云南羅望子種質資源植物學性狀比較研究

羅會英等

摘 要 對16份羅望子種質資源進行了植物學性狀比較研究，結果表明：不同地理來源的羅望子在植株、葉片、花、果實、種子等植物學形態特征上均存在不同程度的差異性。主成分分析表明：冠幅、冠型、樹勢、復葉主軸粗度、小葉長、花序長度、花序寬度、花冠直徑、萼片長寬比、萼筒寬度、萼筒深度、果肉厚、果實曲線長度、纖維數、纖維重為羅望子的種質資源植物學多樣性的主要指標，通過篩選初步將葉長、葉寬、花序長度、花序寬度、花冠直徑、單果重、果實直線長度、果實曲線長度、果肉厚度、纖維數、果肉剝離難易程度、種子數量這幾個性狀作為羅望子種質資源植物學描述評價的代表性狀，便于羅望子種質資源的描述和評價；通過聚類分析，16份材料分為6大類群，為羅望子種質種質資源的遺傳多樣性分析、植物學性狀描述規范的制定和新品種的選育奠定基礎。

關鍵詞 羅望子；植物學性狀；主成分分析；聚類

中圖分類號 S667.9 文獻標識碼 A

Abstract The botanical characters of 16 accessions tamarind germplasm resources were studied. The results showed that there were different in leaves， flowers， fruits and seeds of germplasm resources from different geographical regions. Principal components data analysis revealed that crown width，crown type， tree vigor， compound leaflet thickness， leaf length， flower cluster length， flower cluster width， corolla diameter， sepal aspect ratio， calyx tube width， calyx tube depth， flesh thickness， fruit curve length， fiber number and fiber weight were the main characters of botanical diversity. In order to describe and evaluate tamarind germplasm resources more better， leaf length， leaf width， flower cluster length， flower cluster width， corolla diameter， fruit weight， fruit straight length， fruit curve length， flesh thickness， fiber numbers， flesh adherence and seed number were representative for tamarind botanical character evaluation with preliminary screening. Based on cluster analysis， 16 accessions of tamarind were clustered into 6 groups. All these were a foundation work for genetic diversity analyzing， botanical descriptors formulating and breeding of tamarin germplasm resources.

Key words Tamarind；Botanical character；Principal component analysis；Cluster analysis

羅望子（Tamarindus indica L.）別名酸角、酸豆、酸梅、羅晃子、甜目坎、通血圖，豆科（Leguminosae）酸豆屬（Tamarindus）喬木[1-2]。原產于非洲，全世界熱帶、南亞熱帶地區都有引種和栽培，尤以蘇丹、印度、印度尼西亞、越南、巴西、泰國、巴基斯坦等國種植最普遍， 在我國云南、四川、海南、廣東、廣西、福建、臺灣等省（區）常見，多呈零星的野生或半野生狀態[3-5]，但規模化和規范化人工栽培較少。羅望子果肉含豐富的有機酸、糖類、維生素、蛋白質、游離氨基酸和礦物質等，是加工兒童和老年保健食品和飲料的好原料，亦是抗佝僂病和抗缺鐵性食品的天然優質配料[6-7]。種子中富含羅望子多糖，為一種類似果膠但性能又優于果膠的良好食品增稠劑和穩定劑[8-9]。樹葉內含牡荊素、葒草素等黃酮類化合物，可作飲水漂白劑或作蔬菜食用[10]。花期長、花量大，是極好的蜜源植物且可以用來做西餐沙拉；其木材質地堅硬致密，邊材黃白色，心材黑紫帶棕色，商人們譽之為“馬德拉紅木”[11]。羅望子集多種用途于一身，因而越來越受到人們的關注。

目前國內外羅望子的研究多集中在果肉的加工利用、羅望子多糖的提取和應用及繁殖技術研究等方面，而對于種質資源收集、評價、篩選及抗性育種等方面的研究較少[12-18]。因此，系統地開展對羅望子各類群的地理分布和植物學性狀研究是一項長期而基礎性的工作，對羅望子品種的選育以及羅望子資源的綜合開發利用具有十分重要的現實意義。本研究對羅望子植物形態學指標進行了全面的觀測，對各項指標進行了比較、研究和分析，從中篩選出具有研究價值的代表性植物學性狀，為羅望子種質資源植物學性狀描述規范的制定及羅望子深入研究、評價、利用提供理論依據，同時也為羅望子新品種的選育奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料取自羅望子種質資源圃（云南省楚雄彝族自治州元謀縣城郊，云南省農業科學院熱區生態農業研究所所在地）位于金沙江干熱河谷流域，年平均氣溫21.9 ℃，平均最高氣溫42 ℃，平均最低氣溫-2 ℃，年降水量613.8 mm，集中在5～9月份，其他月份少雨或無雨，年蒸發量3 911.2 mm。種源來自云南省德宏傣族景頗族自治州、楚雄彝族自治州、西雙版納傣族自治州、紅河哈尼族彝族自治州、保山市、臨滄市、玉溪市等干熱河谷區域分布的野生、半野生羅望子種質資源。從不同的種源區域中篩選出比較具有代表性的羅望子種質資源16份（嫁接種植保存日期相同，種植保存期間生長環境條件、田間管理基本一致，田間性狀表現穩定）作為試驗材料進行羅望子植物學形態指標的測定。材料來源地理信息見表1。

