27份加工型番茄種質(zhì)資源的聚類分析

李永清 邱胤暉 曾紹貴

摘要 [目的]研究加工型番茄種質(zhì)資源的遺傳多樣性和親緣關(guān)系，為選育加工型番茄新品種提供參考。[方法]以不同來源的27份加工型番茄為材料，測定其株高、葉長、葉寬、果長、果寬、單株果數(shù)、單果重、可溶性固形物8個性狀，并進(jìn)行聚類分析。[結(jié)果]8個性狀變異系數(shù)在10.55%～24.58%，最大的是葉長24.58%，其次是可溶性固形物，為21.55%，最小的是單果重，為10.55%。27份材料通過聚類分析劃分為三大類群，第Ⅰ類群的株高、單株果數(shù)、可溶性固形物最高;第Ⅱ類群的單株果數(shù)最小、單果重最大;第Ⅲ類群的果寬最大。[結(jié)論]引進(jìn)的27份加工型番茄材料被分為三大類群，第Ⅰ類群為優(yōu)異加工型材料，亦可以作為中間材料加以利用。

關(guān)鍵詞 番茄;種質(zhì)資源;聚類分析

中圖分類號 S 641.2? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A? 文章編號 0517-6611（2022）03-0056-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.03.015

Cluster Analysis of 27 Processing Tomato Germplasm Resources

LI Yong-qing， QIU Yin-hui， ZENG Shao-gui

（Sanming Academy of Agricultural Sciences，Shaxian，F(xiàn)ujian?? 365509）

Abstract [Objective]To study the genetic diversity and genetic relationship of processing tomato germplasm resources and provide reference for breeding new processing tomato varieties.[Method]Twenty-seven processed tomato flavor materials from different sources were used to determine the 8 traits of plant height， leaf length， leaf width， fruit length， fruit width， fruit number per plant， fruit weight and soluble solids.[Result]The coefficient of variation of the eight characters ranged from 10.55% to 24.58%， the largest was leaf length 24.58%， followed by soluble solids 21.55%， and the smallest was single fruit weight 10.55%. The 27 materials were divided into three groups by cluster analysis. The plant height， fruit number per plant and soluble solids of group Ⅰ were the highest.The number of fruit per plant was the smallest and the weight of fruit per plant was the largest in group Ⅱ.The fruit width of group Ⅲ was the largest.[Conclusion]The 27 imported processing tomato materials were divided into three groups. The first group was excellent processing materials， which could also be used as intermediate materials.

Key words Tomato;Germplasm resources;Cluster analysis

基金項(xiàng)目 福建省蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（閩財教指〔2020〕74號）。

作者簡介 李永清（1980—），男，福建龍巖人，副研究員，碩士，從事蔬菜育種研究。通信作者，助理研究員，從事蔬菜育種研究。

收稿日期 2021-08-17;修回日期 2021-09-15

番茄（Solanum lycopersicum L.）為茄科茄屬喜溫蔬菜[1]，我國是番茄生產(chǎn)大國，其栽培面積居亞洲首位[2]。進(jìn)行番茄種質(zhì)資源的遺傳多樣性綜合聚類分析評價，能較為直接地了解番茄的遺傳及變異情況，為研究番茄起源、品種保護(hù)、親本選擇等方面提供依據(jù)[3]。表型性狀的遺傳多樣性分析能夠較為直觀、經(jīng)濟(jì)地對種質(zhì)資源進(jìn)行聚類評價[4]。育種者通過人為長期馴化和定向選育，番茄的遺傳背景逐漸變窄，因此，引進(jìn)不同地區(qū)、不同類型的種質(zhì)具有十分重要的意義。芮文婧等[5]以47份大果番茄為試驗(yàn)材料，對其20個主要表型性狀進(jìn)行遺傳多樣性分析，結(jié)果表明，番茄表型性狀變異豐富且親緣關(guān)系遠(yuǎn)。袁東升等[3]對收集的100份番茄進(jìn)行遺傳多樣性分析，結(jié)果表明，不同性狀在不同材料之間表現(xiàn)出不同程度的多樣性。袁東升等[3]對新收集的100份番茄種質(zhì)資源進(jìn)行形態(tài)特征、生物學(xué)特性以及品質(zhì)特性等方面的統(tǒng)計學(xué)分析，篩選出重要的評價指標(biāo)與優(yōu)良材料。張倩男等[6]對收集到的117份番茄進(jìn)行評價及分類，結(jié)果表明，花序節(jié)位和果肉厚的遺傳多樣性指數(shù)較高。盧琦等[7]分析181份番茄材料22個不同類型品質(zhì)性狀遺傳多樣性及相關(guān)性，結(jié)果表明，供試材料感官性狀間、商品性狀間存在顯著或極顯著相關(guān)性，不同類型品質(zhì)性狀間也存在顯著或極顯著相關(guān)性。

