不同北美海棠花形態特征比較及其品種識別

李　融，楊靜慧，李　珍，周　強，劉艷軍，秦艷筠

（天津農學院 園藝園林學院，天津 300384）

不同北美海棠花形態特征比較及其品種識別

李融，楊靜慧，李珍，周強，劉艷軍，秦艷筠

（天津農學院 園藝園林學院，天津 300384）

為了區別北美海棠品種，以冬紅、絢麗、舞美、凱爾斯、亞當、喜洋洋、王族和紅寶石等8個品種花朵為試材，隨機取樣，通過調查各品種花瓣的顏色、花梗的長度、花徑的大小、雄蕊、雌蕊以及花瓣、萼片的數量等形態特性，最后通過聚類分析，對北美海棠品種進行了分類。結果顯示：根據花瓣色度可將其分為白色（冬紅）、粉紅色（凱爾斯、亞當、喜洋洋、舞美）和紫色等3類（絢麗、王族、紅寶石）；各品種的花梗長度為2.02～4.66 cm，花梗最長的是王族，最短的是凱爾斯；其花徑大小依次為：亞當>王族>凱爾斯>冬紅>喜洋洋>絢麗>舞美>紅寶石；各品種的雌、雄蕊數量分別為15~25個、 5個；其花瓣為凱爾斯最多，為7.7個，王族5~8個，其余 5個；各品種的萼片以凱爾斯萼片數最多，為9個，其余均為5個。根據花器官相似距離綜合聚類為六類，第一類為凱爾斯，第二類為舞美，第三類為王族，第四類為亞當，第五類為冬紅，第六類為絢麗、紅寶石和喜洋洋。

北美海棠；品種；花；形態特征

海棠在園林植物配景配置中應用較為廣泛，其中北美海棠是近幾年來北方園林造景中不可缺少的一類[1]。北美海棠主要是美國和加拿大的植物學家通過引種和雜交育種選育出的[2-3]，至今已經培育出了數以千個品種。它們適應性強，在鹽堿土壤上長勢旺盛，抗旱、抗鹽堿，且觀賞價值較高，已在天津地區廣泛栽培[4]。近些年來，我國陸續引進了約一百多種北美海棠品種，如“王族”、“白茶”、“冬紅果”、“粉屋頂”、“喜洋洋”、“高原之火”等[4-5]。許多學者對引進的北美海棠品種的生長、發育特性進行了研究[6-7]。但是，對這些海棠的形態特征介紹較少，這給這些海棠的識別、應用、分類等帶來了很大的不便。閆淑芳、馮樹香等[8]按照果實色度對11個北美海棠品種進行了分類，但未見依據北美海棠花的形態特征——這個主要觀賞器官和分類學上的主要識別器官對其品種進行分類的報道。

本研究通過8個北美海棠品種的花器官的形態特征分析，通過花瓣、花徑、花梗、雄蕊、雌蕊和花萼的比較，對北美海棠品種進行了分類，旨在更方便、快速、準確地區分海棠品種，為北美海棠在景觀中的合理配置提供依據。

1　材料和方法

1.1材料

花朵于2016年4月中旬采自靜海縣遠大集團苗圃（地點為靜臺路和千米路交叉口向南1 200 m）。共計8個品種：冬紅、絢麗、王族、舞美、亞當、喜洋洋、紅寶石和凱爾斯。

1.2方法

所有海棠供試品種南北向栽植，株行距4 m×5 m，每品種栽植10行，每行20株。各品種隨機選擇5株長勢一致的植株為樣株（單株重復，重復5次），采集中部、外側盛開的花朵，20朵/株，每個品種取了100朵花。花朵采集后放入保鮮盒中，帶回實驗室，立即測定。用Nikon SMZ2體視顯微鏡觀察其花的形態，每個品種取5朵花進行觀測，重復3次。用柯尼卡美能達分光光度計CM-5進行色度測量[9]，分析花瓣的明度（L），紅綠色飽和度（a）和黃藍飽和度（b）。在每個花瓣上隨機取1個點進行測量，每個品種重復10次。測量結果用CIELab表色系統進行色度分析。用游標卡尺測量花梗和花徑大小，每個品種取10朵花，重復3次。用Excel和SPSS19.0對這8個品種進行數據分析和聚類分析[10-12]。

2　結果與分析

2.18個海棠品種花瓣色度分析

根據花瓣顏色將8個品種分為3類，即白色類（冬紅）、粉紅色類（凱爾斯、亞當、喜洋洋、舞美）和紫色類（絢麗、王族、紅寶石）。

由圖1可以看出，粉色類北美海棠L值存在明顯差異，最高的是亞當，其次是喜洋洋、凱爾斯，舞美最低。這說明亞當花瓣最亮，其次是喜洋洋、凱爾斯，舞美花瓣最暗。不同品種的a值相差不大。

