張強英，張啟翔，程堂仁

(1.北京林業(yè)大學 園林學院，北京 100083；2.國家花卉工程技術研究中心，北京，100083)

榆葉梅野生群體表型多樣性的研究

張強英1,2，張啟翔1,2，程堂仁1,2

(1.北京林業(yè)大學 園林學院，北京 100083；2.國家花卉工程技術研究中心，北京，100083)

對榆葉梅6個野生群體的表型性狀進行研究，探討榆葉梅野生群體間和群體內(nèi)的表型多樣性。方差分析結果表明，榆葉梅野生群體性狀在群體間和群體內(nèi)存在廣泛的變異，16個性狀在群體間達到極顯著或顯著水平，6個性狀在群體內(nèi)達到極顯著或顯著水平。群體內(nèi)的方差分量大于群體間的，說明群體內(nèi)變異是榆葉梅野生群體變異的主要來源。聚類分析結果表明，6個野生群體可劃分為兩類，且表型性狀并沒有依據(jù)地理距離而聚類，群體間表型變異表現(xiàn)為不連續(xù)的。主成分分析結果表明前6個主成分的累計貢獻率僅達到57.33%，可以代表原始性狀的部分信息。

榆葉梅；野生群體；表型多樣性

榆葉梅Prunus trilobaLindle.為薔薇科李屬落葉觀花灌木或小喬木，其原產(chǎn)我國，主要分布于東北及華北地區(qū)，是我國傳統(tǒng)的早春觀花樹種。榆葉梅品種豐富，栽培歷史悠久，已被廣泛應用于園林綠化中[1-2]。關于榆葉梅的研究，繁殖方面除了常規(guī)的無性繁殖外，也對榆葉梅的組織培養(yǎng)進行了研究，宋潤剛[3]優(yōu)化和篩選了重瓣榆葉梅的培養(yǎng)基和外植體；杜玉虎等[4]研究了單瓣榆葉梅和重瓣榆葉梅離體條件下花粉萌發(fā)和花粉管生長的影響；切花生理研究方面，常樂等[5]研究了不同營養(yǎng)液通過榆葉梅離體枝條的相對流量，左軼繆等[6]研究了榆葉梅小枝的水分生理特性；種質(zhì)資源方面，于君[7]等在前人基礎上[8-10]通過調(diào)查、分類，整理出75個品種，完善了榆葉梅品種分類體系，并建立了榆葉梅新品種的DUS測試指南及已知品種數(shù)據(jù)庫。但是，對于野生榆葉梅資源的系統(tǒng)研究卻較少。榆葉梅為八倍體植物（2n=8x=64），在自然分布中，榆葉梅常生長于中海拔的坡地、山谷或林緣，環(huán)境適應性強，且自然變異大，存在很多變異類型[10]。本文對6個野生榆葉梅群體的進行調(diào)查、取樣，重點對花期性狀這一重要的觀賞性狀進行分析，旨在探索榆葉梅的野外變異規(guī)律，為野生榆葉梅的保護、選育及品種資源演化分類提供一些理論依據(jù)[11-13]。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地點

在野生榆葉梅自然分布區(qū)內(nèi)選擇6個群體。具體采樣位置見表1。

表1 野生榆葉梅資源調(diào)查地點Table 1 Investigation localities of wild Prunus triloba resources

1.2 調(diào)查內(nèi)容及方法

1.2.1 調(diào)查方法

為避免實驗誤差，每個調(diào)查區(qū)域內(nèi)隨機調(diào)查30株植株。個體間距不小于5 m，以保證取樣的均勻性，最大限度地降低植株間的親緣關系。選擇植株朝陽生長的、位置相似的花朵進行測量[14]。

1.2.2 調(diào)查內(nèi)容

(1)耐陰性

調(diào)查健康植株所處的生境環(huán)境，評價其耐陰性。

(2)植株形態(tài)

