22个牡丹品种形态性状的多样性分析

22个牡丹品种形态性状的多样性分析

蔡 健，李 浩，赵 翔，金 娜，马同富*

【摘 要】摘要：[目的] 分析22个牡丹品种形态性状的多样性，探讨品种间遗传差异，挖掘优异种质材料, 为了解不同牡丹品种的遗传关系及种质资源创新提供科学依据。 [方法] 对22个牡丹品种花色、花型、株高、株幅、花径、叶长、叶宽、株型和叶型等表现型性状进行赋值后, 采用欧氏距离计算品种间遗传距离。并采用系统聚类分析法对22个牡丹品种的遗传多样性进行研究。[结果]以整个遗传距离的总平均数作尺度对聚类图的结果进行分类, 大致可将22个牡丹品种分为5 个类群, Ⅰ类为银红巧对、鸡爪红、八宝镶、重楼点翠、丛中笑、魏紫、烟笼紫、茄加紫；Ⅱ类为胡红；Ⅲ 类为小胡红、白玉兰、罂粟红、凤丹、大金粉、景玉、盘中取果、青山贯雪、墨剪绒、大红一品、蓝花魁；Ⅳ类为海黄；Ⅴ类为似荷莲。划分结果与系谱分析基本一致, 并把系谱来源不清的品种划分到相应的杂种优势群。[结论]形态性状的多样性分析是检测品种间遗传差异的有效方法, 可为牡丹新品种培育及产业化开发应用奠定基础。 【期刊名称】安徽农业科学 【年(卷),期】2015(000)035 【总页数】3

【关键词】牡丹; 形态学性状；遗传多样性；聚类分析

我国牡丹经过约1 500年的自然选择与人工栽培，已形成了具有不同花瓣颜色、数目、花型和叶型的栽培品种近1 500个，现已遍布全国各主要城市。我国牡丹按分布现已形成了4 个主要的品种群[1]：中原牡丹品种群、西北牡丹品种群(甘肃、陕西、青海和宁夏等省区)、江南牡丹品种群(安徽、浙江、江苏，上海

等省地)和西南牡丹品种群(四川省)。牡丹在长期的驯化栽培、自然和人工选择下，形成了丰富的遗传变异，再加上其能以多种方式繁殖，造成其遗传关系模糊不清。到目前为止，对牡丹的亲缘关系和遗传多样性仍然缺乏完整的了解[2] 。 近年，植物形态学、解剖学、细胞核型分析及分子生物技术的发展为牡丹植物的分类和鉴定提供了重要技术支持。 袁涛等[3]对花粉形态和植株的外部形态特征数据进行了聚类分析(UPGMA )，结果显示5 个种被明显地区分，其中卵叶牡丹与矮牡丹亲缘关系最近，其余依次为杨山牡丹与紫斑牡丹，四川牡丹与其他各种亲缘关系较远，延安牡丹性状介于矮牡丹与紫斑牡丹之间。袁涛等[4] 重点观察了中国栽培牡丹在种级水平上的分类性状，略去花型、瓣形、重瓣性等观赏性状，结合已有的工作和历史文献，认为中国栽培牡丹以多源杂交起源为主，起源种为矮牡丹、紫斑牡丹、杨山牡丹、卵叶牡丹，少数品种直接起源于1个野生种，如‘凤丹’系列品种直接起源于杨山牡丹，少数传统西北品种直接起源于紫斑牡丹。Zhou等[5]基于形态学证据对芍药属牡丹组全部野生种40个居群进行了系统学分析。周波等[6]以21个有代表性的中国牡丹品种作为对照，对引自美国、法国和日本的68个品种的41个形态性状进行了研究，基于形态性状的聚类分析把所研究品种聚为两类，且多数国外品种与国内品种形态差异比较明显，说明不同来源的牡丹品种之间遗传差异较大，建议在今后的育种工作中选择与国内品种差异较大的国外品种作为亲本。该研究利用系统聚类方法对22个有代表性的牡丹品种进行遗传多样性分析，探讨品种间遗传差异，挖掘优异种质资源，为了解不同牡丹品种的遗传关系及种质资源创新提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

该研究中所用的22个牡丹栽培品种(表1)，均来自我国芍药种质资源收集最全的安徽阜阳市西湖景区繁育基地(安徽阜阳)，其形态差异主要集中于花色和花型。

1.2 田间试验

田间试验于2014～2015 年在阜阳市西湖景区繁育基地进行。采用完全随机区组设计，3 次重复。每小区定株调查10 株。分别对以下性状进行田间考查：花色、花型、株高、株幅、花径、叶长、叶宽、株型和叶型等。 1.3 统计分析方法

多元分析采用刘来福[7]的计算方法，聚类分析采用常用的类平均法。

1.3.1 数据标准差标准化。 对当年所有参试牡丹品种的花色、花型、株高、株幅、花径、叶长、叶宽、株型和叶型等9个农艺性状数据，进行聚类分析。由于9个农艺性状单位不一致，故聚类分析前对株型、花色、花型、叶型的原始数据作标准差标准化变换[12]。

式中n为品种数，为样本均值，yi为样本值。

1.3.2 系统聚类及相关分析。2年的性状平均数经正态标准化后，采用欧氏距离(Euclidean distance)计算成对品种的遗传距离。采用类平均法对遗传距离矩阵进行聚类分析。对聚类分析结果计算共表型相关系数(cophenetic correlation coefficient)矩阵。2个矩阵之间的相似性采用相关分析[8]。用DPS 3.01专业软件[9]聚类。

2 结果与分析

2.1 田间性状调查与室内考种