冬凤兰与‘黄金小神童’大花蕙兰杂交后代的观赏性评价

姚婧　覃宝祥　刘帆　丁亚操　唐燕琼　丁泽婷

摘 要 对海南原生兰种冬凤兰（Cymbidium dayanum）（父本）与耐热型大花蕙兰品种‘黄金小神童（Cymbidium ‘Golden Elf）（母本）的杂交后代15个株系进行了观赏性评价，采用主成分分析法对其20个观赏性状进行分析，同时对各株系的观赏性进行评价。结果表明：20个性状指标可转换成6个主成分，其方差总贡献率达全部性状信息的88.95%，分别称为花朵因子、花数因子、花形因子、花香因子、花色因子、花展因子；通过计算各株系的主成分分值，筛选出了3个观赏性状优异、具有开发价值的株系。该方法也可为其它兰花杂交育种提供参考。

关键词 冬凤兰；‘黄金小神童大花蕙兰；杂交后代；观赏性状；主成分分析

中图分类号 S682.31 文献标识码 A

Abstract The ornamental evaluation of 15 F1 hybrids，derived from the cross of heat tolerant Cymbidium Golden Elf，as the female and Cymbidium dayanum，as the male，was conducted. Through the main content analysis，88. 95% information of twenty ornamental characters could be clustered into six principle components，including flower factor，flower number factor，flower shape factor，flower fragrance factor，flower color factor，flower spread factor，and three F1 hybrids with excellent ornamental traits and potential application value were screened.

Key words Cymbidium dayanum；Cymbidium‘Golden Elf；Hybrid cymbidium；Character evaluation；Principal component analysis

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.07.003

大花蕙兰（Cymbidium hybrids）又称虎头兰，花序壮观，株形大气，具有极高的观赏价值，现已经成为5大盆栽兰花（大花蕙兰、蝴蝶兰、石斛兰、卡特兰、中国兰）之一[1]，也是重要的切花兰花种类之一[2]。海南原生兰种冬凤兰（C. dayanum）是兰属附生兰，其株型优美，是一种非常有开发利用价值的野生兰[3]。自1889年英国园艺家培育出第一个杂交品种以来，至今大花蕙兰品种已达1 000多个，具有诸多独特的观赏价值[4]。目前，国内已开展大花蕙兰的种间和属间杂交研究，也取得了一定的成效，如曾瑞珍等[5]选用墨兰和大花蕙兰进行杂交，获得新品种‘玉女兰；庞惠仙等[6]将大花蕙兰与虎头兰进行杂交，选育出优良株系‘辉煌。

杂交后代的观赏性评价涉及多个性状指标，并且每个性状的重要性不同，对其进行综合评价即是将所有的性状指标加以汇集，继而得到一个综合指标，从而反映其整体情况。主成分分析采用客观赋权法，克服了主观赋权的随意性，使权重系数更客观合理[7]。此外，主成分分析在汇集多指标信息的同时，还可有效解决性状间由于不同程度相关性而带来的信息重叠问题[8]， 使评价更加科学合理。目前主成分分析法已被广泛应用于多种花卉的观赏性评价[9-10]，但有关此法应用于大花蕙兰杂交后代的筛选则尚未见报道。本研究以冬凤兰（父本）与耐热型大花蕙兰品种‘黄金小神童（Cymbidium ‘Golden Elf）（母本）的杂交后代15个株系为对象，采用主成分分析法对其进行观赏性评价，筛选出具有观赏开发价值的优良单株，同时也为其它的兰花杂交育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料 冬凤兰与‘黄金小神童大花蕙兰的杂交后代保存于海南大学农学院儋州教学实践基地的海南野生兰花种质资源圃，经过多年初步筛选之后，以编号为4、123、158、223、269、292、316、342、343、345、360、362、365、373和376的15个株系为实验材料。

