中国古老月季的形态多样性分析

马 策阮 芳叶福民赵小慧李振涛李成俊

(辽宁省经济作物研究所,辽宁 辽阳 111000)

月季属于蔷薇科蔷薇属多年生草本植物,古老月季属于1867年以前首个现代月季品种(R.‘LaFrance’)诞生前所培育的品种[1]。 古老月季(Oldroses)包含很多品种类群,最主要的类群有法国蔷薇、大马士革蔷薇、白蔷薇、百叶蔷薇、中国月季、杂交长春月季及香水月季[2],其中,中国古老月季是非常重要的育种资源,不仅是自然和文化遗产,同时还是我国古代花卉园艺历史和成就的重要载体[3]。 近年关于中国古老月季的研究逐渐增多:崔娇鹏对中国古老月季的观赏性状和扦插繁殖能力进行研究[4～5],筛选出适宜栽培的优良观赏品种。 李玉洁等研究得出中国古老月季RAPD 分子标记的最适反映体系[6]。武荣花等研究得出,18个中国古老月季的染色体倍性在二倍体至四倍体之间[7]。 刘芊研究了13个中国古老月季的组织培养离体保存技术[8]。 张婷等对11个中国古老月季品种进行了染色体数目和核型研究[9]。

本研究是拟在形态学水平上利用相关分析、聚类分析方法,研究中国古老月季种质资源的表型性状间的遗传关系, 旨在为中国古老月季品种选育过程中性状的选择提供帮助,为中国古老月季品种筛选和利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

从辽宁省经济作物研究所月季资源库中选取23份中国古老月季作为参试材料,材料于2010年引自昆明。包括羽士妆、玉玲珑、月月粉、月月红、云蒸霞蔚、紫香红、一品朱衣、思春、四面镜、软香红、青莲学士、匍匐红、绿萼、橘囊、金瓯泛绿、金粉莲、大富贵、春水绿波、古老1、古老3、古老6、湖中月和紫香绒。

1.2 试验设计

试验于2020年在辽宁省经济作物研究所试验基地种植,该地海拔77 m,东经123°08.402′, 北纬41°15.774′,常规田间管理。

1.3 调查项目

对中国古老月季的24个表型性状进行观察和记录,统计分析的性状分为两类,第一类为质量性状,包括花色、花瓣形状、花瓣厚度、子房形状、香味程度、花药饱满度、叶型、叶面皱褶、叶缘锯齿、叶色、叶光泽度、刺的大小、刺的形态? 刺密度等14个性状,第二类为数量性状,包括花直径、花瓣数、雌蕊数量、雄蕊数量、株高、最小分枝数、最大分枝数、分支角度、节间长度、茎粗等10个性状。 对各表型性状进行编号。

表1 质量性状分类Table 1 Classification of quality traits

1.4 数据处理及统计分析

为了便于数量化和统计分析, 对数量性状进行分级,对质量性状予以赋值, 转化为标准数据以消除单位和量级的不同对数据分析的影响。 计算最大值、最小值、平均值、标准差、变异系数、基本数据处理采用Excel 统计, 相关分析和聚类分析采用spss 22.0 软件。 聚类分析过程中, 聚类分析种质间遗传距离为欧氏平方距离, 方法为组间链接法,数据采用z 分数标准处理。

2 结果与分析

2.1 月季种质资源的形态多样性分析

表2表明,中国古老月季资源间性状差异明显,变异范围大,形态多样性丰富。 24个形态性状的平均变异系数为47.39%,不同品种间的变异系数存在较大差异。 说明该群体中存在丰富的形态多样性,其中叶片光泽程度小于10%,花直径、叶面皱褶和节间长度的变异系数平均值在10%～30%之间,其余性状的变异系数均大于30%。

表2 主要表型性状的变异分析Table 2 Variation analysis of main phenotypic traits

2.2 月季种质资源质量性状间的相关分析

月季种质资源表型性状间的相关分析(表3)表明:花瓣厚度和花瓣形状显著正相关;雄蕊数量和花直径极显著正相关;叶型和花瓣数、花直径、花瓣形状显著正相关;花药饱满度和花直径极显著正相关;叶缘锯齿和叶型显著正相关;叶色和叶型极显著正相关;刺的大小和花瓣数极显著正相关;刺的形态和花瓣数显著正相关,和花药饱满度极显著正关;刺的密度和叶缘锯齿、叶色显著负相关;株高和花直径显著正相关,和雌蕊数显著正相关,和雄蕊数极显著正相关;最小分枝数和雄蕊数量显著正相关;最大分枝数和雄蕊数量、株高、最小分枝数极显著正相关;节间长度和花瓣数、叶片光泽度显著正相关;分支角度和花瓣直径显著负相关,和子房形状、叶色显著正相关,和株高极显著负相关;茎粗与花直径、叶型极显著正相关,和叶光泽度、刺的大小显著正相关。

