50個大菊品種形態學性狀的比較

楊 旭，毛 燕，吳德智，袁 偉，唐利軍

（1.湖北生態工程職業技術學院，湖北武漢 430200；2.麻城市五腦山林場，湖北麻城 435000；3.湖北省人民政府辦公廳，湖北武漢 430200）

?

50個大菊品種形態學性狀的比較

楊 旭1，毛 燕1，吳德智1，袁 偉2，唐利軍3

（1.湖北生態工程職業技術學院，湖北武漢 430200；2.麻城市五腦山林場，湖北麻城 435000；3.湖北省人民政府辦公廳，湖北武漢 430200）

摘 要：以麻城市五腦山林場菊花種質資源圃中50個大菊品種為研究對象，采用田間隨機區組試驗設計，對64個形態性狀進行測定，并進行一致性及變異性分析、主成分分析和聚類分析。結果表明，在所有性狀中，有59個性狀變異系數大于15%；前7個主成分對變異的貢獻率達81.45%，其中特征量較大的花部性狀對大菊品種分類具有較大的影響；通過聚類分析可將50份大菊種質資源分為4類，形態差異明顯；株型可作為大菊品種分類的一個重要指標。

關鍵詞：大菊；形態學性狀；變異性分析；主成分分析；聚類分析

文獻著錄格式:楊旭，毛燕，吳德智，等.50個大菊品種形態學性狀的比較［J］.浙江農業科學，2016，57（6）: 864-867，878.

菊花是我國的傳統名花，因文化內涵豐富、形態多姿多彩而深受人們喜愛，至今仍有多地保留在秋季舉辦菊展的傳統。湖北歷來就有種植菊花的傳統，特別是麻城地區近年來重點發展菊花種植、加工、觀賞等產業，長期的引種栽培促使菊花品種的演進速率更高，表型特征等發生了一定程度的變化［1］，這給菊花品種的分類帶來很多困難。本研究通過對大菊品種進行植物學形態性狀比較和分析，揭示其形態變異規律，可為菊花種質資源的收集保存及評價利用研究提供參考依據。

1 材料與方法

本研究所選取的試驗材料（表1）全部來自麻城市五腦山林場菊花種質資源圃，按照不同瓣型隨機對大菊（花徑大于6 cm）品種進行取樣。2014年5月對試驗品種進行扦插繁殖。采用草炭和珍珠巖作為扦插的基質。扦插生根后，用20 cm規格盆栽，并按品種分為50個小區，每個小區種植20株整齊一致的單株，試驗品種均按照獨本菊的方式栽培，所有的品種都保持栽培條件的一致性。性狀的選取主要參考農業部2002年10月試行的《菊花新品種特異性、一致性和穩定性的測定指南》中所描述的性狀，在盛花期選擇64個性狀進行測試，其中花部性狀40個，葉部性狀19個；二元性狀5個，多態性狀26個，數值性狀33個（其中包括10個伴性性狀）。性狀的編碼采用等級數量編碼方法［2］（表2）。利用Excel，SPSS統計軟件處理試驗數據，對植物學性狀進行品種內一致性及品種間變異分析、主成分分析及Q聚類分析。

表1　供試50個大菊品種的名稱及編號

表2　性狀的類型及編號

2 結果與分析

2.1 性狀品種內一致性及品種間變異分析

從性狀品種內一致性上分析，除一次裂刻深度外，二元及多態性狀均具有高度的一致性（表3和表4）。其中，所選擇的二元性狀一致性均為100%，此外還有莖硬度、花心顏色、外花瓣曲反、內花瓣曲反、外花瓣表面色、內花瓣表面色、舌狀花色彩分布、花的香氣類型及植株被毛也為100%；而從數值型性狀的一致性來看，除一次裂刻深度外，所選擇的性狀的變異系數均小于15%，具有高度的一致性。

從性狀品種間變異分析中發現，31個二元及多態性狀中有21個性狀的變異系數大于40%，且莖曲直性、葉硬度、葉表面光澤、筒狀花發達否、舌狀花有無毛刺等二元及多態性狀的變異系數達到70%以上，表現出較高的變異性，這主要是由于試驗品種均為獨本菊，自身均有較高的變異幅度［3］。而在數值型性狀分析中發現，除總苞片層數、葉長/葉寬、中長/中寬、內長/內寬及外長/內長的變異系數小于15%外，其余28個數值性狀的變異系數均大于15%，表現出了較大的變異性。由于大多數菊花品種的總苞片層數都為三層［4］，導致品種間差異比較小；而葉長/葉寬、中長/中寬、內長/內寬及外長/內長均為伴性性狀，采取了比值的形式，這可能使得品種間的差異也比較小。