1.2 方法

對16份羅望子種質資源植物學性狀進行觀測，每份種質3株，每株從東、西、南、北4個方位對羅望子（株齡均為21 a）的葉片（成熟葉）、 花（花開放程度為全開）、果實（生理成熟期5～7月）、種子進行調查觀測并記錄數據。

1.2.1 植株性狀觀測 用卷尺測量株高（cm）、冠幅（cm）、地徑（cm）；樹姿（1直立，2半開張，3開張，4下垂），冠型（1扁圓型，2半圓形，3圓頭形，4橢圓形，5披散形），樹勢（1強，2中，3弱），莖色（1灰白色，2灰褐色，3黑褐色），枝條韌度（1軟韌，2中等，3粗硬）。

1.2.2 植株葉片觀測 每株取20枚成熟葉片，用游標卡尺測量復葉主軸長度（mm）、復葉主軸粗度（mm）、小葉長（mm）、小葉寬（mm）、小葉厚（mm）、每片羽狀復葉上小葉數的數量（小葉數）（枚）；小葉重疊程度（1不重疊，2 稍重疊，3明顯重疊），葉柄顏色（1淡綠色，2綠色，3濃綠色），葉片顏色（1淡綠色，2綠色，3濃綠色），葉片光澤（0無，1較光亮，2光亮），小葉形狀（1披針形，2長橢圓形，3卵圓形），葉尖形狀（1尖鈍，2圓鈍，3微凹），葉基形狀（1楔形，2鈍圓形，3心臟形），葉緣形狀（1平展，2微波浪形，3波浪形），葉脈（1不明顯，2明顯）。

1.2.3 花形態觀測 盛花期每株取完整花20朵，游標卡尺測量花梗長度（mm）、花序寬度（mm）、花冠直徑（mm）、萼筒寬度（mm）、萼筒深度（mm）、花序花朵數（朵）、萼片長寬比；花序主軸顏色（1淡綠色，2綠色，3濃綠色），花序緊密度（1疏散，2中等，3緊密），花瓣顏色（1淡黃色夾紫色條紋，2 黃色夾紫色條紋，3深黃色夾紫色條紋），花瓣多瓣（0無多瓣，1多瓣）。

1.2.4 果實形態觀測 果實成熟期每株采成熟果實20個， 分析天平、游標卡尺測量單果重（g）、果梗粗（mm）、果梗長（mm）、果皮厚（mm）、果肉厚（mm）、果實曲線長度（mm）、果實直線長度（mm）、果實橫徑（mm）、果實側徑（mm）、纖維重（g）、皮肉間距（mm）（果皮和果肉之間空隙的最短距離）、可食率（%）、纖維數（條）、種子數（粒）；果實顏色（1灰褐色，2黃褐色，3棕褐色，4赤褐色，5黑褐色），果實形狀1長圓形（彎曲度120°～180°），2長圓形微彎曲（彎曲度90°～120°），3弓形（彎曲度60°～90°），4馬蹄形（彎曲度0°～60°），果肉顏色（1棕褐色，2赤褐色，3黑褐色），果皮剝離難易程度（1難，2較易，3易），果肉剝離難易程度（1難，2較易，3易）。

1.2.5 種子形態觀測 每株取成熟種子20粒，游標卡尺測量種子橫徑（mm）、種子縱徑（mm）、種子側徑（mm）。

1.3 數據處理

試驗觀測數據用Microsoft Excel 2007進行標準化處理，用SPSS19.0統計軟件進行排序、均值比較、方差分析等統計分析。主成分分析采用SAS統計軟件STAT模塊進行；各種質之間的形態分化度用SAS軟件類平均法（Average Linkage）進行聚類分析。

