11份越夏香葱种质资源农艺性状鉴定及耐热性评价

郭元元 张 力 文俊丽 蒋月喜 李 洋 车江旅 宋焕忠 陈 琴 唐 娟 陈振东*

（1 广西壮族自治区农业科学院蔬菜研究所，广西南宁 530007；2 广西壮族自治区蔬菜育种与新技术研究重点实验室，广西南宁 530007；3 广西壮族自治区农业科学院成果转化处，广西南宁 530007）

香 葱（L.var.Makino）又称细葱、四季葱，是百合科葱属草本植物，味辛香，鲜食、加工、观赏、药用兼用，在我国南方地区普遍栽培，既是日常必不可少的调味料，更是重要的北运、外销蔬菜和出口脱水特色蔬菜（秦健 等，2016；郭元元 等，2020）。香葱性喜冷凉、怕高温，越夏栽培香葱产值高。但广西夏秋季节漫长且多为高温，高温日灼气灼等极易造成葱管褪绿、葱尖干黄、葱白腐烂、组织老化和纤维增多、病害频发甚至绝收等现象。因此，急需开展适宜夏秋种植的耐热香葱种质的引进、筛选及评价工作，摸清耐热香葱种质对夏秋炎热的适应性，为产区香葱越夏栽培提供优良种质。

目前，在高温胁迫葱属作物耐热性的鉴定及指标评价方面许多学者已展开了研究。Dubouzet 等（1993）曾对观赏葱属植物的耐热性进行评价。严子柱等（2006）的研究表明影响沙葱生长的主要气候因子为空气相对湿度、水汽压、日照时数和气温。苏华（2006）发现不同大葱品种的耐热性存在显著差异，通过各农艺及生理指标隶属函数值计算，筛选出大葱品种田喜与长宝的耐热性较强。殷昭平（2008）发现大葱耐热性与叶色和叶面蜡粉量密切相关，而与各营养物质测定指标无一致的关系，并筛选出夏宝、夏黑、宝鸡黑3 个耐热性较强的品种。梁雪等（2012）发现耐热大葱品种春味、吉叶晚抽和长悦的叶片细胞膜和PS Ⅱ耐热稳定性高于章丘大葱，且叶片抗氧化酶活性较高是大葱耐热性较强的原因之一。而葱属耐热研究进展中，香葱耐热性鉴定相关的研究报道较少。本试验通过对11 份广西香葱种质的19 个农艺性状进行鉴定评价和分析，鉴定评价广西越夏香葱种质的农艺性状及耐热性，筛选出具有潜力的适宜广西南宁等地夏秋季种植的香葱种质满足产业需求，同时通过各农艺指标与耐热性之间的关系，建立香葱耐热性综合评价的数学模型，为香葱耐热性鉴定及育种提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2020 年在广西南宁市武鸣区双桥镇苏宫村开展。2020 年4 月1 日深翻耙平整地，底肥施用有机肥2 000 kg ·（667 m），定植前按沟底宽20 cm、畦面宽1.0 m、畦高20 cm 做沟畦，田块四周深挖排水沟。4 月21 日移栽不同香葱种质，每穴5 个分蘖，行距15 cm，株距15 cm，每小区面积为6 m，采用随机区组设计，每种质处理3 次重复。正常水肥管理，定植后15 d 香葱长至第1次分蘖期进行第1 次追肥，所有小区统一施三元复合肥（N-P-K 为15-15-15，下同）20 kg ·（667 m），同时加尿素10 kg ·（667 m）提苗；香葱高度约20 cm 左右为第2 次分蘖期，用三元复合肥25 kg ·（667 m）进行第2 次追肥；香葱高度30 cm 左右为葱白旺长期，用三元复合肥25 kg ·（667 m）进行第3 次追肥。定期观察记录田间农艺性状数据并整理。

1.2 供试材料

前期试验中供试的香葱种质共15 份（表1），主要来源于广西香葱主产区使用的主栽种质。其中，AF47、AF60、AF79、AF83 不耐热，在越夏栽培过程中死亡，剩余11 份种质供后续分析。

表1 供试15 份香葱种质编号及来源

1.3 农艺性状指标测定

田间农艺性状调查参照《葱种质资源描述规范和数据标准》（王海平和李锡香，2008）进行观察记载。7 月2 日采收测产，每小区随机选取3 穴香葱测定株高、分蘖数、单株叶数、叶片长度、叶片横径、假茎横径、假茎长、单株质量、单产等9 个数量性状，以及叶片伸展角度、叶姿、叶色、叶面蜡粉、叶节紧密度、假茎色、假茎基部形状、假茎横切面形状、假茎肉色、耐热性等10 个质量性状（表2）。