(1)形態(tài)：通過觀察處于盛花期的樣株，確定植株的株型。叢生或者單生，大灌木或者小灌木；(2)冠幅：用皮尺測量處于盛花期的樣株的南北和東西方向的寬度。

(3)花部特征

選取處于盛花期的植株，挑選樹冠外圍中上部的，東、西、南、北、中各1朵處于盛花期的花朵進行調(diào)查。(1)著花密度：觀察判斷花朵的著生密度，繁密或者稀疏；(2)花蕾形狀：通過觀察確定花蕾的形狀，紡錘形、倒卵形、圓形或橢圓形；(3)花瓣 顏色：使用英國皇家園藝學會比色卡 (Royal Horticultural Society Сolor Сhart， 簡 稱RHSСС)進行顏色測量。在朝北的自然光線下與花瓣顏色對比使用，用比色卡上最接近花色的代碼來表示這個花瓣的RHSСС值；先端：觀察確定花瓣先端形狀，判斷花瓣是平展或者卷曲；基部：觀察確定花瓣基部形狀，便于確定花瓣的形狀；輪數(shù)：觀察確定平均每朵花的花瓣輪數(shù)；花瓣數(shù)：觀察確定平均每朵花的花瓣數(shù)；花瓣形狀：觀察描述花瓣形狀，花瓣分為長條形、倒卵形、扁圓形和圓形四種類型；(4)花萼 著生方式：觀察確定花萼著生方式；萼片顏色：與花色確定方式不同，萼片顏色近通過觀察確定花萼顏色；萼片是否瓣化：通過觀察確定花萼是否發(fā)生瓣化；萼片輪數(shù)：觀察確定每朵花的萼片平均輪數(shù)；萼片裂數(shù)：通過觀察確定花萼平均裂片數(shù)；(5)盛花期花徑：用游標卡尺測量盛花期花朵直徑，取平均值；(6)花梗長度：通尺子測量確定花梗長度；(7)雄蕊 花絲顏色：觀察確定每朵花花絲顏色；花藥顏色：觀察確定每朵花花藥顏色；雄蕊著生方式：觀察確定每朵花雄蕊著生方式；瓣化程度：通過觀察確定雄蕊瓣化情況；相對于花瓣長度：觀察比較雄蕊和花瓣的長短；(8)雌蕊 數(shù)量：觀察確定單朵花雌蕊的數(shù)量；蕾期柱頭是否外露：觀察確定處于蕾期的花朵柱頭是否外露；子房位置：通過觀察確定子房的位置；

表2 榆葉梅特性評分標準Table 2 The grading standard of Prunus triloba characteristics

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 13.0 對6個群體的榆葉梅資源性狀的特征進行方差分析，并選擇Duncan進行多重比較，分析各性狀之間的差異性；對各性狀進行雙因素巢式方差分析[15]；采用NTSYS-PС 2.10e 對三個地區(qū)的榆葉梅資源進行聚類分析。對原始數(shù)據(jù)標準化處理，消除不同量綱對數(shù)據(jù)的影響，根據(jù)各群體之間的歐式平均距離，采用非加權對群法（UPGMA）繪制樹狀關系圖；采用SPSS 13.0對存在差異的性狀進行主成分分析。

2 結果與分析

2.1 群體間性狀方差分析

榆葉梅群體花部性狀方差分析結果（表3、表4）表明，各個群體間的花瓣輪數(shù)、花瓣數(shù)、萼片瓣化情況、萼片輪數(shù)、萼片裂數(shù)及雄蕊瓣化程度等6個性狀間無差異；群體6與群體1的著花程度最低，并與著花程度最高的群體5達到顯著性差異；群體5的花色要明顯異于其他群體；群體3的花蕾形狀與別的群體顯著不同；群體5與群體1的花瓣反卷程度較其他群體相比要更為顯著；群體4的花瓣形狀要顯著異于其他群體，更趨于扁球形；萼片顏色方面，群體3和群體4與其他群體間差異更為顯著；群體5的萼片瓣化程度最為顯著，而群體3和群體6則相對更為平展；花徑最大的為群體1，最小的為群體4，差異較大，達到顯著水平。群體3和群體4花梗的長度極短，與其他群體間差異顯著；群體3花絲顏色相對偏白，群體6的顏色較偏粉；群體4的雄蕊散生的狀況相對其他群體更多；群體2的雄蕊的相對長度更長并與其他群體差異達到顯著水平；群體3與群體4的花朵部分柱頭稍有外露，與其他群體間差異顯著。

表3 榆葉梅群體性狀方差分析結果Table 3 Variance analysis results of Prunus triloba characteristics

表4 榆葉梅群體性狀方差分析結果?Table 4 Variance analysis results of Prunus triloba characteristics

2.2 群體間性狀變異系數(shù)

