浙江省蘿卜種質資源表型多樣性分析

林志寅， 莊文雅， 汪精磊， 胡天華， 包崇來*

(1.瑞安市順泰毛芋專業合作社，浙江 瑞安 325200； 2.浙江省農業科學院 蔬菜研究所，浙江 杭州 310022)

蘿卜(RaphanussativusL.，2n=18)為十字花科蘿卜屬作物，是我國重要的傳統蔬菜，并在世界各地廣泛種植。目前我國常年的蘿卜種植面積約120萬hm2，年產量為4 500萬t，我國是世界蘿卜第一生產國和主要出口國[1]。浙江省蘿卜商品化基地集中在蕭山、上虞、蘭溪、金華婺城、慶元、仙居等地，其中蕭山蘿卜干、蘭溪小蘿卜是國家地理標志農產品，遠近聞名。蕭山區種植蘿卜約4 700 hm2，是全省面積最大的產區，年產量約10萬t，產值超過10億元，其中加工、出口約占50%。

浙江省位于我國東南沿海，地形十分復雜多樣，包括山地、丘陵、平原、盆地和島嶼，且以山地為主，形成相對獨立的區域，因而地方品種具有較強的多樣性。地方品種能夠很好地適應本地的氣候環境和栽培條件，是新品種選育的優異資源庫。自浙江第三次全國農作物種質資源普查與收集行動開展以來，本單位在浙江共收集到32份持續種植的蘿卜地方品種和1份野生品種。為了對浙江蘿卜種質資源多樣性進行評價，了解不同類型及其特點，本研究于2020年調查了33份浙江蘿卜種質資源的15個農藝性狀，并研究了其多樣性。本研究將為浙江地區蘿卜地方品種優異農藝性狀的發掘及野生蘿卜資源的保護提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為浙江省第三次種質資源普查工作收集到的浙江地區蘿卜種質資源，由浙江省農業科學院蔬菜所收集與鑒定。

1.2 處理設計

表型鑒定在浙江省農業科學院喬司農場(杭州)開展。材料于2020年9月中旬播種，12月上旬收獲調查。田間常規管理。參考《蘿卜種質資源描述規范和數據標準》調查表型數據[2]。調查數據包括株高、株幅、葉片數、葉型、葉裂刻、小裂片對數、葉長、葉寬、葉色、葉柄色、肉根總長、肉質根入土深度、肉根粗、肉根形狀、肉根基部形狀、地上皮色、地下皮色、肉根重和根肉色共19個性狀。每份種質資源調查3個重復，每個重復調查6株。

1.3 數據處理

表型數據錄入Microsoft Excel 2016進行整理統計。并將可測量性狀包括株高、株幅、葉片數、小裂片對數、葉長、葉寬、肉根總長、肉質根入土深度、肉根粗和肉根重共10個數量性狀分別分成10個等級并從1到10賦值，1級定義為小于或等于X-2δ(X為平均值，δ為標準差)，10級定義為大于或等于X+2δ，每級間差0.5δ。對葉型、葉裂刻、葉色、葉柄色、肉根形狀、肉根基部形狀、地上皮色、地下皮色和根肉色9個質量性狀按照《蘿卜種質資源描述規范和數據標準》賦值。香農多樣性指數使用每級的相對頻率計算[3-4]。主成分與相關性分析使用SPSS 16.0軟件計算，聚類分析使用R編程語言采用Ward法計算。

2 結果與分析

2.1 種質資源的分布情況

2017年6月至2020年6月，通過對浙江省內種質資源系統調查，共收集蘿卜種質資源33份(表1)，其中，收集于舟山市嵊泗縣的海蘿卜(P330900003)為野生蘿卜，其他均為地方品種。分布在浙江省10個地級市的23個縣級行政區(市、區、縣)。其中杭州市5份，金華市4份，舟山市4份，麗水市4份，寧波市4份，衢州市4份，臺州市3份，紹興市2份，嘉興市2份，湖州市1份。

表1 33份蘿卜種質資源材料

2.2 遺傳多樣性分析

利用遺傳多樣性指數分析收集的蘿卜種質資源的遺傳多樣性，結果表明，各性狀變異豐富。對33份蘿卜種質資源的19個農藝性狀統計分析表明，供試材料表型性狀的遺傳多樣性較豐富，且各材料之間存在較大的形態差異。10個數量性狀變異系數為17.47%～85.08%，其中，最大為小裂片對數，最小為株幅。從大到小排序為小裂片對數(85.08%)>肉質根入土深度(49.80%)>肉根總長(36.20%)>肉根重(34.10%)>葉寬(24.30%)>株高(22.40%)>肉根粗(20.90%)>葉長(20.20%)>葉片數(19.70%)>株幅(17.47%)。

10個數量性狀的香農遺傳多樣性指數范圍在1.24～2.05，其中株高、葉長與葉寬最高，小裂片對數最低(表2)。

表2 蘿卜10個數量性狀的變異及遺傳多樣性分析

9個質量性狀中，蘿卜肉色均為白色，沒有變異，其他8個性狀變異系數為15.00%～62.19%，從大到小排序為地上皮色(62.19%)>葉柄色(59.32%)>肉根形狀(52.24%)>葉裂刻(51.06%)>葉型(45.31%)>地下皮色(37.03%)>肉根基部形狀(27.00%)>葉色(15.00%)。8個質量性狀的香農遺傳多樣性指數范圍在0.30～1.83，其中肉根形狀最高，地下皮色最低(表3)。

