三種西番蓮表型性狀評價和相關(guān)性分析

劉文 ，林佳婷，謝月亮,，劉季平，董斌

（1.廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510507；2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，廣東 廣州 510225）

西番蓮(Passiflora edulisSims)又名百香果、情人果，為西番蓮科(Passifloraceae)西番蓮屬(Passiflora L.)多年生藤本植物，廣泛種植于熱帶和亞熱帶地區(qū)，因其果汁能散發(fā)出多種水果的復(fù)合香味，故稱之為百香果[1]。西番蓮屬植物種類繁多，全球約550 種，其農(nóng)藝性狀存在豐富的遺傳多樣性[2]。我國西番蓮有19 個種，其中13 種原產(chǎn)于我國，6 種為引進(jìn)[5]，生產(chǎn)上最常見的為雜交種、黃果和紫果3 類品種。

我國目前種植的可食用西番蓮品種主要是20世紀(jì)60 年代從國外引入[3]，國內(nèi)種質(zhì)資源相對匱乏，由于種植業(yè)起步較晚，存在種質(zhì)資源研究進(jìn)展較慢的現(xiàn)象。目前從西番蓮葉、花、果實等表型性狀進(jìn)行分析[4-5]，從種子性狀來探究種子表型數(shù)量性狀的變化規(guī)律等多方面都進(jìn)行了研究[6]，或者從分子生物學(xué)角度對西番蓮種質(zhì)資源遺傳多樣性進(jìn)行分析[7-8]。與分子標(biāo)記的遺傳多樣性研究相比，利用表型性狀來研究群體的遺傳多樣性更直觀和快速，是目前種質(zhì)資源研究的重要組成部分，對西番蓮的鑒定與保存，遺傳改良及開發(fā)利用均具有重要意義[7]。西番蓮種質(zhì)資源運用表型分析的研究大部分是進(jìn)行性狀比較和形態(tài)親緣關(guān)系聚類分析，而對西番蓮營養(yǎng)生長和生殖生長，或形態(tài)與果形特征之間相關(guān)性的研究未見報道，因此，對西番蓮葉、莖、花、果和種子的22 個表型性狀進(jìn)行相關(guān)性分析，對西番蓮種質(zhì)資源科學(xué)評價和品種選育具有重要指導(dǎo)意義。

一、材料與方法

（一）材料

研究所用的三種西番蓮為臺農(nóng)、紫香和“果期長”實生苗品系，均為紫果。臺農(nóng)和紫香是目前商品化栽培的主導(dǎo)品種，果期長品系的親本源于越南西番蓮（紫果）自交實生苗選育，該品系掛果期長（全年掛果期10 個月）、單產(chǎn)高、耐冷性好，能夠低溫開花。三種西番蓮的莖、葉、花、果實、種子采集于廣東省肇慶市德慶縣官圩鎮(zhèn)五福村西番蓮種植基地。選取臺農(nóng)、紫香和“果期長”3 個品種（品系），各隨機15 個果實和10 個帶花和葉的枝條，材料采集后用保鮮袋保濕、冷藏封袋，立刻運回廣州實驗室進(jìn)行冷測定表型指標(biāo)測試。

（二）方法

1.表型性狀調(diào)查和統(tǒng)計

共調(diào)查和統(tǒng)計葉片、莖、花、種子和果實的22 個表型性狀。主要有葉片表型3 個：葉長，葉寬，葉柄長；莖表型3 個：莖節(jié)長，莖粗，卷須長；花表型5 個：花直徑，雄蕊長，雄蕊寬，柱頭長，子房寬；種子表型5 個：種子長，種子寬，種子厚，種子百粒重，單果種子數(shù)；果實表型6 個：單果重，單果長，單果寬，果柄長，果皮重，可食率。

2.數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析

數(shù)據(jù)測定后，用Excel 計算各個性狀的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。果長和果寬的箱型圖分析采用Sigma Plot 軟件，表型性狀相關(guān)性采用SPSS17.0 軟件分析。

二、結(jié)果與分析

（一）三種西番蓮的表型性狀調(diào)查

三種西番蓮的22 個性狀調(diào)查結(jié)果顯示3 個品種表型差異明顯（見表1）。臺農(nóng)在葉長、葉寬、葉柄長、莖節(jié)長、莖粗、莖卷須長、雄蕊長、種子長、種子寬、種子厚、單果種子數(shù)、單果重、果寬、果皮重等14個表型性狀指標(biāo)比其他兩個品種高，可見臺農(nóng)的葉片、莖、種子和果實總體較大。

表1 三種西番蓮的22 個表型性狀調(diào)查

果期長在葉長、莖節(jié)長、莖粗、雄蕊長、柱頭長、種子長、種子寬、種子厚、單果種子數(shù)、單果重、果長、果寬、果皮重等13 個表型性狀指標(biāo)最小，但是種子百粒重、果柄長和可食率3 個表型較其他兩個品種大，特別是果期長的可食率55.00%，明顯高于臺農(nóng)的42.41%和紫香的45.73%。

（二）三種西番蓮的果形比較

果形是西番蓮商品性的重要指標(biāo)，西番蓮一般依據(jù)果形大小進(jìn)行商品分級，本研究比較了三種西番蓮的單果重、果長和果寬（見圖1）。結(jié)果顯示臺農(nóng)的單果重最大，紫香的單果重略低，果期長的為最低（見圖1 A）。一般在果形商品分級時，將75%以上的大果作為商品果，剩余25%小果作為次果，從果長和果寬箱型圖上、下四分線來看（圖1B、C），果期長的果長變化幅度為57～60 mm，果寬變化幅度52～55 mm，果長和果寬的變化幅度均最小，因此，果期長品可以更好地減少果形分級工作量和提高分級工作效率，更適合于果形分級的標(biāo)準(zhǔn)化。

