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艾纳香种质资源表型性状遗传多样性分析

肖永锋 黄梅 于福来 陈振夏 廖丽 庞玉新

肖永锋,黄梅,于福来,等. 艾纳香种质资源表型性状遗传多样性分析 [J]. 福建农业学报,2021,36(2):157−167 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.02.004
引用本文: 肖永锋,黄梅,于福来,等. 艾纳香种质资源表型性状遗传多样性分析 [J]. 福建农业学报,2021,36(2):157−167 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.02.004
XIAO Y F, HUANG M, YU F L, et al. Genetic Diversity on Phenotypes of Blumea balsamifera Germplasms [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2021,36(2):157−167 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.02.004
Citation: XIAO Y F, HUANG M, YU F L, et al. Genetic Diversity on Phenotypes of Blumea balsamifera Germplasms [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2021,36(2):157−167 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.02.004

艾纳香种质资源表型性状遗传多样性分析

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.02.004
基金项目: 农业农村部部门预算项目子任务(RZJP202006);海南省自然科学基金项目(319QN312、2019CXTD414);国家热带植物种质资源库项目(2020)
详细信息
    作者简介:

    肖永锋(1996−),男,硕士研究生,研究方向:南药种质资源评价(E-mail:15119190640@163.com

    通讯作者:

    于福来(1983−),男,博士研究生,副研究员,研究方向:中药材规范化生产及质量调控(E-mail:fulai.yu@163.com

  • 中图分类号: S 59

Genetic Diversity on Phenotypes of Blumea balsamifera Germplasms

  • 摘要:   目的  分析艾纳香种质资源表型性状的多样性,为良种选育提供科学依据。  方法  以159份艾纳香种质资源为材料,进行9个数量性状和13个质量性状的测定,并采用遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法进行遗传多样性分析。  结果  数量性状中遗传多样性指数最高的是株高(2.072),变异系数最大的是花枝数(32.76%);质量性状中遗传多样性指数最高的是叶片形状(1.201)。相关性分析表明,在数量性状中,冠幅与株高、叶宽、叶柄长度、花枝长度、花枝开张角度呈极显著正相关(P<0.01);在质量性状中,叶脉花青苷显色强度与主茎花青苷显色强度、叶片边缘花青苷显色强度和叶柄花青苷显色强度呈极显著正相关(P<0.01)。前8个主成分的累计贡献率达到64.32%,根据各性状的载荷量大小将各因子依次命名为产量因子、显色因子、叶光滑度因子、叶片边缘因子、叶片形状因子、叶片绿色因子和花枝角度因子。基于表型性状,以离差平方和法在遗传距离为10处将供试材料分为3个类群,类群Ⅰ有39份材料,占总数的24.53%;类群Ⅱ有38份材料,占总数的23.90%;群Ⅲ有82份材料,占总数的51.57%。  结论  159份艾纳香种质资源的表型性状具有丰富的遗传多样性,叶片形状的变异类型较为丰富,叶宽可作为日后选育高产艾纳香种质的指导目标性状。
  • 图  1  159份种质资源WARD法聚类分析

    Figure  1.  Cluster analysis tree of 159 germplasms by WARD method

    表  1  供试材料来源地

    Table  1.   Source of germplasms

    来源地点
    Source location
    份数
    Accessions
    序号
    Number
    来源地点
    Source location
    份数
    Accessions
    序号
    Number
    广西隆林县 Longlin, Guangxi 1 139 贵州贞丰县 Zhenfeng, Guizhou 4 152~155
    广西南宁市 Nanning, Guangxi 2 156、157 海南儋州市 Danzhou, Hainan 57 24~34、45~90
    广西田林县 Tianlin, Guangxi 10 140~149 海南琼中县 Qiongzhong, Hainan 11 91~98、136~138
    广西西林县 Xilin, Guangxi 2 150、151 海南屯昌县 Tunchang, Hainan 4 132~135
    贵州罗甸县 Luodian, Guizhou 66 1~23、35~44、99~131 海南万宁市 Wanning, Hainan 2 158、159
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    表  2  艾纳香表型性状评价指标

