二十一個熱帶蘭品種在海南引種栽培的適應性及表型多樣性研究

摘 要 為研究熱帶蘭品種在海南引種栽培的適應性與表型多樣性，為豐富海南熱帶蘭資源及育種目標親本提供數據支撐，以210份21個品種的熱帶蘭資源為研究對象，對9個表型性狀多樣性和生長狀況進行調查研究，并對其觀測結果進行主成分分析、相關性分析和聚類分析。結果表明：供試品種在海南均生長良好，可正常開花；9個表型性狀中變異系數為31%～75%，遺傳多樣性指數均值為2.36，冠幅多樣性指數最大（5.95），說明有豐富的遺傳多樣性。相關性分析結果表明：大部分性狀之間呈現顯著正相關。通過主成分分析，篩選出3個特征值大于1的主成分，累計貢獻率達81.5%，其中導致21個熱帶蘭品種表型性狀出現差異的主要性狀有小花數、花序長和花枝數等花部性狀。聚類分析表明：在歐式距離為10處，將供試材料分為2大類，第Ⅰ類群包括19種蝴蝶蘭品種，第Ⅱ類群包括2個火焰蘭品種。通過分析210份熱帶蘭種質資源的9個表型，發現存在豐富的遺傳變異，在歐式距離4處可將9個表型性狀分為6大類群，根據類群特征可為新品種培育及雜交親本選擇提供理論基礎。

關鍵詞 熱帶蘭；引種栽培；相關性分析；主成分分析；變異系數；海南省

中圖分類號：S682.31 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.15.035

熱帶蘭俗稱洋蘭，是分布于赤道中心和南北回歸線附近熱帶、亞熱帶地區的蘭花種類的統稱。海南省擁有豐富優良的熱帶蘭花種質資源，但開展相關研究較國外晚，同時蘭花幼齡時間長，與其他物種比較，新雜交種的開發需要更長時間，因此，加強引種和持續開展選擇性育種，確保新品種不斷供應，是解決市場新品種短缺的最有效辦法之一[1]。

為了豐富海南熱帶蘭花育種資源，本研究通過統計分析課題組近年來引進的熱帶蘭花資源生長狀況及適應性栽培和評價，篩選出觀賞性和適應性俱佳的適合海南生長的熱帶蘭花資源，以期進一步豐富海南熱帶蘭花育種資源種類，為今后的引種馴化和育種提供一定的數據參考。

1 "材料與方法

1.1 "試驗地概況

海南省海口市地處熱帶北緣，以獨特的地理位置和豐富的光熱資源，為熱帶蘭花資源提供了優越的氣候條件。該市屬熱帶季風氣候，全年平均氣溫24.4 ℃，年平均降水量1 696.6 mm，雨量充沛，陽光充足，可以提供熱帶蘭花正常生長發育所需的光溫條件[2]。

1.2 "試驗材料與栽培條件

試驗材料為海南省農業科學院熱帶園藝研究所蘭花課題組2019年從臺灣等地引進的21個熱帶蘭花資源（見表1），其中蝴蝶蘭屬19個種，火焰蘭2個種。各品種均栽植于熱帶園藝研究所蘭花資源圃（海口）。

栽培基質：蝴蝶蘭栽培基質用陶粒、松樹皮、蛭石體積比為1∶1∶1；火焰蘭用陶粒、木炭、小石頭體積比為1∶1∶1，蝴蝶蘭和菲律賓火焰蘭有氣生根，需要在良好的透氣性、保濕性和營養物質的基質里栽培。

光照：蘭花資源圃用兩層70%黑色遮陽網，冬季光照弱時，打開一層，夏季光照強烈時，再加一層臨時遮陽網，夏季高溫時，利用水簾噴霧降溫。

水肥管理：栽培空間保持空氣濕度在60%～70%，秋冬天需要水較春夏天少，于每天早晨7：30，噴水30 min，傍晚5：30噴水15 min，夏天傍晚時間延遲到6：30噴水，以免水溫灼傷葉片。剛栽培15 d內，保持基質濕潤即可。15 d內噴施1次多菌靈，15～20 d時，撒施緩效肥，長效緩釋奧綠肥[m（N）∶m（P）∶m（K）=14∶14∶14]，以后每半個月噴施1次的花多多復合肥[m（N）∶m（P）∶m（K）=20∶20∶20]1 000倍液，花期前1個月噴施磷鉀肥。