性狀變異系數(shù)反映了性狀在居群內(nèi)和居群間的變異狀況，揭示了群體的變異格局。變異系數(shù)越大，表明形態(tài)的離散程度越大。從表5可以看出，榆葉梅6個群體22個性狀中，變異系數(shù)最大的是冠幅（70.36%），變異系數(shù)最小的是雄蕊相對花瓣長度（5.50%）。花瓣輪數(shù)、花瓣數(shù)、萼片瓣化情況、萼片輪數(shù)、萼片裂數(shù)及雄蕊瓣化程度等6個性狀均未發(fā)生變異?；ú啃誀钪?，著花程度變異系數(shù)最大（60.94%），說明各個群體間植株的著花離散程度較大；隨后依次為花蕾形狀（45.33%）、花色（42.83%）和花絲顏色（41.50%）?；ú啃誀钪?，花色和花絲顏色的變異程度較其他花部性狀相對較大，說明群體中榆葉梅植株花朵顏色豐富。

各群體總的性狀變異平均值差異不大，表明各群體間性狀變異豐富度相當。

表5 榆葉梅群體表型變異系數(shù)Table 5 Variation coefficients of Prunus triloba populations

2.3 群體間和群體內(nèi)性狀差異

采用巢式方差分析研究榆葉梅各性狀在群體間和群體內(nèi)兩個層次上的差異顯著性。結果（表6）表明，花瓣輪數(shù)、花瓣數(shù)、萼片瓣化、萼片輪數(shù)、萼片裂數(shù)和雄蕊瓣化程度等6個性狀在群體間和群體內(nèi)均無差異。除此之外，榆葉梅各性狀在群體間差異顯著，其中萼片瓣化程度為顯著水平，其余性狀在群體間均達到極顯著水平。萼片顏色和花梗長的差異在群體內(nèi)達顯著水平；萼片瓣化程度、花徑、花絲顏色和雄蕊著生方式等4個性狀在群體內(nèi)差異達極顯著水平；其余性狀在群體內(nèi)差異均不顯著。榆葉梅群體各性狀在群體間和群體內(nèi)均存在差異，這種差異一方面來自于遺傳，另一方面源自于所處的生境。

2.4 榆葉梅群體間的表型分化

按照巢式方差分量比組成分析各方差分量的分化系數(shù)，結果見表7。根據(jù)各個性狀平均值，群體間的方差分量占總變異的16.55%，群體內(nèi)的占28.21%，機誤為55.24%。群體間表型分化系數(shù)的變異范圍為8.68%～90.32%，其中群體間表型分化最大的性狀為雄蕊的相對長度，分化系數(shù)最小的為萼片的反卷程度。平均為33.75%，表明群體內(nèi)的差異占66.25%，群體內(nèi)的變異是榆葉梅群體變異的主要來源，群體內(nèi)的多樣性程度要大于群體間的多樣性，這往往是植物不同環(huán)境選擇適應的結果，是群體分化的來源。性狀在群體間也存在一定程度的變異，同樣也是榆葉梅多樣性的重要組成部分。

表6 群體間和群體內(nèi)性狀巢式方差分析結果Table 6 Nest variance analysis results of characteristics within and among populations

2.5 聚類分析

利用性狀特性進行聚類分析，結果（圖1）表明，6個群體主要分為兩大類。群體1、群體2和群體6的遺傳距離較近，首先聚在一起，再與群體5聚集為一類；群體3則與群體4聚為一類。6個群體表型性狀并沒有一句地理距離而聚類，表明榆葉梅群體間表型變異表現(xiàn)為不連續(xù)性。

圖1 榆葉梅野生群體聚類分析結果Fig. 1 Cluster analysis results of wild Prunus triloba populations

表7 方差分量與群體間表型分化系數(shù)Table 7 Variance portion and phenotypic differentiation coefficient among populations

2.6 主成分分析

主成分分析可以簡化數(shù)據(jù)，揭示變量間的相互關系。對調(diào)查結果定量化處理之后進行主成分分析，確定本研究榆葉梅資源分類的主要指標，可以使分類結果更加客觀。計算結果把特征向量值大于1的成分作為主要成分，結果（表8）表明，前6個主成分的累計貢獻率僅達到57.33%，可以代表原始性狀的部分信息。其中第1主成分的貢獻率為12.93%，特征向量絕對值較大的花徑、雄蕊相對花瓣長度和花蕾性狀在一定程度上反映了植株花朵的大小和生長狀況；第2主成分中花梗長、花蕾形狀、花絲顏色和萼片顏色特征向量絕對值較大，可以綜合為花朵大小和顏色；第3主成分中花瓣反卷情況、植物形態(tài)和花梗長的特征向量絕對值較大；第4主成分中花瓣形狀，第5主成分中著花程度以及第6主成分中萼片瓣化程度的特征向量絕對值較大，都在一定程度上反映了植株花瓣形狀、花瓣和萼片反卷程度及花密度因子等觀賞特性。

