鄭州地區耐熱月季品種的篩選與綜合評價

吳海東　郭風民　孫桂琴

摘要：以11個月季（Rosa chinensis Jacq.）品種為試材，選取了7個與月季耐熱性密切相關的性狀為指標，應用主成分分析法、隸屬函數法和聚類分析，在鄭州地區夏季高溫環境下綜合評價了11個月季品種的耐熱性強弱。結果表明，11個月季品種按耐熱性綜合評價值被劃分為耐熱性較強、耐熱性中等、耐熱性敏感3個等級；篩選出了5個適宜鄭州地區夏季高溫環境生長的月季品種，分別是緋扇、冰山、紅帽子、圓舞曲、曼海姆，建議在鄭州地區推廣應用。

關鍵詞：月季（Rosa chinensis Jacq.）；主成分分析法；隸屬函數法；聚類分析；耐熱性

中圖分類號：S685.12 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）15-0067-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.15.017 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Screening and Comprehensive Evaluation of Heat-resistance Rose Varieties in Zhengzhou

WU Hai-dong，GUO Feng-min，SUN Gui-qin，YANG Hua，WANG Sheng，YAN Zhi-jun，YANG Pan

（Zhengzhou Institute of Urban Landscape and Architecture，Zhengzhou 450051，China）

Abstract： Taking seven characters closely related to the heat-resistance of rose， the heat-resistance of eleven rose varieties was evaluated by the methods of principal component analysis， subordinative function analysis and cluster analysis. The results showed that eleven rose varieties was divided into three grades， the stronger heat-resistance， mid-level heat-resistance and low level heat-resistance； Five rose varieties suitable for the growth under the summer high temperature environment in Zhengzhou city， including Hiohgi， Iceberg， Red Cap， Roundelay， and Schloss Mannheim， were chosen to popularize in the gardens and parks of Zhengzhou city.

Key words： rose（Rosa chinensis Jacq.）； principal component analysis； subordinative function analysis； cluster analysis； heat tolerance

月季（Rosa chinensis Jacq.）為薔薇科薔薇屬多年生常綠或半常綠灌木，其栽培歷史已超過1 000年，是中國十大傳統名花之一，具有花型優美、花色豐富、品種多、花期長等特點[1-3]。目前世界上已有3萬多個月季品種，50多個城市以月季作為市花，月季被廣泛應用于庭院、道路綠化帶、公園以及其他園林綠地[4，5]。

月季起源于溫帶寒溫帶干燥地區，喜光喜溫潤，氣候較耐寒，忌高溫，大部分月季品種的最適生長溫度在15～26 ℃，夏季環境溫度持續高于30 ℃進入半休眠。近年來，“溫室效應”現象日益明顯， 全球氣溫持續升高， 夏季高溫天氣愈發頻繁，40 ℃以上的高溫天氣也時有發生，植物生長發育面臨高溫逆境的嚴峻挑戰[6-9]。高溫制約植物的生長和發育，造成植物葉片萎蔫、花形干癟、花瓣灼傷退色等，直接并嚴重影響了月季的園林觀賞效果[10]。月季是鄭州市市花，在城市園林綠化中應用普遍，而每年的6—8月受高溫環境影響，鄭州地區大多數月季品種的觀賞效果表現較差，因此利用科學的評價體系區分不同月季品種的耐熱性，篩選出適宜鄭州地區夏季高溫環境下生長的月季品種并推廣應用，對于提升鄭州地區綠地景觀效果、美化人居環境意義重大。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗材料為鄭州市城市園林科學研究所收集保存的11個月季品種，均為田間露地栽植的四年生月季扦插苗（株行距1 m×1 m），各品種信息見表1。

1.2 試驗方法及指標測定

試驗于2017年5—9月在鄭州市城市園林科學研究所及其滎陽基地月季資源圃進行，試驗期間保持常規的栽培管理方式。

1.2.1 田間氣溫測定 通過中科正奇自動氣象站（型號ZK-NT10A）記錄田間溫度數據。

1.2.2 形態指標測定 2017年5—8月對11個月季品種的植株基徑增長量、枝條增長數、花徑變化幅度以及最大開放率（群體開花情況）進行調查。5月開始對每個品種隨機選取20株健壯植株掛牌標記作為觀測對象，測定植株基徑、枝條數、花徑，作為對照。其中，8月中旬調查一次基徑增長量和枝條增長數，以5月測定數據為基準值計算增長幅度；花徑變化幅度，以6—8月調查測定的花徑平均值對比5月測定數據，計算變化幅度；最大開放率（觀測植株正常綻放花朵數與總花數之比），以6—8月的最大開放率為調查結果，求出平均值，得到各品種群體最大開放率[11，12]。

1.2.3 生理指標測定 分別在2017年5月4日（日最高氣溫25 ℃）和7月10日（日最高氣溫38 ℃），每個月季品種選取3株，取植株中部正常功能葉片，測定葉片相對含水量、葉綠素含量、相對電導率，以5月測定值為對照，計算各指標變化幅度。相對電導率用電導儀測定法測定，葉綠素含量測定采用手持式電導儀測定，相對水分含量測定參照王學奎等[13]的試驗方法。

