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云南野茄资源形态学性状的多元统计与分析



全 文 :书云南大学学报(自然科学版),2014,36(S1):135 ~ 142 DOI:10. 7540 / j. ynu. 20140s1a
Journal of Yunnan University
云南野茄资源形态学性状的多元统计与分析
*
吴丽艳,龚亚菊,黎志彬,鲍 锐,孔令明,钟 利
(云南省农业科学院 园艺作物研究所,云南 昆明 650205)
摘要:对 40 份云南野茄资源的果形、果色、单果质量等 12 个主要形态学性状进行变异度分析、相关性分析
和聚类分析等多元统计分析.变异度分析结果表明材料之间存在着显著的遗传差异,各性状在不同材料之间表
现出不同程度的多样性;相关性分析发现,有 7 对性状间表现为极显著正相关,7 对性状间表现为极显著负相
关;通过聚类分析将材料划分为 5 大类,其中第 1 类与栽培种差异最大,第 3 类与栽培种最接近.本研究为云南
野茄的研究利用理清了思路,并为加快野茄资源在茄果类生产和育种中的应用奠定基础.
关键词:野茄;资源;云南;形态学性状;多元统计分析
中图分类号:S 641. 1 文献标志码:A 文章编号:0258 - 7971(2014)S1 - 0135 - 08
茄子(Solanum melongena L.)别名伽、酪酥、落
苏、昆仑瓜、矮瓜,属于茄科茄属(2n = 2x = 24),是
人们喜爱的蔬菜作物,风味鲜美、营养价值高,需求
量大,具有广阔的消费市场. 我国栽培茄子的历史
悠久,一般认为是第二起源地,目前是茄子种植面
积最大,也是保存茄子种质资源最多的国家[1 - 2].
植物在长期演化、适应环境的过程中,植株表
现出各种各样的形态特征,依据这些形态特征对其
进行分类研究,简单、明了、易于操作,普遍被植物
育种学家所接受和应用,是最早也是最经典的用于
蔬菜分类的方法[3].在早期的茄子分类研究中,主
要依据果实性状将栽培茄分为圆茄、卵茄、长茄等
类型,这种分类主要针对栽培种,未涉及到半栽培
种和野生种[4 - 7].在近期的茄子分类研究中,除了
形态特征观察之外,开始将多元统计分析的方法应
用于茄子分类中 [8]. 由于多元统计分析能有效简
化数据、揭示数据内在结构,挖掘数据内在规律,并
比较适合农业科学研究的特点,已被广泛应用于作
物品种分类和育种材料的筛选中[9 - 10].
茄子野生种质资源是植物种质资源重要的一
部分,进行野茄种质资源的搜集、调查、分类等是对
其进行充分利用的基础,但目前野茄资源的研究报
道甚少.研究表明,在我国云南省及周边地区蕴藏
着丰富的野生茄子资源[11 - 12].“七五”、“八五”期
间,云南省农业科学院园艺作物研究所对全省蔬菜
资源进行广泛收集调查,共收集到茄子种质资源
103 份,其中 99 份存入国家长期库.经过近几年对
野生资源的进一步收集,共得到来自云南省本土的
野生茄子资源 40 份,如潞西苦茄(S. ying jiangense
Liu,Liet zhou)和腾冲红茄(S. integrifolium poir)是
在云南省农科院园艺所和中国农科院蔬菜花卉所
在云南境内合作调查时首次发现并定名的.但目前
对野生茄子资源的鉴定、评价仅限于少数几个材料
的形态特征及抗病性状的简单鉴定与描述,鉴定和
评价的力度及有利基因的挖掘和利用明显不够,云
南省虽然拥有丰富的野生茄子种质资源,目前的相
关研究和报道却很少,尚未有效利用.
本试验针对云南省农业科学院园艺作物研究
所多年来从云南省内收集的 40 份野茄资源,对首
花节位、株型、叶色、果形、单果质量等 12 个主要形
态学性状进行调查,通过变异度分析、相关性分析
和聚类分析等多元统计分析方法对资源进行分析
* 收稿日期:2014 - 06 - 10
基金项目:农业部“国家大宗蔬菜产业技术体系昆明综合试验站”(CARS - 25 - G - 45);云南省科技厅“重点新产品开发计划 -农
业”项目“云南高原夏秋蔬菜高效栽培技术研究与示范”(2013BB009).
