郑州地区耐热月季品种的筛选与综合评价

吴海东　郭风民　孙桂琴

摘要：以11个月季（Rosa chinensis Jacq.）品种为试材，选取了7个与月季耐热性密切相关的性状为指标，应用主成分分析法、隶属函数法和聚类分析，在郑州地区夏季高温环境下综合评价了11个月季品种的耐热性强弱。结果表明，11个月季品种按耐热性综合评价值被划分为耐热性较强、耐热性中等、耐热性敏感3个等级；筛选出了5个适宜郑州地区夏季高温环境生长的月季品种，分别是绯扇、冰山、红帽子、圆舞曲、曼海姆，建议在郑州地区推广应用。

关键词：月季（Rosa chinensis Jacq.）；主成分分析法；隶属函数法；聚类分析；耐热性

中图分类号：S685.12 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2018）15-0067-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.15.017 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Screening and Comprehensive Evaluation of Heat-resistance Rose Varieties in Zhengzhou

WU Hai-dong，GUO Feng-min，SUN Gui-qin，YANG Hua，WANG Sheng，YAN Zhi-jun，YANG Pan

（Zhengzhou Institute of Urban Landscape and Architecture，Zhengzhou 450051，China）

Abstract： Taking seven characters closely related to the heat-resistance of rose， the heat-resistance of eleven rose varieties was evaluated by the methods of principal component analysis， subordinative function analysis and cluster analysis. The results showed that eleven rose varieties was divided into three grades， the stronger heat-resistance， mid-level heat-resistance and low level heat-resistance； Five rose varieties suitable for the growth under the summer high temperature environment in Zhengzhou city， including Hiohgi， Iceberg， Red Cap， Roundelay， and Schloss Mannheim， were chosen to popularize in the gardens and parks of Zhengzhou city.

Key words： rose（Rosa chinensis Jacq.）； principal component analysis； subordinative function analysis； cluster analysis； heat tolerance

月季（Rosa chinensis Jacq.）為蔷薇科蔷薇属多年生常绿或半常绿灌木，其栽培历史已超过1 000年，是中国十大传统名花之一，具有花型优美、花色丰富、品种多、花期长等特点[1-3]。目前世界上已有3万多个月季品种，50多个城市以月季作为市花，月季被广泛应用于庭院、道路绿化带、公园以及其他园林绿地[4，5]。

月季起源于温带寒温带干燥地区，喜光喜温润，气候较耐寒，忌高温，大部分月季品种的最适生长温度在15～26 ℃，夏季环境温度持续高于30 ℃进入半休眠。近年来，“温室效应”现象日益明显， 全球气温持续升高， 夏季高温天气愈发频繁，40 ℃以上的高温天气也时有发生，植物生长发育面临高温逆境的严峻挑战[6-9]。高温制约植物的生长和发育，造成植物叶片萎蔫、花形干瘪、花瓣灼伤退色等，直接并严重影响了月季的园林观赏效果[10]。月季是郑州市市花，在城市园林绿化中应用普遍，而每年的6—8月受高温环境影响，郑州地区大多数月季品种的观赏效果表现较差，因此利用科学的评价体系区分不同月季品种的耐热性，筛选出适宜郑州地区夏季高温环境下生长的月季品种并推广应用，对于提升郑州地区绿地景观效果、美化人居环境意义重大。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验材料为郑州市城市园林科学研究所收集保存的11个月季品种，均为田间露地栽植的四年生月季扦插苗（株行距1 m×1 m），各品种信息见表1。

1.2 试验方法及指标测定

试验于2017年5—9月在郑州市城市园林科学研究所及其荥阳基地月季资源圃进行，试验期间保持常规的栽培管理方式。

1.2.1 田间气温测定 通过中科正奇自动气象站（型号ZK-NT10A）记录田间温度数据。

1.2.2 形态指标测定 2017年5—8月对11个月季品种的植株基径增长量、枝条增长数、花径变化幅度以及最大开放率（群体开花情况）进行调查。5月开始对每个品种随机选取20株健壮植株挂牌标记作为观测对象，测定植株基径、枝条数、花径，作为对照。其中，8月中旬调查一次基径增长量和枝条增长数，以5月测定数据为基准值计算增长幅度；花径变化幅度，以6—8月调查测定的花径平均值对比5月测定数据，计算变化幅度；最大开放率（观测植株正常绽放花朵数与总花数之比），以6—8月的最大开放率为调查结果，求出平均值，得到各品种群体最大开放率[11，12]。

1.2.3 生理指标测定 分别在2017年5月4日（日最高气温25 ℃）和7月10日（日最高气温38 ℃），每个月季品种选取3株，取植株中部正常功能叶片，测定叶片相对含水量、叶绿素含量、相对电导率，以5月测定值为对照，计算各指标变化幅度。相对电导率用电导仪测定法测定，叶绿素含量测定采用手持式电导仪测定，相对水分含量测定参照王学奎等[13]的试验方法。

