浙江主栽盆栽百合种质资源表型的分析

浙江主栽盆栽百合种质资源表型性状遗传多样性分析

 

摘要对浙江省主栽的18份盆栽百合种质资源的21个表型性状进行了变异水平评价、相关性分析和遗传多样性分析。结果表明：盆栽百合品种间具有丰富的表型多样性，在品种间均表现出极显著差异。各个性状的表型分化系数VST在96.50%~99.17%之间，平均值为97.95%，群体间平均表型变异约占总变异的97%，表明品种间的变异是盆栽百合品种表型性状变异的主要来源，品种内的变异对百合品种表型性状变异影响不大。各表型性状的平均变异系数(CV)为9.14%，性状离散程度低；不同品种之间性状多样性指数均有不同程度的变异，数量性状中指数最高为花序长(3.689)，质量性状中指数最高为花瓣主色(1.765)。

Pearson相关性分析发现，盆栽百合的整株花型与营养生长存在显著相关性；相关性状正相关明显大于负相关。表型聚类结果表明，表型性状聚类分析结果与相关性分析一致，18份种质资源被划分为5个居群，基本按花朵表现型而聚类划分。本研究确定表型数据是百合较为合理的评判指标，为盆栽百合育种资源研究提供参考和依据。

 

百合是百合科百合属(Lilium)的多年生草本球根植物，野生资源主要分布在亚洲东部、欧洲、北美洲等北半球温带地区，目前全球已发现至少120个品种，其中55个产于中国。盆栽百合也是目前中国种植的主要百合品种之一，是作为家庭栽培种植的百合品种的重要来源。随着社会消费水平的不断提高，

花卉的消费模式呈现多样化，在百合的销售市场中盆栽类型百合的销量比例逐年增加，而盆栽百合作为一类适合中国家庭及年宵应用的花卉品种，目前极其缺乏这方面资源评价的有效方法，因此研究盆栽百合资源的表型性状综合评价体系，对解决中国百合国产化，减少进口百合品种的依赖性有重要意义。

 

关于百合表型遗传多样性的研究在中国野生百合品种已有一些报道，如云南泸定百合、切花百合、野生山丹百合、野百合等(梁振旭等,2014;段青等,2018;杜方等,2018;丁芳兵等,2018)。百合在叶片大小、叶柄长度和花朵大小等形态性状表现出丰富的遗传多样性，通过百合品种的表型分化系数计算结果来看，百合的变异主要产生于种群间变异，且群体间变异大于群体内的变异(段青等,2018;杜方等,2018)。由于盆栽百合的育种目标为株型矮小方面，所以在伸长相关的表型性状遗传变异程度高，表明表型性状是与基因效应和环境效应密不可分的，极具百合育种的参考价值，但关于针对盆栽百合表型这方面的研究报道较少。

 

目前，针对中国野生百合资源研究较多，对主栽市场百合品种的多样性研究较少，且多集中在以东方杂交系为代表的切花百合品种中，对盆栽百合进行资源多样性分析研究的极少。在分子标记开发方面，主要进行了RAPD、SSR、ISSR等分子标记的研究(张克中等,2006;王欣等,2007;张彩霞等,2008;张克中等,2008;荣立苹和雷家军,2010;智丽等,2011)，在应用形态学指标进行研究方面，主要利用表型性状、分子标记、花粉形态等评价指标进行综合分析(张云等,2001;曹荷艳等,2013;胡建斌等,2013;唐忠厚等,2014)。本研究中以浙江省主栽盆栽百合品种为材料，从表型性状方面揭示不同盆栽百合品种资源的变化和规律，为今后优良百合种质资源的分子遗传育种工作提供基础。

 

1结果与分析

 

1.1数量型表型性状多样性分析

 

试验品种的8个数量型表型性状以F值检验为研究指标，发现品种间差异均达到极显著p<0.01)水平(表1)，说明数量型表型性状存在盆栽百合的变异资源，能够为分子育种提供多种表型性状变异。

 

1.2数量型表型性状群体表型分化分析

 

通过数量型表型性状的方差分量和分化系数VST计算(表2)，表明方差分量在品种间为85.68%~98.46%，品种内为0.82%~3.20%之间。品种间的方差分量占总变异94.46%，品种内方差百分比为1.95%，表明浙江主栽的盆栽百合在品种间摆动幅度要远大于品种内，不同品种的来源背景差异较大，固定的商品种性状稳定很好。品种间表型分化系数VST在99.09%~96.50%之间，平均值为97.95%，表明群体间平均表型变异约占总变异的97%，说明品种间的变异是盆栽百合品种表型性状变异的主要来源，品种内的变异对百合品种表型性状变异影响不大。

