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Research on Quantitative Classification of Native Persimmon Varieties in Zhejiang Province

浙江省农家柿品种数量分类研究



全 文 :林业科学研究 2012,25(1):77 87
ForestResearch
  文章编号:10011498(2012)01007711
浙江省农家柿品种数量分类研究
赵献民1,龚榜初1,吴开云1,陈红星2,吕贤良3,王年金4
(1.中国林业科学研究院亚热带林业研究所,浙江 富阳 311400;2.浙江省磐安县林业局,浙江 磐安 322399;
3.浙江省丽水市莲都区林业局,浙江 丽水 323000;4.浙江省淳安县林业局,浙江 淳安 311700)
收稿日期:20110720
基金项目:浙江省重大科技专项重点农业项目(2008C120152)、(2009C12085)
作者简介:赵献民(1986—),男,河南新乡人,硕士研究生,主要从事经济林培育研究.
通讯作者:龚榜初,研究员.
摘要:对浙江省76份农家柿品种进行表型分析与数量分类研究。结果表明:描述性状呈现多样性,果实、叶片、枝条
等组织器官形态特征均有丰富的变化;数量性状各指标变异系数为011 088,变异程度较高。对农家柿品种进
行数量性状分级:当以单果质量81、123g为分级点划分时,小果型品种占30%,大果型品种占30%,中果型品种占
40%;当以果形指数09和11为分级点划分时,扁果形品种占30%,圆果形品种占40%,长果形品种占30%。对
表型指标进行主成分分析,前4个主成分可归纳出综合因子,第1、2、4主成分分别归纳为果实综合因子、叶片综合
因子、枝条综合因子,第3主成分主要与果实性状有关,并可去除特征向量值绝对值在050以下的指标,实现指标
的优化;对优化的指标进行Q聚类分析,在不同分划线和阈值处,各类群特征表现各异,聚类结果与柿传统形态学
分类较相符,并可将金枣柿系列和其它柿品种明显分为两类;R聚类分析则显示较多果实性状聚为一类,枝条、叶片
等性状并未有明显规律,但却发现一些与柿营养生长相关的表型性状聚为一类。本研究也初步解决了农家柿品种
中存在的同名异物和同物异名现象,通过观察比较和聚类分析,最终确认这 76份农家柿品种实际品种数量为
68个。
关键词:农家柿;数量分类;主成分分析;聚类分析
中图分类号:S792 文献标识码:A
ResearchonQuantitativeClassificationofNativePersimmon
VarietiesinZhejiangProvince
ZHAOXianmin1,GONGBangchu1,WUKaiyun1,CHENHongxing2,LVXianliang3,WANGNianjin4
(1.ResearchInstituteofSubtropicalForestry,ChineseAcademyofForestry,Fuyang 311400,Zhejiang,China;
2.ForestryBureauofPananCounty,ZhejiangProvince,Panan 322399,Zhejiang,China;
3.ForestryBureauofLianduDistrict,LishuiCity,Lishui 323000,Zhejiang,China;
4.ForestryBureauofChunanCounty,ZhejiangProvince,Chunan 311700,Zhejiang,China)
Abstract:Thephenotypeanalysisandquantitativeclassificationwerecariedon76nativepersimmonvarietiesof
ZhejiangProvince.Theresultsshowedthatthedescriptivetraitstookondiversification,andfruit,leaf,branches
andothertissuesororganshadrichvariationonmorphologicalcharacteristics.Thecoeficientofvariationofquanti
tativetraitswasrangedfrom011to088,whichshowedhighervariation.Theresultsofclassifyingthequantitative
traitsonthenativepersimmonshowedthatwhentakingthefruitweightof81gand123gasthedivisionpoints,the
smalweightfruitaccountedfor30%,thelargeweightfruitfor30%,andthemiddleweightfruitfor40%;when
takingthefruitshapeindexof09and11asthedivisionpoints,theflatshapedfruitaccountedfor30%,the
roundshapedfruitfor40%,andthelongshapedfruitfor30%.Withtheprincipalcomponentanalysisonpheno
林 业 科 学 研 究 第25卷
typeindicator,althefirstfourprincipalcomponentscouldbesummarizedascomprehensivefactors.Thefirst,sec
ondandfourthprincipalcomponentswererespectivelysummarizedasfruitintegratedfactor,leavesintegratedfac
tor,andbranchesintegratedfactor,andthethirdprincipalcomponentwasmainlyrelatedwiththefruitcharacters.
Theindicatorsoflowcontributioncouldberemovedtoachievethetargetofindicatoroptimization.TheQclustera
nalysiswascariedwiththoseoptimizationindicators,andeachgrouphaddiferentfeatureondiferentdivisionline
andthresholdvalue,andtheclusteringresultswereconsistentwiththetraditionalmorphologicalclassificationofper
simmon,andtheJinzaoshipersimmonseriesandotherpersimmonscouldbeclearlydividedintotwogroups.TheR
clusteranalysisshowedthatmanyfruitcharacterswereclusteredasagroup,andbranches,leavesandothertraits
hadnotobviousruletofolow,butitwasfoundthatsomephenotypictraitsassociatedwithpersimmonvegetative
growthwereclusteredasagroup.Thepaperalsoresolvedtheproblemofhomonymandsynonym,andbyobserva
tionandclusteranalysis,itwasconfirmedthatinfact,the76nativepersimmonvarietiesbelongto68nativepersim
monvarieties.