1.2 方法

2011年9月～2014年9月连续3 a对种植的各个植株进行了调查。在开花期， 随机抽取各株系10 株，每个植株分别调查20个性状，其中株高（X1）、叶长（X2）、叶宽（X3）、花序长（X4）、花序梗长度（X5）、花序梗粗度（X6）、总花数（X7）、花朵长度（X8）、花朵宽度（X9）、中萼片长/宽（X10）、侧萼片长/宽（X11）、花瓣长/宽（X12）、唇瓣长度（X13）和唇瓣宽度（X14）等14个性状为定量指标，数值均为3年的平均值；唇瓣颜色种类（X15）、花期（X16）、花香味（X17）、花姿（X18）、花开展情况（X19）和花色（X20）等6个性状为定性指标。按以下标准打分：花香味，无（1分）、较弱（3分）、弱（5分）、中（7分）；花序姿势，半下垂（1分）、半直立（3分）、直立（5分）；花开展情况，半开展（1分）、未开展（3分）、全展（5分）；花色，紫粉（9分）、粉红（8分）、粉色与黄色镶嵌（7分）、 淡黄色与粉色镶嵌（6分）、 黄色镶嵌粉色（5分）、 黄色（4分）、 黄色与白色镶嵌（3分）、 黄色与绿色镶嵌（2分）、 黄绿色与粉色镶嵌（1分）。将定性指标定量化，得分越高，表示其对综合评价的贡献越大。

1.3 数据分析

利用Excel 进行数据整理，并利用SAS9.2软件进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 杂交后代观赏性状的差异

从表1 可以看出，15个株系在不同性状上存在明显差异。其中花开展情况的变异系数最大（72.5%），其后为花序姿势（61%）、花色（58.9%）、花香（46.2%）、总花数（40.5%）、花序长（33.7%）和花序梗长（34%），表明杂交后代的观赏性主要体现在花相关的性状上。而株高、叶长、叶宽、花瓣、萼片和唇瓣的长/宽等指标的变异系数相对较小（8.1%～21.4%）。

2.2 杂交后代观赏性状间的相关性

从表2可见，在各株系之间，株高与叶长和总花数以及叶长与总花数呈极显著或显著正相关，说明植株越高大，花朵数量也越多。花序长与花序梗长、中萼片长/宽、花瓣长/宽、花序梗粗、总花数、侧萼片长/宽和唇瓣长呈极显著或显著正相关；花序梗长与中萼片长/宽、侧萼片长/宽、花瓣长/宽呈极显著正相关，与花序梗粗和唇瓣长呈显著正相关；花序梗粗与总花数、侧萼片长/宽呈极显著正相关，与中萼片长/宽和花瓣长/宽呈显著正相关，说明花序越长、花序梗越长越粗，花朵数量越多，花朵越细长。中萼片长/宽还与侧萼片长/宽、花瓣长/宽和唇瓣长呈极显著正相关，侧萼片长/宽与花瓣长/宽呈极显著正相关，说明花朵萼片与花瓣、唇瓣关系密切，萼片越细长则花瓣也越细长，唇瓣就越长。株高与花朵长和花朵宽以及叶片宽与花朵长、侧萼片长/宽、花瓣长/宽、唇瓣长呈显著负相关，表明植株越高、叶片越宽，花朵就越小、越圆润。

2.3 杂交后代观赏性状主成分分析

从表3可以看出， 前6个主成分累积贡献率达88.95%，可用来表示原来20个性状所包含的绝大部分信息。对主成分1（Y1）影响最大的是花序长和花序梗长，并且花序长与花序梗粗、总花数、侧萼片长/宽、唇瓣长呈显著正相关，花序梗长也与花形相关的指标呈极显著或显著正相关，说明花序越长、花序梗越长越粗，花朵数量越多，花朵越细长，该成分与花朵形状有关，因此称为花朵因子。对主成分2（Y2）影响最大的因子为株高和叶长，叶长与总花数呈极显著正相关，株高与总花数呈显著正相关，表明植株越高大，花朵数量也越多，因此该成分为花数因子。唇瓣宽和花序姿势为影响主成分3（Y3）最大的因子，唇瓣宽与花瓣长/宽呈极显著负相关，花序姿势与花朵宽呈显著正相关，说明唇瓣越宽则花瓣越圆润，花序越挺拔则花朵也越圆润，该因子与整体花形有关，因此称为花形因子。主成分4（Y4）的最大影响因子为花香，该主成分值越高说明花香越浓郁，可称为花香因子。主成分5（Y5）的最大影响因子为花色，其值越大花色越艳丽，因此为花色因子。对主成分6（Y6）影响最大的为花朵宽，花朵宽与花开展状况呈极显著正相关，因此称为花展因子

