39個菠菜品種在上海地區的適應性評價

蔡曉鋒 彭楓 徐晨曦 王小麗 葛晨輝 王全華

摘? ? 要：為了篩選適宜上海地區的優良菠菜品種，為菠菜品種推廣提供科學依據，以39個來自不同地區的菠菜品種為材料，在上海地區大棚內進行品種適應性試驗，對參試菠菜的10個數量性狀和13個質量性狀進行變異水平評價、主成分分析。結果表明，供試材料具有豐富的遺傳多樣性，數量性狀的變異系數為11.4%～42.8%，遺傳多樣性指數（H′）為1.81～2.01;前6個主成分的累計貢獻率為76.97%，包含了全部指標的大部分信息。聚類分析將供試菠菜分成6個類群。根據植物學性狀、抗性、產量性狀、等權關聯度分析及口感評價分析，抗病全能王、滬菠6號、圓寶、山東菠菜和滬菠5號產量高、口感好、抗性強，有較高推廣價值。

關鍵詞：菠菜;植物學性狀;產量;品種

中圖分類號：S636.1 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2021）05-087-06

Adaptability evaluation of 39 spinach cultivars in Shanghai

CAI Xiaofeng1， 2， PENG Feng1， XU Chenxi1， WANG Xiaoli1， GE Chenhui1， WANG Quanhua1

（1. Shanghai Engineering Reasearch Center of Plant Germplasm Resources/Collaborative Innovation Center for Plant Germplasm Resources Development/College of Life Sciences， Shanghai Normal University， Shanghai 200234， China; 2. Ningxia Zhongqing Agricultural Science and Technology Co.， Ltd.， Yinchuan 750002， Ningxia， China）

Abstract： In order to select suitable spinach varieties with good comprehensive performance in Shanghai， and provide a scientific basis for the promotion of excellent spinach varieties， 39 spinach varieties from different regions were used as materials in this research， and species comparison experiments was conducted in Shanghai. The variation level and principal component analysis of 10 quantitative and 13 qualitative traits of spinach were investigated. The results showed that the test materials were found rich genetic diversity， the coefficient of variation of quantitative traits was 11.4%-42.8%， and the Shannon-Wiener （H '） was 1.81-2.01. The cumulative contribution rate of the first six principal components was 76.97%， which contained most information of all indexes. The experimental spinach varieties were divided into 6 groups by cluster analysis. According to the analysis of botanical traits， resistance， yield traits， equal-weight correlation and taste evaluation， the Kangbing Quanneng Wang， Hubo No. 6， Yuanbao， Shandong Bocai and Hubo No. 5 were exhibited high yield， good taste， strong resistance and high promotion value.

Key words： Spinach; Botanical characters; Yield; Cultivar

菠菜（Spinacia oleracea L.）屬于莧科藜亞科菠菜屬植物[1]，是以綠葉為主要產品器官的一、二年生草本植物。菠菜具有很高的營養價值，富含類胡蘿卜素、葉黃素以及多種維生素，還含有豐富的鈣、鐵、磷、鉀和鈉等礦物質元素[2]。同時又有研究表明菠菜是營養比較全面的蔬菜種類之一，具有降脂、降糖、抗氧化、抗癌、增強體力、護理皮膚，改善視力，調節血壓，預防年齡相關性黃斑變性和血友病等作用[3-4]。

菠菜由于適應性較強、栽培方式多樣，可以實現周年供應，作為鮮食和加工品種在各國普遍種植，為我國分布最廣泛、群眾食用最普遍的蔬菜之一[5]。目前，針對國內菠菜種質資源的收集和評價已有大量報道，并篩選出適宜于當地環境條件栽培的菠菜品種[6-10]，但這些研究主要以評價植物學性狀、產量、品質指標和田間抗病性為主，缺乏對其口感指標的評價，并且評價分析的菠菜品種材料較少，評價方法比較片面，僅通過對上述指標的比較篩選所需的菠菜品種。