    Table  2.   Evaluation criteria on phenotypes of B. balsamifera

    性状         
    Traits         
    评价标准
    Evaluation criteria
    株高
    Plant height(PH)
    地面根茎到植株最高点的垂直高度
    The vertical height of the ground rhizome to the highest point of the plant
    冠幅
    Crown breadth(CB)
    植株中心相互垂直的长径与短径,取平均值
    The long and short diameters perpendicular to each other in the center of the plant, averaged
    叶长
    Leaf length(LL)
    叶片基部与叶柄连接处至叶基之间的距离
    The distance between the base of leaf and petiole junction to leaf base
    叶宽
    Leaf width(LW)
    功能叶片的最宽处距离
    The widest distance of the functional leaf
    叶片厚度
    Leaf thickness(LT)
    用叶片厚度测量仪测量功能叶片的厚度
    The thickness of the functional leaf was measured with a blade thickness gauge
    叶柄长度
    Petiole length(PL)
    功能叶片的叶轴基部至叶片基部的距离
    The distance from the base of rachis of a functional leaf to leaf base
    花枝数量
    Number of flower-branches(NFB)
    在一个完整的聚伞圆锥花序上,着生在主花序轴上的花枝数量,取平均值
    On a complete cymose panicle, the number of branches on the main inflorescence axis, averaged
    花枝长度
    Length of flower branch(LFB)
    在一个完整的聚伞圆锥花序上,从第一枝小花枝着生处到花序顶端的垂直距离,取平均值
    On a complete cymose panicle, the vertical distance from the first florets to the top of the inflorescence, averaged
    花枝开张角度
    Opening angle of flower-branch(OAFB)
    在一个完整的聚伞圆锥花序的顶端着生的花枝间最大的夹角,取平均值
    The largest Angle between the branches growing at the tip of a complete cymose panicle, averaged
    主茎花青苷显色强度
    Color intensity of anthocyanin in main stem(CIAMS)
    无或极弱=1,弱=2,中=3
    Absent or very weak=1, weak=2, medium=3
    叶片绿色程度
    Leaf blade green color intensitiy(LBGCI)
    浅=1,中=2,深=3
    Light=1, medium=2, dark=3
    叶片光滑度
    Leaf smoothness(LSt)
    低=1,中=2,高=3
    Low=1, medium=2, high=3
    叶片形状
    Leaf shape(LS)
    披针形=1,长卵形=2,卵圆形=3,长椭圆形=4,椭圆形=5
    Lanceolate=1, long onvate=2, obvate=3, oblong=4, elliptic=5
    叶基形状
    Leaf base shape(LBS)
    楔形=1,渐狭形=2,偏斜形=3
    Cuneate=1, attenuate=2, oblique=3
    叶片边缘花青苷显色强度
    Color intensity of anthocyanin in leaf magrin(CIALM)
    无或极弱=1,弱=2,中=3
    Absent or very weak=1, weak=2, medium=3
    叶片边缘缺刻程度
    Leaf margin incision(LMI)
    浅=1,中=2,深=3
    Shallow=1, medium=2, deep=3
    叶缘波缘状程度
    Leaf margin undulation(LMU)
    低=1,中=2,高=3
    Low=1, medium=2, high=3
    叶脉花青苷显色强度
    Color intensity of anthocyanin in leaf vein(CIALV)
    无或极弱=1,弱=2,中=3
    Absent or very weak=1, weak=2, medium=3
    侧脉明显程度
    Degree of lateral veins(DLV)
    不明显=1,明显=2
    Inconspicuous=1, conspicuous=2
    叶柄花青苷显色强度
    Color intensity of anthocyanin in petiole(CIAP)
    无或极弱=1,弱=2,中=3
    Absent or very weak=1, weak=2, medium=3
    植株姿态
    Plant attitude(PA)
    直立=1,开张=2,披散=3
    Upright=1, spreading=2, loose=3
    花期:盛花期
    Full-bloom stage(FBS)
    早=1,中=2,晚=3
    Early=1, medium=2, late=3
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    表  3  159份艾纳香数量性状的遗传变异分析