Keywords:nativepersimmon;quantitativeclassification;principalcomponentanalysis;clusteranalysis
柿(DiospyroskakiThunb.)属于柿科(Ebenace
ae)柿属(DiospyrosL.),原产于我国,是著名的“铁
杆庄稼”,栽培历史长达3000a以上[1]。柿子,又名
朱果,是我国“五大水果”之一,营养价值高,富含
Vc,润肺、清热、化痰、止咳;除鲜食和制作柿饼外,还
是各种菜肴和糖果点心的蜜饯;用柿子做的醋呈琥
珀色且风味独特,是许多菜肴的调味剂;柿果中的单
宁被广泛应用于工业、医药及化妆品行业;另外由于
柿叶中Vc含量要高于柿果,可以制成具有保健功效
的柿叶茶;其木材质致密,纹理美观,可制作根雕、高
尔夫球杆、家具、装饰品等高档用品。柿经济价值较
大,容易成活且寿命长,在我国得到广泛栽植,是重
要的“四旁”绿化树种之一。在长期的嫁接栽培过
程中,柿形成了众多品种,品种数量多达 1000多
个[2],且新的品种仍在不断出现。在生产实践中,由
于不同地区间不断进行柿品种交换,导致同名异物
或同物异名现象十分普遍。
20世纪50年代末,美国生物统计学家 R.R.
索卡尔和英国微生物学家 P.H.A.斯尼思等开创
数量分类学以来,该分类方法被广泛应用于生物分
类中[3]。数量分类学将分类研究从形态学分类的定
性描述提高为定量的综合分析。近年来,数量分类
在果树等经济林树种分类研究中得到广泛的应
用[4-6],但对于柿品种分类却鲜有报道。本文通过
对浙江省农家柿品种进行详细调查,从柿果实、叶
片、枝条、种子等表型性状进行数量化分类研究,以
期为深入研究、构建浙江省柿品种分类技术体系提
供科学指导,也为农家柿品种资源利用、栽培和遗传
育种研究提供重要的科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
2009—2010年对浙江省杭州市、金华市、衢州
市、丽水市、湖州市、绍兴市等地区本土农家柿进行
了详细调查(表1),外省引进品种和日本甜柿等外
来非本土树种不在本次调查范围之内。在调查确定
的每个柿品种优良单株(柿树龄在15a以上,盛果
期)东、南、西、北4个方向的中、上随机采集20 30
个成熟果实;随机采集典型成熟叶片(徒长枝叶片除
外)不少于30片;随机采集1年生枝条(除徒长枝条
外)10 20条。
表1 浙江省农家柿品种调查
序号 样本编号 农家名或土名 采集地 序号 样本编号 农家名或土名 采集地
1 兰溪1 大红柿 兰溪 10 龙游3 牛奶柿 龙游
2 兰溪4 金黄柿 兰溪 11 衢江1 西瓜柿 衢江
3 武义2 未知 武义 12 衢江2 客柿 衢江
4 永康3 金枣柿 永康 13 衢江3 绿柿 衢江
5 永康4 牛奶柿 永康 14 衢江4 牛奶柿 衢江
6 永康5B 方山柿 永康 15 衢江5 汤饼柿或假客柿 衢江
7 浦江2 扁花柿 浦江 16 开化1 八月柿 开化
8 浦江3 牛心柿 浦江 17 开化2 九月柿 开化
9 龙游2 未知 龙游 18 开化3 十月柿 开化
87
第1期 赵献民等:浙江省农家柿品种数量分类研究
  续表1
序号 样本编号 农家名或土名 采集地 序号 样本编号 农家名或土名 采集地
19 常山1 无核柿 常山 48 余杭2 盆柿或扁花柿 余杭
20 常山5 南瓜柿 常山 49 余杭3 方柿 余杭
21 遂昌1 未知 遂昌 50 萧山1 方顶柿 萧山
22 遂昌2 小柿 遂昌 51 萧山2 团红柿 萧山
23 松阳3 金枣柿 松阳 52 临安1 未知 临安
24 松阳4 水柿 松阳 53 临安2 未知 临安
25 松阳5 牛奶柿 松阳 54 临安4 方柿 临安
26 莲都2 方柿 莲都 55 淳安1 十月柿或牛奶柿 淳安
27 缙云2 大柿 缙云 56 淳安2 无核柿 淳安
28 缙云3 搓柿 缙云 57 淳安6 沙塘柿 淳安
29 缙云5 花扁柿 缙云 58 淳安7 磨盘柿 淳安
30 缙云6 搓柿 缙云 59 淳安8 冬柿 淳安
31 缙云7 火彭柿 缙云 60 淳安9 牛筋柿 淳安
32 龙泉2 黄柿 龙泉 61 淳安10 牛头柿 淳安
33 云和1 黄柿 云和 62 淳安14 方柿 淳安
34 云和2 未知 云和 63 淳安15 长柿 淳安
35 云和3 未知 云和 64 淳安16 圆柿 淳安
36 青田1 朱红柿 青田 65 德清2 铜盆柿 德清
37 青田2 长奶柿 青田 66 德清3 方柿 德清
38 景宁1 未知 青田 67 德清5 小柿 德清
39 庆元6 黄柿 庆元 68 安吉1 方柿 安吉
40 杭州1 扁花柿 杭州 69 安吉3 绿柿 安吉
41 富阳1 火柿 富阳 70 安吉4 牛奶柿 安吉
42 富阳2 方柿 富阳 71 绍兴1 楠柿或冷柿 绍兴
43 富阳3 铜盆柿 富阳 72 绍兴2 朱红柿 绍兴
44 富阳6 牛心柿 富阳 73 诸暨1 绿柿 诸暨
45 富阳7 玉环长柿 富阳 74 诸暨2 朱红柿 诸暨
46 富阳8 牛心柿 富阳 75 江山2 未知 江山
47 余杭1 火柿 余杭 76 桐庐6 未知 桐庐
  注:表中农家名或土名为“未知”表示对此柿品种没有特殊称谓,农家仅统称柿子。
1.2 试验方法
1.2.1 性状选取及编码 观察柿果实、叶片、枝条、