2.2 性狀的主成分分析

表3　二元或多態性狀一致性及品種間變異的分析結果

表4　數值性狀一致性及品種間變異的分析結果

表5　性狀的主成分分析結果

主成分分析結果（表5）表明，前7個主成分的累積貢獻率達到81.453%。第1主成分的貢獻率為21.015%，特征向量的絕對值較大的性狀是內層花瓣長，反映了菊花花部的性狀發育特征；舌狀花層數、花瓣形狀、花徑等花部性狀和株高的特征量在0.8以上，是菊花花型的主要影響因素，說明花型和株高對菊花品種分類具有較大的影響。第2主成分的貢獻率為13.877%，筒狀花發達否、外花瓣表面色、內花瓣表面色的特征向量絕對值的較大，表明筒狀花形態因子和花色也對大菊的品種分類具有比較重要的意義。第3主成分的貢獻率為13.583%，各性狀中總苞片直徑的特征向量絕對值最大，反映了苞片的發育狀況。第4主成分的貢獻率是10.070%，特征向量絕對值較大的性狀是葉寬，說明葉片的發育狀況也占據一定的地位。第5主成分的貢獻率是8.319%，特征向量絕對值較大的性狀是中層花瓣寬和內層花瓣寬的比值。第6主成分貢獻率為7.486%，特征向量絕對值的最大的性狀是外層花瓣的曲反狀況，這2個主成分都反映花瓣的性狀；第7主成分的貢獻率為7.103%，特征向量絕對值的最大的性狀是莖節間長，反映了菊花莖部的發育情況。

2.3 聚類分析

Q型聚類分析是對分類運算單位（OUTO/operationalTaxonomicUnit）進行的分析運算，反映不同分類單位之間的相似性和親緣關系的遠近。對50個品種利用UPGMA法進行Q型聚類，建立親緣關系樹狀圖（圖1）。

在圖1中，在0.71～0.75做一個結合線，可將50個分類單位的聚類結果非常直觀的分為4大類群，也相當于菊花傳統分類中的管瓣類、匙瓣類、平瓣類、桂瓣類和畸瓣類；其中，圖中的I代表管瓣類，II代表匙瓣類，Ⅲ代表平瓣類，IV代表桂瓣類和畸瓣類。在品種群I中可以分為2大組，第1組主要包括5個品種；第2組中包括8個品種。品種群II包括5個品種；品種群Ⅲ可分為3大組，第1組包含9個品種，第2組包含11個品種，第3組包含8個品種；品種群IV也可以分為2組，第1組主要包括3個品種；第2組中包括2個品種。

從聚類圖1上可看出各品種間的親緣關系和其在分類上的系統位置。結果與傳統的形態學分類結論既有相符合處，也有一定差異。品種群Ⅲ中可見有平瓣類的品種胭脂球出現，說明這些菊花花瓣的類型在進化不完全中呈現出來的平瓣與匙瓣的混雜。從聚類結果看，從上往下看基本上按照管瓣、匙瓣、平瓣、桂瓣、畸瓣的順序，和傳統的分類基本一致［5］。另外在研究中發現，有些品種的聚類是在花瓣種類一致的基礎上也伴隨著株型大小的一致，說明菊花在分類中也可以考慮把株型作為分類的一個依據。

圖1　Q聚類分析結果

3 討論

利用形態學性狀來估測品種的變異性是一種重要的方法［6］。本研究對50種菊花種質資源進行了形態學性狀分析，發現不同品種間存在較大的形態學差異。在調查的64個形態學性狀中有57個性狀的變異系數大于15%，其中莖曲直性、葉硬度、葉表面光澤、筒狀花發達否、舌狀花有無毛刺的變異系數大于70%，表明菊花種質資源具有豐富的遺傳多樣性。從主成分分析結果來看，在所有主成分構成中，主要信息集中在前7個主成分中，累計貢獻率達80%以上，其中特征量較大的花部性狀對大菊品種分類具有較大的影響。在植物分類和系統學研究中，花器官的性狀由于其穩定性好，很少受到環境的影響，是重要的分類學依據［7］，這與本研究結果基本一致。從聚類分析結果來看，結果顯示，匙瓣類和管瓣類更容易較早地聚在一起，這與劉倩倩等［8］在對菊花的研究中發現匙瓣類和平瓣類的親緣關系更近的觀點有差異。研究中通過Q聚類分析發現，有些大菊品種是因為株型相似或相

近而很容易就聚在一起，這說明也可以把大菊的株型作為分類的一個重要指標。

參考文獻:

［1］ 邵清松，郭巧生，李育川，等.藥用菊花種質資源形態變異的數量分析［J］.中國中藥雜志，2011，36（10）: 1261-1265.

［2］ 柏斌斌，駱菁菁，李虹，等.睡蓮數量分類的初步研究［J］.北方園藝，2011（22）: 75-78.

［3］ 戴思蘭.中國栽培菊花起源的綜合研究［D］.北京:北京林業大學，1994.

［4］ 楊秋.昆明地區菊花種質資源的調查、分類及評價［D］.昆明:西南林業大學，2007.

［5］ 雒新艷.大菊品種資源遺傳多樣性研究［D］.北京:北京林業大學，2009.

［6］ 張景榮.名貴茶花種質資源的RAPD分析［D］.雅安:四川農業大學，2006.

［7］ 劉冬云，劉燕.山丹不同居群花器官的形態多樣性研究［J］.植物遺傳資源學報，2012，13（6）: 997-1004.

［8］ 劉倩倩.中國大菊品種形態分類及細胞學研究［D］.北京:北京林業大學，2007.

（責任編輯：張瑞麟）

中圖分類號：S682

文獻標志碼：A

文章編號：0528-9017（2016）06-0864-04

DOI：10.16178/j.issn.0528-9017.20160621

收稿日期:2015-01-25

基金項目:中央財政林業科技推廣示范資金項目（2014HBTG07）

作者簡介:楊 旭（1982—），男，湖南長沙人，講師，博士研究生，研究方向為生態學，E-mail: yang520xu@163.com。

通信作者:唐利軍，E-mail: 407806657@qq.com。