作者简介:吴丽艳(1981 -),女,河南人,助理研究员,主要从事蔬菜栽培及生物技术育种研究.
通信作者:龚亚菊(1965 -),女,云南人,研究员,主要从事蔬菜栽培及育种工作. E - mail:gongyaju@ sina. com.
和整理,为云南野茄的研究和利用工作理清思路,
并为加快优良种质资源的利用和优良品系的获得
奠定基础.
1 材料与方法
1. 1 供试材料 试验材料为云南省农业科学院园
艺作物研究所多年来在云南省内收集的 40 份野茄
材料,编号依次为 1 ~ 40.
1. 2 试验设计 分别于 2011 年和 2012 年的 5—
11 月份种植于云南省农科院园艺所试验基地中.
小区面积 6 m2,株行距 35 cm × 60 cm,每小区定植
30 株,采取随机区组设计,3 次重复,常规方法进行
田间管理.
1. 3 性状调查 在对茄始花期观察记录首花节
位;在对茄始花期,对收集到的 40 份野茄资源的株
型、分枝性、主茎色、叶色、叶刺、叶裂刻、花柱长度
等在内的 7 个性状进行测量和记录;进入对茄商品
成熟期后,从各个小区的不同植株上随机选取 10
个成熟果实,对商品果色、果形、果面斑纹、单果重
等 4 个性状进行测量和记录.以上测定均设 3 次重
复.
野茄的形态性状的鉴定参照《茄子种质资源
描述规范和数据标准》[13]进行,并结合野茄种质资
源的实际生长情况进行修订. 对供试材料的株型、
分支性、主茎色、叶色、叶刺、叶裂刻、花柱长度以及
果皮颜色、果实形状、果面斑纹等性状进行数量化
赋值,具体标准如下:
(1)株型:直立为 1,半直立为 2,开展为 3;
(2)分枝性:强为 3,中为 5,弱为 7;
(3)主茎色:绿为 1,绿带紫为 2,紫为 3;
(4)叶色:绿为 1,绿带紫晕为 2,紫为 3;
(5)叶裂刻:无为 0,浅为 1,中为 2,深为 3;
(6)叶刺:无为 0,少为 1,中为 2,多为 3;
(7)花柱长度:短于雄蕊为 1,与雄蕊近等长
为 2,长于雄蕊为 3;
(8)商品果色:白为 1,白绿为 2,白紫为 3,绿
为 4,绿紫为 5,浅紫为 6,紫红为 7;
(9)果形:扁圆为 1,圆球为 2,高圆为 3,卵圆
为 4,长卵为 5,短筒为 6,长筒为 7,长条为 8,羊角
为 9;
(10)果面斑纹:无为 0,条纹为 1,斑纹为 2.
1. 4 数据统计分析 利用软件 Excel2003 和
SPSS17. 0 对相关性状的数据进行变异度分析、相
关性分析和聚类分析.
2 结果与分析
2. 1 野茄主要形态学性状及变异度分析 从表 1
和表 2 可见,收集到的 40 份野茄资源材料之间存
在着显著的遗传差异,多样性比较丰富;12 个性状
的平均变异系数高达 84. 08 % .
其中叶刺和叶裂刻的变异系数最大,分别为
255. 14 %和 252. 00 %,多数材料无叶刺和叶裂刻,
其次为单果质量和果面斑纹的变异系数较大,单果
重的变异系数为 87. 62 %,变幅为 0. 5 ~ 410 g. 果
面斑纹变异系数为 83. 83 %,多数材料果面有斑纹
或条纹.变异系数最小的为首花节位和分枝性,分
别为 30. 18 %和 36. 67 % .