2 結果與分析

2.1 羅望子種質資源植株性狀比較

羅望子種質資源植株觀測指標見表2，不同種質的植株性狀指標均存在不同程度的差異性，株高最大值可達1 300 cm，最小值650 cm，冠幅在590～1 236 cm，地莖28.03～69.43 cm；樹姿為直立和半開張兩種；冠型分為扁圓形、半圓形、圓頭形和橢圓形，其中以圓頭形較多；樹勢為強和中，無弱樹；莖色以灰褐色和黑褐色為主，灰褐色居多；枝條韌度都為中等韌度無差異性。

2.2 羅望子種質資源葉片性狀比較

羅望子種質資源葉片性狀比較見表3和表4。從表3和表4可以看出：復葉主軸長度，復葉主軸粗度、小葉長、小葉寬、小葉厚、小葉數、葉柄顏色、葉片顏色、小葉形狀、葉尖形狀等幾個指標在不同的種質之間均表現出不同程度的差異性。以復葉主軸長度、復葉主軸粗度、小葉長、小葉寬、小葉厚和葉片顏色差異較顯著；小葉數、葉柄顏色、小葉形狀、葉尖形狀也存在不同程度的差異性；而小葉重疊程度、葉面光澤、葉基形狀、葉緣形狀和葉脈明顯程度等指標均無差異性表現。

2.3 羅望子種質資源花序性狀比較

羅望子種質資源花序性狀比較見表5和表6，從表中可以看出不同種質之間花序性狀指標存在不同程度的差異性。花序花朵數、花梗長度、花序寬度、花冠直徑、萼片長寬比、萼筒寬度、萼筒深度在各種質之間差異表現明顯；花序主軸顏色僅表現出淡綠色和綠色兩種差異；花序緊密度為中等緊密和緊密兩種無松散型；花瓣顏色8號和11號為黃色為主夾紫色條紋，其余種質均為淡黃色為主夾紫色條紋；花瓣多瓣現象的也極為少見為10號和15號。

2.4 羅望子種質資源果實性狀比較

羅望子種質資源果實植物學性狀比較（表7-8）。表中可看出：各種質之間的果實單果重、果柄粗、果柄長、果皮厚、果肉厚、果實曲線長度、果實直線長度、果實側徑、可食率、纖維條數、纖維重、皮肉間距、種子數、果實形狀、果實顏色、果肉顏色、果皮剝離難易程度、果肉剝離難易程度等性狀指標都表現出不同程度的差異性；種子數量最大值約為9枚為1號種質，最小值約4枚為11號種質；果皮剝離難易程度/離皮）和果肉剝離難易程度/離肉）在各種質之間差異不明顯，但也存在著差異性，除10號和12號種質果皮剝離較容易之外，其它種質果皮都難剝離；10號、12號、14號和16號種質果肉較容易剝離，其余種質果肉難剝離。

2.5 羅望子種質資源種子性狀比較

羅望子種質資源種子的植物學性狀指標比較見表9，不同羅望子種質的種子橫徑、種子縱徑和種子側徑都存在不同程度的差異性。種子橫徑最大值為3號種質的11.62 mm且顯著高于其他種質，2號、4號、6號、13號種質種子橫徑顯著小于其他種質；種子縱徑最大值為11號種質的14.34 mm，最小值為10.89 mm；種子側徑4.58～6.09 mm，其中4號、7號、9號、13號、14號、15號種質的種子側徑顯著高于12號種質，其余種質之間均存在不同程度的差異性。