表3 主要表型性状的相关性分析Table 3 Correlation analysis of main phenotypic traits

2.3 月季种质资源基于形态性状的聚类分析

使用spss 20.0 数据软件对23份中国古老月季的24份性状进行聚类分析(表4、图1),采用组间链接法,在欧式距离处10.0 处将试验材料分为6 组,后3 组只有1个品种,因此不加考虑。

图1 23份古老月季种质资源聚类分析Figure 1 Cluster analysis of 23 ancient rose germplasm Resourcesp

表4 主要农艺性状的聚类分析Table 4 Cluster analysis of main agronomic traits

第Ⅰ类包括13份种质资源,这一类资源中,花直径较大,花瓣数居中,花瓣厚度最小,雌蕊数量居中,雄蕊数量最大,香味程度最小,株高最高,这类材料具有花径大,株高最高,雄蕊多的特点,可以用作观赏月季为目标的杂交父本。

第Ⅱ类包括2份种质资源,这一类资源中,花直径居中,花瓣数较大,花瓣厚度最大,雌蕊数量最小,雄蕊数量最小,香味程度最大,株高最低,这类品种具有香味程度大的特点,可以用作特异香型月季为育种目标的杂交亲本。

第Ⅲ类包括5份种质资源,这一类资源中,花直径较小,花瓣数较小,花瓣厚度居中,雌蕊数量最大,雄蕊数量居中,香味程度居中,株高居中,这类材料具有雌蕊数量大的特点,可以用作适合作为杂交月季母本使用,但是其他性状均不理想,作为月季育种的亲本材料应慎重。

第Ⅳ, Ⅴ, Ⅵ类分别包含一个品种,这3个品种分别为绿萼,春水绿波和大富贵。 其中绿萼的花瓣萼片化;春水绿波的叶片是中国古老月季中唯一的半光泽品种;大富贵的雄蕊(300)雌蕊(140)数量极多,株高130 cm。 以上3个品种可以作为杂交育种的特异性品种进行选择。

3 结果与讨论

通过对23份中国古老月季种质资源表型性状的多样性分析结果显示:中国古老月季种质资源存在着较为丰富的变异,24个性状中,除叶片光泽度以外,有23个性状变异系数大于10%,说明资源内部的叶片光泽的性状一致性较强,变异范围不大,相比之下花色、花瓣数、花瓣性状等23个性状的变异范围更大,形态多样性更加丰富,这为中国古老月季的资源研究和新品种选育提供了丰富的基础材料。

形态性状间的相关分析结果显示:各性状之间相关性差异不显著的居多,但仍有部分性状具有显著相关性和极显著相关性,其中花瓣数与叶型、刺的形态、节间长度的相关性显著,与刺的大小的相关性极显著。 因此,我们筛选花瓣多的品种,可以优先从苗期或蕾期时刺大的品种挑选,并综合考虑节间长度等显著相关性状进行挑选。

聚类分析对中国古老月季的利用提供了依据,在欧式距离10.0 处将试验材料分为6 组,第Ⅰ类包括月月红、匍匐红、古老一、金鸥泛绿、湖中月、软香红、古老三、月玲珑、羽士妆、思春、紫红香、青莲学士、古老六共计15份种质资源。 这类材料具有花径大,株高最高,雄蕊多的特点,可以用作观赏月季为目标的杂交父本。 第Ⅱ类包括一品朱衣、云蒸霞蔚共计2份种质资源,这类品种具有香味程度大的特点,可以用作特异香型月季为育种目标的杂交亲本。 第Ⅲ类包括紫香绒、四面镜、桔囊、月月粉、金粉莲共计5份种质资源,这类材料具有雌蕊数量大的特点,适合作为杂交月季母本使用,但是其他性状均不理想,作为月季育种的亲本材料应慎重。 第Ⅳ, Ⅴ,Ⅵ类分别包含一个品种,这3个品种分别为绿萼,春水绿波和大富贵。 其中绿萼的花瓣萼片化;春水绿波的叶片是中国古老月季中唯一的半光泽品种;大富贵的雄蕊(300)雌蕊(140)数量极多,株高130 cm。 以上3个品种可以作为杂交育种的特异性品种进行选择。

通过以上分析结果显示,23份中国古老月季资源的不同性状差异为月季育种工作提供了丰富的亲本材料,根据聚类分析分析结果,结合育种目标,可以更加合理的配置杂交组合,增强杂交后代的遗传变异能力,更快的选育出优异月季新品种。