二十一份觀賞辣椒種質(zhì)資源主要農(nóng)藝性狀的遺傳分析與評(píng)價(jià)

段永鳳 陳麗娜 陳石 龍衛(wèi)平

（1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院廣州實(shí)驗(yàn)站 廣東廣州 510000;2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院 云南昆明 650000）

辣椒（Capsicumspp.）屬于茄科辣椒屬一年生或多年生植物[1]，是世界上最重要的蔬菜作物之一。隨著近代辣椒育種工作的不斷深入[2]，種質(zhì)材料中開(kāi)始分化出一批果實(shí)顏色豐富、單株坐果數(shù)多、株型緊湊飽滿(mǎn)，環(huán)境抗逆性強(qiáng)、適合盆栽的品種，被人們冠以“觀賞辣椒”的名號(hào)。它適用于家庭園藝、公園社區(qū)綠化與教育教學(xué)實(shí)踐，應(yīng)用前景可觀，具備規(guī)模化栽培的價(jià)值[3]。中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所的劉子驥等[4]以38份辣椒種質(zhì)材料為材料，對(duì)17個(gè)植物性狀進(jìn)行了遺傳多樣性和相關(guān)性分析，但主要是討論選育食用或加工型辣椒種質(zhì)資源早熟高產(chǎn)方面；徐睿等[5]對(duì)40份觀賞辣椒種質(zhì)資源的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了遺傳多樣性及相關(guān)性分析，是對(duì)觀賞辣椒的農(nóng)藝性狀和觀賞性的研究，為本文的研究提供了參考，但此方面的研究較少。故本研究對(duì)引進(jìn)的21份觀賞辣椒種質(zhì)資源的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了遺傳多樣性和相關(guān)性分析，為后續(xù)觀賞辣椒品種篩選提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)所用材料共21份，供試觀賞辣椒品種、主要觀賞性狀及編號(hào)見(jiàn)表1。

表1 供試觀賞辣椒品種

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)地位于中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院廣州實(shí)驗(yàn)站廣州花都基地。2019年8月3日播種，2019年9月14日大棚定植。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)品種種植20株。辣椒的整個(gè)生育期采用常規(guī)管理。

1.2.2 項(xiàng)目測(cè)定農(nóng)藝性狀的觀測(cè)以《辣椒種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[6]為依據(jù)，對(duì)莖色、節(jié)點(diǎn)顏色、株型、葉色、葉形、花梗著生方向、花冠顏色、柱頭顏色、幼果色、成熟果色、果型、果面光滑程度等12個(gè)質(zhì)量性狀進(jìn)行觀察。在每個(gè)小區(qū)的植株上隨機(jī)選取8株，利用游標(biāo)卡尺、直尺、電子秤等儀器對(duì)觀賞辣椒的株高、株幅、主莖高度、主莖直徑、葉長(zhǎng)、葉寬、葉柄長(zhǎng)、第一花節(jié)位、果長(zhǎng)、果寬、單果重、果柄長(zhǎng)、果肉厚度、結(jié)果數(shù)等14個(gè)數(shù)量性狀進(jìn)行測(cè)量。單果重為所測(cè)總果重量除以所測(cè)果數(shù)。

利用Shannon-Weaver遺傳多樣性指數(shù)(Shannon Weaver index of genetic diversity)來(lái)衡量群體遺傳多樣性大小。計(jì)算公式為H’= –ΣPilnPi，其中i為某一性狀的分級(jí)，Pi為該性狀第i級(jí)內(nèi)材料份數(shù)占總份數(shù)的百分比，ln為自然對(duì)數(shù)。在遺傳多樣性指數(shù)計(jì)算中，質(zhì)量性狀的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)表2的描述；數(shù)量性狀的分級(jí)方法，根據(jù)數(shù)據(jù)的平均值（M）和標(biāo)準(zhǔn)差（S）將數(shù)據(jù)分為10級(jí)，從第1級(jí)Xi<（M-2S）到第10級(jí)Xi≥（M+2S），每0.5S為1級(jí)，每一組的相對(duì)頻率用于計(jì)算多樣性指數(shù)[7-8]。