2.6 主成分分析

從表10中可以看出，前9個主成分的累計貢獻率已達83.99%，其已代表58個性狀所提供的大部分信息，因此可以對此材料進行綜合評價。

從表11和表12可以看出第1主因子主要由南北冠幅、冠型、樹勢、復葉主軸粗度、小葉長、花序長度、花序寬度、花冠直徑、大萼片長寬比、小萼片長寬比、萼筒寬度、萼筒深度、果肉厚、果實曲線長度、纖維數、纖維重決定，第一公因子F1對各變量的方差貢獻率達到15.47%。第2主因子F2對各變量的方差貢獻率達到13.51%，累計貢獻率達28.98%，主要由樹姿、葉柄顏色、單果重、果柄粗、果實橫徑、種子數量、果肉顏色決定。第3主因子由花序主軸顏色、花瓣顏色、果實側徑、皮肉間距、種子縱徑決定。第3主因子在花序主軸顏色上有較高的負載荷，F3對各變量的方差貢獻占10.44%。第4主因子在可食率上有較高的負載荷，在果實形狀、種子橫徑、果肉剝離難易上有較高的正載荷，累計貢獻率達49.54%。第5主因子主要由莖色、葉片顏色、花瓣多瓣、果皮剝離難易決定，F5對各變量的方差貢獻率占8.36%，且都呈反趨勢。第6主因子由地徑、復葉主軸長度、小葉寬、小葉厚、果皮厚、果實顏色決定，累計貢獻率達65.55%。第7主因子對各變量的累計貢獻率達72.88%，由株高、東西冠幅、小葉形狀、果柄長、果實直線長度決定。第8主因子在小葉數、葉尖形狀、種子側徑上有絕對值較高的正載荷。累計貢獻率達78.89%。第9主因子主要反映了花序花朵數（枚）和花序緊密度，F9對各變量的貢獻率達5.10%，累計貢獻率達83.99%。枝條韌度、小葉重疊程度、葉面光澤、葉基形狀、葉脈、葉緣形狀對主成分負荷值都為0，對主成分分析影響較小，所以在聚類中可不予以考慮。

2.7 羅望子種質資源植物學性狀聚類分析

以主成分分析確定的52個指標，用類平均法對16份云南羅望子種質資源的外部性狀指標進行聚類分析，結果如圖1。在歐氏距離M=10時，將16份羅望子分為6類，其中植株編號為11、12、6、7、14、10號的分為第一大類，表現為花序緊密，果肉顏色深，果皮易剝離、果肉易剝離；植株編號為3、9、8號的分為第二大類，表現為花瓣顏色深，單果重重，果皮顏色深，果實纖維多；植株編號為1號的為第三類，表現為葉長而寬，果實可食率高，種子多；植株編號為4、16、5號的分為第四大類，表現為葉寬而厚，萼筒深，果皮厚；植株編號為2、13號的分為第五大類，表現為葉片長，果肉厚，果實大，果型直。植株編號為15號的分為第六大類，表現為花序寬而大，花冠大，種子大。

3 討論與結論

本試驗通過對16份羅望子的植物學性狀研究比較得出，不同地理來源的羅望子在植株、葉片花、果實、種子等植物學形態特征上均存在不同程度的差異性。這與汪濤等[19]在不同產地杭菊植物學特征研究比較的研究中得出的結論相符，認為不同產地杭菊植物學性狀差異顯著。

本試驗中冠幅、冠型、地徑、樹勢、莖色、復葉主軸長度、復葉主軸粗度、小葉長度、小葉寬度、小葉厚度、葉片顏色、花序長度、花序寬度、花冠直徑、花瓣顏色、大萼片長寬比、小萼片長寬比、萼筒寬度、萼筒深度、單果重、果柄長度、果柄粗度、果實橫徑、果實側徑、果實直線長度、果實曲線長度、皮肉間距、果皮厚度、果肉厚度、果實形狀、纖維數、纖維重、果實顏色、果肉顏色、種子數量、種子橫徑、種子縱徑、果皮剝離難易程度、果肉剝離難易程度是羅望子種質資源植物學性狀多樣性的主要指標，而葉長、葉寬、花序長度、花序寬度、花序花朵數、花冠直徑、單果重、果實直線長度、果實曲線長度、果肉厚度、纖維數量、皮肉間距、果肉剝離難易程度、種子數量的變異幅度較大，綜合這兩個因素，為快速區分不同資源的主要特點，同時考慮到操作的方便性，將葉長、葉寬、花序長度、花序寬度、花冠直徑、單果重、果實直線長度、果實曲線長度、果肉厚度、纖維數、皮肉間距、果肉剝離難易程度、種子數量這幾個性狀作為羅望子種質資源植物學描述評價的代表性狀，以便于羅望子種質資源的描述和評價，為針對目標性狀篩選育種材料提供基礎數據，其具體評價指標還有待進一步研究確定。

本研究還采用形態學標記，運用譜系聚類分析，根據有遺傳變異的植物學性狀對16份羅望子種質資源進行了遺傳多樣性研究，結果把16份羅望子種質資源分成了6大類群，各類群在顯示這些種質材料存在著豐富的遺傳多樣性。而對16份種質資源更細致的遺傳性分析還需借助分子手段進一步驗證。

