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金娃娃萱草种子苗花茎高度变异与相关性研究

2020-05-09罗新凯罗振兴王利

湖北农业科学 2020年1期
关键词:花茎遗传力开花

罗新凯 罗振兴 王利

摘要:对金娃娃萱草(Hemerocallis hybridus Stella de Oro)种子苗(群体)的花茎高度、单茎花朵数、叶片长度和开花日数的变异进行了研究。结果表明,单茎花朵数变异系数最大,花茎高度和叶片长度变异系数较大,开花日数变异系数最小,种子苗单茎花朵数与花茎高度明显超过母本金娃娃,通过广义遗传力计算看出,花茎高度、叶片长度和单茎花朵数的变异主要由遗传因素控制,开花日数的变异受环境因素影响较大;花茎高度与叶片长度和单茎花朵数之间存在高度相关;对种子苗进行聚类分析,共分为4个类群,从第1类到第4类花茎高度由高变矮,直至无花茎,单茎花朵数由多变少,最终无花朵;在每个类群中进行了相关性分析,第1类和第2类中,花茎高度与叶片长度呈显著相关,其余为负相关,从第1类至第4类花茎高度与单茎花朵数相关系数逐渐增大,由低度相关到高度相关。

关键词:金娃娃萱草(Hemerocallis hybridus Stella de Oro);种子苗;花径;变异及相关性状

中图分类号:S682.+19         文献标识码:A

文章编号:0439-8114(2020)01-0078-04

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.01.016           开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Abstract: The flowering stalk height, number of single stalk flowers, leaf length and the variation of flowering period of seed seedling in Hemerocallis hybridus Stella de Oro were studied. The results showed that the variation coefficient of number of single stalk flowers was the largest, the variation coefficient of flowering stalk height and leaf length were larger, and the coefficient of variation of flowering days was the smallest. The number of single stalk flowers and flowering stalk height of seed seedling were highly significantly more than their female parent. According to the calculation of the generalized heritability, the variation of flowering stalk height, number of single stalk flowers and leaf length were mainly controlled by genetic factors, the variation of flowering period mainly controlled by environmental factors. There was a high correlation between flowering stalk height, leaf length and the number of single stalk flowers. Cluster analysis was carried out on seed seedlings, which were divided into 4 groups, from the first group to the fourth group, the height of flower stalk changed from high to low, until there was no flower stalk. Correlation analysis was carried out in each group. In the first and second groups, there was a significant correlation between the height of flower stalk and leaf length, while the rest was negatively correlated. The correlation coefficient between flower stalk height and number of single-stalk flowers increased gradually from the first to the fourth groups, from low degree to high degree.

Key words: Hemerocallis hybridus Stella de Oro; seed seedling; flower stalk; variation and related traits

金娃娃萱草(Hemerocallis hybridus Stella de Oro)系百合科萱草屬多年生草本宿生花卉[1],是萱草人工栽培的园艺品种,其花期长、花径大、适应性强,在城市绿化中应用广泛[2]。并以高度的适应性满足庭院布置的多方要求,可广泛用于花坛、花境、路边、疏林下、水景石以及堤岸、斜坡等地,也适于家庭盆栽及切花等,是幽雅环境布置的理想选材,在高寒地区近年的园林绿化中占有越来越重要的地位[3]。但国内对金娃娃萱草的研究多集中在抗逆性、适应性繁育技术、栽培方法、应用方式等方面,但对其种子苗遗传规律的研究尚未见报道。本研究对其种子苗的花茎高度变异与相关性状进行了调查,并进行了统计分析。

1  材料与方法

采种地点在白城市林业科学研究院苗木繁育基地,生产园内萱草(种)苗只有金娃娃1个品种,园外1 000 m内没有其他萱草品种,也未发现萱草野生种,因此采集的种子可认为是金娃娃自花授粉产生的;采种时间在2012年,2013年播种,获种子苗共75株,2013年定植在金娃娃生产园,行距60 cm,株距15 cm,共2行;对照为金娃娃,数量为9株,与种子苗在相同行上。

