三種西番蓮表型性狀評價和相關性分析

劉文 ，林佳婷，謝月亮,，劉季平，董斌

（1.廣東農工商職業技術學院，廣東 廣州 510507；2.仲愷農業工程學院 農業與生物學院，廣東 廣州 510225）

西番蓮(Passiflora edulisSims)又名百香果、情人果，為西番蓮科(Passifloraceae)西番蓮屬(Passiflora L.)多年生藤本植物，廣泛種植于熱帶和亞熱帶地區，因其果汁能散發出多種水果的復合香味，故稱之為百香果[1]。西番蓮屬植物種類繁多，全球約550 種，其農藝性狀存在豐富的遺傳多樣性[2]。我國西番蓮有19 個種，其中13 種原產于我國，6 種為引進[5]，生產上最常見的為雜交種、黃果和紫果3 類品種。

我國目前種植的可食用西番蓮品種主要是20世紀60 年代從國外引入[3]，國內種質資源相對匱乏，由于種植業起步較晚，存在種質資源研究進展較慢的現象。目前從西番蓮葉、花、果實等表型性狀進行分析[4-5]，從種子性狀來探究種子表型數量性狀的變化規律等多方面都進行了研究[6]，或者從分子生物學角度對西番蓮種質資源遺傳多樣性進行分析[7-8]。與分子標記的遺傳多樣性研究相比，利用表型性狀來研究群體的遺傳多樣性更直觀和快速，是目前種質資源研究的重要組成部分，對西番蓮的鑒定與保存，遺傳改良及開發利用均具有重要意義[7]。西番蓮種質資源運用表型分析的研究大部分是進行性狀比較和形態親緣關系聚類分析，而對西番蓮營養生長和生殖生長，或形態與果形特征之間相關性的研究未見報道，因此，對西番蓮葉、莖、花、果和種子的22 個表型性狀進行相關性分析，對西番蓮種質資源科學評價和品種選育具有重要指導意義。

一、材料與方法

（一）材料

研究所用的三種西番蓮為臺農、紫香和“果期長”實生苗品系，均為紫果。臺農和紫香是目前商品化栽培的主導品種，果期長品系的親本源于越南西番蓮（紫果）自交實生苗選育，該品系掛果期長（全年掛果期10 個月）、單產高、耐冷性好，能夠低溫開花。三種西番蓮的莖、葉、花、果實、種子采集于廣東省肇慶市德慶縣官圩鎮五福村西番蓮種植基地。選取臺農、紫香和“果期長”3 個品種（品系），各隨機15 個果實和10 個帶花和葉的枝條，材料采集后用保鮮袋保濕、冷藏封袋，立刻運回廣州實驗室進行冷測定表型指標測試。

（二）方法

1.表型性狀調查和統計

共調查和統計葉片、莖、花、種子和果實的22 個表型性狀。主要有葉片表型3 個：葉長，葉寬，葉柄長；莖表型3 個：莖節長，莖粗，卷須長；花表型5 個：花直徑，雄蕊長，雄蕊寬，柱頭長，子房寬；種子表型5 個：種子長，種子寬，種子厚，種子百粒重，單果種子數；果實表型6 個：單果重，單果長，單果寬，果柄長，果皮重，可食率。

2.數據統計和分析

數據測定后，用Excel 計算各個性狀的平均值和標準差。果長和果寬的箱型圖分析采用Sigma Plot 軟件，表型性狀相關性采用SPSS17.0 軟件分析。

二、結果與分析

（一）三種西番蓮的表型性狀調查

三種西番蓮的22 個性狀調查結果顯示3 個品種表型差異明顯（見表1）。臺農在葉長、葉寬、葉柄長、莖節長、莖粗、莖卷須長、雄蕊長、種子長、種子寬、種子厚、單果種子數、單果重、果寬、果皮重等14個表型性狀指標比其他兩個品種高，可見臺農的葉片、莖、種子和果實總體較大。

表1 三種西番蓮的22 個表型性狀調查

果期長在葉長、莖節長、莖粗、雄蕊長、柱頭長、種子長、種子寬、種子厚、單果種子數、單果重、果長、果寬、果皮重等13 個表型性狀指標最小，但是種子百粒重、果柄長和可食率3 個表型較其他兩個品種大，特別是果期長的可食率55.00%，明顯高于臺農的42.41%和紫香的45.73%。