种子等组织器官,其中描述性状25个,参照《柿种质
资源描述规范和数据标准》[5]和《植物新品种特异
性、一致性、稳定性测试指南:柿》[6],对性状进行编
码和数量化处理(表2);数量性状14个(表3),其
中,果形指数、叶形指数和种形指数分别根据果实纵
径和果实横径、叶片长和叶片宽、种子长和种子宽之
比计算所得。
表2 浙江省农家柿品种25个描述性状及其编码
序号 性状 编码 序号 性状 编码
1 果皮色泽 1绿黄,2橙黄,3橙,4橙红,5朱红,6大红,7黑 13 叶尖头长短 1短,2中,3长
2 果实形状 1长椭圆,2椭圆,3圆形,4扁圆,5圆,6长卵,
7卵形,8阔卵,9磨盘,10重台,11四棱
14
15
叶基部形状
叶片形状
1窄楔形,2楔形,3圆形,4心形
1披针形,2梭形,3长椭圆形,4椭圆形,5
3 果实纵沟 1无或不明显,2浅,3中,4深 阔椭圆形,6倒卵形,7长卵形,8阔卵形
4 果顶十字沟 1无或不明显,2浅,3中,4深 16 核形状 1矩形,2半月形,3卵形,4椭圆形
5 果顶形状 1平,2圆,3尖 17 枝条曲折度 1直,2微曲,3曲折,4明显曲折
6 脐凹凸 1凹,2平,3凸 18 皮孔密度 1疏,2中,3密
7 蒂洼或柿蒂凹凸 1凸,2微凸,3平,4微凹或凹,5深凹 19 皮孔明显度 1不明显,2较明显,3明显
8 蒂部花纹 1无花纹,2十字纹,3皱纹,4环形纹,5断续
环形纹,6略方形纹,7方形纹
20
21
皮孔数量
皮孔大小
1少,2中,3多
1小,2中,3大
9 果实横断面形状 1圆,2方圆形,3方形,4四棱形,5多棱形 22 皮孔外形 1长椭圆,2椭圆,3圆
10 果顶纵截面形状 1尖,2钝尖,3圆,4平,5微凹 23 皮孔平凸 1平,2微凸,3突起
11 中肋边毛多少 1少,2中,3多 24 芽大小 1极小,2小,3中,4大,5极大
12 叶顶端形状 1尖,2钝尖,3圆 25 芽正面形状 1等边三角形,2长三角形,3长圆形
97
林 业 科 学 研 究 第25卷
表3 浙江省农家柿品种主要描述性状表型多样性
性状 多样性特征
果皮色泽 橙黄(17.8%),橙(27.4%),橙红(41.1%),朱红(11.0%),大红(2.7%)
果实形状 长椭圆(5.3%),椭圆(17.1%),圆形(35.5%),扁圆(7.9%),矩圆(9.2%),长卵形(11.8%),卵形(5.3%)阔卵形(2.6%),四
棱形(5.3%)
果实纵沟 无或不明显(62.7%),浅(19.9%),中(8.4%),深(8.0%)
果顶十字沟 无或不明显(23.7%),浅(32.9%),中(34.2%),深(9.2%)
果顶形状 平(36.0%),圆(40.0%),尖(24.0%)
脐凹凸 凹(44.6%),平(44.6%),凸(10.8%)
蒂洼或柿蒂凹凸 凸(8.0%),微凸(20.0%),平(41.3%),微凹或凹(28.0%),深凹(2.7%)
蒂部花纹 无花纹(15.1%),十字纹(6.8%),皱纹(4.1%),环形纹(1.4%),断续环形纹(58.9%),略方形纹(9.6%),方形纹(4.1%)
果实横断面形状 圆形(10.5%),方圆形(46.1%),方形(32.9%),四棱形(6.6%),多棱形(3.9%)
果顶纵截面形状 尖(1.3%),钝尖(26.7%),圆(29.3%),平(12.0%),微凹(30.7%)
叶片形状 披针形(2.8%),梭形(19.4%),长椭圆形(11.1%),椭圆形(44.5%),阔椭圆形(8.3%),倒卵形(8.3%),长卵形(4.2%),
阔卵形(1.4%)
叶顶端形状 尖(74.6%),钝尖(25.4%)
叶尖头长短 短(20.4%),中(22.2%),长(57.4%)
叶基部形状 窄楔形(11.0%),楔形(63.0%),圆形(20.5%),心形(5.5%)
中肋边毛多少 少(18.2%),中(41.8%),多(40.0%)
核形状 矩形(4.7%),半月形(71.9%),卵形(15.6%),椭圆形(7.8%)
枝条曲折度 直(59.7%),微曲(29.2%),曲折(5.6%),明显曲折(5.6%)
皮孔密度 疏(61.4%),中(31.4%),密(7.1%)
皮孔明显度 不明显(54.3%),较明显(30.0%),明显(15.7%)
皮孔数量 少(52.8%),中(40.5%),多(6.8%)
皮孔大小 小(39.2%),中(55.4%),大(5.4%)
皮孔外形 长椭圆(28.4%),椭圆(49.3%),圆(22.4%)
皮孔平凸 平(35.6%),微凸(46.6%),凸起(17.8%)
芽大小 极小(2.8%),小(23.6%),中(69.4%),大(2.8%),极大(1.4%)
芽正面形状 等边三角形(63.0%),长三角形(31.5%),长圆形(5.5%)
  注:表中括号中的数值为该性状在总调查数中的比例。
1.2.2 数量性状的测定 随机选取10 30片叶
子,用直尺测定叶片长、叶片宽、叶柄长,测量精度为
01cm;果实纵径、果实横径,叶柄粗、种子长、种子
宽用游标卡尺测定,测量精度为01mm;单果质量、
单粒种子质量用电子天平测定,测量精度为001g;
统计每份农家品种20 30个果实的种子数,求单
果平均种子数。
1.3 数据处理
对数量化处理的描述性状统计其在总品种数中
所占比例;对数量性状计算其平均数、标准差、变异