圖1 西番蓮果實形態(tài)指標(biāo)箱型圖比較

（三）西番蓮22 個表型性狀相關(guān)性分析

應(yīng)用22 個性狀的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)（見表2），葉、花、莖、果實、種子的表型之間存在不同程度的相關(guān)性。葉片和莖（葉長、葉寬、葉柄長、莖節(jié)長、莖粗、卷須長）與大部分花（花直徑、雄蕊寬、柱頭長、子房寬），以及部分種子（種子百粒重）、果實（果柄長、可食率）表型呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，說明西番蓮營養(yǎng)形態(tài)基本與大部分生殖形態(tài)負(fù)相關(guān)。另外，在生殖器官中，花的雌性器官（柱頭長、子房寬）與雄蕊長負(fù)相關(guān)，以及與葉片、莖表型負(fù)相關(guān)，說明西番蓮雌性器官生長發(fā)育與雄蕊的長度、營養(yǎng)生長負(fù)相關(guān)。

單果重是西番蓮生產(chǎn)過程中重要的表型指標(biāo)。單果重與葉片（葉長、葉寬、葉柄長）、莖（莖節(jié)長、莖粗、卷須長）正相關(guān)，說明西番蓮加強樹體營養(yǎng)管理對于增加單果重量是有促進(jìn)作用的。單果重還與種子4 個性狀（種子長、種子寬、種子厚、單果種子數(shù)）正相關(guān)，說明種子數(shù)量和果實的重量關(guān)系較大。

（四）西番蓮果實種子數(shù)量與單果重相關(guān)性

研究分析了西番蓮果實種子數(shù)量與單果重的相關(guān)性（見圖2）。發(fā)現(xiàn)臺農(nóng)、紫香和“果期長”的單果種子數(shù)量與單果重的相關(guān)度較高，分別為0.688、0.681 和0.699，且相關(guān)度數(shù)值表現(xiàn)相近。同時，三個品種中，臺農(nóng)和紫香的單果種子數(shù)較多、果實較大、果期長的單果種子數(shù)也少、單果重較小。上述分析表明，種子數(shù)量對果實重量的影響較大，品種內(nèi)隨著種子數(shù)量的增加，果實逐漸增大，品種間種子數(shù)量多的品種單果重量也較大。

圖2 西番蓮單果種子數(shù)量與單果重相關(guān)性分析

三、討論與結(jié)論

西番蓮屬我國約有19 種，主要在我國華南、華東等地引進(jìn)部分西番蓮觀賞種和栽培種[9]。目前西番蓮的種質(zhì)資源評價主要依據(jù)分子水平和形態(tài)學(xué)，或者兩者相結(jié)合的方法。分子標(biāo)記常用的方法有SSR、SRAP、ISSR 和DNA 條形碼等[7,10-11]。形態(tài)學(xué)分析方面，一般采用植株形態(tài)，或者染色體倍性、果皮、種子等進(jìn)行比較，均證明表型具有較好的遺傳多樣性[6,12-13]。有研究采用分子標(biāo)記和形態(tài)學(xué)相結(jié)合的方法，對紫果、黃果和雜交種對62 份西番蓮種質(zhì)材料遺傳多樣性進(jìn)行了研究，認(rèn)為絕大多數(shù)的栽培品種之間具有較高的遺傳相似性[14]。由于西番蓮目前在分子水平上研究不足，而且DNA 條形碼保守性強，ISSR 標(biāo)記不穩(wěn)定，開發(fā)的SSR 標(biāo)記數(shù)量少，造成部分西番蓮品種間差異鑒定困難。因此，形態(tài)學(xué)鑒定的方法依然是西番蓮遺傳多樣性鑒定的主要方法之一。本研究通過22 個表型性狀的比較后，證明品種之間的差異能夠有效地通過形態(tài)學(xué)方法來進(jìn)行區(qū)分。

西番蓮種間表型比較主要依據(jù)葉片分裂程度及形狀、腺體、被毛花序等指標(biāo)，用于鑒定種間親緣關(guān)系分析[15]。與種間比較不同，在西番蓮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上主要依據(jù)農(nóng)藝性狀比較，西番蓮的葉片表型、花表型、果實表型均具有豐富的多樣性,大部分性狀都存在不同程度的差異[14]。本研究中，選取的3 份材料均為紫果，但是在葉片、莖、種子和果實上均存在大量的差異。

種子繁殖是西番蓮繁殖的主要方式之一，相對于葉、莖、花、果等其他器官，種子形態(tài)特征受環(huán)境影響較小，比較穩(wěn)定[6,16]。徐麗等人對35 份西番蓮種質(zhì)資源的種子周長、直徑、長、寬、長寬比及千粒質(zhì)量等6個數(shù)量性狀進(jìn)行研究，認(rèn)為西番蓮不同種質(zhì)種子性狀差異較大，種內(nèi)不同品種間種子性狀較為相似。但是，目前的研究尚未有報道種子與其他表型之間的關(guān)系，本研究發(fā)現(xiàn)了西番蓮品種內(nèi)的種子與單果重相關(guān)性極強，對于指導(dǎo)西番蓮生產(chǎn)管理過程中加強授粉具有重要指導(dǎo)意義。