西藏自治區野生芥菜型油菜種質資源聚類分析

摘 要：本文以植株高度、基部粗度、分枝部位、分枝總數和每株角果數等15個考種性狀為指標，對西藏自治區各市搜集而來的16份野生芥菜型油菜進行聚類分析。結果表明：以最小距離法，在歐氏距離為150.7時，將供試的16份野生芥菜型油菜種質資源聚為四類。第一聚類包括謝通門野生芥菜型油菜、拉孜野生芥菜型油菜、桑日野生芥菜型油菜1、貢嘎野生芥菜型油菜和南木林野生芥菜型油菜，第二聚類包括左貢野生芥菜型油菜、朗縣野生芥菜型油菜、乃東野生芥菜型油菜、日喀則市野生芥菜型油菜1、桑日野生芥菜型油菜1和乃東野生芥菜型油菜，第三聚類包括南木林野生芥菜型油菜、桑日野生芥菜型油菜2和桑日野生芥菜型油菜4，第四聚類包括林周野生芥菜型油菜和南木林野生芥菜型油菜。

關鍵詞：野生芥菜型油菜;種質資源;聚類分析;西藏自治區

油菜是西藏自治區傳統的主要油料作物，在西藏自治區農牧業生產中占有重要地位。中國西部地區是白菜型油菜和芥菜型油菜的起源中心之一[1]。相關研究只涉及西藏自治區周邊地區，很少有涉及西藏自治區境內的。而西藏高原地形復雜，交通便利，農業生產落后，很少受到現代農業的沖擊，保留了大量的地方品種以及處于原始生產狀態的野生油菜，可以追溯到芥菜型油菜的原始種及其演化的衍生種[2]。西藏自治區特殊的高原氣候，使得該地區的油菜具有抗寒、抗旱、耐瘠薄、含油量高等特點。對西藏自治區油菜種質資源的進一步搶救性搜集，全面整理和研究，不僅可以明確西藏自治區在白菜型油菜起源中心上的地位，而且可以給油菜育種提供一些珍貴的物種資源。這無論是對進一步豐富油菜科學的基礎理論研究，還是對西藏自治區的油菜育種實踐和油菜生產的發展，都具有很高的價值和特別重要的意義。目前，在西藏自治區已收集到野生芥菜型油菜種質資源16份，并且相關研究已經證明西藏自治區芥菜型油菜的表型分化類型具有多樣性，在如此眾多的種質資源中，各種質資源之間的相關性如何等問題尚不清楚。筆者試圖在前人研究的基礎上，對分布于西藏自治區各地的野生芥菜型油菜進行分類、整理，并闡明其關系，以期為育種工作提供有用信息和理論

依據[3-4]。

一、材料與方法

（一）試驗方法

試驗所采用的西藏自治區16份野生芥菜型油菜材料，是從西藏自治區各野生油菜分布縣搜集而來的種質資源，包括西藏自治區野生芥菜型油菜重點分布縣域的代表性地方野生芥菜型油菜種質，具體野生芥菜型油菜材料名稱如表1所示。

將供試材料于2008年6月在西藏農牧學院進行大田種植，小區面積6 m（長）×4 m（寬）=24 m2，隨機區組排列，3次重復，田間管理水平略高于當地大田水平。收獲時，每小區隨機取樣40株，掛牌編號。考察株高、莖粗、分枝部位、角果數、分枝總數和結果密度等15項考種性狀，考種結果如表2所示[4]。

（二）統計方法

該文對表2數據采用聚類方法進行聚類，具體步驟如下[5]。

1.規格化變換

從表2所列原始數據矩陣的每一個變量中找出其最大值和最小值，然后從每一個原始數據中減去該變量中的最小值，再除以極差，即：經變換后，每列的最大數據變為1，最小數據變為0，其余數據取值在0～1[6-7]。