系数、极差、百分位数等,其中变异系数计算公式为
CV=σ/μ,其中σ为标准差,μ为均值。数据标准化
后利用 SPSS180统计软件进行主成分分析,并采
用平均欧式距离进行Q聚类和R聚类分析。
2 结果与分析
2.1 浙江省农家柿品种分布特点
浙江省地处亚热带地区,山区面积较广,各地区
农家柿均有不同程度的栽植,品种也较多,大多数分
布在房前屋后、田间地头。在此次调查中,发现在偏
远山区农家柿资源相对丰富,许多柿树优株和古树
得到妥善保存,而平原地区柿树较少,乱砍滥伐现象
严重,致使许多柿优良资源流失。另外有些地区历
史上有栽植柿树的优良传统,柿品种资源就相对较
多,如在衢州地区的东坪村就发现有5个柿品种;有
些品种在市场经济和政策引导下发展成当地特色产
品,如兰溪市的‘大红柿’和永康市的‘方山柿’,发
展规模日益壮大,是优良的农家柿品种。
2.2 农家柿品种表型性状分析
调查中发现,浙江省农家柿表型性状有较大差
异,有明显的形态多样性,其果实、叶片、枝条等描述
性状在调查品种中所占比例见表3。由表3看出:柿
果实性状变化很丰富,野外调查中发现9种类型的
果形,但未发现磨盘形和明显重台形状的果形。对
于像果实形状、叶片形状、种子形状、蒂部花纹等这
些无序多态性状,虽然在传统形态分类学中非常重
08
第1期 赵献民等:浙江省农家柿品种数量分类研究
要,但是在数量化分类中这些无序多态性状编码不
能较好体现品种性状演化先后顺序,编码不当在数
据分析进行数量化分类时就会对结果产生影响。有
些品种在果实外观较相似的情况下,仔细观察许多
细微的性状表现不同,如果顶十字沟、脐凹凸、蒂洼、
蒂部花纹、叶基部形状、叶背中肋边毛、皮孔、芽等性
状,并且这些描述性状比较稳定,可以反映品种的
差异。
数量性状的平均数、变异系数和极差见表 4。
在所有测定的数量性状中,变异系数均超过010,
其中种子数平均为212个,变异系数最大为088,
变异幅度为000 660,极差为660个,最大可达
8个,百分位数50%处为181,即单果种子数不超过
2个,说明所调查农家柿一半左右为无核或少核品
种;其次单果质量平均为 10221g,变异系数为
039,变异幅度为1400 20823,极差高达19423
g,实际调查中最大单果质量接近25000g,百分位
数50%处为10519g,说明农家柿品种有一半以上
为大中果型。果形指数平均值为 102,变异系数
022,变异幅度为063 172,百分位数50%处为
105,说明农家柿品种有一半数量为圆果型。叶形
指数即叶片长宽比平均值为 168,其变异系数最
小,仅为011,百分位数50%处为168,说明农家柿
品种叶片形状变异较小,占一半数量的品种叶形为
椭圆形,符合表1中叶形的观察统计。另外,对果形
指数和种形指数的变异系数进行相关分析,其相关
系数为0657,且达极显著水平,说明果实形状影响
种子形状;因此,可以很容易在农家柿中选择出大果
无核的优良品种。从表2中可以发现:叶柄长和叶
柄粗变异系数也都比较高,说明叶柄性状可能在农
家柿品种的鉴定和分类中起到一定作用。另外还发
现:代表果实大小和叶片大小的果实纵径、横径及叶
片长、叶片宽的变异系数相近,平均为017;而代表
果实形状变异的果形指数较高,为022;代表叶片
形状变异的叶形指数最低,为0.11。说明在农家柿
品种中果形变异程度要明显高于叶形,而果实大小
与叶片大小变异程度相近。
表4 农家柿品种主要数量性状的变异分析
数量性状 均值 标准差 变异系数 极小值 极大值 极差
百分位数
25% 50% 75%
单果质量/g 102.21 39.65 0.39 14.00 208.23 194.23 77.85 105.19 124.24
果实纵径/mm 52.58 8.70 0.17 24.91 68.22 43.32 45.65 51.94 60.09
果实横径/mm 52.96 10.13 0.19 25.66 76.74 51.08 48.18 53.97 59.15
果形指数 1.02 0.22 0.22 0.63 1.72 1.09 0.84 1.05 1.17
叶片长/cm 14.46 2.34 0.16 8.82 21.35 12.53 13.31 14.69 15.53
叶片宽/cm 8.58 1.46 0.17 5.42 14.14 8.73 7.69 8.41 9.22
叶形指数 1.68 0.19 0.11 1.11 2.22 1.11 1.57 1.68 1.81
叶柄长/cm 2.25 0.57 0.25 1.18 3.69 2.51 1.88 2.26 2.58
叶柄粗/mm 1.99 0.44 0.22 1.18 3.03 1.85 1.66 1.90 2.23
种子数/个 2.12 1.86 0.88 0.00 6.60 6.60 0.30 1.81 3.91
种子长/mm 21.54 2.94 0.14 13.83 29.74 15.91 19.69 21.75 23.51
种子宽/mm 10.68 1.48 0.14 7.97 14.91 6.94 9.56 10.45 11.92
种形指数 2.07 0.45 0.22 1.13 2.95 1.82 1.64 2.09 2.45
单粒种子质量/g 0.70 0.16 0.22 0.39 1.07 0.69 0.57 0.68 0.83