1.3 数据统计与分析

采用Excel 2007进行数据统计，计算平均值和标准误；采用SPSS 21.0进行显著性分析、主成分分析和聚类分析。

花径降低幅度、叶片相对水分含量降幅、叶绿素含量降幅、相对电导率增幅与植株耐热性负相关，以负数表示，数据分析所用公式如下[14-16]。

隶属函数值：μ■=（Xj-Xmin）/（Xmax-Xmin） （1）

主成分表达式：CI（I）=■×ZX1+…+■×ZXj（j>i>1） （2）

权重公式：Wj=Pj/■Pj（j=1，2，…，n） （3）

综合评价值：D=■[U■×Wj]（j=1，2，…，n）（4）

2 结果与分析

2.1 试验田温度变化情况

2017年郑州地区夏季高温持续时间较长，试验田最高气温为39 ℃（出现在5月28日），相比2015年和2016年高温天气来临较早，且高温天气偏多；7月高温情况严重，温度高且持续时间长，≥35 ℃的高温日数为22 d；试验期间有3次连续长时间的阴雨天引发较大幅度的降温，图1为6月4—12日、7月28日至8月2日以及8月27—31日的气温。

2.2 各项指标测定及数据处理结果

由表2中数据可知，11个月季品种在高温环境下其花径、叶片相对含水率、叶绿素含量均有一定程度的降低，相反叶片相对电导率均出现升高，这表明高温环境对月季的形态、生理造成了负面效应（表中负值表示变化幅度为降低，其中叶片相对电导率试验结果为升高，由于其与植物耐热性方向不一致，结果用负值表示）；表3为SPSS标准化处理值。

2.3 耐热性主成分分析

利用SPSS 21.0对测定的7个指标标准化处理值进行主成分分析（表4），根据累计贡献率大于85%的主成分因子选取原则，提取出3个主成分，分别为CI（1）、CI（2）和CI（3），其贡献率分别为65.337%、17.174%和11.492%，累计贡献率达到94.003%，这3个综合指标代表了原来7个指标的94.003%，能够比较可靠地评价11个月季品种的耐热性。

2.4 耐热性综合评价值

根据公式（2），由表2和表3数据得到CI值，如表5所示，然后根据公式（1），由CI值得到隶属函数值μx；权重（Wj）值根据公式（3），结合表4数据得到；最后根据公式（4），得到11个月季品种耐热性综合评价值D。

综合评价值D反映了各月季品种耐热性的强弱，数值越大，表明其耐热能力越强。由表5中结果可知，供试月季品种耐热性顺序为曼海姆>圆舞曲>红帽子>绯扇>冰山>绿云>卡托尔纸牌>亚力克红>荣光>粉豹>黑魔术。

2.5 耐热性聚类分析

利用SPSS 21.0软件分析，采用Ward最小方差法，平方欧氏距离为测度，以11个月季品种综合评价值D为指标进行聚类分析，所得结果见图2。由图2可知，11个月季品种的耐热性程度被划为3个等级，第一等级为耐热性较强品种，包括绯扇、冰山、红帽子、圆舞曲、曼海姆；第二等级为中等耐热品种，包括绿云、卡托尔纸牌、亚力克红、荣光；第三等级为热敏感月季品种，包括黑魔术和粉豹。

3 小结与讨论

月季在高温胁迫条件下，其营养生长和生殖生长都会受到影响，生长势和抗病能力低，生殖生长缓慢，主要表现为花小畸形、花色黯淡，耐热性不同的月季品种，受高温影响的程度也不一致[17，18]。试验选取的11个月季品种在高温环境下其花径均有不同程度的下降，同时基径增长量、枝条数增长量、最大开放率3个指标在不同的月季品种间变化趋势也存在差异。

柳忠娜等[19]研究表明，随温度的升高月季叶片的细胞膜透性增大，MDA含量增加，游离脯氨酸含量也呈增加趋势。周斯建等[20]在对铁炮百合幼苗的研究中发现，其电解质渗透率测定结果与游离脯氨酸和MDA等指标反映出的耐热性强弱关系一致，因此本试验选取叶片相对电导率能够较好地反映试材在高温胁迫下的生理变化。

大量研究结果表明，植物的耐热性是多基因控制的性状，单一指标无法准确反映植株的耐热性，在本试验中综合评价耐热性较强的月季品种绯扇的花径降低幅度高于中等耐热性月季品种绿云、亚力克红和荣光，因此，评价植物材料的耐热性必须考量多方面的综合指标[10，21]。同时，在育种工作中，可以通过有目的的聚合育种，针对某一品种某一指标得分的高低设计杂交组合，累加相应基因有效地提高该品种的耐热性[12]。

试验采用主成分分析法，从7个观测指标中抽取3个综合指标评价11个月季品种的耐热性强弱，结合隶属函数法和聚类分析，有效区分了不同月季品种耐热性差异，筛选出5个耐热性较强的月季品种，包括绯扇、冰山、红帽子、圆舞曲、曼海姆，相比试验中其他月季品种，在郑州地区夏季高温环境下，这5个品种田间生长势和观赏性有明显优势，属于优良的月季耐热品种，可在该地区推广应用。

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