2.4 杂交后代观赏性状分析

将15个株系的20 个性状的原始数据标准化后代入主成分方程，分别计算它们在20个综合指标上的得分Yj（j=1～6）。以方差贡献率为权重，求出各株系的综合得分值（Z），再按Z 值的大小排序， 结果见表4。依照综合得分可以将15个株系分为6个类别：第1类（Z>2.5）为综合排名第1的223号，该株系花序最长，花朵最大，花数最多，并且花色粉红艳丽，还有淡淡的花香，与市场流行的趋势相当吻合；第2类（Z>2.0）为综合排名第2的316号，该株系花序也较长，花朵较大，花数也较多，但花色偏黄，较为素雅；第3类（Z>0.2）为排名第3和第4的123和158号，这2个株系花序中等长，但花朵较大，总花数也较多，花色较为艳丽；第4类（Z>0.1）为排名第5的343号，该株系花序中等偏长，花数也较多，但花朵较小，花色粉红艳丽，为小花型株系；第5类（Z>0）为排名第6的292号，该株系花序较长，花数中等，花朵较大，花色较粉红艳丽，并且该株系具有花朵不开展这一特色性状，花序也为直立型，所以292号为最具有观赏特色的株系；第6类（Z<0）主要包括4、269、342、345、360、362、365、373、376号，该类株系在花序长、总花数、花朵大小和花色等性状指标中具有较为明显的缺陷，观赏性不够完美。

3 讨论与结论

花卉的观赏性评价即对其多个性状指标进行综合评价，由于各指标对观赏性状的影响不同，因此需要对其赋予不同权重。前人研究中常采用层次分析法[11]、模糊综合评价法等通过经验来确定权重，从而进行分析，主观随意性较大；而灰色关联度法虽然权重客观，但是不能解决多个性状间因基因连锁或一因多效而造成的评价信息存在重复的问题[12]。本研究采用主成分分析法，将原来具有一定相关性的众多指标转换成少数新的相互无关的主成分，避免信息重叠带来的虚假性，根据其贡献率的大小确定各综合因子的权重，客观合理[8，12]，综合评价结果与性状指标基本吻合，反映出主成分分析法适用于冬凤兰与‘黄金小神童大花蕙兰的杂交后代群体的观赏性状评价。在浙江红山茶[13]、三色堇[8]、蝴蝶兰[9]等花卉上的研究表明，采用主成分分析法所得综合评价结果与性状指标也基本吻合，说明主成分分析法较适合用于花卉的观赏性评价。

本研究通过对冬凤兰与‘黄金小神童大花蕙兰的杂交后代15个株系的20个具有相关性的指标进行主成分分析，将这20个性状指标转换成6个相互无关的主成分，再依据各主成分的贡献率来确定其权重，所得结果客观合理。转换成的6个主成分的方差总贡献率达全部性状信息的88.95%，并且都具有其相对的生物意义，分别称之为花朵因子、花数因子、花形因子、花香因子、花色因子和花展因子。这对杂交兰后代观赏性评价的目标性状选择具有重要意义。从杂交后代群体观赏性综合评价结果来看，排名第一的223号株系花序长，着花数多，花朵较大，花色粉红艳丽，与大花蕙兰二级盆花相似[14]； 排名第二的316号株系花序也较长，花朵较大，花数也较多，花色为黄色，花序挺立，素雅挺拔；排名第6的292号株系花姿挺立，花朵为不开展，较有特色，花序较长，着花数较多且花色艳丽，独具韵味，比较具有开发潜力。

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