上海屬亞熱帶季風性氣候區，四季分明，日照充分，雨量充沛，氣候溫和濕潤，春秋較短，冬夏較長。菠菜具有較好的耐寒性，是補充上海市蔬菜市場淡季的主要綠葉菜品種之一，因此上海市對菠菜的需求量極大[11]。然而當地優良的菠菜品種匱乏，市面上菠菜品種品質良莠不齊，因此通過引進篩選適合當地種植的菠菜品種，為后續加大適宜于當地種植的優良菠菜品種的篩選及審定奠定基礎。

筆者在本研究中對39份來自不同地區的菠菜品種進行試種比較，結合植物學性狀評價、等權關聯度分析及口感評價，篩選出適應上海地區種植、產量性狀綜合表現優良的菠菜品種，為上海地區優異菠菜品種的推廣及選育提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

39個供試品種包括7個山東品種，3個香港品種，2份廣東品種，2個河南品種，1個北京品種，1個河北品種，1個內蒙古品種，1個甘肅品種，8個上海品種，以及13個國外引進品種，見表1。

1.2 方法

試驗于2019年4—5月在安食尚基地大棚內進行，小區面積6 m2，4月12日播種，條播，播種量50 g，土壤類型為壤土，肥力中等，常規田間管理。

1.3 測定指標及方法

5月10日進行植物學性狀調查，霜霉病及抽薹調查時間為5 月15日。每個品種隨機調查5株，記錄菠菜的23項主要形態性狀。目測質量性狀，采用具體的測量方法測量數量性狀[12]。觀測標準參照《菠菜種質資源描述規范和數據標準》[13]。

13個質量性狀：按株型、葉片挺直度、葉形、葉尖、葉基、葉面褶皺、葉光澤、葉色、葉柄色、葉裂刻、葉裂對數、霜霉病抗性、抽薹性等13個質量性狀進行描述分級。

10個數量性狀：按單株葉數、株高、株幅、葉片長、葉片寬、葉柄長、葉柄寬、葉綠素含量（SPAD502手持式葉綠素測量儀）、單株質量、小區產量等10個數量性狀進行調查統計。

1.4 數據分析

采用 Excel 2019 對數據進行統計，并計算各質量性狀類型分布頻率和遺傳多樣性指數以及各數量性狀的最小值、最大值、平均值、標準差、變異系數和多樣性指數[將所有材料的每個性狀利用數據的平均值和標準差進行10個等級的劃分，每0.5σ為一級，σ為標準差，計算Shannon-Wiener多樣性指數（H′）]，計算公式為：遺傳多樣性指數 H′=-Σpi×lnpi，其中pi為某一性狀第i級別內材料份數占總份數的百分比，ln 為自然對數。

采用SPSS 20.0軟件進行主成分分析和方差分析，基于菠菜23個表型性狀，采用系統聚類組間聚合的方法對39份菠菜種質資源進行聚類，采用平方歐式距離得到近似矩陣。

對39個菠菜品種的產量、各植物學性狀進行等權關聯度分析及口感評價（清水煮熟后品嘗評價），綜合評價各個菠菜品種。

2 結果與分析

2.1 不同菠菜品種植物學性狀比較

2.1.1 不同菠菜品種質量性狀比較 由表2可以看出，13個質量性狀在供試的39個品種中共檢測到34個變異類型，平均每個性狀的變異類型為2.62個，各個性狀的變異類型頻率分布不相同。其中葉形和葉色變異類型最多，均為4個變異類型。

Shannon-Wiener多樣性指數（H′）變化為0.12～1.17，其中葉色的多樣性指數最高，為 1.17;葉基和霜霉病的多樣性指數最小，均為0.12。在13個質量性狀中，株型以半直立為主，占全部菠菜品種的76.92%，直立型僅占2.56%;葉片挺直度以挺直為主，占全部菠菜品種的89.74%;葉形以橢圓形為主，占全部菠菜品種的84.62%，卵形和戟形葉分別僅占2.56%和5.13%;葉尖性狀為銳尖及尖的數量分別占了17.95%和69.23%;葉基形態以凸型為主，僅有1個菠菜品種為凹型葉基;葉面褶皺程度以微皺和平滑居多，分別占全部菠菜品種的56.41%和41.03%，皺葉僅占2.56%;葉色以綠為主，占菠菜品種比例達53.85%，深綠色占比最少，為10.26%;葉柄色中淺綠葉柄與綠葉柄分別占全部菠菜品種的41.03%和58.97%;89.74%的菠菜品種無葉裂刻;84.62%的菠菜品種抗霜霉病;74.36%的菠菜品種耐抽薹。