    Table  3.   Genetic variation on quantifiable traits of B. balsamifera

    性状 Traits最大值 Max最小值 Min平均值 Mean标准差 SD变异系数 CV/%遗传多样性指数 H'
    株高 PH/cm 295 81 188.15 43.98 23.37 2.072
    冠幅 CB/cm 250 63 156.18 38.42 24.60 2.069
    叶长 LL/cm 31.68 17.15 24.53 2.53 10.32 1.985
    叶宽 LW/cm 13.52 4.07 9.25 1.54 16.60 1.930
    叶片厚度 LT/mm 0.52 0.35 0.43 0.03 7.25 2.036
    叶柄长度 PL/cm 5.07 2.38 3.24 0.50 15.34 1.976
    花枝数量 NFB/个 10.17 1.17 5.68 1.86 32.76 2.028
    花枝长度 LFB/cm 48.62 15.8 32.35 5.79 17.88 1.982
    花枝开张角度 OAFB/° 145 115 133.75 4.63 3.46 1.928
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    表  4  159份艾纳香质量性状的遗传变异分析

    Table  4.   Genetic variation on quality traits of B. balsamifera

    性状    
    Traits    
    级别 
    Grade 
    赋值标准
    Evaluation
    分布频率/%
    Frequency
    遗传多样性指数
    H'
    主茎花青苷显色强度 CIAMS 无或极弱 Absent or very weak 1 73.58 0.607
    弱 Weak 2 25.79
    中 Medium 3 0.63
    叶片绿色程度 LBGCI 浅 Light 1 14.47 0.781
    中 Medium 2 72.33
    深 Dark 3 13.21
    叶片光滑度 LSt 低 Low 1 17.61 0.885
    中 Medium 2 65.41
    高 High 3 16.98
    叶片形状 LS 披针形 Lanceolate 1 20.13 1.201
    长卵形 Long obvate 2 58.49
    卵圆形 Obvate 3 7.55
    长椭圆形 Oblong 4 6.92
    椭圆形 Elliptic 5 6.92
    叶基形状 LBS 楔形 Cuneate 1 88.05 0.427
    渐狭 Attenuate 2 9.43
    偏斜形 Oblique 3 2.52
    叶片边缘花青苷显色强度 CIALM 无或极弱 Absent or very weak 1 27.04 0.852
    弱 Weak 2 64.15
    中 Medium 3 8.81
    叶片边缘缺刻程度 LMI 浅 Shallow 1 68.55 0.653
    中 Medium 2 30.82
    深 Deep 3 0.63
    叶缘波缘状程度 LMU 低 Low 1 49.69 0.883
    中 Medium 2 44.03
    高 High 3 6.29
    叶脉花青苷显色强度 CIALV 无或极弱 Absent or very weak 1 76.10 0.643
    弱 Weak 2 20.75
    中 Medium 3 3.14
    侧脉明显程度 PLV 不明显 Inconspicuous 1 75.47 0.557
    明显 Conspicuous 2 24.53
    叶柄花青苷显色强度 CIAP 无或极弱 Absent or very weak 1 81.76 0.536
    弱 Weak 2 16.35
    中 Medium 3 1.89
    植株姿态 PA 直立 Upright 1 62.26 0.924
    开张 Spreading 2 18.87
    披散 Loose 3 18.87
    盛花期 FBS 早 Early 1 11.95 0.888
    中 Medium 2 64.15
    晚 Late 3 25.79
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    表  5  艾纳香9个数量性状的相关分析

    Table  5.   Correlation among 9 quantifiable traits of B. balsamifera

    性状 Traits   株高 PH冠幅 CB叶长 LL叶宽 LW叶片厚度 LT叶柄长度 PL花枝数量 NFB花枝长度 LFB花枝开张角度 OAFB
    株高 PH 1
    冠幅 CB 0.670** 1
    叶长 LL 0.002 0.022 1
    叶宽 LW 0.302** 0.402** 0.541** 1
    叶片厚度 LT 0.214** 0.092 0.095 0.254** 1
    叶柄长度 PL 0.149 0.320** 0.446** 0.506** 0.021 1
    花枝数量 NFB −0.172* −0.066 0.137 −0.05 0.03 −0.058 1
    花枝长度 LFB 0.413** 0.531** −0.031 0.303** 0.173* 0.256** 0.083 1
    花枝开张角度 OAFB 0.038 0.206** 0.007 0.134 0.071 0.06 −0.04 0.246** 1
    注:**表示在0.01水平(双侧)上极显著相关。*表示在0.05水平(双侧)上显著相关,表6同。
    Note:** was significantly correlated at the 0.01 level(bilateral). * significant correlation at the 0.05 level(bilateral). The same as table 6.
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    表  6  艾纳香13个质量性状的相关分析