病蟲害防治：保持蘭花圃衛生，及時清理黃爛葉，保障空氣流通，及時防治介殼蟲和螺，防治炭疽病和灰霉病，代森錳鋅10 d噴1次，連續噴3次。

1.3 "研究方法

蘭花資源種植30 d后開始記錄其成活率，觀測開花期，記錄植物學性狀和生物學性狀，連續觀測2年。根據《植物新品種特異性、一致性和穩定性測試指南 蝴蝶蘭》（NY/T 2230—2012）標準，測量記錄試驗材料性狀數據[3]，主要包括葉片數、根數、花枝、小花數、株高、冠幅、葉片長、葉片寬、花梗長、花序長、開花期、開花率、成活率等。以單株為測量單位，每個品種選擇10株，即為10個重復。測量工具：直尺、游標卡尺。用游標卡尺和直尺測定所有植株的形態指標和開花性狀，最大葉片長：以葉片正面的長度為葉片長；最大葉片寬：以葉片最寬處的長度為葉片寬；花梗長為所有花梗長的總數；花序長是所有花序長的總和；成活率：統計引種1～2年內引種植株的成活率；開花率：統計引種后2～5年能開花的植株數，計算開花植株的百分數；開花期：單株從第一朵花開放到最后一朵花開畢所經歷的時間。生長狀況評價指標：“++++”表示生長佳，“+++”表示生長良好，“++”表示生長一般，“+”表示生長較差[4-5]。

1.4 "數據分析

本試驗中的最小樣本≥10個，進行標準差分析。試驗數據采用Excel 2007進行整理，采用DPS數據處理系統進行統計分析、主成分分析和聚類分析。

2 "結果與分析

2.1 "供試品種表型基本統計參數和變異系數

觀測21個熱帶蘭品種的生長狀況，并統計引種1年后植株的成活率，結果見表2。可以看出，21個品種中，成活率最高的達100%，都能正常開花，花期有顯著差異。不同品種之間存在不同性狀的優劣，在觀賞應用中可以根據不同需求選擇適合的品種。根據成活率、開花率和開花期，對試驗材料進行生長狀況評估，根據評估情況，有些品種可以直接利用或作為育種親本，如第3、4、15和16號，成活率高，開花率達100%且花期較長。

2.2 "各數量性狀多樣性分析

由表3可知，9個表型性狀中小花數變異系數最大，達到75%，葉片長變異系數最小，為31%；多樣性指數變化范圍在0.30～5.95，花枝數多樣性指數最小，冠幅多樣性指數最大，平均值為2.36，說明21個熱帶蘭品種表型性狀相對豐富。

對蘭花9個表型性狀的多樣性進行統計分析表明（見表3），熱帶蘭種質的葉片長變化范圍為9.0～23.3 cm，平均值為17.3 cm；葉片寬變化范圍為1.6～11.3 cm，平均值為5.8 cm；株高變化范圍為12.3～58.3 cm，平均值為22.4 cm；冠幅變化范圍為10.6～42.1 cm，平均值為28.3 cm；花序長變化范圍為1.5～13.8 cm，平均值為5.6 cm；葉片數變化范圍為2～24片，平均值為6.5片；根數變化范圍為1～8條，平均值為2.9條；花枝數變化范圍為1～3個，平均值為1.4個；小花數變化范圍為2～32個，平均值為10.9個。方差分析表明，各熱帶蘭品種種質在9個表型性狀上的差異都達到了p＜0.05（見表4）。

2.3 "9個數量性狀相關性分析

由表4可知，熱帶蘭品種各性狀間呈現不同相關性，且大部分顯著或極顯著相關，花枝與根數呈正相關，表現出了極顯著的相關性；根數與株高、根數與葉片長、根數與葉片寬、根數與冠幅都呈現顯著正相關；根數與花枝相關系數最高，為0.700 2。根據性狀間相關性可知，花枝數、花序長、冠幅可作為21個供試品種間鑒定的標準之一。

2.4 "9個表型性狀主成分分析

以特征值大于1為主成分篩選標準，共提取到3個主成分，累積貢獻率達81.5%，表5顯示了21個熱帶蘭品種表型性狀的主要信息量，其中第1主成分貢獻率為44.4%，信息荷載量較大的是株高（0.447）、花序長（0.384）和葉片數（0.396），第1主成分中株高和葉片相關性很高，對植株的品質起主要作用，第1主成分；第2主成分貢獻率為21.1%，信息荷載量較大的是花枝數（0.646）、小花數（0.421）和花序長（0.344），第2主成分主要是花部性狀；第3主成分貢獻率為16.0%，信息荷載量較大的是葉片長（0.515）、葉片寬（0.495）和冠幅（0.429），第3主成分主要是植株的營養部分為主要作用。主成分分析表明：花部性狀是21個熱帶蘭花資源表型性狀變異的主要因素（見表5、圖1）。