 

1.3表型性状的变异特征分析

 

在变异系数方面，本试验品种间的变异系数平均值都介于6.33%~15.07%之间，而品种内为5.07%~9.95%，总体比较品种间的变异系数高于品种内，进一步说明本实验的进口品种的性状具有较高遗传稳定性，从侧面体现了荷兰百合育种技术的高度。在Shannon-Weaver遗传多样性指数方面(表3)，总体H变幅为1.893~3.701，平均多样性指数为3.077，叶长和花苞数两项性状的多样性指数低于3.000，表明大部分表型性状多样性丰富，具有较大的遗传改良潜力。

 

应用性状的分级和赋值统计计算多样性指数，结果表明，多样性指数变化在0.161~1.765之间，变幅较大表明性状的影响力差别较大。花瓣主色性状的多样性指数最高(1.765)，边缘二色的多样性指数最低(0.161)，叶型、花型等相关的9个性状多样性指数大于1.0(表4;表6)，表明该类型百合品种的花瓣质量相关性状存在较大性状变异。

 

通过遗传多样指数联合分析(表3;表4)，发现数量性状的多样性最高为花序长(3.689)且均大于1.893，质量型表型性状最高为花瓣主色也只有1.765，由于质量型表型性状是部分数量性状的质变，所以相比较质量性状的稳定性好。

 

1.4品种表型性状相关性分析

 

叶片数与叶宽、花序长、花瓣边缘波浪、花瓣基部结构以及叶宽也与花蜜沟色呈极显著负相关；花瓣长与花序长、花型呈极显著正相关；花瓣边缘起伏与花序长、花色分布、花瓣基部结构呈极显著正相关；基部二色与着色分布，花瓣斑点色与花瓣斑点的相关性均为极显著正相关；表型性状的显著性正相关数量是显著性负相关数量的三倍(图1)。

 

与盆栽百合的育种目标相关的株高、花序长等性状，多于叶宽、花型、花色分布等颜色性状之间呈正相关关系，花朵颜色是次生代谢物积累的产物，所以整体生长状态的性状与颜色性状相辅相成；叶形性状的宽度与许多花朵性状相关性显著，表明营养生长与次生代谢物积累具有很大联系。

 

1.5表型性状聚类分析

 

通过不同方式的聚类分析(图2;图3)，能够表现不同品种和性状的变化规律，R型聚类分析时表型性状被聚成三组(等级分界线L=20)，其中第一组包含有13个表型性状，大部分营养基础性状包含其中，基本聚成一类；第二组包含4个表型性状，盆栽百合的特异性表型性状聚类成一组；第三组包含花型相关的4个表型着色类型与密切相关表型性状被聚类成一组(图2)。与相关性计算结果一致，大部分基础表型性状存在密切相关；而着色类型相关性状单独成一组。

 

Q型聚类分析(等级分界线L=20)品种被分成五大组群(图3)，第一个类群包含8份品种，多为花瓣边缘白色品种，花瓣内侧颜色为红色系列，红色品种5份和深红色品种3份，品种的平均株高为50.26cm，平均叶长宽为10.29cm和3.17cm，平均花苞数为5个左右。第二个类群只有1份品种为粉色品种，以株高和花苞数的特异性为主，品种花瓣主色为粉色系列，植株显著矮化只有27.49cm，平均叶长平均值为9.16cm，叶片宽度的平均值为3.80cm，平均花苞数较少为2个；第三个类群3包含6份品种，主要品种花瓣颜色为单色种，品种花瓣主色为黄白色系列，花色表现新颖，平均株高有56.96cm，平均叶长宽为10.01cm和2.10cm，平均花苞数为5个；组群4包含2份品种，花瓣颜色以深色为主，主色为深红系列，平均株高为35.60cm，平均叶长宽为8.94cm和2.55cm，平均花苞数为7个，具有株高矮小、颜色艳丽、花苞多的特点；最后一个类群只包含1份品种，花瓣颜色以复色为主，品种花瓣主色为白紫色系列，平均株高为51.40cm，平均叶长宽为11.18cm和3.82cm，平均花苞数为5个，具有新颖的花色，田间表现优良。