为检验上述数量性状是否符合正态分布,利用
SPSS18.0统计软件进行 KolmogorovSmimov检验
(K-S检验),计算 KolmogorovSmimov统计量 Z
值(表5)。根据统计原理,大样本时 α=005和 α
=001的统计量 Z值的临界值分别是 136和
163。统计结果表明:除种子数以外,其它数量性
状的 Z值均小于136,符合正态分布;而种子数的
Z值129介于136和 163之间,其仍在正态分
布范围之内。
表5 14个数量性状KS统计量Z值
数量性状 Z值 数量性状 Z值
单果质量 0.60 叶形指数 0.55
果实纵径 0.67 叶柄粗 0.94
果实横径 0.72 种子数 1.29
果形指数 1.00 种子长 0.50
叶片长 0.81 种子宽 0.75
叶片宽 0.82 种形指数 0.73
叶柄长 0.52 单粒种子质量 0.75
18
林 业 科 学 研 究 第25卷
对于符合正态分布的性状,按照刘孟军等[7]的
概率分级法,对农家柿品种主要数量性状进行分级,
统一用(X-12818S)、(X-05246S)、(X+0524
6S)和(X+12818S)4个分界点分为5级或用(X-
05246S)、(X+05246S)两个分界点分为3级,即
1 5级出现的概率分别为10%、20%、40%、20%、
10%,1 3级出现的概率为30%、40%、30%,其中
X为均值,S为标准差。为使用方便,在兼顾修正前
后性状值落入各级的概率变化不大的情况下,对分
点值进行了修正。具体方法是:具有2位整数以上
的数值保留整数;具有1位整数以下且无单位的数
值保留l位小数,如果形指数;数值要求必须为整数
的,四舍五入后取整,如种子数;具有1位以下整数
且有单位的数值,改变计量单位,原数值进10位后
取整或保留1位小数,如叶片宽的测量值,单位为
cm,修正后,以mm为单位,叶片长也遵循此规律;具
有1位以下整数,且以mm为单位的数值,因级差很
小,所以仍需保留1位小数;单粒种子质量是以 g为
单位的,仍需保留1位小数。修正前后概率分级的5
级分界点见表6。
表6 数量性状分级的3级和5级分界点
数量性状
理论分界点
1 2 3 4
修正分界点
1 2 3 4
单果质量/g 51.4 81.4 123.0 153.0 51 81 123 153
果实纵径/mm 41.4 48.0 57.1 63.7 41 48 57 64
果实横径/mm 40.0 47.6 58.3 65.9 40 48 58 66
果形指数 0.74 0.90 1.14 1.30 0.7 0.9 1.1 1.3
叶片长/cm 11.46 13.23 15.69 17.46 115 132 157 175
叶片宽/cm 6.71 7.81 9.35 10.45 67 78 93 105
叶形指数 1.44 1.58 1.78 1.92 1.4 1.6 1.8 1.9
叶柄长/cm 1.52 1.95 2.55 2.98 15 20 25 30
叶柄粗/mm 1.43 1.76 2.22 2.55 14 18 22 26
种子数/个 0.0 1.1 3.1 4.5 0 1 3 5
种子长/mm 17.8 20.0 23.1 25.3 18 20 23 25
种子宽/mm 8.78 9.90 11.46 12.58 8.8 9.9 11.5 12.6
种形指数 1.49 1.83 2.31 2.65 1.5 1.8 2.3 2.6
单粒种子质量/g 0.49 0.62 0.78 0.91 0.5 0.6 0.8 0.9
  在生产实践中,由于果树分类通常关注的园艺性
状是果实质量和果实形状,故农家柿品种数量性状分
级仅以单果质量和果形指数为例进行说明。以数量
性状3级分界为例,单果质量小于81g为小果型,大
于123g为大果型,介于二者之间为中小果型;果形指
数小于09为扁果型,大于1.1为长果型,介于二者之
间为圆果型。由此可知,农家柿品种小果型占30%,
大果型占30%,中果型占40%;扁果形品种占30%,
圆果形品种占40%,长果形品种占30%。
2.3 浙江省农家柿品种的数量分类
2.3.1 农家柿品种表型性状主成分分析 指标或
变量太多会增加分类的复杂性,可能会导致关键性
的分类指标作用和贡献率降低。为了将大量、繁杂
的原始指标简化为少量的综合指标,同时使这些少
量指标尽可能地包含原始指标的信息资料,对39个
指标进行主成分分析。主成分分析结果(表 7)表
明:前10个成分累计百分率达到746%。这10个
主成分与各因子的对应特征向量值见表7。
从主成分分析结果来看,第1主成分所占比率
较大,为1999%,特征向量值绝对值较大的有单果
质量、果实横径、果形指数、果顶十字沟、果顶形状、
脐凹凸、蒂洼或柿蒂凹凸、果顶纵截面形状等有关果
实性状的指标,可看作是果实综合因子;第2主成分
除果实纵径外,主要与叶片长、叶片宽、叶柄粗、叶顶
端形状等叶片性状相关,可看作是叶片综合因子;第
3主成分中特征向量值绝对值较大的指标包括与果
实相关的果实形状、果实纵沟、果实横断面形状以及
叶形指数和种子数,并且主要与果实性状有关。纵
观前3个主成分,除果皮色泽外,与果实性状相关的
特征向量值绝对值都超过050,可见果实综合因子
对分类所起的重要作用。第4主成分特征向量值绝
对值不小于050的指标有皮孔明显度、皮孔密度、皮