截至目前，對番茄種質(zhì)資源遺傳多樣性的研究較多，但前人收集和研究的番茄大部分為鮮食型番茄，特別針對加工型番茄聚類分析較少，需要進(jìn)一步完善和補(bǔ)充。筆者對27份加工型番茄種質(zhì)資源材料進(jìn)行表型聚類分析，篩選出的材料可作為優(yōu)異品種進(jìn)行示范推廣種植或進(jìn)行新品種系譜選育工作。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試27份加工型番茄材料為三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜研究所引進(jìn)的種質(zhì)資源（表1）。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2020年春季在三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院茄果類產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院種植基地（海拔120 m）進(jìn)行。3月10日播種，4月15日移栽。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計試驗(yàn)，3次重復(fù)，小區(qū)面積12.0 m2（1.5 m×8.0 m），深溝高畦，雙行種植，每穴1株，每小區(qū)種植40株。

1.3 測定指標(biāo)與方法

依照《番茄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[8]，測定株高（cm）、葉長（cm）、葉寬（cm）、果長（cm）、果寬（cm）、單株果數(shù)、單果重（g）、可溶性固形物9個性狀。其中可溶性固形物采用手持式固形物測定儀測定。以Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，隨后導(dǎo)入IBM SPSS Statistics 23.0進(jìn)行組間分析聚類。

2 結(jié)果與分析

2.1 各層指標(biāo)的判斷矩陣

通過對27份加工型番茄性狀數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析可知（表2），在8個性狀中，極差最大的是株高，說明27份加工型番茄材料的株高存在很大差異;變異系數(shù)為10.55%～24.58%，變異系數(shù)表現(xiàn)為葉長>可溶性固形物>單株果數(shù)>葉寬>果長>株高>果寬>單果重。依據(jù)變異系數(shù)CV<10%為弱變異，10%≤CV≤100%為中等變異，CV>100%為強(qiáng)變異[9]，8個性狀均為中等變異，無弱、強(qiáng)變異。

2.2 聚類分析

對27份加工型番茄種質(zhì)資源進(jìn)行組間聚類分析（圖1、表3），結(jié)果表明，在歐式距離D=10處，被劃分為3個類群。第Ⅰ類群為加工型中果番茄類群，包含2個亞群，包括3、9、7、13、16、23、1、17、12、21、15、18、10、11、14、22、25、2、19共計19份番茄加工型材料;該類群的株高均值最高，平均為203.16 cm;葉長、葉寬、果長、果寬最小;單株果數(shù)最多，平均為18.74;單果重適中;可溶性固形物含量最高，平均為6.03%;該類群變異系數(shù)最大的為單株果數(shù)，為34.69%，變異系數(shù)最小的為果長;該類群為優(yōu)異加工型材料，亦可以作為中間材料加以利用。第Ⅱ類群為加工型大果番茄類群，僅有1個亞群，包括6、26、24、4共計4份加工型番茄材料;該類群株高較高，葉長、葉寬、果長最大;單株果數(shù)較少，均值為11.50;單果重最大，均值為195.00 g;該類群變異系數(shù)最大的為單株果數(shù)，為28.70%，變異系數(shù)最小的為果長，可以作為父本材料進(jìn)行分離篩選。第Ⅲ類群為加工型矮生番茄類群，包含2個亞群，包括8、20、27、5共計4份加工型番茄材料，該類群株高最矮，為95.00 cm;單果重較小，平均為128.83 g;果長最大為6.40 cm，可以淘汰。