2. 2 相关性分析 通过相关性分析(见表 3),可
将野茄 12 对性状间的相关性主要分为以下 4 类:
①性状间表现为极显著正相关的有 7 对:株型与叶
刺、分枝性与单果重、叶裂刻与叶刺、果形与单果
重、茎色与叶色、茎色与果色、茎色与单果质量;②
性状间表现为极显著负相关的有 7 对:首花节位与
叶刺、株型与分支性、叶刺与果形、叶刺与单果质
量、叶裂刻与果形、叶裂刻与单果质量、花柱长度与
果形;③性状间表现为显著正相关的有 6 对:首花
节位与果面斑纹、叶色与果色、叶色与果形、叶裂刻
与花柱长度、叶裂刻与果面斑纹、花柱长度与果面
斑纹;④性状间表现为显著负相关的有 6 对:株型
与果形、分枝性与叶刺、叶色与花柱长度、叶刺与果
色、花柱长度与单果质量、果面斑纹与单果质量.其
他性状间相关性未达到显著差异水平.
2. 3 聚类分析 对 40 份野茄材料采用系统聚类
(Hierarchical Clustering)中的组间联接法(Average
Linkage Between Groups),以欧氏距离(Euclidean
Distance)为遗传距离进行聚类分析,结果见图 1,
在欧氏距离大约为 7. 0 时,可划分为 5 大类.
通过方差齐性检验后应用 LSD(齐性 > 0. 05
时)或 Games - Howell(齐性 < 0. 05 时)方法进行
多重比较分析可见(表 4),5 大类之间的分枝性、
主茎色、叶裂刻、叶刺、果形、果色和单果质量等 7
个性状的差异达到显著水平.结合图 1 和表 4 对 5
大类的特征进行描述:①第 1 类包括 10 份材料,主
要表现为首花节位较高,相对另 4 类晚熟;分枝性
最强,株型较开展;叶片上多有叶裂刻和叶刺;果形
最小,多有斑纹或条纹;单果质量较小,低于15 g;此
631 云南大学学报(自然科学版) http:/ /www. yndxxb. ynu. edu. cn 第 36 卷
表 1 云南野茄主要形态学性状
Tab. 1 The main morphological characters of wild eggplant resources in Yunnan
序号
首花
节位
株型 分枝性 主茎色 叶色 叶裂刻 叶刺 花柱长度 果色 果形
果面
斑纹
单果
质量 /g
1 3 直立 弱 紫 绿带紫晕 浅 中 长于雄蕊 绿 扁圆 无 10. 0
2 8 直立 弱 紫 绿带紫晕 无 无 短于雄蕊 绿紫色 长筒 条纹 410. 0
3 7 开展 强 绿 绿 无 多 近等雄蕊 白绿 圆形 斑纹 30. 0
4 7 直立 弱 绿带紫 绿 无 无 近等雄蕊 绿紫色 长棒形 斑纹 240. 0
5 12 半直立 中 紫 绿带紫晕 浅 少 近等雄蕊 绿 圆形 斑纹 13. 3
6 6 直立 弱 紫 绿带紫晕 无 无 短于雄蕊 绿紫 卵圆 无 320. 0
7 14 开展 强 绿带紫 绿 浅 无 长于雄蕊 绿色 圆形 斑纹 0. 65
8 11 开展 强 绿带紫 绿 中 中 长于雄蕊 绿色 圆形 斑纹 0. 5
9 15 直立 强 绿带紫 绿 中 无 长于雄蕊 绿 圆形 斑纹 0. 5
10 6 开展 强 绿 绿 无 多 近等雄蕊 白绿 圆形 斑纹 30. 0
11 9 半直立 弱 紫 绿 无 无 近等雄蕊 紫 圆形 无 375. 0
12 5 直立 弱 绿 绿带紫晕 无 无 近等雄蕊 绿 长卵 斑纹 110. 0
13 7 直立 弱 绿带紫 绿 无 无 近等雄蕊 紫绿 卵形 斑纹 70. 0
