云南泸定百合种质资源及表型多样性研究

段 青，马璐琳，崔光芬，杜文文，贾文杰，王祥宁，王继华

(云南省农业科学院花卉研究所/国家观赏园艺工程技术研究中心/云南省花卉育种重点实验室/云南省花卉工程技术研究中心，云南昆明 650205)

【研究意义】泸定百合(Lilium sargentiae Wilson)是百合科百合属野生观赏花卉，它具有植株高大、花头数多、花型优美、香味浓郁等优良观赏特性，且具有适应性强、耐热、耐贫瘠等特点［1－2］。喇叭百合杂种系(Trumpet Lilies)就是利用原产中国的泸定百合与湖北百合杂交育成的，由此可见泸定百合在现代观赏百合育种中的重要地位［3］。【前人研究进展】目前有关泸定百合的研究报道见于繁育［4］、个别居群的表型分析［5－7］、多倍体诱导技术［8］，染色体核型［9－11］等方面。【本研究切入点】本研究通过查阅文献的基础上进行实地调查，并对采集到的20个野生居群进行表型多样性分析，以了解泸定百合在自然条件下的表型变异情况，以及其与外部环境的关系。【拟解决的关键问题】旨在了解泸定百合在云南的分布范围、资源数量、表型变异程度等基本情况，以期为泸定百合种质资源遗传多样性研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

2010年至2013年6－9月对云南省10个市30个县(镇)进行实地调查、按照居群生物学的研究方法取样，共计20个居群，每个居群20～30株个体，其分布区域为 E 94°00'～ 105°19'，N 22°42'～ 34°00'。

1.2 方法

1.2.1 调查内容与方法 通过查阅《中国植物志》、《云南植物志》等相关文献［1－2］，于 2010 年至2013年6－9月泸定百合开花期进行实地调查，调查范围包括昆明市、曲靖市、大理州、文山州、保山市、临沧市、普洱市、红河州、迪庆州、昭通市等30个县(市);使用GPS实地测量各地区的海拔、经纬度数据。

1.2.2 表型多样性的研究方法 选择生长正常、具有代表性的植株，选取14个反映植株表型特征的性状进行调查和测量。采用 Excel、SAS 9.1软件、SPSS 18.0软件和NTSYS 2.10软件进行数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 云南野生泸定百合种质资源分布情况

由表1可以看出，野生泸定百合在云南的分布范围广泛，从滇东北至滇西北均有分布。其中，在滇东北昭通、滇东曲靖等区域分布较广，分布最密集;滇中昆明、滇东南文山、滇南红河、滇西保山等地分布也较为密集;滇西北迪庆地区的金沙江河谷地带也见有分布;而滇西南思茅、临沧等地区未见野生泸定百合资源分布。在垂直分布上，云南野生泸定百合介于海拔480～3 356 m，在600～2500 m之间较为常见。云南野生泸定百合分布特点(表1):①多分布于亚热带季风气候区域;②多分布于半干旱的砂石土壤中，主要分布于半山腰的向阳草丛或灌木林中，尤以石灰岩山地石头缝隙中腐殖质丰富的地方最多。在丛林密布的林下极少分布。主要伴生植物有:蕨类、长叶女贞、滇合欢、小铁仔、黑果荚蒾、淡黄药子、吴茱萸、斑茅草、白茅、杂草等。

表1 调查区域及其地理因子Table 1 The investigated region and its geographical factors

表2 泸定百合野生居群表型性状的平均值及标准差Table 2 Average and SD of phenotypic traits in wild populations of L.sargenttiae

2.2 泸定百合表型多样性分析

2.2.1 泸定百合居群间表型性状的变异特征 由表2可知，大关居群的株高、茎杆基部围径、种球周长、鳞片长、花外瓣长、花内瓣长宽、叶长均最大，中甸居群的株高最矮，建水居群的茎杆围径最小，威信县扎西居群的种球周长最小，泸西居群的鳞片最短，鳞片最宽和最窄的分别是保山、泸西居群，花朵直径最大和最小的分别是弥勒、麻栗坡居群，花内外瓣最短的是镇雄居群，花内外瓣最窄的是石林居群，花丝最长、最短分别麻栗坡和南涧居群，花柱最长、最短分别是鲁甸和南涧居群，麻栗坡居群的叶片最短，石林居群的叶片最窄。20个居群14个表型性状居群间F值在2.18～19.10，其中，差异最小的是花外瓣长，为2.18，说明该性状的遗传稳定性较高;叶长的差异最大，为19.1，说明该性状的遗传多样性较高。从F值的大小看，株高、茎杆围径、鳞片宽、花外瓣长、花内瓣宽和花柱长6个性状的居群间差异显著，其他性状均达到极显著水平。

表3 泸定百合野生居群表型性状的变异系数Table 3 Variation coefficients(CV)of phenotypic traits in wild populations of L.sargenttiae