2.1.2 不同菠菜品種數量性狀比較 由表3可以看出，對39個菠菜品種的10個數量性狀統計分析表明，各數量性狀的變異系數為11.40%～42.84%，平均為22.53%，遺傳多樣性指數（H′）為1.81～2.01，多樣性豐富。

小區產量的變異系數最大，為42.84%;單株葉數的變異系數最小，為11.40%;葉柄長的遺傳多樣性指數H′最高，為2.01;葉柄寬的H′最低，為1.81。

綜合各數量性狀的極差和變異系數，這10個數量性狀之間存在明顯的遺傳差異，供試的39個品種具有豐富的遺傳多樣性，是重要的種質資源。

2.2 不同菠菜品種主成分分析

由表4可以看出，前6個主成分的累計貢獻率為76.97%，包含了全部指標的大部分信息。

第1主成分特征值4.82，貢獻率為22.97%，其中株高、葉片長和葉柄長3個指標作用最大，其特征向量均在0.35以上;第2主成分的特征值為3.42，貢獻率為16.30%，主要性狀為葉柄色（0.43）、葉色（0.42）、葉光澤（0.38）;第3主成分的特征值為3.14，貢獻率為14.95%，主要性狀是株型（0.40）和葉片寬（0.41）;第4主成分的特征值為2.42，貢獻率為11.54%，主要性狀為葉裂刻（0.57）和葉裂刻對數（0.57）;第5、第6主成分特征值分別為1.29和1.07，方差貢獻率分別為6.13%和5.09%，分別主要反映的指標是葉形（0.49）、葉尖（-0.41）和葉片挺直度（0.58）。

2.3 不同菠菜品種的聚類分析

由圖1可以看出，對13個測定指標進行聚類分析，將39個菠菜品種分為6大類群，不同組群菠菜品種的表型性狀具有一定差異。

第1組群包含3個品種，主要特點：株型半直立，葉片挺直，葉片橢圓形，葉面光滑，葉尖圓尖，葉基凸，葉色淺綠色，無裂刻，長勢強，不抗霜霉病，不耐抽薹;平均單株質量9.5 g。

第2組群包含5個品種，主要特點：株型半直立，葉片挺直，葉片橢圓形，葉面光滑，葉尖圓尖，葉基凸，葉色淺綠色或綠色，無裂刻，長勢較強，抗霜霉病，不耐抽薹;平均單株質量13.1 g。

第3組群包含8個品種，主要特點：株型半直立或開展，葉片挺直，葉片圓尖葉，葉面微皺，葉尖圓尖，葉基凸，葉色綠色，無裂刻，長勢中，抗霜霉病，耐抽薹;平均單株質量10.7 g。

第4組群包含7個品種，主要特征：株型半直立，葉片挺直，葉片橢圓形，葉面微皺，葉尖圓尖，葉基凸，葉色綠色，無裂刻，長勢強，少數不抗霜霉病，不耐抽薹;平均單株質量16.4 g。

第5組群最多（12個品種），占供試品種的30.77%，主要特點：株型半直立，葉片挺直，葉片橢圓形，葉面微皺，有光澤，葉尖圓尖，葉基凸，葉色綠色，無裂刻，長勢較強，抗霜霉病，耐抽薹;平均單株質量13.8 g。

第6組群包含4個品種，主要特點：株型半直立或開展，葉片挺直，葉片橢圓形，葉面微皺，葉尖圓尖，葉基凸，葉色深綠色，無裂刻，長勢中等，抗霜霉病，耐抽薹;平均單株質量8.2 g。