14 9 开展 强 绿 绿 浅 多 短于雄蕊 浅绿色 圆形 斑纹 8. 0
15 6 开展 强 绿带紫 绿带紫晕 无 无 近等雄蕊 紫绿 圆形 条纹 62. 5
16 8 半直立 中 绿带紫 绿带紫晕 无 无 短于雄蕊 紫绿 长卵 斑纹 150. 0
17 5 半直立 弱 绿 绿 无 无 长于雄蕊 绿带花纹 圆形 斑纹 130. 0
18 7 直立 弱 绿 绿 无 无 短于雄蕊 绿带花纹 卵形 斑纹 100. 0
19 9 半直立 弱 绿 绿 无 无 长于雄蕊 白 圆形 无 140. 0
20 6 半直立 弱 绿带紫 绿带紫晕 无 无 近等雄蕊 绿紫 卵圆 无 250. 0
21 8 直立 中 绿 绿 无 无 短于雄蕊 浅紫 卵形 条纹 20. 0
22 7 开展 中 绿 绿 无 无 短于雄蕊 白紫 卵形 无 50. 0
23 7 直立 弱 紫 绿带紫晕 无 无 短于雄蕊 浅紫 羊角 无 220. 0
24 7 直立 弱 绿带紫 绿 无 无 近等雄蕊 浅紫 高圆 条纹 60. 0
25 8 直立 中 绿 绿 无 无 近等雄蕊 深紫 卵圆 斑纹 110. 0
26 6 半直立 强 紫 绿带紫晕 无 无 近等雄蕊 紫绿 长卵 斑纹 130. 0
27 7 半直立 强 绿带紫 绿带紫晕 无 无 短于雄蕊 浅紫 卵形 无 100. 0
28 6 半直立 强 绿带紫 绿带紫晕 无 无 近等雄蕊 紫白 卵形 无 70. 0
29 8 直立 弱 绿 绿 无 无 近等雄蕊 白绿 卵形 斑纹 50. 0
30 7 直立 弱 绿 绿带紫晕 无 无 长于雄蕊 紫绿 长卵 斑纹 60. 0
31 6 半直立 强 绿 绿 无 无 近等雄蕊 白 卵形 无 80. 0
32 7 直立 弱 绿 绿 无 无 短于雄蕊 白 卵圆 无 180. 0
33 5 直立 弱 绿 绿 无 无 近等雄蕊 绿色 卵形 斑纹 150. 0
731第 S1 期 吴丽艳等:云南野茄资源形态学性状的多元统计与分析
(续表 1)
序号
首花
节位
株型 分枝性 主茎色 叶色 叶裂刻 叶刺 花柱长度 果色 果形
果面
斑纹
单果
质量 /g
34 8 半直立 强 紫 绿带紫晕 无 无 短于雄蕊 紫 长卵 无 120. 0
35 6 开展 强 紫 绿带紫晕 无 无 短于雄蕊 绿紫 卵圆 无 70. 0
36 8 直立 弱 绿 绿 无 无 短于雄蕊 白紫色 卵圆 无 28. 0
37 6 开展 强 绿 绿 无 无 近等雄蕊 浅紫 圆形 条纹 93. 0
38 9 开展 强 绿带紫 绿带紫晕 无 无 近等雄蕊 紫绿 长棒 斑纹 200. 0
39 8 半直立 强 绿 绿 无 无 近等雄蕊 白色 短棒 无 170. 0
40 9 半直立 弱 绿带紫 绿带紫晕 无 无 短于雄蕊 紫绿 短棒 斑纹 150. 0
表 2 云南野茄变异度分析结果
Tab. 2 The result of variation analysis of wild eggplant resources in Yunnan
性状 最小值 最大值 均值 极差 方差 标准差 变异系数 /%
首花节位 3 15 7. 54 12. 3 5. 179 2. 276 30. 18
株型 1 3 1. 83 2 0. 661 0. 813 44. 42
分枝性 3 7 5. 15 4 3. 567 1. 889 36. 67
主茎色 1 3 1. 78 2 0. 640 0. 800 44. 94
叶色 1 3 1. 63 2 0. 651 0. 807 49. 50