表2 数量性状的记录标准及质量性状的赋值

1.4 统计分析

采用Excel 2007 进行数据整理，应用SPSS 19.0 和DPS 7.05 计算各农艺性状的平均值、标准差和变异系数。主成分分析进行KMO 和Bartlett球形检验，并采用具有Kaiser 标准化的四分旋转法提取主成分。采用Pearson 检验进行相关性分析。采用组间联接平方Euclidean 距离进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不同越夏香葱种质的农艺性状分析

对11 份香葱种质9 个数量性状的均值及标准差进行比较，由表3 可见，不同香葱种质的数量性状差异较大。在株高方面，贺州钟山撒子葱AF65最高，达68.90 cm，极显著高于其他种质；其次为哈尔滨四季葱AF14 和田林米葱AF63，分别为54.73、54.43 cm；柳州大黑米AF130 株高27.87 cm，极显著低于其他种质。分蘖数最多的是柳州小黑米AF132，达48.33 个，显著高于其他种质；分蘖数最少的为贺州钟山撒子葱AF65，仅为5.67个。单株叶数以百色田东米葱AF85 最多，为6.46片；柳州大黑米AF130 最少，为2.02 片。叶片长度以贺州钟山撒子葱AF65 最大，为57.00 cm，极显著高于其他种质；柳州大黑米AF130 最小，为15.43 cm，极显著低于其他种质。叶片横径以贺州钟山撒子葱AF65 最大，为0.85 cm；柳州大黑米AF130 最小，为0.29 cm。假茎最长的为贺州钟山撒子葱AF65，达到14.00 cm，极显著高于其他种质；柳州大黑米AF130 最短，为5.47 cm。假茎横径最大为贺州钟山撒子葱AF65，达到1.42 cm，极显著高于其他种质；灵香2 号AF90 假茎最细，为0.44 cm。在不同香葱种质的产量比较方面，单株质量最高的是贺州钟山撒子葱AF65，极显著高于其他种质；其次为哈尔滨四季葱AF14、百色田东米葱AF85。折合每667 m产量方面，最高的是灵香2 号AF90，其次为白头葱AF131、贺州钟山撒子葱AF65，三者之间差异不显著；而柳州大黑米AF130、田林米葱AF63 两者产量较低。

表3 香葱种质9 个数量性状的均值

2.2 越夏香葱种质的农艺性状指标分析

对11 份香葱种质农艺性状中9 个数量性状进行统计及变异系数分析，由表4 可知，9 个数量性状的变异系数平均值为0.43，其中，单株质量（0.86）、分蘖数（0.70）的变异系数超过均值，说明这2 个农艺性状指标变异较为丰富。

表4 香葱种质9 个数量性状指标的描述统计及变异系数

对11 份耐热香葱种质的10 个质量性状分布频率进行分析，由表5 可见，11 份香葱种质材料质量性状分布较为广泛。其中叶片伸展角度小于30°及30°～60°的分布频率分别为42.42%、57.58%，未发现叶片伸展角度大于60°的种质；叶姿分布频率分别为叶姿直30.33%、叶姿弯69.67%；叶色由浅到深分布频率依次为浅绿36.36%、绿45.45%、蓝绿9.09%、深绿9.09%，未发现有叶色黄绿种质；叶面蜡粉由无到多分布频率依次为无9.09%、少81.82%、中9.09%，未发现有多蜡粉种质；叶节紧密度的疏、中、密分布频率分别为81.82%、15.15%、3.03%；香葱假茎颜色乳白及绿白分布频率分别为81.82%、18.18%，未发现有假茎颜色土黄、浅褐及紫红种质；假茎基部直筒形及圆锥形的分布频率分别为24.24%、75.76%，未发现有假茎近纺锤及鸡腿状种质；假茎横切面圆形占24.24%、椭圆形占75.76%；假茎肉色乳白及绿白分布频率分别为36.36%、63.64%，未见紫白假茎肉色种质；种质耐热性的强、中、弱依次占45.45%、36.36%、18.18%。

表5 香葱种质10 个质量性状的分布频率

2.3 越夏香葱种质的农艺性状指标的主成分分析

基于农艺性状进行主成分分析，选取前6 个特征值较大的成分，累计贡献率为84.754%。由表6可知，第1 主成分初始特征值累计7.673，贡献率38.363%，主要由株高、单株质量、叶片横径、叶片长度、假茎长、假茎横径、分蘖数、耐热性、假茎色组成，可归纳为香葱植株主要数量表型因素；第2 主成分特征值3.211，累计贡献率54.420%，主要由叶片伸展角度、叶色、叶面蜡粉、假茎肉色组成，可归纳为香葱主要质量表型因素；第3 主成分特征值2.131，累计贡献率65.076%，由假茎基部形状、单株叶数组成，可归纳为假茎构成因素；第4 主成分累计贡献率72.730%，主要由叶节紧密度组成，可归纳为叶构成因素；第5 主成分累计贡献率79.076%，主要由单产组成，可归纳为产量构成因素；第6 主成分累计贡献率84.754%，主要由假茎横切面形状、叶姿组成。