孔平凸、芽大小,这些指标主要与枝条性状特征有关,
可以看作是枝条综合因子。后6个主成分贡献率都
较低,且无法归纳出具有代表性的综合指标,因此不
做详细分析。此外在第1主成分中与种子相关的指
标种子长、种子宽、种形指数贡献率绝对值也都超过
050,对分类也有影响,可看作是种子综合因子。
28
第1期 赵献民等:浙江省农家柿品种数量分类研究
通过以上主成分分析,纵观这10个主成分,去
除特征向量值绝对值在050以下的指标,用于分类
的果实性状指标包括单果质量、果实横径、果实纵
径、果形指数、果实形状、果实纵沟、果顶十字沟、果
顶形状、脐凹凸、蒂洼或柿蒂凹凸、蒂部花纹、果实横
断面形状、果顶纵截面形状;叶片性状指标包括叶片
长、叶片宽、叶形指数、叶柄粗、叶顶端形状、叶基部
形状、叶中肋边毛多少;种子性状指标包括种子长、
种子宽、种形指数、种子数;枝条性状指标包括枝条曲
折度、皮孔密度、皮孔明显度、皮孔数量、皮孔平凸、芽
大小、芽正面形状。在这31个指标中果实性状占13
个指标,可见果实因子在分类中的重要作用。
表7 农家柿品种主要性状各主成分的对应特征向量值
性状
主成分
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
单果质量 0.69 0.44 0.06 -0.37 0.13 -0.02 0.15 0.14 0.03 0.05
果实纵径 -0.17 0.61 0.31 -0.45 -0.13 0.10 0.11 0.28 0.13 -0.05
果实横径 0.76 0.36 -0.11 -0.26 -0.03 0.07 0.09 0.15 0.05 -0.01
果形指数 -0.84 0.05 0.31 -0.06 0.02 0.01 -0.03 0.13 0.08 -0.03
果实形状 0.41 0.09 0.69 -0.06 -0.02 -0.16 0.18 -0.17 -0.08 0.08
果实纵沟 0.49 0.08 0.67 0.05 0.16 -0.05 0.19 -0.08 -0.02 -0.03
果顶十字沟 0.81 -0.05 0.09 0.10 0.10 -0.17 -0.20 -0.12 0.02 -0.18
果顶形状 -0.71 0.17 -0.20 -0.15 -0.23 -0.01 0.29 -0.27 -0.02 -0.14
脐凹凸 -0.62 0.07 -0.14 -0.20 -0.16 -0.12 0.45 -0.12 -0.22 -0.12
蒂洼或柿蒂凹凸 0.64 -0.07 -0.07 0.10 0.25 -0.19 0.16 -0.17 -0.18 0.14
蒂部花纹 -0.55 0.08 0.28 0.13 -0.12 -0.03 -0.04 0.10 -0.12 0.20
果实横断面形状 0.29 0.11 0.58 0.10 0.10 -0.21 0.49 -0.25 -0.07 -0.13
果顶纵截面形状 0.75 0.00 0.22 0.23 0.20 0.02 -0.28 0.26 0.14 0.09
果皮色泽 0.01 -0.21 -0.08 0.13 -0.44 0.44 -0.30 0.13 -0.10 0.11
叶片长 0.22 0.68 -0.11 -0.24 0.18 -0.34 -0.15 0.11 -0.20 0.17
叶片宽 0.21 0.67 -0.31 -0.10 -0.07 -0.46 -0.05 0.10 0.08 0.14
叶形指数 0.02 0.00 0.52 -0.29 0.38 -0.23 -0.26 0.41 -0.24 0.01
叶柄长 0.37 0.16 0.35 -0.23 -0.34 0.35 -0.09 -0.03 -0.01 0.23
叶柄粗 -0.12 0.63 -0.24 0.09 -0.10 -0.29 -0.08 0.01 0.12 -0.23
叶片形状 0.11 -0.06 -0.19 0.32 -0.48 -0.30 0.24 -0.05 0.40 0.28
叶顶端形状 0.10 -0.52 0.15 0.02 -0.23 -0.17 0.31 0.58 -0.03 -0.10
叶尖头长短 -0.08 0.44 -0.20 -0.23 0.29 0.16 -0.28 -0.56 0.11 0.08
叶基部形状 0.32 -0.26 -0.15 0.11 -0.48 -0.06 0.25 -0.22 0.50 0.20
中肋边毛多少 0.33 0.19 -0.37 0.01 -0.17 0.17 0.00 -0.01 -0.05 -0.65
种子数 -0.12 0.09 -0.51 -0.37 -0.34 -0.01 0.05 -0.02 0.10 0.05
种子长 -0.54 0.45 0.32 -0.38 0.06 0.20 0.06 0.10 0.20 0.02
种子宽 0.54 -0.22 -0.45 -0.23 0.42 0.20 0.22 0.07 0.14 -0.02
种形指数 -0.64 0.40 0.49 -0.10 -0.20 -0.01 -0.09 0.03 0.04 0.03
单粒种子质量 0.10 -0.06 -0.15 -0.44 0.44 0.34 0.30 0.14 0.41 -0.05