3 討論

植物的表型和基因型遺傳變異對植物遺傳育種和進(jìn)化具有重要意義[10]。表型農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性研究是新品種選育的基礎(chǔ)，通過遺傳多樣性的研究可以從整體上了解該資源群體的趨勢與特點(diǎn)，為育種者提供重要信息[11]。番茄是嚴(yán)格的自花授粉作物，其遺傳變異、品種改良較為困難[12]，因此番茄新品種選育必須建立在具有廣泛的種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，還需要做好保存工作，同時及時對新引進(jìn)的種質(zhì)資源進(jìn)行評價分析。表型性狀評價是育種者最為直接的評價指標(biāo)，實(shí)踐中應(yīng)針對不同育種目標(biāo)選擇具有代表性和穩(wěn)定性的性狀[13]。李云洲等[9]通過研究142份番茄種質(zhì)資源的47個性狀進(jìn)行遺傳多樣性和相關(guān)性分析，認(rèn)為番茄雖然為自花授粉植物，但具有豐富的遺傳多樣性。劉珮君等[14]將166份的加工型和鮮食型番茄全部納入評價中，結(jié)果表明變異系數(shù)最大的是單果重。

該研究采用27份加工型番茄試驗(yàn)材料進(jìn)行遺傳多樣性分析，結(jié)果表明，葉長、可溶性固形物、單株果數(shù)變異系數(shù)較為豐富，能夠通過定向系譜選育提升這些性狀指標(biāo)，而單果重變異系數(shù)最低，較難通過現(xiàn)有的加工型番茄材料獲得單果重較高的材料。同時，8個性狀變異系數(shù)在10.55%～24.58%，最大的是葉長24.58%，其次是可溶性固形物，為21.55%，最小的是單果重，為10.55%。單果重變異系數(shù)較小的原因是加工型番茄要求果型較大、單果重較重的材料，可能由于筆者所在課題組忽視收集低單果重的種質(zhì)材料。27份材料通過聚類分析劃分為三大類群，第Ⅰ類群的株高、單株果數(shù)、可溶性固形物含量最高;第Ⅱ類群的單株果數(shù)最小、單果重最大;第Ⅲ類群的果寬最大。引進(jìn)的27份加工型番茄材料被分為三大類群，第Ⅰ類群為優(yōu)異加工型材料，亦可以作為中間材料加以利用。鑒于該研究在性狀選擇上較少，需結(jié)合分子標(biāo)記進(jìn)行輔助育種，增加準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1] 李毅豐，唐貝貝，王帥，等.短節(jié)間黃果番茄單果重的遺傳分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，49（5）：65-68.

[2] 常瑞青.鮮食番茄品種遺傳多樣性分析及指紋圖譜構(gòu)建[J].中國蔬菜，2020（3）：21-27.

[3] 袁東升，王曉敏，趙宇飛，等.100份番茄種質(zhì)資源表型性狀的遺傳多樣性分析[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2019，28（4）：594-601.

[4] 董勝君.山杏種質(zhì)資源遺傳多樣性及優(yōu)特種質(zhì)發(fā)掘研究[D].沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2020.

[5] 芮文婧，張倩男，王曉敏，等.47份大果番茄種質(zhì)資源表型性狀的遺傳多樣性[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（12）：92-95.

[6] 張倩男，王曉敏，芮文婧，等.基于表型性狀及抗病標(biāo)記的番茄種質(zhì)資源遺傳多樣性分析[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2018，31（1）：14-21.

[7] 盧琦，梁燕.不同類型番茄品質(zhì)性狀遺傳多樣性及其相關(guān)性分析[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2020，51（7）：27-35，68.

[8] 李錫香，杜永臣.番茄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006.

[9] 李云洲，閆見敏，須文，等.番茄種質(zhì)資源主要植物學(xué)性狀的遺傳多樣性及相關(guān)性[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（2）：68-74.

[10] 舒金帥，劉磊，王靜，等.加工番茄核心種質(zhì)遺傳多樣性分析[C]//中國園藝學(xué)會.中國園藝學(xué)會2018年學(xué)術(shù)年會論文摘要集.北京：中國園藝學(xué)會，2018.

[11] 張鐘炎，胡魯巍，陳加威，等.矮生觀賞番茄種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀鑒定及觀賞性評價[J].浙江大學(xué)學(xué)報（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版），2021，47（2）：158-170.

[12] 鄭福順，王曉敏，李國花，等.基于表型性狀的寧夏番茄種質(zhì)資源核心種質(zhì)構(gòu)建[J].浙江大學(xué)學(xué)報（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版），2021，47（2）：171-181.

[13] 史建磊，宰文珊，陳依凱，等.基于表型的櫻桃番茄種質(zhì)遺傳多樣性分析[J].熱帶作物學(xué)報，2019，40（6）：1095-1101.

[14] 劉珮君，王曉敏，李國花，等.166份番茄種質(zhì)資源的綜合評價[J].云南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2020，42（4）：792-803.