基于表型性狀的湖北省蘿卜資源的遺傳多樣性分析

鄧曉輝 崔磊 甘彩霞 於校青 董俊明 焦春海

摘要：以從湖北省搜集的59份蘿卜（Rarhanus sativus L.）種質資源為試材，連續3年對19個表型性狀進行了鑒定，采用相關系數和聚類分析等多元統計方法，研究了蘿卜資源的遺傳多樣性，以期為有效利用該批蘿卜種質資源提供參考依據。結果表明，肉質根地上部皮色、地下部皮色、根形、單根重和小裂片對數存在豐富變異;各性狀之間的相關系數中達到極顯著水平的有16對性狀，表明大部分表型性狀間具有內在聯系;聚類分析結果顯示將參試材料分為3大組群。

關鍵詞：蘿卜（Rarhanus sativus L.）;表型性狀;多元統計分析;多樣性

中圖分類號：S631.1? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）24-0104-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.24.029? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： To evaluate 59 accessions of radish from Hubei province， 19 phenotypic traits had been evaluated in the experiment field for three years. The data were analyzed by correlation analysis， and cluster analysis to study the genetic diversity， in order to provide the theoretical guidance in purposely utilizing the radish germplasm resources. The results showed that there wert abundant variations in the exterior color above-ground fleshy root， exterior color under-ground fleshy root， fleshy root shape， fleshy root weight and number of small lobed leaves， there were correlation coefficients between 16 traits reaching very significant level， which indicated that the most phenotypic traits were intrinsically linked. The 59 radish resources could be classified into 3 groups.

Key words： radish （Rarhanus sativus L.）; phenotypic traits; multivariate statistical analysis; diversity

蘿卜（Raphanus sativus L.）屬十字花科蘿卜屬，為常異花授粉植物。中國蘿卜種質資源極為豐富，至2000年國家種質資源庫長期保存的蘿卜資源達1 996份;中國蘿卜栽培歷史悠久，已有2 700年以上的栽培歷史[1]。豐富的蘿卜種質資源是蘿卜種質創新、遺傳改良和品種選育的基礎，資源評價是種質資源有效利用的前提。深入鑒定評價和合理利用蘿卜種質資源對開展蘿卜育種工作至關重要。因此，開展蘿卜種質資源的鑒定與評價，掌握蘿卜各表型之間的相互關系及其關聯程度，對蘿卜遺傳育種及其相關工作具有重要的指導意義。

表型性狀是指通過肉眼直接觀察得到的、直觀的、特定的外部性狀，如植物學性狀、抗病性、商品性等。由于表型性狀具有直觀、易得的特點，基于表型性狀的資源評價也成為資源評價中最經典的方法，廣泛應用于核心種質構建和資源分類中[2，3]。種質資源的評價中，資源遺傳多樣性分析對于研究物種演化過程和進化潛能、了解群體遺傳結構及多態性有重要價值，并為物種起源研究、親本選配、品種分類及保護等提供依據。蘿卜新品種選育以雜交種為主，對蘿卜種質資源的遺傳多樣性進行準確、合理的評價，可以提高親本的選配效果，有效減少選配雜交組合的盲目性。

在利用表型性狀評價蘿卜種質資源研究方面，孔秋生[4]用10個形態標記對56份蘿卜種質進行了分類研究;王夏等[5]利用10個形態學標記進行聚類分析，對68份蘿卜種質進行了遺傳多樣性的初步研究;張素君等[6]用19個表型性狀對52份蘿卜種質資源進行了遺傳多樣性分析。本研究擬用19個表型性狀，對收集的湖北省59份地方資源進行鑒定評價分析，以期為合理充分利用該批資源奠定基礎。

1? 材料與方法

1.1? 材料

供試材料59份，是第三次全國農業資源普查期間從湖北省21縣市征集或收集的地方蘿卜資源，均為地方品種，各材料編號見表1。

1.2? 方法

試驗于2015—2017年在湖北省農業科學院蔬菜試驗基地進行。試驗地土壤肥力中等，采用露地栽培模式，肥水管理與生產相同。每年9月上旬播種，11月收獲。每年每份材料種植40株，隨機排列，株行距為17 cm×25 cm，每份材料調查10株。數據調查者為同一人，性狀調查項參照文獻[7]。共調查蘿卜的19個植物學性狀，這些性狀被劃分為兩類，第一類為質量性狀，第二類為數量性狀，具體性狀及其描述見表2。試驗設置3次重復，每次重復為1年數據，供分析數據為3年平均值。

應用SPSS 19.0軟件計算質量性狀統計各組的分布頻率和變異系數;計算數量性狀統計最小值、最大值，計算平均值、變異幅度、變異系數、標準差。通過SAS 6.0軟件進行數據標準化整理，根據類平均法編寫程序進行聚類分析。