種質遺傳多樣性是生物進化和育種的基礎，通過植物學性狀遺傳多樣性研究，能從整體了解資源的豐富程度，為使用者提供重要信息[19]。利用植物學形態特征來確定植物種內變種或品種之間的親緣關系這一傳統方法具有一定的合理性，但這種方法所憑借的形態特征仍受到環境因子和個體發育的影響，不能提供足夠的能反映內在遺傳關系的信息。隨著基因時代的到來，植物遺傳多樣性研究也步入了分子水平[21-22]，利用分子標記技術雖可以更準確地了解植物遺傳多樣性，但難以與具體性狀結合起來。將植物學性狀、形態性狀與分子標記技術相結合，就能準確把握資源遺傳多樣性的本質[22-23]。因此，為了更深入的對羅望子種質資源進行研究利用需要將植物學性狀觀察與分子手段結合起來，從植物學、農藝學、生理特性和遺傳特性方面更加準確的評價種質間的遺傳信息和親緣關系，其分子水平的遺傳多樣性有待進一步研究。

參考文獻

[1] 中國科學院《中國植物志》編輯委員會. 中國植物志[M]. 北京： 科學出版社， 1988： 216.

[2] 中國科學院《中國植物志》編輯委員會. 中國植物志-豆科（第39卷）[M]. 北京： 科學出版社， 2007.

[3] EL Sidding K， Ebert G， Ludders P. Tamarind（Tamarindus indica L.）： A review on a multipurpose tree with premising future in the Sudan[J]. Journal of Applied Botany Angewandte Botanik， 1999， 73（5）： 202-205.

[4] 吉宏武， 丁霄霖. 羅望子研究進展[J]. 中國野生植物資源， 2000， 19（6）： 10-13.

[5] 羅敬萍， 嚴俊華. 云南羅望子野生資源調查及生態適宜種植區劃探討[J]. 云南熱作科技， 2002， 25（2）： 20-22.

[6] 蒲 彪， 鄧繼堯. 羅望子果肉的營養成分分析[J]. 四川農業大學學報， 1994， 12（4）： 455-457.

[7] 趙 靜，馮敘橋，吳永嫻. 酸角的營養成分分析[J].營養學報，2001， 23（4）： 378-37.

[8] Phakruschaphant. Comparison of peeling and extraction methods in the production of tamarind seed gum[J]. The Kasetsart Journal Natural Sciences， 1982， 16（2）：74-81.

[9] 任艷艷， 張水華. 羅望子膠的生產及其應用[J]. 食品工業，2003（3）： 24-25.

[10] 趙一鶴， 揚時宇， 李 昆. 酸角綜合利用的現狀及發展趨勢[J].林產化學與工業， 2005， 25（2）： 122-126.

[11] N.N. Shankaracharya. Tamarind-Chemistry Technology and Use-A critical appraisal[J]. Food Sci. Techno1. 1998， 35（3）： 193-208.

[12] 章程輝， 王秀蘭. 羅望子黃酮類化合物提取工藝研究[J]. 廣西熱帶農業， 2008（3）： 52-54.

[13] 王文光， 袁 唯， 張 慧， 等. 羅望子膠提取工藝技術的研究[J]. 農產品加工學刊， 2011（6）： 55-68.

[14] Siddhuraju P. Antioxidant activity of polyphenolic compounds extracted from defatted raw and heatedTamarindus indica seed coat[J]. Lebensmittel-wissenschaft and Technology， 2007， 40（6）： 982-990.

[15] Manees J R， et al. Tamarindus indica. Food and Feed Crops of the United States[M]. New York： Plenum Press， 1971.

[16] 孫蘭萍.羅望子果汁茶飲料的生產工藝[J]. 食品工業科技， 2002， 23（3）： 87-88.

[17] 趙一鶴， 楊時宇， 李 昆. 世界酸角研究現狀及進展[J]. 云南農業大學學報， 2005， 20（1）： 65-70.

[18] 肖 艷， 黃建昌， 梁關生， 等. 酸豆引種初報[J]. 中國南方果樹， 2008， 37（4）： 31-32.

[19] 汪 濤， 郭巧生， 毛鵬飛， 等.不同產地杭菊植物學特征比較[J]. 中國中藥雜志， 2012， 37（23）： 3 536-3 539.

[20] 田 稼， 鄭殿升. 中國作物遺傳資源[M]. 北京：中國農業出版社， 1994： 312-315.

[21] 葛 頌. 生物遺傳多樣性研究的原理及方法[M]. 北京： 科學出版社， 1994： 123-140.

[22] 邱 芳， 伏健民， 金 德. 遺傳多樣性的分子檢測[J]. 生物多樣性， 1998， 2（6）： 143-150.

[23] 陳 巍， 王力榮，朱更瑞， 等. 基于SSR標記和生物學性狀進行桃遺傳多樣性的比較分析[J]. 植物遺傳資源學報， 2009， 10（1）： 86-90.