306份月季種質資源主要表型性狀的數量分類研究

李東麗 高述民 陳迎迎 趙惠恩

摘?要：【目的】月季作為世界四大切花之一，具有極高的觀賞和經濟價值，月季種質命名、分類尚無統一的標準和規定，給育種工作造成極大困擾;通過對其進行數量分類研究，為月季優良品種選育提供基礎。【方法】以306份月季種質資源為材料，對其花色、花徑、花型、花瓣數、花量、小葉大小、株高、莖刺量等8個主要表型性狀進行觀測分析，并采用主成分分析和聚類分析進行分類研究。【結果】8個表型性狀的變異系數為20.46%～69.12%，其變異程度為花型>花色>莖刺量>株高>小葉大小>花瓣數>花量>花徑。相關性分析發現，8個性狀之間的相關性較弱，花部性狀之間存在一定關聯。主成分分析表明，前6個主成分累積貢獻率為88.48%，第一主成分貢獻率為28.36%，特征向量為花型、花徑、小葉大小等。聚類分析在平方歐式距離為10時將306份月季種質資源分為5組。【結論】月季8個表型性狀相對獨立，花型、花色、花徑在不同種質資源之間表現出顯著差異，可作為種質資源分類的重要標準。

關鍵詞：月季;表型性狀;數量分類

中圖分類號：S 602.3 文獻標識碼：A文章編號：1008-0384（2019）08-894-11

Abstract：【Objective】 Numerical taxonomy based on the morphology of the ever-increasingly popular Rosa hybrida on the flower market was studied.【Method】Morphological characteristics of 306 cultivars of R. hybrida were statistically compared for the classification.【Result】The variation coefficients of 8 morphological indicators ranging from 20.46% to 69.12% ranked in the order of： flower type>flower color>number of stem thorns>plant height>leaflet size>petal count> flower count>flower diameter. Other than some floral characteristics， there seemed to be no significant correlation among the 8 traits. The principal component analysis indicated that the 6 top-ranking indicators contributed to 88.48% of the variation， with the first principal component delivered 28.36%. And the eigenvectors were flower type， flower diameter and leaflet size. The cluster analysis divided the 306 germplasms into 5 groups at the squared Euclidean distance of 10.?【Conclusion】All morphological characteristics observed of R. hyrida affected the phenotype of the plants to varying extents. However， the type， color and diameter of the flowers were considered the most promising indicators to be applied for the classification.

Key words：Rosa hybrida; morphological characteristics; numerical taxonomy

0?引言

【研究意義】月季Rosa hybrida L.為薔薇科Rosaceae薔薇屬Rosa種質資源的統稱，國內外約有200種[1]，我國現采用世界月季協會聯合會（World Federation of Rose Societies）通過的月季園藝分類法將其分為野生薔薇、古代月季和現代月季三大類[2]。月季作為中國十大傳統名花之一，深受人們的喜愛和關注[3];在園林綠化、城市美化、環境保護等方面發揮著重要作用[4]。近年來，切花月季[5]、盆栽月季[6]和月季深加工產品[7-8]等不斷涌現到市場，創造出十分可觀的經濟效益。【前人研究進展】目前關于月季的研究主要集中在育種技術[9-10]、觀賞品質和抗性[11-14]、分子生物學[15-17]等方面。在月季種質資源研究方面，對月季遠緣雜交和親緣關系的研究較多，其中楊逢玉等[18]以7種新疆野生薔薇為母本、21個現代月季品種和1個紫枝玫瑰為父本進行雜交，發現疏花薔薇Rosa laxa Retz.、伊犁薔薇Rosa ilicnsis、托木爾薔薇Rosa laxa var.tomurensis作為母本的雜交種子出苗率明顯高于其他組合;張非亞等[19]發現月季種質資源的倍性、親緣關系、母本自然授粉結實率等是影響雜交親和性的重要因素;Li等[20]發現二倍體中國月季起源于古老月季種間雜交，而三倍體和四倍體現代月季是中國古老月季與歐洲古老月季雜交的產物;邱顯欽等[21]對48份云南月季資源的聚類分析，再次驗證了現代月季是古代月季和野生薔薇種質雜交的結果。【本研究切入點】隨著月季產業化的加速發展，優良品種的選育顯得尤為重要，月季種質資源收集、鑒定和分類等研究是品種選育的基礎，但目前關于月季種質資源分類的研究報道甚少，通過對月季種質資源進行數量分類研究，對促進月季品種選育工作具有十分重要的指導意義。【擬解決的關鍵問題】月季株型、花型、花色、花徑、莖刺量、小葉大小等表型性狀，不僅是描述月季種質的主要特性，也是區分不同資源的重要性狀。本研究對306份月季種質資源的上述性狀進行數量分類研究，進行分析采用變異系數、相關性分析、主成分分析和聚類分析等方法，旨在為月季種質鑒定、資源保護和利用、品種選育等工作提供基本參考。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

材料于2016年先后取自北京市園林科學研究院月季苗圃、河南南陽月季基地（表1），在歷年觀察和資源收集的基礎上，選擇了306份月季資源作為研究對象，每份資源選擇3～5株生長健壯的植株進行統計，并取其平均值。參考薛麒麟等[22]的分類系統，可將306份月季資源分為96份雜交茶香月季（Hybrid Tea， HT），6份壯花月季（Grandifloras， Gr），17份微型月季（Miniature， Min），30份藤本月季（Climbers， Cl），76份灌叢月季（Shrubs， S），61份豐花月季（Floribundas， F）， 20份古老月季（China Roses， Ch）。