2? 結果與分析

2.1? 蘿卜種質資源性狀的分布頻率及變異系數

2.1.1? 質量性狀的分布頻率及變異系數? 蘿卜種質資源10個質量性狀的遺傳變異情況見表3。從表3可以看出，葉型以花葉為主，分布頻率為88.1%;葉裂刻以全裂為主，分布頻率為61.0%;葉色以淺綠為主，分布頻率為40.7%;葉柄色以綠色為主，分布頻率為45.8%;內質根入土深度以3/4為主，分布頻率為45.8%;肉質根根形以短圓錐為主，分布頻率為37.3%;肉質根基部形狀以圓為主，分布頻率為28.8%;肉質根地上部皮色以紅色為主，分布頻率為27.1%;肉質根地下部皮色以白色為主，分布頻率為66.1%;肉質根肉色以白色為主，分布頻率為89.8%;10個質量性狀中，肉質根地下部皮色、肉質根根形和肉質根地上部皮色的變異系數較高，其中肉質根地下部皮色變異系數達到84.25%，說明上述3個性狀存在相對豐富的變異;葉型和肉質根肉色的變異系數較低，說明這2個性狀具有穩定的遺傳特征。

2.1.2? 數量性狀的分布頻率及變異系數? 從表4可以看出，變異系數的平均值為31.43%。其中，單根重和小裂片對數的變異系數均超過50%，說明這兩個性狀存在著豐富的變異;葉長、株高、株幅、肉質根粗和葉寬的變異系數較小，說明上述幾個性狀具有較穩定的遺傳特性。

2.2? 基于數量性狀的相關性分析

對株幅、株高、葉片數、小裂片對數等9個數量表型性狀進行相關性分析，結果見表5。由表5可知，葉長與株高、株幅、葉片數、小裂片對數和葉寬都呈現極顯著的正相關，說明蘿卜的葉長對蘿卜的營養生長起著非常重要的作用;葉寬與產品器官肉質根長、肉質根粗和肉質根單根重相關性不顯著，說明葉寬與產品器官及產量的關系不大;株高、株幅、葉片數、小裂片對數、葉長與肉質根單根重相關性呈現極顯著或顯著，說明地上部分生長旺盛為營養向貯藏器官輸送奠定物質基礎，促進肉質膨大，營養物質貯存增多，重量增加。肉質根長和肉質根粗與肉質根單根重相關性呈現極顯著，肉質根重量增加表現在根粗和根長2個方面的增長。

2.3? 基于質量性狀和數量性狀的蘿卜種質資源的聚類分析

利用整合的質量性狀和數量性狀的表型數據，應用類平均法對59份蘿卜品種資源進行表型性狀的聚類分析。結果（圖1）表明，A1類蘿卜主要表現為植株高、株幅大，營養生長旺盛，其中81%的品種分布在湖北省的東北方，少數品種分布在北部和南部。

A2類蘿卜的株高普遍偏低，株幅普遍偏小，地上部分偏小，其主要生長范圍由湖北省中部到東北部，分布范圍較廣。

B類蘿卜植株高大，與A1類較為類似，該類蘿卜遍布湖北省邊緣城市，極少數分布在中部，可能為外省傳入。

3? 小結與討論

本研究選取了湖北省21個縣市的59份蘿卜種質資源，對蘿卜營養生長階段的19個性狀進行了調查和統計分析，明確了種質間各性狀的相關性表現，利用聚類分析對各種質進行了分類，為這些蘿卜種質資源的創新和利用，以及遺傳改良提供了理論依據。但由于表型性狀受環境條件影響較大，本研究僅選取了營養生長階段的部分性狀開展研究，因此具有較強的局限性。為了全面深入了解這些蘿卜資源，還需要進一步對生殖性狀、品質、抗病性進行調查鑒定，另外增加分子水平層面的研究，以便更加全面、準確地對這些蘿卜種質資源進行客觀評價。

參考文獻：

[1] 汪隆植，何啟偉.中國蘿卜[M].北京：科學技術文獻出版社，2005.

[2] 李? 寧，姚明華，焦春海，等.亞洲及非洲茄子種質資源主要農藝性狀的遺傳多樣性分析[J].湖北農業科學，2014，53（23）：5769-5774.

[3] 李國強，李錫香，沈? 鏑，等.基于形態數據的大白菜核心種質構建方法的研究[J].園藝學報，2008，35（12）：1759-1766.

[4] 孔秋生.蘿卜種質資源遺傳多樣性和親緣關系的研究[D].武漢：華中農業大學，2003.

[5] 王? 夏，孫菲菲，王? 強.蘿卜種質資源的遺傳多樣性與聚類分析[J].江西農業學報，2013，25（9）：37-40.

[6] 張素君，李興河，劉存敬，等.基于表型性狀的蘿卜資源遺傳多樣性分析[J].北方園藝，2018，42（8）：14-23.

[7] 李錫香，沈? 鏑.蘿卜種質資源描述規范和數據標準[M].北京：中國農業出版社，2008.