叶裂刻 0 2 0. 25 2 0. 397 0. 630 252. 00
叶刺 0 3 0. 35 3 0. 797 0. 893 255. 14
花柱长度 1 3 1. 83 2 0. 507 0. 712 38. 90
商品果色 1 8 4. 28 7 2. 922 1. 710 39. 95
果形 1 8 3. 68 7 2. 840 1. 685 45. 78
果面斑纹 0 2 1. 12 2 0. 881 0. 939 83. 83
单果质量 /g 0. 5 410 114. 04 409. 5 9 985. 52 99. 928 87. 62
类型与栽培种差异最大,具有典型的野茄特征. ②
第 2 类包括 15 份材料,主要表现为首花节位最低,
较其它 4 类早熟;单果质量在 100 g 以下,属于中
小果型.③第 3 类包括 8 份材料,主要表现为叶色
和果色多带绿色;单果质量在 150 g 左右,属于中
型果.④第 4 类包括 4 份材料,主要表现为,叶色、
茎色和果色多带紫色;果形较长,单果质量在 200 g
左右.⑤第 5 类包括 3 份材料,主要表现为株型直
立,分枝少;茎色、叶色、果色多带紫色;果面斑纹最
少,单果质量最大,在 300 ~ 400 g 之间,这类与栽
培种最为接近.
3 讨 论
野生茄子资源在严酷的自然环境条件下,经过
长期选择而形成,具有很强的适应性与抗逆、抗病、
抗虫能力,利用潜力大.研究表明,在茄子野生和近
缘野生资源中几乎存在所有茄子病、虫的抗性基
因,这些抗性基因恰好是茄子栽培种最缺乏
的[14 - 19].
我国茄子野生资源丰富,表型性状及抗病虫性
与栽培品种差异较大,尤其在云南南部湿热地区和
热带雨林中,蕴藏着丰富的野生种和野生近缘种,
其种类之多,为其它省市所罕见[11 - 12,20].这些野生
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931第 S1 期 吴丽艳等:云南野茄资源形态学性状的多元统计与分析
图 1 40 份云南野茄资源的聚类图
Fig. 1 The clustering dendrogram of 40 wild eggplant resources in Yunnan
资源为茄子的起源、演化、分类研究和抗病育种提
供了宝贵的种质材料,极大地丰富了茄子抗病基因
库,同时也是嫁接栽培中使用的优良砧木. 但目前
对野生茄子资源的研究利用仅限于少数几种材料
(托鲁巴姆茄、水茄),鉴定和评价的力度及有利基
因的挖掘和利用明显不够.云南省虽然拥有丰富的
野生茄子资源,目前的相关研究和报道却很少,尚
未有效利用.
本研究在形态描述的基础上,对 40 份云南野
茄资源的 12 个主要性状进行了多元统计分析. 通
过变异度分析,12 个性状的平均变异系数高达
84. 08 %,表明云南野茄资源间存在着显著的遗传
差异,具有丰富的遗传多样性,发展和利用潜力巨
大.相关性分析的结果表明,在呈极显著正相关的
性状中,株型与叶刺呈极显著正相关,表明野茄的
开展度与叶片上所携带的叶刺有一定的相关性;茎
色与叶色、果色和单果质量间均存在极显著正相
关,提示我们在野茄中色素的合成可能与果实的大
041 云南大学学报(自然科学版) http:/ /www. yndxxb. ynu. edu. cn 第 36 卷
表 4 五大类群性状的统计分析(均值 ±标准差)
Tab. 4 Mean and Std. deviation of five groups (Mean ± Std.)