2016年调查花茎高度、单茎花朵数、叶片长度和从萌芽至开花所需要的时间(以下简称开花日数)。

使用Excel统计最大值、最小值、平均值、标准差、变异系数、相关系数和其他的结果计算,其中,开花时期从5月1日算起,不开花的个体不参与花茎高度、单茎花朵数和开花期的统计和遗传力计算。

用SPSS进行聚类分析和单因子方差分析(ANOVA)。

为使所有个体都能参加统计分析,需对一些无花茎且不开花个体的花茎高度、单茎花朵数和开花日数等性状进行赋值,规定这些个体花茎高度值为“0”,单茎花朵数值为“0”,开花时期可以认为最晚,此处开花时期赋值与开花的个体中开花时期最晚的值相同。

广义遗传力(以下简称遗传力)计算公式为

式中,H2为遗传力;VP为总方差;VE为环境方差。

VP通过种子苗计算,VE由母本金娃娃方差代替。

根据相关系数判断相关性,0≤|R|<0.1表示不相关,0.1≤|R|<0.3表示微弱相关,0.3≤|R|<0.5表示低度相关,0.5≤|R|<0.8表示显著相关,|R|≥0.8表示高度相关[4]。

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2  结果与分析

2.1  金娃娃种子苗高度等性状变异情况

高度等性状一般为多基因控制的数量性状,呈连续分布[5],由表1可以看出,后代花茎高度、叶片长度和单茎花朵数变异明显,其中,单茎花朵数变异幅度最大,变异系数为0.707,花茎高度与叶片长度变异幅度较大,变异系数接近,分别为0.432和0.412,开花日数变异幅度小,变异系数仅为0.107。

金娃娃种子苗数量性状平均值均高于母本平均值,说明金娃娃上述性状的控制基因具有非加性效应,其中非加性效应最强的是控制单茎花朵数量的基因,其次是控制花茎高度的基因,控制叶片长度与开花日数的基因非加性效应较弱。金娃娃种子苗数量性状经有性繁育后由于遗传物质重新组合,原有的非加性效应在后代消失。

2.2  遗传因素对金娃娃种子苗变异的影响

金娃娃种子苗的变异由遗传和环境因素两个因素决定,对其花茎高度、叶片长度、单茎花朵数和开花时间进行遗传力计算,由表2可知,遗传力均大于0.4,为强遗传力,表明种子苗上述性状变化主要是由各自的控制基因决定的,但花茎高度、叶片长度和单茎花朵数的遗传力均超过0.8,其变异主要由遗传因素控制;开花日数遗传力为0.569,其变异虽仍由遗传主导,但受环境影响较大。

2.3  金娃娃种子苗群体性状相关性

由表3可以看出,金娃娃种子苗花茎高度与叶片长度和单茎花朵数之间相关系数均超过0.8,存在高度相关,说明花茎越高则叶片越长,且单茎花朵数越多;叶片长度与单茎花朵数之间相关系数为0.781 859,为显著相关;开花日数与花茎高度和叶片长度之间不相关,只与单茎花朵数呈弱的负相关,表明单茎花朵数增加开花期将略微提前。

2.4  金娃娃种子苗聚类分析

采用系统聚类法将金娃娃种子苗分成4类,聚类分析树状图见图1。其中第一类有15个个体,第二类有24个,第三类有13个,第四类有23个。

对金娃娃种子苗各类单因素进行方差分析,结果(表4)显示各性状在各组(类)间都呈显著性差异,说明分类有效[6]。

计算金娃娃种子苗各类性状的平均值,由表5可以看出,第1类为花茎高、叶片长、单茎花朵数多的类型,花茎高度平均为89.6 cm,单茎花朵数平均为27.5;第二类为花茎较高、叶片较长、单茎花朵数较多的类型,花茎高度平均为68.1 cm,单茎花朵数平均为11.5,较第一类明显减少;第三类为花茎矮小、叶片短、单茎花朵数极少的类型,花茎高度平均为29.7 cm,明显低于第一类、第二类和母本的平均高度,单茎花朵数平均仅为4.9;第四类为多数无花类,仅个别有短花茎并有少量花朵。