2.計算距離系數

對極差值數值采用以下公式進行歐氏距離計算：

3.采用最短距離法

設第1次所并兩類的距離為D1，第2次合并的兩類距離為D2，以此類推，計算所有供試種質資源原始數據的兩兩之間的距離進行系統聚類[8]。

二、結果分析

利用表2原始數據，以最小距離法，在歐氏距離為150.7時，將所供試的16份西藏自治區野生芥菜型油菜種質資源聚為以下四類，見圖1。

（一）第一類

第一類包括謝通門野生芥菜型油菜、拉孜野生芥菜型油菜、桑日野生芥菜型油菜1、貢嘎野生芥菜型油菜和南木林野生芥菜型油菜5份野生芥菜型油菜，其共同特點是：株高變幅139.67～187.40 cm，平均值162.27 cm;主莖基部粗0.70～1.10 cm，平均值0.93 cm;分枝部位12.00～62.20 cm，平均值41.63 cm;每株角果總數96.3～343.3個，平均值317.7個;每株有效角果數80.7～339.7個，平均值285.9個;分株分枝數8.00～22.30個，平均值17.49個;分株有效分枝數5.0～16.0個，平均值13.8個;一級分枝總數4.3～7.7個，平均值6.4個;一級有效分枝總數3.70～6.00個，平均值5.25個;主花序長度為29.10～66.10 cm，平均值為52.03 cm;主花序中間粗度0.20～0.40 cm，平均值0.29 cm;果柄個數27.0～52.7個，平均值46.9個;角果個數為22.70～51.00個，平均值為42.48個;結果密度為0.700～1.200 cm，平均值0.928 cm;有效結果密度0.70～1.10 cm，平均值0.82 cm。

（二）第二類

第二類包括左貢野生芥菜型油菜、朗縣野生芥菜型油菜、乃東野生芥菜型油菜、日喀則市野生芥菜型油菜1、桑日野生芥菜型油菜1和乃東野生芥菜型油菜6份野生芥菜型油菜，其共同特點是：株高變幅106.30～186.07 cm，平均值161.41 cm;主莖基部粗0.800～1.720 cm，平均值1.315 cm;分枝部位1.30～46.40 cm，平均值18.26 cm;每株角果總數565.0～827.3個，平均值676.2個;每株有效角果數427.0～668.0個，平均值591.3個;分株分枝數28.00～63.10個，平均值42.28個;分株有效分枝數24.0～45.3個，平均值33.6個;一級分枝總數6.4～9.3個，平均值8.6個;一級有效分枝總數5.25～8.00個，平均值7.28個;主花序長度49.00～61.07 cm，平均值55.47 cm;主花序中間粗度0.20～0.40 cm，平均值0.28 cm;果柄個數41.3～65.0個，平均值52.2個;角果個數36.700～60.000個，平均值48.622個;結果密度1.00～1.16 cm，平均值0.94 cm;有效結果密度0.70～2.65 cm，平均值1.17 cm。

（三）第三類

第三類包括南木林野生芥菜型油菜、桑日野生芥菜型油菜2和桑日野生芥菜型油菜4這3份野生芥菜型油菜，其共同特點是：株高變幅138.00～213.80 cm，平均值166.93 cm;主莖基部粗1.3～1.7 cm，平均值1.5 cm;分枝部位1.30～26.20 cm，平均值11.77 cm;每株角果總數1 046～1 227個，平均值1 107個;每株有效角果數894.0～984.0個，平均值926.7個;分株分枝數53.7～71.0個，平均值65.0個;分株有效分枝數49.0～58.0個，平均值54.8個;一級分枝總數10個，平均值10個;一級有效分枝總數7.70～10.00個，平均值8.57個;主花序長度55.00～76.40 cm，平均值63.97 cm;主花序中間粗度0.28～0.40 cm，平均值0.33 cm;果柄個數48.5～63.3個，平均值63.6個;角果個數47.00～67.70個，平均值58.57個;結果密度0.900～1.000 cm，平均值0.983 cm;有效結果密度0.900～1.101 cm，平均值0.937 cm。

（四）第四類

第四類包括林周野生芥菜型油菜和南木林野生芥菜型油菜2份野生芥菜型油菜，其共同特點是：株高變幅149.0～174.9 cm，平均值162.0 cm;主莖基部粗1.3～1.7 cm，平均值1.5 cm;分枝部位7.80～10.43 cm，平均值9.10 cm;每株角果總數1 046～1 321個，平均值1 183個;每株有效角果數902～1 190個，平均值1 046個;分株分枝數53.70～67.33個，平均值60.50個;分株有效分枝數49～59個，平均值54個;一級分枝總數10～11個，平均值10個;一級有效分枝總數8～10個，平均值9個;主花序長度60.50～64.77 cm，平均值63.00 cm;主花序中間粗度0.30～0.33 cm，平均值0.30 cm;果柄個數63.3～68.7個，平均值66.0;角果個數60～61個，平均值60.5個;結果密度1.05～1.07 cm，平均值1.10 cm;有效結果密度0.94～1.01 cm，平均值0.97 cm。