2.4 不同菠菜品種的等權關聯度分析及口感評價

由表5可以看出，根據植物學性狀、抗性、產量性狀、等權關聯度分析及口感評價分析結果，綠野平均產量最高，達3 969.6 kg·667 m-2，抗病全能王次之，昌邑3的產量最低，僅291.8 kg·667 m-2;等權關聯度分析表明，綠野、抗病全能王、綠鳳凰二號排前三位，等權關聯度分別為0.80、0.75、0.72，等權關聯度最低的為昌邑3。

綜合分析表明，抗病全能王、滬菠6號、圓寶、山東菠菜和滬菠5號等有較高推廣價值。

3 討論與結論

菠菜選育的重要指標包括產量和品質，產量指標的構成因素主要包括株高、株幅、葉片大小、單株葉數以及單株質量等;品質性狀包括商品品質性狀，例如葉色、葉形等，以及營養品質性狀，例如草酸含量、維生素C含量等[14]。目前，已有學者利用植物學性狀對菠菜種質資源進行分類。吳婭妮等[15]將33份菠菜種質依據植物學性狀分為2大類群，進一步分為6個組群，各組群具有一定的形態學特征。姚遠等[16]對來源不同的40份菠菜種質資源進行形態性狀調查及分析，將其分為4個亞類群，通過聚類分析又將4個亞類分成兩類。

本研究中對39個菠菜品種的13個植物學性狀進行聚類分析，將其分為6類：第1類僅含3個品種，其中1份來自上海，2份來自山東，綜合表現居中，各植物學性狀表現均不突出，葉色較淺，長勢強但不抗霜霉病，不耐抽薹;第2類群5個品種，來源于山東、香港及國外的荷蘭和日本，葉片大，整體表現較好，植物學性狀表現較好，商品性良好，長勢較強，抗霜霉病但不耐抽薹;第3類群包含8個品種，來源包括上海、甘肅及國外的日本等不同地區，葉面微皺，長勢中，抗霜霉病，耐抽薹，產量較低;第4類群包含7個品種，長勢強，產量高，綜合表現最好，具有極高的商品價值;第5類群占大多數（12個品種），大多數來自上海及國外的丹麥等地區，長勢較強，抗霜霉病，耐抽薹，產量較高，商品性良好;第6類群包含4個品種，分別來源于丹麥和荷蘭，葉色深綠，長勢中，抗霜霉病，耐抽薹，但產量低，商品性一般。本研究中歸于一類的品種來自不同地區，而來自同一地區的品種并未被歸于一類，表明品種之間的遺傳差異性與地區之間并沒有相關性，推測聚類分析結果是由于菠菜植物學性狀表型受內部遺傳與外界環境共同調節的影響[17-18]。

主成分分析法可以通過降維的方式將作物多個復雜性狀指標轉化為少數幾個綜合指標，從而去除冗余信息，簡化評價和篩選資源時的程序，又可反映85%以上的性狀信息，進而為菠菜材料綜合評價提供了參考[19]。主成分的特征值和貢獻率是選擇主成分的依據，以特征值大于1為標準提取成分[20]。筆者將21個指標轉化為6個主成分，能代表絕大部分遺傳信息。根據貢獻率特征值的大小從主成分中所選擇的株高、葉片長、葉柄長、葉色、株型、葉片寬、葉形/葉裂刻和單株質量等性狀是造成菠菜種質資源表型差異和影響產量的重要因素，可視為今后菠菜創新育種中進行種質資源評價和親本選擇的主要形態指標，與吳婭妮等[15]、姚遠等[16]的研究結果類似。

等權關聯度分析法是一種簡便有效的分析方法，尤其在作物品種的綜合評判中得到廣泛應用[21]。筆者以39個菠菜品種23個性狀進行等權關聯度分析，發現綠野在參試品種中表現最優，其次是抗病全能王、綠鳳凰二號。

綜上所述，對在上海地區溫室種植的39個菠菜品種的多種性狀指標分析表明，抗病全能王、滬菠6號、圓寶、山東菠菜和滬菠5號等具有明顯優勢，株型大，產量高，口感好，有較高推廣價值。

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