    Table  6.   Correlation among 13 quality traits of B. balsamifera

    性状
    Traits
    主茎
    花青苷
    显色
    强度
    CIAMS
    叶片
    绿色
    程度
    LBGCI
    叶片
    光滑度
    LSt
    叶片
    形状
    LS
    叶基
    形状
    LBS
    叶片
    边缘
    花青苷
    显色
    强度
    CIALM
    叶片
    边缘
    缺刻程度
    LMI
    叶缘波
    缘状
    程度
    LMU
    叶脉
    花青苷
    显色
    强度
    CIALV
    侧脉
    明显
    程度
    PLV
    叶柄
    花青苷
    显色
    强度
    CIAP
    植株
    姿态
    PA
    盛花期
    FBS
    主茎花青苷显色强度 CIAMS 1
    叶片绿色程度 LBGCI 0.014 1
    叶片光滑度 LSt −0.157* 0.061 1
    叶片形状 LS 0.097 −0.063 −0.320** 1
    叶基形状 LBS −0.073 −0.020 −0.150 −0.001 1
    叶片边缘花青苷显色强度 CIALM −0.052 −0.029 −0.022 −0.110 −0.101 1
    叶片边缘缺刻程度 LMI 0.063 −0.034 −0.127 0.182* 0.020 0.007 1
    叶缘波缘状程度 LMU 0.037 0.003 −0.148 −0.066 0.098 0.152 0.089 1
    叶脉花青苷显色强度 CIALV 0.333** 0.083 −0.141 −0.040 −0.095 0.213** −0.02 0.276** 1
    侧脉明显程度 PLV 0.238** 0.041 −0.218** 0.240** 0.048 −0.023 0.106 0.070 0.300** 1
    叶柄花青苷显色强度 CIAP 0.627** 0.091 −0.091 0.013 0.046 −0.128 −0.096 0.067 0.452** 0.103 1
    植株姿态 PA −0.145 0.047 −0.209** −0.036 0.210** 0.048 0.085 −0.143 −0.021 −0.038 −0.145 1
    盛花期 FBS −0.045 0.085 −0.051 0.120 0.071 −0.276** −0.089 −0.163* −0.267** 0.112 −0.034 0.074 1
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    表  7  表型性状主成分分析

    Table  7.   Principal components of phenotypic traits

    性状      
    Traits      
    主成分 Principal component
    12345678
    冠幅 CB 0.772 −0.101 0.243 0.042 −0.144 −0.080 −0.039 0.062
    叶宽 LW 0.701 −0.226 −0.260 0.003 0.387 0.129 0.012 −0.025
    花枝长度 LFB 0.677 −0.065 0.248 0.091 −0.236 −0.345 −0.005 −0.106
    株高 PH 0.667 −0.166 0.248 0.169 −0.308 0.162 −0.072 0.264
    叶柄长度 PL 0.594 −0.084 −0.294 −0.115 0.329 0.001 0.198 −0.009
    叶长 LL 0.351 −0.099 −0.497 0.029 0.591 −0.018 0.067 0.040
    叶片厚度 LT 0.308 0.011 0.069 0.303 0.089 0.367 −0.194 0.089
    花枝开张角度 OAFB 0.300 0.210 0.334 −0.026 0.144 0.001 0.086 −0.700
    叶脉花青苷显色强度 CIALV 0.223 0.658 −0.238 −0.267 −0.228 0.073 0.099 0.106
    主茎花青苷显色强度 CIAMS 0.196 0.732 −0.015 0.236 −0.067 0.142 0.003 0.032
    叶片边缘花青苷显色强度 CIALM 0.176 −0.050 −0.149 −0.570 −0.381 0.144 −0.199 0.123
    叶柄花青苷显色强度 CIAP 0.140 0.736 −0.140 0.313 −0.166 −0.081 0.261 0.016
    植株姿态 PA 0.070 −0.194 0.474 −0.298 0.041 −0.020 0.399 0.164
    叶缘波缘状程度 LMU 0.024 0.315 −0.233 −0.531 0.055 −0.182 0.084 −0.278
    侧脉明显程度 PLV 0.020 0.496 0.195 −0.049 0.231 0.221 −0.130 0.366
    叶基形状 LBS −0.038 −0.012 0.173 −0.079 0.192 −0.500 0.445 0.484
    花枝数量 NFB −0.054 0.236 −0.308 0.433 0.075 −0.535 −0.142 0.056
    叶片形状 LS −0.059 0.246 0.413 0.011 0.437 0.126 −0.416 0.071
    叶片边缘缺刻程度 LMI −0.099 0.124 0.065 −0.317 0.389 −0.133 −0.360 0.147
    叶片光滑度 LSt −0.137 −0.375 −0.555 0.337 −0.205 0.135 −0.020 0.071
    叶片绿色程度 LBGCI −0.138 0.067 −0.103 −0.048 0.091 0.595 0.513 0.035
    花期:盛花期 FBS −0.262 −0.064 0.421 0.395 0.238 0.076 0.261 −0.108
    主成分特征根 Eigenvalue 2.922 2.331 1.910 1.635 1.585 1.386 1.249 1.133
    贡献率Contribution rate/% 13.28 10.59 8.68 7.43 7.21 6.30 5.68 5.15
    累计贡献率 Cumulative contribution rate/% 13.28 23.88 32.56 39.99 47.20 53.50 59.17 64.32
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    表  8  3个类群表型性状的平均值与特征