表6 香葱种质农艺性状指标的成分矩阵

2.4 越夏香葱种质聚类分析及综合评价

采用组间联接平方Euclidean 距离对主成分因素涉及农艺指标进行分析。如图1 所示，当综合评价值距离为2.96 时，11 份耐热香葱种质可以分为3 类。

图1 越夏耐热香葱种质评价的聚类分析结果

第Ⅰ类品种包括那桐葱AF31、百色田东米葱AF85、柳州小黑米AF132、哈尔滨四季葱AF14、灵香1 号AF89，典型性状为：中耐热品种，平均株高15.92 cm，单株质量平均约97 g，假茎较长、横径中等，平均单产为2 877.88 kg ·（667 m）。

第Ⅱ类品种包括灵香2 号AF90、白头葱AF131、贺州钟山撒子葱AF65，典型性状为：强耐热品种，平均株高14.54 cm，单株质量平均约126 g、较重，假茎较长、横径较粗，平均单产为3 763.20 kg ·（667 m）。

第Ⅲ类品种包括田林米葱AF63、柳州大黑米AF130、扶照香葱AF93，典型性状为：弱耐热，平均株高10.17 cm，单株质量较轻，假茎较短、横径较细，平均单产为1 360.35 kg ·（667 m）。

2.5 耐热性回归模型的构建

抽取计算数量性状各指标与耐热性的线性关系，进行多元曲线回归分析，结果获得最优方程（耐热性）=7.376 -0.001（产量），其中r=0.668，值为0.025。

3 讨论

3.1 耐热香葱种质的评价及利用前景

本试验通过对比同等越夏栽培条件下各香葱种质农艺性状，发现灵香2 号AF90、白头葱AF131、贺州钟山撒子葱AF65 表现突出。广西春夏季香葱收购品种以株型适中或中大型为主，而夏秋季、冬季则以中小株型收购价格较高（秦健等，2016）。结合夏季及夏秋季香葱种质的综合性状以及收购喜好，中型香葱灵香2 号AF90、白头葱AF131 均是较适宜在广西越夏、夏秋季推广的优良种质。若以夏季香葱收购平均价5 元 · kg计算，这2 个品种可在越夏栽培实现“万元田”的效益。

3.2 香葱耐热性及其相关指标的评价体系建立

通过种质农艺性状指标观察进行表型鉴定分类是田间育种工作最常用方法之一，综合运用聚类分析、主成分分析等方法进行种质资源评价和优良种质筛选，为葱资源的利用、品种选育提供了良好的指导（苗锦山 等，2010；马晓蓓 等，2017）。本试验对自然越夏栽培条件下广西香葱种质农艺性状指标进行了对比，结果发现数量性状中以单株质量、分蘖数2 个指标的变异系数较高。刘贺娟等（2019）对大葱种质进行分析发现变异系数最大的是单株质量，其次是开展度、假茎底径和假茎长，与本试验结果相似。苗锦山等（2010）认为以单株质量、株高、假茎质量3 个主成分作为选择依据，可对葱属进行较全面的综合性评估，刘畅（2020）发现薹质量和单株质量可考虑作为评价菜心耐高温涝害能力强弱的重要指标，类似的，本试验结果也同样将株高、单株质量等性状作为评价香葱耐热的重要指标。主成分分析及聚类分析在简化指标和综合评价中发挥了重要作用。本试验将19 个香葱农艺性状指标数据转化为6 个主成分，香葱植株主要数量表型因素（株高、单株质量、叶片横径、叶片长度、假茎长、假茎横径、分蘖数、耐热性、假茎色）、主要质量表型因素（叶片伸展角度、叶色、叶面蜡粉、假茎肉色）、假茎构成因素（假茎基部形状）、叶构成因素（叶节紧密度）、产量构成因素（单产）等是决定香葱表型的重要因子，这与李鸿雁等（2017）、马江涛等（2020）对野生葱属、楼葱的研究结果相似，可在育种中加以利用，重点把握。

本试验采用聚类分析的方法，将11 份耐热香葱种质划分为强耐热性、中耐热性、弱耐热性三大类。吕立军等（2020）也曾采用聚类分析的方法将大葱耐低氮品种分为三大类，并建立了回归模型方程，分析方法与本试验相似。

本试验通过数量性状进行了多元回归分析，最终获得香葱耐热性与产量方程。然而影响香葱耐热性的因素还包括抗氧化酶系统、代谢物等很多方面，因此，在后续的研究中可以将这些因素逐步收纳进来，以期得到更加完善的数学模型，用于耐热香葱种质筛选及育种研究，为广西香葱产业发展提供科学依据。

4 结论

供试的灵香2 号AF90、白头葱AF131 是最适宜在广西夏秋季推广的优良种质。选出的16 个主成分构成鉴定指标以及建立的数学模型可用于田间香葱种质资源耐热性的快速鉴定筛选。