表2 供試觀賞辣椒質(zhì)量性狀

1.2.3 數(shù)據(jù)分析利用Excel 2016計(jì)算相關(guān)性狀數(shù)據(jù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、多樣性指數(shù)等數(shù)據(jù)，利用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行性狀的相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 觀賞辣椒質(zhì)量性狀分布頻率及多樣性分析

從表2可以看出，觀賞辣椒的性狀與普通食用辣椒性狀有所不同，表現(xiàn)為果實(shí)偏小、果面光滑、表面蠟質(zhì)均勻、果實(shí)顏色豐富、株型以向上直立型為主。

質(zhì)量性狀也稱(chēng)為屬性性狀，是指能得到觀察結(jié)果而不能測(cè)量的性狀，即同一種性狀的不同表現(xiàn)型之間，呈現(xiàn)中斷性的質(zhì)的變化，而不存在連續(xù)性的數(shù)量變化的性狀[9]。質(zhì)量性狀的描述和分級(jí)情況列于表3，質(zhì)量性狀分布頻率及多樣性指數(shù)見(jiàn)表4。在21份觀賞辣椒種質(zhì)資源材料中，12個(gè)質(zhì)量性狀的多樣性指數(shù)為0.31~1.65，其中，果色、果型、株型的表現(xiàn)性相對(duì)多樣，所以多樣性指數(shù)較高，可作為觀賞辣椒品種選育的主要依據(jù)。果面特征、花著生方向和熟果色多樣性指數(shù)低，表現(xiàn)型少，遺傳較穩(wěn)定，在品種選擇時(shí)可不考慮這3個(gè)性狀。

表3 觀賞辣椒質(zhì)量性狀的描述分組

表4 供試觀賞辣椒質(zhì)量性狀分布頻率

2.2 觀賞辣椒數(shù)量性狀分布頻率及多樣性分析

由表5可知，14個(gè)數(shù)量性狀的變異系數(shù)（Coefficient Variation，CV）分布在23%~90%，平均變異系數(shù)為45.2%，其中單果重量的變異系數(shù)最大，為89.7%，變幅達(dá)0.46~11.32 g，變異性最低的是主莖直徑（CV=23%）以及株幅（CV=25%）和葉寬（CV=28%）。14個(gè)數(shù)量性狀中極差最大的是結(jié)果數(shù)量，其次是株幅、果長(zhǎng)、株高，各種質(zhì)材料株型性狀之間存在較大差異，與林子翔[9]研究結(jié)果一致，說(shuō)明種質(zhì)材料群體內(nèi)部的遺傳信息豐富，株型和生物量存在較大差異。多樣性指數(shù)分布為0.99~2.14，其中主莖高度的多樣性指數(shù)最

表5 供試觀賞辣椒數(shù)量性狀頻率分布

莖節(jié)間花青甙顯色 14.29 9.5 76.19 – – 0.71節(jié)點(diǎn)顏色 28.57 9.5 61.9 – – 0.88株型 38.09 23.8 38.09 – – 1.08葉色 71.42 23.81 4.76 – – 0.72葉形 57.14 42.86 – – – 0.68幼果色 19.05 23.81 19.05 23.81 14.29 1.65熟果色 –4.7695.24 – – 0.19花著生方位 90.48 –9.52– – 0.31花冠顏色 52.38 28.58 19.05– – 0.83柱頭顏色 57.14 19.05 23.81– – 0.98果面特征 90.48 9.50 – – – 0.31果型 33.33 33.33 33.33 – – 1.11大，為2.14；葉長(zhǎng)的多樣性指數(shù)最小，為0.99。由此可知，遺傳多樣性與變異系數(shù)沒(méi)有絕對(duì)的正負(fù)比例關(guān)系，這與李寧[7]、徐睿[5]的結(jié)論一致。