表8 主成分分析結果Table 8 Results of principal component analysis

3 結 論

榆葉梅群體間大多數(shù)性狀的差異達到極顯著水平，群體內(nèi)只有少數(shù)幾個性狀間差異顯著，其中群體內(nèi)的方差分量較大，為28.21%，大于群體間的方差分量16.55%，說明群體內(nèi)變異是榆葉梅遺傳變異的主要來源。因此在榆葉梅的遺傳改良工作中，可以適當減少抽樣居群數(shù)，增加居群內(nèi)的家系數(shù)，即在群體內(nèi)進行優(yōu)良單株的選擇是最重要的。同時在進行榆葉梅種質(zhì)資源的遷地或就地保存時，保護—個居群的完整性顯得尤為重要。盡管群體內(nèi)的變異大于群體間的變異，但群體間的變異的意義卻大于群體內(nèi)部的變異，群體間變異反映了地理和生殖隔離上的差異，群體內(nèi)的多樣性變異是種內(nèi)多樣性的重要組成部分，分布在群體中的變異真正反映了群體在不同環(huán)境中的適應狀況，其大小在某種程度上說明了該物種對不同環(huán)境的適應程度。值越大，表明其對環(huán)境的適應范圍越廣。物種分布范圍的大小是影響物種地理變異的主要因子。一般而言，物種分布區(qū)較大，則變異較大，物種分布區(qū)較小，則變異較小。另外物種自然分布區(qū)內(nèi)環(huán)境因素多樣性也是影響樹物種理變異的因子，分布區(qū)的環(huán)境條件越復雜，則群體內(nèi)的遺傳變異越大。本研究所選擇的6個榆葉梅群體，從的地理分布來看，呈間斷的不連續(xù)分布，由于各地選擇壓的不同，再加上地理隔離造成的基因交流的不頻繁，使得榆葉梅的表型變異較大。但從聚類結果來看，各群體表型特征并沒有依地理距離而聚類，說明了榆葉梅群體間表型性狀的變異是不連續(xù)性的。主成分分析結果表明，在今后的榆葉梅雜交育種中,可以重點從植株形態(tài)、花朵大小、花朵顏色、花瓣萼片反卷程度及花密度因子等幾個方面入手進行觀測考察，然后綜合評估。

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Study on phenotypic diversity of Prunus triloba wild populations

ZHANG Qiang-ying1,2, ZHANG Qi-xiang1,2, СHENG Tang-ren2
(1.School of Landscape Architecture, Beijing Forestry University,Beijing 100083,Сhina;2.Сhina National Engineering Research Сenter for Floriculture, Beijing 100083,Сhina)

The phenotypic charactristics of 6Prunus trilobawild populations were studied to discuss the phenotypic diversities among and within populations. The results of variance analysis showthat there were signif i cant differences among populations and among individuals within populations. The variation among populations was slightly higher than that within populations, which indicated that the variance within populations was the main part of the phenotypic variation ofPrunus trilobawild populations. The results of UPGMA cluster analysis show that the 6Prunus trilobawild populations could be divided into 2 groups, but the cluster of characters were not

based on the geographical distances, which showed the discontinuous phenotypic variances within groups. The results of PСA indicate that the fi rst 6 main factors could be used to replace parts of original characters with the accumulative contribution only up to 57.33%.

Prunus triloba; wild population; phenotypic diversity

S759.95

A

1673-923X (2012)05-0155-06

2012-01-08

北京市園林綠化局計劃項目：主要花灌木新品種選育(ylhh201100112)

張強英(1974-)，女，四川攀枝花人，博士研究生，主要從事園林植物與觀賞園藝種質(zhì)資源研究；

E-mail：qiangyingzhang1974@163.com

張啟翔(1956-)，男，湖北黃岡人，教授，博士，主要從事園林植物與觀賞園藝研究； E-mail：zqx@bjfu.edu.cn

[本文編校：吳 毅]