1.2?表型性狀觀測

月季8個表型性狀均在開花期進行觀測，包括花型Flower type（FT）、花色Flower color（FC）、花徑Flower diameter（FD）、花量Number of flowers （FN）、花瓣數Number of petals（PN）、小葉大小Leaflet size（LS）、莖刺量Number of stem thorns（STN）、株高Plant height（PH）。使用英國皇家園藝學會比色卡（RHSCC）測定月季資源的花色;游標卡尺用于測量月季資源的較小花徑、小葉大小;計數器用于統計花瓣數、花量和莖刺量;直尺和卷尺用于測量花徑較大的月季資源和株高。將原始測量數據進行性狀編碼，見表2。

1.3?數據分析

使用Excel 2003進行數據整理，計算平均值、標準差、變異系數;采用SPSS19.0進行相關性分析、主成分分析和聚類分析。

2?結果與分析

2.1?月季種質資源表型性狀變異分析

306份月季種質資源的表型性狀變異分析結果見表3。由表3可見，8個表型性狀的變異系數為20.46%～69.12%，平均變異系數為35.86%，變異程度為花型>花色>莖刺量>株高>小葉大小>花瓣數>花量>花徑，說明8個表型性狀在不同月季資源之間表現出明顯差異，其中花型（69.12%）和花色（50.95%）的差異最為突出，說明月季資源具有豐富的花型和花色。不同園藝類型的變異系數為27.69%～38.14%，變異程度為豐花月季>灌叢月季>古老月季>藤本月季>微型月季>壯花月季>雜交茶香月季，可見豐花月季、灌叢月季類型的月季資源不同個體表現出較大的差異，說明這兩種園藝類型的月季資源有豐富多樣的表型組合。

2.2?月季資源表型性狀相關性分析

306份月季資源的表型性狀相關性分析結果見表4。從表4可以看出，花徑與花型、花瓣數、小葉大小呈顯著正相關;花型與花瓣數、小葉大小呈顯著正相關;花量與花徑、花型、花瓣數呈顯著負相關;莖刺量與花型呈顯著負相關。月季的花型、花徑、花瓣數三者之間存在相關性，花型復雜的月季資源往往表現出瓣數多、花徑大的特點;花量與花徑、花型、花瓣數之間存在負相關，表明一方的正增量與另一方的負增量相伴而生;花量與花型之間呈現出較高的負相關，可能存在一定的遺傳規律，還需進一步研究。

2.3?月季資源表型性狀主成分分析

306份月季種質資源的表型性狀主成分分析結果見表5，前6個主成分的累積貢獻率達88.48%。第1主成分貢獻率為28.36%，特征向量絕對值較大的是花型、花徑、花瓣數，其特征向量都在0.53以上，尤其是花型和花徑達到0.751、0.744，主要反映了花部特性。第2主成分貢獻率為13.91%，特征向量絕對值較大的是小葉大小，其中小葉大小特征向量為0.481。第3主成分貢獻率為12.71%，特征向量絕對值較大的是莖刺量，其特征向量為0.586。第4主成分貢獻率為12.08%，特征向量絕對值較大的是花色，其特征向量為0.756。第5主成分貢獻率為11.22%，特征向量絕對值較大的是株高，其特征向量為0.595。第6主成分貢獻率為10.20%，特征向量絕對值較大的是花瓣數和花量，其特征向量分別為0.675、0.561。

2.4?月季資源表型性狀聚類分析

利用平方歐式距離，采用UPGMA方法對306份月季種質資源的花型、花色、花徑、花量、花瓣數、小葉大小、莖刺量、株高等8個表型性狀進行聚類分析，結果如圖1所示。聚類結果表明，在平方歐式距離為10時，可將供試材料劃分為5組：I、II、III、IV和V。I組包括160份月季資源，主要特征為：花型主要為平瓣盤狀和牡丹芍藥型，花色以白色、黃色、粉色、紅色為主，花量和莖刺量均較多。II組包括87份月季資源，主要特征為：花型以卷邊杯狀或翹角杯狀為主，花色以黃色、粉色居多，花量多。III組包括25份月季資源，主要特征為：花型以平瓣盤狀為主、少卷邊盤狀或平頂型，花色多為雙色或混色，小葉較大，花量和莖刺量均較多。IV組包括31份月季資源，主要特征為：花型以卷邊杯狀為主，花色多為雙色、混色、少藍紫色或綠色，小葉較大，莖刺少。V組包括3份月季資源，分別是仙境、阿姆斯特芬和白梅朗，主要特征為：花型均為平瓣盤狀，花色為白色或粉色。

3?討論與結論

數量分類研究已廣泛用于果樹、花卉和其他作物等種質資源分類、遺傳多樣性分析、親緣關系分析等，如梨[23]、龍眼[24]、橄欖[25]、澳洲堅果[26]、紫斑牡丹[27]、杜鵑花[28]、木槿[29]、芍藥[30]、玉蘭[31]、郁金香[32]等。本研究通過對306份月季種質資源的8個表型性狀進行數量分類研究，結果表明306份月季資源的變異系數為20.46%～69.12%，其中花型（69.12%）變異系數最大，花色（50.95%）次之，花型和花色作為觀賞植物重要的品質性狀，也是月季育種的主攻方向之一。通過本研究進一步證實了月季資源表型性狀差異較大，尤其是花部性狀變異豐富，對月季資源分類有重要意義，與王輝等[33]研究結果相吻合。

本研究對306份月季資源表型性狀的主成分分析表明，第一主成分中花型（0.751）、花徑（0.744）的特征值均在0.7以上，可見二者在很大程度上反映了月季種質資源的特異性;聚類分析發現同組中花型和花色表現出高度一致性，通過對雜交組合以及親本的分析，發現相同花型的資源之間親緣關系更近，這與羅丹[34]研究結果基本吻合。本研究為月季品種選育提供理論基礎，促進月季產業化的發展。

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（責任編輯：黃愛萍）