表3 蘿卜9個質量性狀的變異及遺傳多樣性分析

2.3 數量性狀的相關性分析

數量性狀之間的相關性分析表明多個性狀之間具有極顯著或顯著相關性(表4)。株高、株幅、葉長、葉寬肉根總長、肉質根入土深度6個性狀兩兩之間均呈極顯著正相關；肉質根粗與株高、肉根總長和肉質根入土深度呈顯著負相關；肉根重與肉根總長呈極顯著正相關，與葉片數和肉根粗呈顯著正相關。

表4 蘿卜種質資源數量性狀相關性分析

2.4 主成分分析

對33份蘿卜種質資源的19個農藝性狀進行主成分分析，結果表明，前5個主成分累計貢獻率達77.590%，包含了19個主要農藝性狀的絕大部分遺傳信息(表5)。第一主成分特征值為6.034，方差貢獻率為33.525%，特征向量絕對值較高的性狀有株幅(0.189)、小裂片對數(0.185)、葉長(0.182)、葉寬(0.194)、葉型(0.200)和葉裂刻(0.195)，葉片相關性狀是反應第一因子特征值的主要性狀指標。第二主成分特征值為2.726，貢獻率為15.147%，特征向量絕對值較高的性狀有肉根總長(0.379)、肉質根入土深度(0.381)和肉根基部形狀(-0.297)，肉質根相關性狀是反應第二因子特征值的主要性狀指標。第三主成分的特征值2.367，方差貢獻率為13.150%，占主導地位的性狀有葉柄色(0.341)、地上皮色(0.348)和地下皮色(0.348)，顏色相關性狀是反應第三因子特征值的主要性狀指標。第四主成分的特征值1.680，方差貢獻率為9.334%。第五主成分的特征值1.158，方差貢獻率為6.435%。

表5 蘿卜各性狀的主成分載荷與貢獻率

2.5 農藝性狀的聚類分析

采用系統聚類方法對33份蘿卜種植資料聚類分析，可將供試材料分為3大類群(圖1)。第Ⅰ類群有5份蘿卜，包括野生蘿卜(P330900003)，該類資源主要表現為地上部分生長旺盛，具體表現為葉片數目多，葉片長寬及株高株幅數值大，且葉型均為全裂。第Ⅱ類群有14份蘿卜，葉片數目相對少，葉片長寬及株高株幅也較小，葉型均為花葉或中間型。第Ⅲ類群也有14份蘿卜，除土蘿卜(2017331101)葉型為中間型外，其他材料均為板葉。

圖1 蘿卜種質資源的聚類結果

3 討論

作物種質資源豐富的變異可為品種選育提供材料基礎，鑒定農藝性狀是對種質資源進行評價的最簡單且有效的方法[5-6]。變異系數反映了性狀的離散程度，呂偉等[7]認為，當變異系數大于10%時，該性狀在供試材料中存在差異較大。本研究表型多樣性分析中，19個農藝性狀的變異系數在15.00%～85.08%，香農遺傳多樣性指數在0.30～2.05，結果表明，收集的蘿卜資源份數雖然不多，但性狀變異豐富。變異系數大于50%的性狀有：小裂片對數、葉裂刻、肉根形狀、葉柄色和地上皮色。在前人不同的研究中[8-10]，肉根形狀和地上皮色變異系數均超過50%，說明在這2個性狀上已報道的研究中收集材料變異比較豐富。

主成分分析能夠以較少的綜合指標盡可能多地反映原有指標信息。本研究中前5個主成分所含信息量占總體的77.590%，可有效反映原有多個性狀變量信息。前3個主成分可分別歸為反映葉片表型、肉質根外觀及顏色的3類性狀。孔秋生[11]認為，基于表型對蘿卜分類時依次考慮顏色、根部性狀、葉片性狀，與本研究結果性狀一致，只是順序不同。王夏[12]則認為，要考慮顏色、株型、葉部表型、根部表型和根部顏色。張素君等[9]則認為，應依次考慮肉質根外觀、產量構成和葉片表型。不同研究結果有所不同，可能是選用材料或表型指標不同所致。多種方法試圖從不同角度降低分類的工作量，可根據不同條件合理選擇使用。在聚類分析中，葉型(花葉、板葉)及地上部分生長勢是主要影響因素，在鄧曉輝等人研究中，地上部分也是決定因素。選擇不同的性狀指標會在很大程度上影響聚類結果。

本研究選取了來自浙江地區的33份蘿卜種質資源，對收獲期19個農藝性狀進行調查和統計分析，為蘿卜種質資源的創新利用及遺傳改良提供理論依據。但該研究主要基于表型性狀展開，具有一定的局限性。為了更加全面了解這些資源，還需增加分子水平研究及品質、抗性的鑒定，才能更加全面準確的評價蘿卜種質。