性状 第 1 类(n = 10) 第 2 类(n = 15) 第 3 类(n = 8) 第 4 类(n = 4) 第 5 类(n = 3)
首花节位 9. 16 ± 1. 19a 6. 74 ± 0. 23a 7. 10 ± 0. 55a 7. 45 ± 0. 68a 7. 43 ± 0. 74a
株型 2. 10 ± 0. 31a 1. 80 ± 0. 22a 1. 75 ± 0. 16a 1. 75 ± 0. 48a 1. 33 ± 0. 33a
分枝性 4. 20 ± 0. 53b 4. 87 ± 0. 50b 5. 75 ± 0. 65ab 6. 00 ± 1. 00ab 7. 00 ± 0. 00a
主茎色 1. 70 ± 0. 26b 1. 60 ± 0. 19b 1. 50 ± 0. 27b 2. 25 ± 0. 25ab 3. 00 ± 0. 00a
叶色 1. 20 ± 0. 13a 1. 67 ± 0. 21a 1. 75 ± 0. 37a 2. 00 ± 0. 41a 2. 00 ± 0. 58a
叶裂刻 1. 00 ± 0. 30a 0. 00 ± 0. 00b 0. 00 ± 0. 00b 0. 00 ± 0. 00b 0. 00 ± 0. 00b
叶刺 1. 40 ± 0. 43a 0. 00 ± 0. 00b 0. 00 ± 0. 00b 0. 00 ± 0. 00b 0. 00 ± 0. 00b
花柱长度 2. 10 ± 0. 28a 1. 73 ± 0. 15a 1. 88 ± 0. 30a 1. 75 ± 0. 25a 1. 33 ± 0. 33a
商品果色 3. 70 ± 0. 37ab 4. 67 ± 0. 48ab 3. 25 ± 0. 67b 5. 25 ± 0. 25ab 5. 67 ± 0. 67a
果形 2. 20 ± 0. 25c 3. 73 ± 0. 25bc 4. 13 ± 0. 58b 6. 25 ± 1. 11a 3. 67 ± 1. 20bc
果面斑纹 1. 50 ± 0. 27a 1. 00 ± 0. 24a 1. 25 ± 0. 37a 1. 00 ± 0. 58a 0. 33 ± 0. 33a
单果重 /g 14. 10 ± 3. 86e 80. 37 ± 6. 01d 150. 00 ± 6. 27c 227. 50 ± 11. 09b 368. 33 ± 26. 19a
a、b、c表示在同一性状上不同类群之间的差异水平.
小存在一定的相关性. 在呈极显著负相关的性状
中,叶裂刻与果形和单果重、叶刺与果形和单果重
间均呈极显著负相关,表明在野茄中叶刺和叶裂刻
越多,果形和单果重越小.通过相关性分析,可为我
们提供一定的参考和提示,使我们在野茄的利用和
品种选育的过程中,除了目标形状外也应关注到其
它相关性显著的性状. 通过系统聚类分析将 40 份
野茄材料划分为 5 大类,不同类之间存在着一定的
差异,聚类分析的结果可帮助我们进一步了解野茄
资源,为不同类型野茄资源的研究利用提供参考.
综上所述,本研究广泛收集云南本地野生茄子
资源,对其形态学性状进行调查和鉴定. 并利用多
元统计分析的方法对其进行分析和整理,从而为野
茄资源的研究利用理清了思路,并可为这些材料在
茄果类生产和育种中的利用提供参考.
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Multivariate statistical analysis of the morphological characters of
wild eggplant germplasm resources in Yunnan Province
WU Li-yan,GONG Ya-ju,LI Zhi-bin,BAO Rui,KONG Ling-ming,ZHONG Li
(Horticultural Institute of Yunnan Academy of Agricultural Science,Kunming 650205,China)
Abstract:Twelve fruit characters of 40 wild eggplant germplasm resources were studied by multiple statisti-
cal analysis. The result of variation analysis indicated that there were abundant genetic variations among different
fruit characters and different germplasm resources. The correlation analysis showed that 7 pairs of characters had
extremely significant positive correlation and 7 pairs of characters had extremely significant negative correlation.
Forty wild eggplant germplasm resources were classified to 5 groups by cluster analysis,and the first group was
much different from the eggplant cultivars,but the third group was similar with the eggplant cultivars. These re-
sults could be a basis for the breeding of eggplant and accelerating the utilization of these wild materials.
Key words:wild eggplant;germplasm resources;Yunnan;morphological characters;multivariate statistical a-
nalysis
241 云南大学学报(自然科学版) http:/ /www. yndxxb. ynu. edu. cn 第 36 卷