数量分类学研究进展及其在植物检疫领域的应用

郑 炜

(浙江省宁波北仑出入境检验检疫局，浙江 宁波 315800)

数量分类学 (numerical taxonomy)也称数值分类学，是一门使用数学方法、统计学理论和电子计算机技术研究解决生物学中分类问题的科学。20世纪60年代以后，数量分类学被广泛应用到生物分类中。数量分类通常是通过数学方法将所有的分类性状加以等权处理，再以性状间的相似性来进行归类。借助计算机技术能够对大量、多元的数据进行综合分析，分类效率和分类的客观性都比传统的分类方法大为提高［1-2］。

1 研究进展

目前常用的数量分类方法，通过采用尽可能多的性状进行等权处理，将所有的性状信息浓缩为分类运算单位间的相似性系数，形成相似性系数矩阵，然后进行聚类分析。目前，数量分类学已经成功地应用于生物学分类各领域中，尤其是广泛应用在植物学分类以及品种分析上。早在1987年，钟扬等［3］就已经运用电子计算机对荷花品种进行了数量分类研究;杨果等［4］2010年对全国梅花品种资源进行规范系统的调查，选出了36个性状，对其中255个品质进行了数量分类研究。到目前为止，数量分类学方法已经成功的应用于百合［5］、蔷薇［6］、桂花［7］、兰 花［8］、海 棠［9］等花卉的品种分类。除了应用数量分类学方法进行植物品种分析外，还被广泛应用在植物学分种、种内变异及医学昆虫分类研究等。朱颖等［10］选取37个形态学性状，应用数量分类学原理和方法对15种忍冬属植物进行了研究;邓超宏等［11］以苜蓿属和胡卢巴属植物的40个形态性状为依据，应用数量分类方法对16个种类进行了聚类分析和主成分分析;辛海量等［12］应用数量分类的方法分析了国内分布单叶蔓荆的种内变异;詹希美等［13］早在1997年就采用聚类分析和特征排序对并殖吸虫进行了数量分类研究;罗礼溥等［14］以云南省57种医学革螨作为分类单元，以形态特征为主列出60 项分类性状特征来探讨云南省医学革螨不同属和种的亲缘关系。大量的实践证明，数量分类方法能够对大量生物学性状进行比较全面的综合分析，摆脱了传统分类的主观性，能够得出相对正确的分类结果。

2 在植物检疫领域的应用现状

随着我国进出口贸易的飞速发展，进出口农产品的种类和数量都有大幅的增加。当前，检验检疫系统对出入境货物携带的植物检疫性真菌、杂草、昆虫和线虫等有害生物的鉴定主要还是依靠人工，从形态学方面进行分类鉴定。形态学鉴定不仅需要专业技术人员具有一定的专业知识与长期积累的经验，而且还具有耗时长、主观性强的缺点。数量分类学方法与传统形态学分类方法的主要区别在于，数量分类学方法是以相似性为基础的自然分类学，是用等权原则对待分类对象的表现性状，所有的特征都平等地列入分类的考虑范围。而且从现有的研究结果看，数量分类结果与传统形态分类结果基本一致。

数量分类学在植物检疫领域的应用并不是偶然的。1988年，戴玉成［15］就对数量分类学在真菌分类中的应用进行了详细的阐述和分析。近年来，数量分类学又在杂草种子鉴定方面取得实质性的进展。谢敏等［16］首次应用数学形态特征提取软件获取了3种菟丝子图像的13 项数学形态特征值，并做了方差分析和聚类分析;傅怡宁等［17］用数量分类学的方法对35个来源的曼陀罗属和木曼陀罗属种子形态进行了聚类分析，为今后的种子形态鉴定工作提供了参考。

3 在植物检疫领域应用前景

目前为止，还未有数量分类学方法在植物寄生线虫方面的应用研究。长期以来，植物线虫的分类和鉴定都是以形态特征为主要依据，由于同一种线虫其形态和测量值等存在一定的变异，常常很难与近缘种区分开来。近年来，分子生物学的技术和方法广泛应用于植物线虫的分类和鉴定，如Burgermeister 等［18］曾对26种伞滑刃属线虫进行了ITS-RFLP 的分类比较;郑炜等［19］曾对宁波地区松木中的松材线虫和拟松材线虫进行了分子生物学方法鉴定区分。但分子生物学方法还是存在费用高、操作技术要求高等问题。数量分类学方法能同时考虑到众多来源不同的性状指标，可以利用结构特征及DNA 特征等进行分析，还可以结合生态和分布等指标综合分析。所以数量分类学方法是进行分类的一种有益的辅助方法，其在植物寄生线虫分类上的应用是可行的，此方面的工作有待进一步展开。

［1］Sneath P，Sokal R.数值分类学:数值分类的原理和应用［M］.赵铁桥，译.北京:科学出版社，1973.

［2］徐克学.数值分类学［M］.北京:科学出版社，1994.

［3］钟扬，张晓艳.荷花品种数量分类研究［J］.武汉植物学研究，1987，5 (1):49-58.

［4］杨果，李彦，吕英民，等.梅花品种数量分类研究［J］，北京林业大学学报，2010 (S2):46-51.

［5］张西丽，周厚高，周焱，等.百合品种间的数量分类研究［J］.广西植物，2000，20 (4):325-328.

［6］张广进，赵兰勇，王芬，等.蔷薇品种的数量分类学研究［J］.山东农业大学学报，2006，37 (2):175-180.

［7］唐东琴.桂花品种数量分类学研究［J］.南京林业大学学报，1998，22 (1):37-41.

［8］黄家平，戴思兰.中国兰花品种数量分类初探［J］.北京林业大学学报，1998，20 (2):38-43.

［9］骆菁菁，柏斌斌，李虹，等.北京地区海棠品种调查与数量学分类［J］.中国农学通报，2012，28 (13):290-296.

［10］朱颖，董玉芝，昝少平，等.15种忍冬属植物的数量分类研究［J］.新疆农业科学，2009，46 (4):691-695.

［11］邓超宏，崔大方，羊海军，等.苜蓿属和胡卢巴属植物的形态特征及数量分类研究［J］.植物资源与环境学报，2010，19 (4):1-11.

［12］辛海量，胡园，张巧艳，等.国产单叶蔓荆种内变异的数量分类学研究 ［J］.广西植物，2011，31 (2):184-187.

［13］詹希美，徐小川，李桂云，等.并殖吸虫数量分类研究［J］.中山医科大学学报，1997，18 (2):81-84.

［14］罗礼溥，郭宪国.云南医学革螨数值分类研究［J］.昆虫学报，2007，50 (2):172-177.

［15］戴玉成.数量分类学在真菌分类中的应用［J］.北京林业大学学报，1983，10 (1):66-71.

［16］谢敏，沈佐锐，施宗伟，等.3种菟丝子种子数学形态特征的初步研究［J］.植物保护，2008，34 (6):53-56.

［17］傅怡宁，薛华杰，印丽萍，等.数量分类学方法在曼陀罗属种子形态分类上的应用［J］.植物检疫，2011，25(4):47-51.

［18］Burgermeister W，Metge K，Braasch H，et al.ITS-RFLP patterns for differentiation of 26 Bursaphelenchus species(Nematoda:Parasitaphelenchidae)and observations on their distribution ［J］.Russian Journal of Nematology，2005，13(1):29-42.

［19］郑炜，顾建锋.宁波松木中松材线虫与拟松材线虫混生现象的报道［J］.陕西农业科学，2009，55 (5):46-49.