘黃金小神童大花蕙蘭的雜交后代群體的觀賞性狀評價。在浙江紅山茶[13]、三色堇[8]、蝴蝶蘭[9]等花卉上的研究表明，采用主成分分析法所得綜合評價結果與性狀指標也基本吻合，說明主成分分析法較適合用于花卉的觀賞性評價。

本研究通過對冬鳳蘭與‘黃金小神童大花蕙蘭的雜交后代15個株系的20個具有相關性的指標進行主成分分析，將這20個性狀指標轉換成6個相互無關的主成分，再依據各主成分的貢獻率來確定其權重，所得結果客觀合理。轉換成的6個主成分的方差總貢獻率達全部性狀信息的88.95%，并且都具有其相對的生物意義，分別稱之為花朵因子、花數因子、花形因子、花香因子、花色因子和花展因子。這對雜交蘭后代觀賞性評價的目標性狀選擇具有重要意義。從雜交后代群體觀賞性綜合評價結果來看，排名第一的223號株系花序長，著花數多，花朵較大，花色粉紅艷麗，與大花蕙蘭二級盆花相似[14]； 排名第二的316號株系花序也較長，花朵較大，花數也較多，花色為黃色，花序挺立，素雅挺拔；排名第6的292號株系花姿挺立，花朵為不開展，較有特色，花序較長，著花數較多且花色艷麗，獨具韻味，比較具有開發潛力。

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