2.5 "主要表型性狀的R型聚類分析

對9個表型性狀進行R型聚類分析，信息高度重疊的性狀會聚類在一起，從而顯示出重要性狀在21個熱帶蘭品種分類上的重要價值。圖2顯示，在歐式距離7處可將9個表型性狀分為2大類，在歐式距離4處可將9個表型性狀分為6大類群。各個類群之間距離較遠，說明這些性狀分布較分散，相關性較低，可以用于反映不同品種資源間的差異。同一類群的指標間具有較強的相關性，可以結合生成實際育種目標，從中選出代表指標，例如冠幅、葉片長和葉片寬聚為一類，可以作為株姿的代表性指標；花序長、花枝、小花數等聚為一類，可以作為花部性狀的指標，R型聚類結果同主成分分析結果基本一致。

2.6 "不同品種資源Q型聚類分析

對21個熱帶蘭品種進行Q型聚類分析，在歐式距離為10處，可將供試材料分為2大類，不同品種間的遺傳距離為1～25，結果（見圖3）顯示，21個熱帶蘭品種資源具有豐富的遺傳多樣性。第Ⅰ類群包括19種蝴蝶蘭品種，第Ⅱ類群包括2個火焰蘭品種。歐式距離為5處，又將第Ⅰ類群劃分為3個亞類群，其中Ⅰ-1類群包括第2和10號品種，同為繁花類品種；Ⅰ-2類群包括第3、9、11等號品種，為矮株；Ⅰ-3類群包括第4、5和6號等品種，為高株，表明供試品種有較高的遺傳多樣性，可以為育種提供目標親本，同時豐富海南熱帶蘭花品種資源。Ⅰ-2類群和Ⅰ-3類群結果顯示，株高和葉片等性狀相關性顯著；Ⅰ-1類群聚類結果表明，花部性狀為熱帶蘭花品種資源主要作用性狀。

3 "討論與結論

在引種栽培的過程中，為了尋找更優的栽培基質配方，提高熱帶蘭品種在海口地區的生長適應性，能正常開花，根據不同品種的習性及引種當地的氣候特點，針對不同基質生長狀況不同做了處理試驗，最后得出結論：蝴蝶蘭栽培基質用陶粒、松樹皮、蛭石體積比為1∶1∶1，火焰蘭用陶粒、木炭、小石頭體積比為1∶1∶1基質栽培，成活率和開花率最佳。

表型性狀多樣性直觀反映物種遺傳多樣性，是最直接且簡單的遺傳變異評價方法，在物種進化及適應性和農藝性狀改良方面具有重要意義，可以以此為依據確定親本材料，進行種質創新[6-7]，但是表型性狀受環境影響較大。本研究對21個熱帶蘭品種資源的210單株9個表型性狀進行分析，結果表明，供試材料間從葉片長到小花數量等方面表現出豐富的表型多樣性，平均多樣性指數為2.36，其中冠幅多樣性指數最大，其原因在后續研究中將繼續探索。

利用主成分分析評價品種資源性狀的研究報道已經有很多，其廣泛應用于蝴蝶蘭[8]、卡特蘭[9]、文心蘭屬[10]等熱帶蘭。本研究主成分分析結果表明，累計方差貢獻率為81.5%，3個主成分共篩選出花枝、花序長、小花數3個代表性指標，可作為本次引種供試熱帶蘭品種種質資源評選和育種工作的指標。

聚類分析是作為種質資源評價研究中常用的一種數據分析方法，可將不同品種進行歸類，從而衡量各品種的不同優勢并根據其性狀的相似系數進行分類，根據歐式距離判斷親緣關系遠近[11-12]。21份熱帶蘭品種可分為2大類群，根據研究結果，可以在選育利用中提高育種效率。

本研究通過相關性分析、主成分分析、聚類分析等方法，表明21個熱帶蘭品種在表型性狀上具有豐富的變異性和多樣性，且性狀之間存在著顯著相關性，后續可著重于花部性狀方面作品種選育研究，開發熱帶蘭新品種，豐富海南熱帶蘭資源。

參考文獻：

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（責任編輯：敬廷桃）

收稿日期：2024-03-20

基金項目：2019年海南省農業科學院重點實驗室項目；2020年海南省農業科學院院預算項目（農業科技創新專項）（KJCX-2020-08）；2021年海南省農業科學院種質資源收集項目。

作者簡介：任軍方（1980—），碩士，副研究員，主要從事熱帶蘭花資源鑒定評價及創新利用研究。E-mail：renjunfang808@163.com。

*為通信作者，E-mail：13016211350@163.com。