核形状 0.03 -0.15 -0.37 -0.13 0.02 0.04 0.40 0.10 -0.36 0.22
枝条曲折度 -0.55 -0.21 0.22 0.11 0.47 0.09 -0.04 0.06 0.26 -0.02
皮孔密度 -0.06 0.50 -0.22 0.50 0.11 0.31 0.23 0.06 -0.23 0.20
皮孔明显度 0.01 0.40 -0.04 0.66 0.08 0.19 0.09 -0.10 0.22 0.05
皮孔数量 -0.05 0.49 -0.23 0.39 0.14 0.53 0.23 0.09 -0.12 0.17
皮孔大小 0.35 0.27 0.32 0.31 -0.17 0.33 0.18 -0.02 0.10 -0.15
皮孔外形 -0.41 0.02 -0.24 -0.06 0.39 -0.33 0.00 0.17 0.06 0.21
皮孔平凸 0.12 0.48 -0.11 0.52 -0.21 -0.07 0.00 0.20 -0.02 -0.19
芽大小 -0.33 0.18 -0.07 0.52 0.21 -0.30 -0.01 0.18 0.18 -0.10
芽正面形状 -0.56 -0.13 0.03 0.31 0.56 -0.03 0.14 -0.03 0.05 -0.03
各主成分贡献率/% 19.99 11.26 9.01 8.03 6.87 5.24 4.38 3.56 3.30 2.95
38
林 业 科 学 研 究 第25卷
2.3.2 农家柿品种 Q聚类分析 利用主成分分析
中获得的31个指标对76份农家柿样品进行 Q聚
类,结果见图1。所有样本从分划线Ⅰ处划分为两
部分,A类群样本松阳3、缙云6、永康3、缙云3、遂
昌2聚为一类被单独划出,这5份样品在果实外观
上都很相近,平均单果质量都在14 32g之间,果
实纵径在39 47mm之间,果实横径在25 33mm
之间,表现为小果型;果形指数在12 17之间,
果形上表现为椭圆或长椭圆形;叶片长在 9.7
151cm,叶片宽在54 87cm,表现为中小叶型;
叶形指数在 167 184,表现为椭圆形或长椭圆
形;叶片中肋均无毛,枝条都明显曲折,皮孔均细小、
平、长椭圆形,芽均较大、短圆形,与其它柿品种有明
显差异,且这5个品种都为无核品种。松阳3和永
康3目前确定为金枣柿,遂昌2农家土名为‘小柿
子’,缙云3和缙云6农家土名都为‘搓柿’,总体从
果实、叶片和枝条性状上观测这5份样品极为相似,
与普通农家柿品种差异较大,因此可以认为这5份
柿样品是金枣柿系列。目前金枣柿的分类学地位尚
未明确认定,但形态学分析和多种分子标记研究都
表明,金枣柿与柿的遗传距离较远,推测其可能为柿
属植物的一个新种,但证据不足[8]。本研究从数量
分类上佐证了金枣柿与柿的极大差异,证明了金枣
柿可能是柿属另外一个新种的推测。
图1 农家柿品种的Q聚类分析
48
第1期 赵献民等:浙江省农家柿品种数量分类研究
  从分划线Ⅱ处划分时,B1类群淳安8‘冬柿’、
淳安9‘牛筋柿’、安吉 4‘牛奶柿’、淳安 10‘牛头
柿’、淳安14‘方柿’聚为一类。在果实性状上表现
为大果、长型,果实纵沟深,比较特殊,故被单独列
出,证明聚类的正确性;叶片性状大部分表现为大中
叶型,长椭或长卵形,而淳安9和安吉4叶片长小于
13cm,叶片宽小于7cm,叶片性状表现为小叶型,椭
圆形。余下类群中叶片性状表现规律性不明显。
从分划线Ⅲ处划分时,C2类群杭州1 龙游2
样品被归为一类。果实性状总体表现为大果、扁果
型,果顶平,果实横截面方形或方圆形,果脐凹或微
凹,其中代表性的品种有杭州 1‘扁花柿’、安吉 1
‘方柿’、富阳3‘铜盆柿’;枝条性状表现为枝条曲折
度为直或微曲,皮孔密度为少或中,皮孔数量为少或
中,皮孔明显度为不明显或较明显。
从分划线Ⅳ处划分时,D2类群松阳4和莲都2被
单独划分出来,仔细观察发现叶片表现为特大叶型,松
阳4叶片长205cm,叶片宽116cm;莲都2号叶片长
214cm,叶片宽111cm;种子数为4 5个,多核。
当从阈值λ=135划分时,D1类群从上到下果
实性状上龙泉2 永康4表现为长果型,武义2 淳
安6表现为圆果或近圆果型,江山2 绍兴2为两
者之间过度类型,果实性状总体上较相似,这也说明
果实综合因子在分类中所起作用最大。
2.3.3 农家柿品种 R聚类分析 各性状按照距离
远近由大到小逐步聚合,聚合结果见性状聚类树系
图2,图示分划线将31个性状划分为4类。A类共
10个性状,其中8个性状与果实性状有关,且果实
性状基本聚合在一起,说明 A类主要集中表现为果
实性状特征。B类叶顶端形状和叶基部形状2个都
是与叶片相关的性状。C类则包含有果实性状、种
子性状和枝条性状非叶片组织器官综合性状,说明
各农家柿品种果实、种子、枝条非叶片组织器官的表
型性状之间存在一定的联系,它们之间在分类上并
未完全割裂开来。D类除种子数外,叶片长、叶片
宽、叶柄粗、中肋边毛多少这些叶片性状可能与叶片
光合作用、呼吸作用和蒸腾作用等有关,据此对叶片
长、叶片宽与单果质量作相关分析,其相关系数都在
0.5以上,说明这些指标可能与柿果实生长状况或
树体营养生长有关,而皮孔密度、皮孔数量、皮孔明
显度和皮孔平凸则体现了皮孔作为外界气体进出植
物体内的生理作用,也与呼吸作用和蒸腾作用有密