从第一类至第四类,花茎由高变低,直至无花茎;单茎花朵数由多变少,最终少量或无花朵。

2.5  金娃娃种子苗各类中花茎高度与其他性状相关性分析

由表6可以看出,花茎高度与单茎花朵数在第一类中相关性为低度,在第二类、第三类为显著相关,第四类为高度相关,表明花茎高度影响单茎花朵数的多少,与整个群体对应的分析相吻合。

花茎的高度与叶片长度在第一类、第二类为显著相关,在第三类为负相关,在第四类为不相关。说明在花茎较高的情况下与叶片长度有较好的相关性,这与群体的分析结果不完全吻合。

花茎高度与开花日数在第一类中表现为低度相关,已接近显著相关,在第二类、第三类中表现为弱相关,说明在高花茎类群中,花茎增高造成开花期延迟,但随着花茎高度的降低,对开花期的影响明显降低,这与群体各性状相关性的分析结果完全不吻合,第四类相关系数为-0.36,虽与群体结果一致,但该类多为不开花个体,因此相关系数大小无实际意义。

3  小结与讨论

1)种子苗高度与单茎花朵数呈正相关,花茎越高意味着花朵越多,观赏效果和绿化美化效果越好,因此种子苗高大个体利用价值大,可直接用于绿化;金娃娃与其他品种杂交,更易选育出高大的优良个体。

2)从种子苗整个群体看,花茎高度与叶片长度和单茎花朵数高度相关,说明控制花茎高度的基因对控制叶片长度和单茎花朵数的基因有强烈的影响,或者有可能是一因多效的结果。

聚類分析和相关分析结果表明,在第一类和第二类,花茎高度与叶片长度呈显著相关,在花茎较矮小的第三类和第四类,花茎高度与叶片长度呈负相关,说明在花茎较高的情况下,控制花茎高度的基因可能对叶片长度有强烈的影响,促使叶片更长而与花茎高度相“匹配”,当花茎高度较矮时对叶片长度的影响便消失了。

金娃娃种子苗各类中花茎高度与单茎花朵数相关系数也出现一定的变化规律,即随着花茎的高度变得矮小,相关系数不断增大,由低度相关至显著相关,最后变为高度相关,表明控制花茎高度的基因对单茎花朵数的影响也在发生变化,首先在第一类,花茎高度与单茎花朵数表现为低度相关,说明在花茎增高到一定程度时,单茎花朵数虽然能继续增加,但可能接近顶峰,继续增多花朵数将非常困难,可以认为控制花茎高度的基因此时对单茎花朵数的影响达到最大;而在第二类和第三类,花茎高度相对较低矮,与单茎花朵数均表现为显著相关,第四类花茎变得更低矮时为高度相关,推测控制花茎高度的基因对单茎花朵数的遗传影响随着花茎高度的降低而不断加强。

参考文献:

[1] 汪发赞,唐  进.中国植物志(第十四卷)[M].北京:科学出版杜,1980.52-62.

[2] 熊治廷,陈心启,洪德元.中国萱草属数量分类研究[J].植物分类学报,1997,35(4):311-316.

[3] 何  琦,高亦珂,高淑滢.萱草育种研究进展[J].黑龙江农业科学,2011(3):137-140.

[4] 赵选民.试验设计方法[M].北京:科学出版社,2006.

[5] 崔贵梅,杨丽莉,孙  毅,等.大花萱草‘金娃娃雌雄蕊发育进程及其与花蕾长度的相关性研究[J].西北植物学报,2008,28(10):1983-1988.

[6] 袁志发,周静芋.多元统计分析[M].北京:科学出版社,2004.

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