1.3 數據統計與分析

采用Excel 2007進行數據統計，計算平均值和標準誤；采用SPSS 21.0進行顯著性分析、主成分分析和聚類分析。

花徑降低幅度、葉片相對水分含量降幅、葉綠素含量降幅、相對電導率增幅與植株耐熱性負相關，以負數表示，數據分析所用公式如下[14-16]。

隸屬函數值：μ■=（Xj-Xmin）/（Xmax-Xmin） （1）

主成分表達式：CI（I）=■×ZX1+…+■×ZXj（j>i>1） （2）

權重公式：Wj=Pj/■Pj（j=1，2，…，n） （3）

綜合評價值：D=■[U■×Wj]（j=1，2，…，n）（4）

2 結果與分析

2.1 試驗田溫度變化情況

2017年鄭州地區夏季高溫持續時間較長，試驗田最高氣溫為39 ℃（出現在5月28日），相比2015年和2016年高溫天氣來臨較早，且高溫天氣偏多；7月高溫情況嚴重，溫度高且持續時間長，≥35 ℃的高溫日數為22 d；試驗期間有3次連續長時間的陰雨天引發較大幅度的降溫，圖1為6月4—12日、7月28日至8月2日以及8月27—31日的氣溫。

2.2 各項指標測定及數據處理結果

由表2中數據可知，11個月季品種在高溫環境下其花徑、葉片相對含水率、葉綠素含量均有一定程度的降低，相反葉片相對電導率均出現升高，這表明高溫環境對月季的形態、生理造成了負面效應（表中負值表示變化幅度為降低，其中葉片相對電導率試驗結果為升高，由于其與植物耐熱性方向不一致，結果用負值表示）；表3為SPSS標準化處理值。

2.3 耐熱性主成分分析

利用SPSS 21.0對測定的7個指標標準化處理值進行主成分分析（表4），根據累計貢獻率大于85%的主成分因子選取原則，提取出3個主成分，分別為CI（1）、CI（2）和CI（3），其貢獻率分別為65.337%、17.174%和11.492%，累計貢獻率達到94.003%，這3個綜合指標代表了原來7個指標的94.003%，能夠比較可靠地評價11個月季品種的耐熱性。

2.4 耐熱性綜合評價值

根據公式（2），由表2和表3數據得到CI值，如表5所示，然后根據公式（1），由CI值得到隸屬函數值μx；權重（Wj）值根據公式（3），結合表4數據得到；最后根據公式（4），得到11個月季品種耐熱性綜合評價值D。

綜合評價值D反映了各月季品種耐熱性的強弱，數值越大，表明其耐熱能力越強。由表5中結果可知，供試月季品種耐熱性順序為曼海姆>圓舞曲>紅帽子>緋扇>冰山>綠云>卡托爾紙牌>亞力克紅>榮光>粉豹>黑魔術。

2.5 耐熱性聚類分析

利用SPSS 21.0軟件分析，采用Ward最小方差法，平方歐氏距離為測度，以11個月季品種綜合評價值D為指標進行聚類分析，所得結果見圖2。由圖2可知，11個月季品種的耐熱性程度被劃為3個等級，第一等級為耐熱性較強品種，包括緋扇、冰山、紅帽子、圓舞曲、曼海姆；第二等級為中等耐熱品種，包括綠云、卡托爾紙牌、亞力克紅、榮光；第三等級為熱敏感月季品種，包括黑魔術和粉豹。

3 小結與討論

月季在高溫脅迫條件下，其營養生長和生殖生長都會受到影響，生長勢和抗病能力低，生殖生長緩慢，主要表現為花小畸形、花色黯淡，耐熱性不同的月季品種，受高溫影響的程度也不一致[17，18]。試驗選取的11個月季品種在高溫環境下其花徑均有不同程度的下降，同時基徑增長量、枝條數增長量、最大開放率3個指標在不同的月季品種間變化趨勢也存在差異。

柳忠娜等[19]研究表明，隨溫度的升高月季葉片的細胞膜透性增大，MDA含量增加，游離脯氨酸含量也呈增加趨勢。周斯建等[20]在對鐵炮百合幼苗的研究中發現，其電解質滲透率測定結果與游離脯氨酸和MDA等指標反映出的耐熱性強弱關系一致，因此本試驗選取葉片相對電導率能夠較好地反映試材在高溫脅迫下的生理變化。

大量研究結果表明，植物的耐熱性是多基因控制的性狀，單一指標無法準確反映植株的耐熱性，在本試驗中綜合評價耐熱性較強的月季品種緋扇的花徑降低幅度高于中等耐熱性月季品種綠云、亞力克紅和榮光，因此，評價植物材料的耐熱性必須考量多方面的綜合指標[10，21]。同時，在育種工作中，可以通過有目的的聚合育種，針對某一品種某一指標得分的高低設計雜交組合，累加相應基因有效地提高該品種的耐熱性[12]。

試驗采用主成分分析法，從7個觀測指標中抽取3個綜合指標評價11個月季品種的耐熱性強弱，結合隸屬函數法和聚類分析，有效區分了不同月季品種耐熱性差異，篩選出5個耐熱性較強的月季品種，包括緋扇、冰山、紅帽子、圓舞曲、曼海姆，相比試驗中其他月季品種，在鄭州地區夏季高溫環境下，這5個品種田間生長勢和觀賞性有明顯優勢，屬于優良的月季耐熱品種，可在該地區推廣應用。

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