切关系,因此D类性状总体可能表现为与柿营养生
长特性相关的某些生理作用的表型性状。
图2 农家柿品种的R聚类分析
58
林 业 科 学 研 究 第25卷
3 结论与讨论
通过对浙江省76份农家柿品种的数量性状和
描述性状表型指标研究发现,描述性状呈现多元化,
特别是果实性状,指标多样化程度高;数量性状指标
变异系数范围在011 088之间,变异程度较高。
因此,对柿品种进行数量分类研究是有科学基础和
实际意义的。
通过主成分分析,发现每个主成分中均有其主
导因子,如第1主成分主导因子是果实综合因子,第
2主成分是叶片综合因子,第3主成分主导因子仍
是果实性状指标,第4主成分是枝条综合因子,但当
以各指标贡献率绝对值50%为界限考虑时,各因子
会呈现相互交叉影响的趋势,而并未像一些观赏植
物[9-10]在数量分类中应用主成分分析时,各主成分
会归纳出明显的综合因子。在其它一些农家栽培品
种[11]中也会出现本研究中类似的现象,这与实际观
察也相符,如萧山1‘方顶柿’和余杭3‘方柿’,果实
性状很相似,但两者在种子数、种子宽度、枝条皮孔
密度和大小上都有一些差异。此外,主成分分析结
果揭示:有些指标贡献率很低,是非必要指标,可以
去除。在数量分类研究中,指标并非越多越好,避免
过多次要性状对分类的干扰[12],对于分类指标的选
择与优化,还需进一步开展研究。
传统柿分类依据果实是否能在树上自然脱涩,
将其分为甜柿和涩柿两大类[1],但是罗正荣等[12]通
过RAPD技术进行分子系统学研究,聚类结果并未
将甜柿和涩柿区分开。利用同工酶技术进行鉴定分
类,尽管可以鉴定出大部分品种,但有些品种群谱带
类型完全一致,不能用于区分品种[13-14]。利用柿组
培苗生长特性进行柿品种分类[15]以及柿种皮种纹
形态特征分类[16],尽管开创了柿品种分类的新方
法,但都仅从一个或少数几个性状进行分类,准确性
不高,未能从本质上反映柿分类的需求。同样数量
分类也受试验材料、试验条件、观察者本身主观性的
局限,有自身不可避免的缺点,但其研究成本较低、
简单易行、理论方法可靠,是近年来植物分类中常用
的手段之一。由于传统形态学分类已为人们普遍接
受和使用,数量分类研究需要结合传统分类方案[17]
和实际应用方便程度进行分类标准的确定。Q聚类
分析时,当以阈值λ=135划分时,各类群基本上按
照果实性状聚在一起,这与以果实性状进行分类的
传统柿分类相一致;而除金枣柿系列外,其它所有柿
品种叶片、枝条、种子等性状在分类上并未表现明显
的规律性。分析其原因,除去金枣柿可能作为柿属
植物的一个新种外,其它柿品种在长期的自然进化
和以果实为目标的人为栽培驯化过程中,为适应环
境因素和人为选择双重压力,果实性状发生了千差
万别的变化,从而产生品种上的差异;而叶片、枝条
等非果实性状在进化过程中所受自然和人为干扰因
素相对较小,因此相对果实性状产生较显著差异的
可能性较小,从叶形指数变异系数011和果形指数
变异系数022可以说明这一点。R聚类分析发现:
大多数果实性状较明显聚为一类,而叶片、枝条、种
子性状在各类群中都有交叉分布,Q聚类分析较符
合R聚类分析的结果,其中一类推测可能与柿营养
生长相关,为了更好地解释这种原因,还需增加一些
生理指标。另外,数量分类研究还有待结合柿品种
果实品质指标的测定,如柿水分含量、含糖量、淀粉
含量、粗纤维含量、单宁含量等;同时还需要利用分
子标记技术从遗传物质上进行分子系统学分类,建
立科学完善的柿分类系统,以便于筛选优良的柿品
种资源。
本研究也鉴定出一些同物异名的农家柿,如德
清2‘铜盆柿’和杭州1‘扁花柿’聚在一起,通过实
际观察和浙江省现有柿资料可以认定德清2‘铜盆
柿’应该是‘扁花柿’;而同名异物的现象则比较严
重,长果型柿在农家土名中通常叫做‘牛奶柿’、‘牛
心柿’、‘长柿’等,诸如此类还有‘方柿’、‘扁花柿’
等。本研究中,经数量化聚类及表型性状观察比较,
发现方柿品种安吉1、余杭3和临安4聚在一起,且
对比观察也非常相似,由于这3个地区均处于杭嘉
湖地区,地域上毗邻,因此可以推测上述3个品种起
源相同,为同一品种;而德清3‘方柿’在果形上更扁
一些,另外浦江2‘扁花柿’与德清3‘方柿’聚在一
起,经实际观察两者为同一个品种;莲都2‘方柿’应
该是名称有误,在聚类上与上述‘方柿’距离较远,
果形上为卵形,更接近‘牛心柿’之类品种。4个‘牛
奶柿’品种龙游3、松阳5、衢江4和淳安1聚在一
起,前两个品种无核或少核,其中龙游3果形比松阳
5更长,萼片半直立,松阳5平均单果质量比龙游3
大20g,萼片直立;后两者多核,种子数6 8个,经
对比观察衢江4和淳安1为同一品种;永康4‘牛奶
柿’完全无核,果顶较平圆,单果质量在所有‘牛奶
柿’品种中最大,果实髓空,而安吉4‘牛奶柿’在聚
类上与其它所有‘牛奶柿’距离远,表型性状差异较
68
第1期 赵献民等:浙江省农家柿品种数量分类研究
大。通过观察和分析,初步解决了农家柿品种同名
异物和同物异名的问题,最终这76份农家柿品种实
际品种数量为68份;但本研究仅侧重从表型性状进
行初步观测和分析,如何对这些同物异名和同名异
物农家柿品种进行更加科学合理的鉴定和分类,还
需借助生物化学和分子技术进行研究和探索。
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