（二）三種西番蓮的果形比較

果形是西番蓮商品性的重要指標，西番蓮一般依據果形大小進行商品分級，本研究比較了三種西番蓮的單果重、果長和果寬（見圖1）。結果顯示臺農的單果重最大，紫香的單果重略低，果期長的為最低（見圖1 A）。一般在果形商品分級時，將75%以上的大果作為商品果，剩余25%小果作為次果，從果長和果寬箱型圖上、下四分線來看（圖1B、C），果期長的果長變化幅度為57～60 mm，果寬變化幅度52～55 mm，果長和果寬的變化幅度均最小，因此，果期長品可以更好地減少果形分級工作量和提高分級工作效率，更適合于果形分級的標準化。

圖1 西番蓮果實形態指標箱型圖比較

（三）西番蓮22 個表型性狀相關性分析

應用22 個性狀的相關性分析發現（見表2），葉、花、莖、果實、種子的表型之間存在不同程度的相關性。葉片和莖（葉長、葉寬、葉柄長、莖節長、莖粗、卷須長）與大部分花（花直徑、雄蕊寬、柱頭長、子房寬），以及部分種子（種子百粒重）、果實（果柄長、可食率）表型呈現負相關，說明西番蓮營養形態基本與大部分生殖形態負相關。另外，在生殖器官中，花的雌性器官（柱頭長、子房寬）與雄蕊長負相關，以及與葉片、莖表型負相關，說明西番蓮雌性器官生長發育與雄蕊的長度、營養生長負相關。

單果重是西番蓮生產過程中重要的表型指標。單果重與葉片（葉長、葉寬、葉柄長）、莖（莖節長、莖粗、卷須長）正相關，說明西番蓮加強樹體營養管理對于增加單果重量是有促進作用的。單果重還與種子4 個性狀（種子長、種子寬、種子厚、單果種子數）正相關，說明種子數量和果實的重量關系較大。

（四）西番蓮果實種子數量與單果重相關性

研究分析了西番蓮果實種子數量與單果重的相關性（見圖2）。發現臺農、紫香和“果期長”的單果種子數量與單果重的相關度較高，分別為0.688、0.681 和0.699，且相關度數值表現相近。同時，三個品種中，臺農和紫香的單果種子數較多、果實較大、果期長的單果種子數也少、單果重較小。上述分析表明，種子數量對果實重量的影響較大，品種內隨著種子數量的增加，果實逐漸增大，品種間種子數量多的品種單果重量也較大。

圖2 西番蓮單果種子數量與單果重相關性分析

三、討論與結論

西番蓮屬我國約有19 種，主要在我國華南、華東等地引進部分西番蓮觀賞種和栽培種[9]。目前西番蓮的種質資源評價主要依據分子水平和形態學，或者兩者相結合的方法。分子標記常用的方法有SSR、SRAP、ISSR 和DNA 條形碼等[7,10-11]。形態學分析方面，一般采用植株形態，或者染色體倍性、果皮、種子等進行比較，均證明表型具有較好的遺傳多樣性[6,12-13]。有研究采用分子標記和形態學相結合的方法，對紫果、黃果和雜交種對62 份西番蓮種質材料遺傳多樣性進行了研究，認為絕大多數的栽培品種之間具有較高的遺傳相似性[14]。由于西番蓮目前在分子水平上研究不足，而且DNA 條形碼保守性強，ISSR 標記不穩定，開發的SSR 標記數量少，造成部分西番蓮品種間差異鑒定困難。因此，形態學鑒定的方法依然是西番蓮遺傳多樣性鑒定的主要方法之一。本研究通過22 個表型性狀的比較后，證明品種之間的差異能夠有效地通過形態學方法來進行區分。

西番蓮種間表型比較主要依據葉片分裂程度及形狀、腺體、被毛花序等指標，用于鑒定種間親緣關系分析[15]。與種間比較不同，在西番蓮農業生產上主要依據農藝性狀比較，西番蓮的葉片表型、花表型、果實表型均具有豐富的多樣性,大部分性狀都存在不同程度的差異[14]。本研究中，選取的3 份材料均為紫果，但是在葉片、莖、種子和果實上均存在大量的差異。

種子繁殖是西番蓮繁殖的主要方式之一，相對于葉、莖、花、果等其他器官，種子形態特征受環境影響較小，比較穩定[6,16]。徐麗等人對35 份西番蓮種質資源的種子周長、直徑、長、寬、長寬比及千粒質量等6個數量性狀進行研究，認為西番蓮不同種質種子性狀差異較大，種內不同品種間種子性狀較為相似。但是，目前的研究尚未有報道種子與其他表型之間的關系，本研究發現了西番蓮品種內的種子與單果重相關性極強，對于指導西番蓮生產管理過程中加強授粉具有重要指導意義。