金絲皇菊與陰歧油菊雜交F1代的部分遺傳表現

姜自紅 ，盧 漫

（1.滁州職業技術學院 食品與環境工程學院，安徽 滁州 239000，2.南京農業大學 園藝學院，江蘇 南京 210095）

菊花（茶用或藥用）為菊科菊屬植物（Chrysanthemum morifolium）的頭狀花序，具備散風清熱，平肝明目的藥效，食用歷史在我國由來已久[1]。菊花含有黃酮類、萜類、揮發油類等多種具有衛生保健功能的活性成分[2]。近年來，由于茶用及藥用菊花等保健作用日益受到重視，涼茶、藥品等產品不斷開發，其需求量逐漸增大，其中，金絲皇菊是近幾年種植面積和市場銷售量增長較快的茶用菊花品種，如何改善其藥用成分和選育優良品種是亟待解決的一個重要課題。菊花的雜交育種是培育菊花新品種的主要手段，尤其是遠源雜交[3-5]。本文通過研究親本和雜交后代菊花中總黃酮含量與葉片及花器的相關性，為菊花新優品種雜交選育提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為茶用菊金絲皇菊（Chrysanthemum morifolium‘huangju’），野生菊陰歧油菊（C.okiense）及其27 個雜交F1后代，保存在南京農業大學鎖石村菊花種質資源中心。

1.2 試驗方法

于2016 年11 月進行雜交。第二年3 月于塑料大棚內播種，4 月定植后正常管理。

1.3 性狀統計

于2017 年10 月中旬至11 月下旬，進行花、葉表征統計，參照李鴻漸[6]方法，統計親本連同雜種 F1代葉片長（葉柄基部到葉尖）、葉片寬度（最寬處）、葉柄長度，花序直徑、花心直徑、舌狀花數、管狀花數、舌狀花長度和舌狀花寬（最寬處），計算葉形指數（葉形指數=葉長/葉寬）。

1.4 總黃酮含量

于盛花期采摘開放程度達到70%左右的鮮花，置80 ℃烘箱中烘干至恒重，置于5 mL 離心管中，使用Scientz-48 組織研磨器粉碎20 s。采取亞硝酸鈉－硝酸鋁法測定[7]。

1.5 數據處理

用Excel 進行繪圖制表和數據統計分析，用Duncan（新復極差法）檢測差異顯著性。以總黃酮含量為參考值，用SPSS 20.0 軟件對總黃酮的含量，植物葉片、花器官的性狀進行了分析。

2 結果與分析

2.1 總黃酮含量與葉片和花器性狀分析

分析了27 個雜交F1后代群體和親本的總黃酮含量，葉片和花器性狀的變異程度，結果見表1。在表1 中，總黃酮含量、葉片性狀、花器管性狀間均有明顯變異。其中總黃酮含量變異程度最大，最高值為118.376，最小值為2.139。葉形指數的變異程度最小，其變異系數為15.9。根據變異系數的不同，將10 個指標分為3 類：強變異型（CV ＞80%），即總黃酮含量；中變異型（40%＜CV ≤80%）的是花序直徑、花心直徑、舌狀花數、管狀花數、舌狀花長和舌狀花寬6 個性狀指標；弱變異型（CV ≤40%），是葉長、葉寬、葉柄長和葉形指數4 個性狀指標。

表1 金絲黃菊和陰歧油菊及雜交F1 代總黃酮含量與葉片和花器性狀分析

2.2 雜交后代群體與親本總黃酮含量與葉片和花器性狀相關性分析

由表2 可知，金絲皇菊與陰歧油菊及雜交F1代的葉片性狀與總黃酮含量呈負相關；花器性狀中，除舌狀花數量與總黃酮含量相關性不顯著外，花序直徑、花心直徑、管狀花數量、舌狀花長和舌狀花寬皆與總黃酮含量在0.01 水平上呈顯著正相關，相關系數（絕對值）的大小順序為，管狀花數量與總黃酮含量＞花心直徑與總黃酮含量＞舌狀花長與總黃酮含量＞舌狀花寬與總黃酮含量大于＞花序直徑與總黃酮含量。