    Table  8.   Mean and characteristics of phenotypic traits of 3 classified groups

    性状      
    Traits      
    类群Ⅰ
    Groups Ⅰ
    类群Ⅱ
    Groups Ⅱ
    类群Ⅲ
    Groups Ⅲ
    株高 PH/cm 191.49 192.74 184.44
    冠幅 CB/cm 156.15 166.61 151.35
    叶长 LL/cm 24.49 24.45 24.59
    叶宽 LW/cm 9.03 9.25 9.35
    叶片厚度 LT/mm 0.43 0.42 0.42
    叶柄长度 PL/cm 3.25 3.30 3.22
    花枝数量 NFB/个 5.76 4.94 5.98
    花枝长度 LFB/cm 31.29 33.71 32.23
    花枝开张角度 OAFB/° 134.08 134.30 133.34
    主茎花青苷显色强度 CIAMS 无或极弱,弱
    no or very weak, weak
    多为无或极弱
    Most are no or very weak
    多为无或极弱
    Most are no or very weak
    叶片绿色程度 LBGCI 多为中 Most are medium 多为中 Most are medium 多为中 Most are medium
    叶片光滑度 LSt 多为中,次为低
    Most are medium, next is low
    多为中,次为低
    Most are medium, next is low
    多为中,次为高
    Most are medium, next is high
    叶片形状 LS 多为长卵形,次为卵圆形
    Most are oblong, next is ovoid in shape
    多为长卵形,次为披针形
    Most are long obvate, next is lanceolate
    多为长卵形,次为披针形
    Most are long obvate, next is lanceolate
    叶基形状 LBS 多为楔形 Most are wedge 多为楔形 Most are wedge 多为楔形 Most are wedge
    叶片边缘花青苷显色强度 CIALM 多为弱 Most are weak 多为弱 Most are weak 多为弱 Most are weak
    叶片边缘缺刻程度 LMI 多为浅 Most are shallow 多为浅 Most are shallow 多为浅 Most are shallow
    叶缘波缘状程度 LMU 多为中 Most are medium 多为低 Most are low 多为低 Most are low
    叶脉花青苷显色强度 CIALV 多为极弱 Most are very weak 多为极弱 Most are very weak 多为极弱 Most are very weak
    侧脉明显程度 PLV 均为明显 All are conspicuous 均为不明显 All are inconspicuous 均为不明显 All are inconspicuous
    叶柄花青苷显色强度 CIAP 多为极弱 Most are very weak 多为极弱 Most are very weak 多为极弱,但含中等
    Most are very weak, but have medium
    植株姿态 PA 多为直立 Most are upright 多为披散,次为开张
    Most are loose, next is spreading
    多为直立 Most are upright
    花期:盛花期 FBS 多为中 Most are medium 多为中 Most are medium 多为中 Most are medium
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-08-27
  • 修回日期:  2020-12-15
  • 网络出版日期:  2021-02-08
  • 刊出日期:  2021-02-28

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