2.3 主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

21份觀賞辣椒材料的14個(gè)主要數(shù)量性狀相關(guān)性（表6）分析可知：反映植株大小的指標(biāo)間呈顯著正相關(guān)性，如株高、株幅、主莖高度、葉長(zhǎng)、單果重；而果實(shí)的結(jié)果數(shù)量與果長(zhǎng)、果寬、單果重、果柄長(zhǎng)、果肉厚均呈負(fù)相關(guān)。株型較高大的種質(zhì)通常果實(shí)較長(zhǎng)，單果較重，葉片長(zhǎng)而寬；株型為匍匐型和緊湊型的觀賞辣椒通常葉片尺寸小，這與羅英[10]、林子翔[9]的研究結(jié)果一致。因此，協(xié)調(diào)好各主要農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性，提高各性狀對(duì)盆栽辣椒觀賞性的綜合作用，在觀賞辣椒品種選育上具有一定意義[11]。

表6 供試觀賞辣椒主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性

3 結(jié)論

觀賞辣椒種質(zhì)資源豐富，采用各種方法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)辣椒屬栽培種的遺傳多樣性，對(duì)栽培選育出觀賞性質(zhì)良好的辣椒種質(zhì)具有重要意義[12]。本研究對(duì)21份觀賞辣椒的26個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行了初步研究，采用表型調(diào)查的方法，具有簡(jiǎn)單、方便、直觀的特點(diǎn)[13]。調(diào)查結(jié)果中觀賞辣椒株型以向上直立型、匍匐型為主；果型有圓球形、圓錐形和長(zhǎng)指型的朝天椒；果皮色以黃、紫為主，綠色次之。表明直立型的開(kāi)展株型和小型多色果的種質(zhì)占到了主流，與林子翔[10]研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)對(duì)14個(gè)數(shù)量性狀的相關(guān)性進(jìn)行分析，研究表明，株型較高大的種質(zhì)通常果實(shí)較長(zhǎng)，單果較重，葉片長(zhǎng)而寬；株型為匍匐型和緊湊型的觀賞辣椒通常葉片尺寸小，這與羅英[10]、林子翔[9]的研究結(jié)果一致。

在花葉形態(tài)方面，葉長(zhǎng)、葉寬和葉柄長(zhǎng)3個(gè)性狀之間呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系。通常花冠色呈紫色的辣椒，其果實(shí)顏色也呈紫色，部分種質(zhì)材料的葉片呈紫綠色和紫黑色。故以花朵性狀或葉片性狀為育種目標(biāo)進(jìn)行品種改良時(shí)，可選擇一個(gè)性狀來(lái)進(jìn)行針對(duì)性研究，以達(dá)到兼顧的效果，對(duì)育種工作有很大的幫助。在果實(shí)形態(tài)方面，小果型的辣椒結(jié)果數(shù)多，大果型的辣椒結(jié)果數(shù)量少，這通常是因?yàn)榇蠊麑?shí)消耗的養(yǎng)分多，小果型消耗少導(dǎo)致[10]，在把大果型且數(shù)量多作為培育觀賞辣椒新種質(zhì)時(shí)，可將兩種果型不同的辣椒種質(zhì)進(jìn)行雜交育種。

本文對(duì)收集觀賞辣椒種質(zhì)資源進(jìn)行了主要農(nóng)藝性狀分析，為辣椒觀賞性評(píng)價(jià)和下一步育種工作中自交系篩選、親本選擇提供了參考。但是在深度挖掘種質(zhì)的優(yōu)異基因方面有所欠缺，抗病性、品質(zhì)性狀、主成分分析都未涉及，因此在后續(xù)的工作中有必要增加其他農(nóng)藝性狀的調(diào)查并與分子標(biāo)記結(jié)合起來(lái)，更加精準(zhǔn)地把握觀賞辣椒種質(zhì)資源中的優(yōu)異性狀，進(jìn)一步為育種工作提供有力信息。