葉長與葉寬、葉形指數和葉柄長在0.01 水平上呈顯著正相關；葉寬與葉形指數呈負相關，葉寬與葉柄長在0.01 水平上呈顯著正相關。

除花心直徑與舌狀花數量相關性不顯著，舌狀花數量與管狀花數量呈負相關外，其余花器性狀之間相互在0.01 水平上呈顯著正相關。

葉片的性狀與花心直徑和管狀花數量呈負相關，葉長、葉形指數和葉柄長與花序直徑、舌狀花長、舌狀花寬呈負相關，葉寬與花序直徑、舌狀花長、舌狀花寬相關性不顯著。葉長和葉寬分別與舌狀花數量在0.01 水平上呈顯著正相關，葉形指數與葉柄長分別與舌狀花數量呈負相關。

表2 金絲黃菊和陰歧油菊及雜交F1 代總黃酮含量與葉片和花器性狀的相關分析

2.3 雜交后代總黃酮含量與葉片和花器性狀的主成分分析

對性狀指標進行了主成分分析。各主成分的表征值、貢獻率及積累貢獻率的分析結果見表3。由表3 可知，前4 個主成分的特征值皆大于1，其累積貢獻率為78.658%，說明它能更完整地反映原始數據的信息。4 個主成分的特征向量見表4。

由表4 可知，在第1 主成分中，花序直徑、花心直徑、管狀花數量、舌狀花長、葉長和葉寬的貢獻率系數均較大，這6 個性狀指標可歸納為部分花形和葉形因子，其特征值為3.120，貢獻率為28.364%；在第2 主成分中，葉長、葉柄長和葉形指數的貢獻率系數均較大，3 項性狀指標可歸納為葉形因子，其特征值為2.390，貢獻率為21.730%。在第3 主成分中，花序直徑和舌狀花長的貢獻率系數均較大，這2 個性狀指標可以概括為花形因子，其特征值為2.036，貢獻率為18.506%。在第4主成分中，總黃酮含量的貢獻率系數較大，可歸納為總黃酮含量因子，其特征值為1.107，貢獻率為10.059%。

表3 主成分的特征值、貢獻率及累積貢獻率

表4 4 個主成分相關矩陣的特征向量

3 結論與討論

對11 個性狀變異程度的分析結果表明，測試菊株間存有豐富的表型變異，且其花器官性狀和總黃酮含量的變異顯著[8]，這使菊花優質品種的選育成為可能。本研究結果表明，總黃酮含量存在最大的遺傳變異性，變異系數達到80%以上，其次是花器性狀，包括花序直徑、花心直徑、舌狀花數、管狀花數、舌狀花長、舌狀花寬，變異系數均為40%～51%，這些性狀在試驗菊株間的變化相對穩定；變異系數較小的指標有葉長、葉寬、葉形指數和葉柄長，變異系數均在15%～40%之間，其中葉形指數的變異系數最低，為15.866%。這一研究結果說明，測試菊株表現出了較為豐富的遺傳多樣性。

在對相關性極強的性狀組進行選擇時，如果對其中一個性狀進行改良，可能可以同時影響其他性狀，這樣在性狀選擇上提供了不同的改良方向和選擇標準[9-11]。由相關性分析結果可知，花序直徑、花心直徑、管狀花數量、舌狀花長和舌狀花寬皆與總黃酮含量在0.01 水平上呈顯著正相關，據此可以推知，在初步篩選黃酮含量高的菊株時，可根據與總黃酮含量性狀相關程度較大的幾個花器性狀進行初篩，如可選擇大花型的菊株作為優良品質菊株。

菊花具有多種生物學性狀，它們之間存有復雜的關系，使得提供的信息互相重疊，不易得到一個簡明的規律。而主成分分析法用來對多個相關變量綜合分析，將其用于菊花雜交后代優良品種的選擇中，既能掌握品種的綜合性狀表現，又能簡化選擇程序，且更具有科學性[12-14]。主成分分析結果表明：第1 主成分為部分花形和葉形因子，第2 主成分為葉形因子，第3 主成分為部分花形因子，第4主成分為總黃酮含量因子，其特征值為1.107，其累積貢獻率為78.658%。這些因子都是能較完整地表現出親本與雜交后代各性狀間的關系的主導因素。

本研究分析了金絲皇菊與陰歧油菊及雜種后代性狀間的相關性，通過主成分分析確定了影響總黃酮類化合物的主要因素。在菊花優良品種選育中，應以花器官特征作為選擇指標。