三、討論

從上述分析可以看出：第一聚類最大特點株高差異不明顯，主莖基部粗比較細，相當于其他三類的平均值1.438%;分枝部位比較高，每株角果總數差異比較明顯，相當于其他三類平均值990.53%;有效分枝數比較小，一級分枝總數比較明顯;花序長度差異不明顯;果柄個數比較細，相當于其他三類的平均值60.6%;角果個數差異比較大;有效結果密度差異比較大;第二聚類最大特點主莖基部粗比較細，分枝總數比較大，相當于其他二類平均值62.75%，花序中間粗度差異比較明顯，果柄個數差異比較大，結果密度沒有明顯差異;第三聚類最大特點主莖基部粗跟第四類一樣粗，分枝部位比較高，每株有效角果差異比較大，分枝總數跟第四類一樣高，花序中間粗度差異比較小，果柄個數相當于其他二類平均值45.55%;第四聚類最大特點株高差異比較小，每株有效角果數有一定的差異，相當于其他三類平均值601.3%，果柄個數差異很小，有效結果密度差異不明顯等。這就表明西藏自治區種質資源非常豐富。

試驗結果表明，野生芥菜型油菜種質聚類與地理環境密切相關。一般地理相近的種質資源間有較大的相似性，往往被聚為一類，而地理相距較遠的種質資源間有相似性則較小，往往被聚為不同的類型。當然，也有例外，如來源于南木林的野生芥菜型油菜材料桑日野生芥菜型油菜、日喀則市野生芥菜型油菜、乃東野生芥菜型油菜在個別引物組合中，擴增的帶型與曲水野生芥菜型油菜一致。造成這一現象的原因，可能與西藏高原地勢高亢、空氣潔凈度高、云量少、紫外線輻射強度大，有利于誘發野生油菜基因突變，產生變異和西藏高原地形復雜、氣候類型多樣，有利于野生油菜在自然環境下物種分化和形成有關[9]。

同時，采用歐氏距離為150.7時，將供試的16份西藏自治區野生芥菜型油菜種質資源植株高度、主莖粗度、分枝總數、主花序角果數等15個主要考種性狀進行聚類，聚類結果與田間調查情況基本一致，表明該聚類方法用于西藏自治區野生芥菜型油菜的綜合分類是科學可靠的，其不僅具有簡便易行、結果一目了然的優點，而且可對油菜綜合性狀作出定量的評價分析，不存在人為的主觀分類現象，彌補了常規分析方法的差異性，這為正確評價西藏自治區野生芥菜性油菜種質資源及優良品種的選育提供了可靠的依據。

參考文獻：

[1]安賢惠.芥菜性油菜種質資源遺傳多樣性及其起源進化的初步研究[J].武漢：華中農業大學，1999.

[2]胡書銀，王建林，欒運芳.西藏油菜種質資源的生態地理區域[J].西藏科技，2002（11）：66-68.

[3]胡書銀，王建林，旦巴，等.西藏芥菜型油菜資源的地理分布與表型分化研究[J].國土與自然資源研究，2002（2）：69-71.

[4]胡書銀，王建林，旦巴，等.“西藏油菜種質資源的生物多樣性研究”項目技術總結報告[J].西藏科技，2002（11）：4-7.

[5]王建林，欒運芳，大次卓嘎，等.中國栽培油菜的起源和進化[J].作物研究，2006（3）：199-205.

[6]王建林，胡書銀，欒運芳，等.西藏芥菜型油菜品種資源及其開發利用的研究[J].西藏科技，2002（11）：41-43.

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[8]陳材林，周源，周光凡，等.中國的芥菜起源深討[J].西南農業學報，1992（3）：211-217.

[9]于秀林，任雪松.多元統計分析[M].北京.中國統計出版社出版，1999：14-20.