2.2.2 泸定百合居群内表型性状的变异特征 由表3可见，泸定百合20个居群内的表型性状变异系数在12.56% ～41.36%，各个居群内表型性状的变异大小不同，变异程度各不相同，变异趋势不一致。其中，花径的变异系数最小(12.56%)，与其他性状相比其稳定性最高，说明环境对它的饰变作用较弱;茎杆围径的变异系数最大(41.36%)，其稳定性最差，说明它受环境的影响较大。

2.2.3 泸定百合居群表型分化 按巢氏设计方差分量比组成，进一步分析出各方差分量占变异的比例(表4)。性状的表型分化系数为48.48% ～88.06%，平均为73.58%。居群间方差分量占总变异的59.5%，居群内占19.76%，说明居群间变异为其主要的来源。花内、外瓣长的表型分化系数最高，分别为88.06%、86.02%，说明花瓣长度在各居群间的分化较大。而种球周长最低，为48.48%，相较其他性状而言，种球周长在各居群中的差异不明显。

2.2.4 泸定百合居群表型聚类分析 以居群间欧式距离进行UPGMA聚类分析，图1表明20个野生居群在阈值为1.6处明显分为2组，大关和威信旧城2个居群为1组，其他18个居群组成另一组。其中，这18个居群在1.16处进一步被分成2小支，威信扎西、中甸、威信双河、鲁甸、麻栗坡、宜良、西畴、弥勒、泸西、师宗和建水组成一小支，龙陵、保山、马关、文山、镇雄、石林、南涧组成另一小支。整体上看，地理位置相近的居群在聚类树却并未显示出更近的亲缘关系，说明泸定百合的表型分化没有表现出明显的地理差异性，这可能与云南独特的气候环境有关。

表4 泸定百合表型性状的方差分量与居群间表型分化系数Table 4 Variance component and phenotypic differentiation coefficients(Vst)of morphological traits among/within populations of L.sargenttiae

图1 基于14个表型数值的泸定百合Dist平均分类距离系数的UPGAM聚类图Fig.1 UPGMA-derived dendrogram showing the clustering of the 14 phenotypic traits data of L.sargenttiae based on average taxonomic distance

3 讨论

3.1 云南野生泸定百合种质资源分布状况

云南省地形复杂，气候类型多样，兼具低纬气候、季风气候、山原气候的特点，具有北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带、暖温带、中温带和高原气候区7个温度带气候类型，独特的自然条件使得云南的植物资源异常丰富。泸定百合在云南的分布范围广泛，常生于草丛、灌木林中或半阴阔叶林下的向阳坡地上。此次调查发现，在滇中、滇东、滇东北、滇东南、滇南、滇西、滇西北等地均有泸定百合分布，其中滇东北昭通、滇东曲靖的泸定百合资源最丰富，滇中昆明、滇东南文山、滇南红河、滇西保山的泸定百合资源次之，滇西北地区仅见于金沙江河谷地带，而普洱、临沧等滇西南地区未见泸定百合分布。野生植物资源是经过长期自然选择保留下来的遗传资源，反映了其对本地区的生态环境有着高度的适应性［12］。泸定百合的分布数量、分布范围发生了变化，说明当地的生态环境发生了变化，超出了泸定百合的适应范围，使得泸定百合趋于绝迹。

除了自然环境，人类活动也是影响资源分布的另一重要因素。云南的曲靖、昭通等地区，人们具有采食野生百合的习俗。由于采食、开荒种地等人为破坏，使得泸定百合的资源分布数量急剧减少，应引起相关部门重视，做好宣传教育。从目前调查看，泸定百合在云南具有一定的资源储备，但各地区的资源储备差异较大，在某些地区，资源分布表现出了明显的衰退，因此，要加强该资源的保护力度。

3.2 泸定百合的表型变异丰富

泸定百合种内存在着丰富的遗传变异，不同地区不同居群的泸定百合呈现出明显的表型多样性。丰富的表型遗传多样性说明泸定百合具有较强的环境适应性。地理分布范围也是决定植物遗传多样性的主要因素之一，一般认为分布区较广的物种具有更高的遗传多样性水平［13－14］。泸定百合从滇东北、滇西北至滇南均有分布，而云南各地区的气候条件各不相同，可以说十里不同天，为了适应不同的地理环境迫使泸定百合产生了不同的表型变异，从而造成了丰富的遗传多样性，而丰富的遗传多样性又使得泸定百合具有更强的环境适应能力。

4 结论

泸定百合在云南省境内分布范围广泛，表型遗传多样性丰富，以居群间变异为主。因此，应优先考虑对具有优异性状的居群的保护和利用。由于泸定百合具有较强的环境适应能力，除了原分布地保护，还可对居群内不同类型个体进行迁地保护。