圖1　粉紅色類花瓣L值和a值

由圖2可以看出，紫紅色類北美海棠L值差異也較大，a值較為接近。其中L值最高的是絢麗，其次是王族，紅寶石L值最低。這說明絢麗花瓣最亮，其次是王族，紅寶石最暗。

圖2　紫紅色類花瓣L值和a值

總之，通過花瓣的顏色可以準確地分辨出白色的冬紅、亮粉色的亞當、暗粉色的舞美以及亮紫紅色的絢麗和暗紫紅色的紅寶石，但是這種識別方法很有限，對于同為粉紅色類的喜洋洋、凱爾斯和同為紫紅色類的王族就很難再進一步確認了。因此，還需要用其他的花器官結構來進一步辨別。

2.28個海棠品種花梗和花徑長度比較

從圖3中可以看出，花梗長度最長的是王族，為5 cm，其余依次為喜洋洋、絢麗、紅寶石、冬紅、亞當、舞美，最短的是凱爾斯，僅2 cm；花直徑最大的是亞當，為4.2 cm，其余依次是王族、凱爾斯、冬紅、喜洋洋、絢麗、舞美，紅寶石花最小，為2.32 cm。在這8個品種中，除了亞當和凱爾斯花徑數值比花梗數值長，其他6種北美海棠均是花梗長的其花徑也大。

圖3　8個海棠品種的花梗和花徑長度

2.38個海棠品種的雄蕊與雌蕊數分析

從圖4中可以看出，不同品種北美海棠間雄蕊數差異較大，其中最多的是冬紅，為24.4個，其余依次是凱爾斯、王族、絢麗、紅寶石、亞當、喜洋洋，雄蕊數最少的是舞美，為15.9個；雌蕊數量差別不大，其中雌蕊數最多的是凱爾斯，為6.4個，其余依次是王族、冬紅、紅寶石、舞美、絢麗和喜洋洋，最少的是亞當，為4.2個。

圖4　8個品種海棠雄蕊與雌蕊個數柱狀分析圖

2.48個海棠品種的花瓣和萼片數分析

從圖5中可以看出，海棠中花瓣數最多的是凱爾斯，平均值為7.7，第2是王族，平均值為7.4，其余6個海棠品種的花瓣數均為5。凱爾斯為重瓣花，王族花瓣數為5～8個。萼片中只有凱爾斯的萼片數最多，為8～10之間，其余海棠萼片數均為5個。因此，通過花瓣和萼片，可以辨別出凱爾斯和王族兩個品種。

圖5　8個海棠品種花瓣和萼片數

2.5聚類分析

綜合以上指標對8種海棠花器官形態進行聚類分析，如圖6。

圖6　8個海棠品種聚類樹狀圖

依據圖6，根據8個海棠品種的花器官形態相似距離，將其分為5類。凱爾斯為第1類，相似距離與其他品種最遠，形態結構上最為獨特。凱爾斯是重瓣花，因此，其花瓣數、萼片數以及雌蕊數最多，花梗最短，其花徑約是花梗的一倍，與其他品種的花器形態差異最大。其次是舞美，為第2類，其花梗和花徑大小比較接近，花梗比花徑長，具有雄蕊數最少的特性。再次是王族，為第3類，其花瓣數為5~8個，這一點不同于其他品種。亞當為第4類，其特點是花梗與花徑長度接近，但花徑比花梗長，其花徑是這8種北美海棠中最大的。第5類為冬紅，其是8個品種中唯一的白色花且雄蕊數最多。其余3種北美海棠（絢麗、喜洋洋和紅寶石）親緣關系比較近，為單獨一類，如它們具有雌蕊數和花梗長度比較接近的特點。

[1]張迎新，豐緒霞，劉濱輝，等.4種海棠植物花的形態特征研究[J].防護林科技，2013（2）：20-22.

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[4]姜永峰，唐世勇，邢英麗，等.北美海棠品種及在北方園林景觀中的應用[J].林木花卉，2014（10）：277-278.

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[7]陶艷萍.觀賞海棠喜洋洋苗木培育技術[J]. 山東林業科技，2009，182（3）：121-122.

[8]閆淑芳，馮樹香.基于北美海棠果實顏色特征的品種分類及呈色研究[J].經濟林研究，2016，34：19-32.

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[10]公麗艷，孟憲軍.基于主成分與聚類分析的蘋果加工品質評價[J]. 農業工程學報, 2014，30（13）：276-285.

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[12]張煜炯，彭昕，吉慶勇，等.聚類分析和主成分分析法研究三葉青氯仿部位HPLC指紋圖譜[J].中成藥，2016，38：607-612.

S661.4

A

1002-0659（2016）05-0007-03

2016-04-28

天津市農委項目“彩葉樹優良品種繁殖、栽培技術示范與推廣”（201502100）；天津市科技成果轉化及產業化推進計劃項目“優質彩葉北美海棠新品種種苗的規模化繁育”（14ZXNZNC0040）

主要作者簡介：李融（1994-），女，在讀本科生，主要從事觀賞果樹技術研究。E-mail:951387854 @qq.com

簡介：楊靜慧（1961-），女，教授，博士，主要從事園藝植物栽培、抗逆生理和分子育種研究。