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普通杏(Armeniaca vulgaris)種質(zhì)資源果實主要數(shù)量性狀變異及概率分級

2013-04-12 01:23趙海娟劉威生劉寧張玉萍章秋平劉碩
果樹學(xué)報 2013年1期
關(guān)鍵詞:變異

趙海娟 劉威生 劉寧 張玉萍 章秋平 劉碩

摘 要:【目的】種質(zhì)資源評價是資源研究工作的重要環(huán)節(jié),而數(shù)量性狀的合理分級是種質(zhì)資源評價的基礎(chǔ),因此對普通杏的143~478份品種資源果實數(shù)量性狀進(jìn)行統(tǒng)計分析和概率分級?!痉椒ā抗麑崝?shù)量性狀平均單果質(zhì)量、硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖、可滴定酸、維生素C含量、核鮮質(zhì)量、核干質(zhì)量和仁干質(zhì)量9項指標(biāo),根據(jù)K-S正態(tài)性檢驗和χ2檢測對果實數(shù)量性狀進(jìn)行分級?!窘Y(jié)果】果實數(shù)量性狀的變異較為豐富,其中硬度的變異系數(shù)最大,為55.46%;可溶性固形物含量的變異系數(shù)最小,為14.95%。經(jīng)K-S正態(tài)性檢驗對符合正態(tài)分布的數(shù)量性狀統(tǒng)一用(X-1.2818S)、(X-0.5246S)、(X+0.5246S)和(X+1.2818S)4個點分為5級,使1~5級的出現(xiàn)頻率分別為10%、20%、40%和20%、10%,根據(jù)χ2檢測,對符合正態(tài)分布的數(shù)量性狀進(jìn)行概率分級?!窘Y(jié)論】杏果實的遺傳多樣性豐富,將果實數(shù)量性狀進(jìn)行概率分級是比較理想的結(jié)果。

關(guān)鍵詞: 普通杏(Armeniaca vulgaris); 數(shù)量性狀; 變異; 概率分級

中圖分類號:S662.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1009-9980?穴2013?雪01-0037-06

杏為薔薇科(Rosaceae)李亞科(Prunoideae)杏屬(Armeniaca)植物,全世界杏屬共有10種,其中普通杏是世界上栽培最廣泛的一個種[1]。

種質(zhì)資源評價是資源研究工作的重要環(huán)節(jié),是資源合理利用的前提。資源評價的最終目的是利用,而與資源利用價值關(guān)系最為密切的是果實經(jīng)濟(jì)性狀,多數(shù)經(jīng)濟(jì)性狀屬于數(shù)量性狀[2]。數(shù)量性狀的合理分級是種質(zhì)資源評價的基礎(chǔ)。1990年我國出版了包括18個樹種的《果樹種質(zhì)資源描述符》[3]。2006年5月由遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所主持編寫了《杏種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[4]。《果樹種質(zhì)資源描述符》中只有部分?jǐn)?shù)量性狀的分級標(biāo)準(zhǔn),而且是以經(jīng)驗分級為主,《杏種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》提出了部分項目的參照品種,但沒有分級標(biāo)準(zhǔn)。概率分級的方法在棗[5],桑樹[6],杧果[7]的主要數(shù)量性狀分級上都得出了比較理想的結(jié)果。何天明等[8]對華北、中亞和準(zhǔn)噶爾-外伊犁3個生態(tài)地理群杏種質(zhì)資源的自花結(jié)實率、敗育花率、平均單果質(zhì)量、可溶性固形物含量和離核/黏核等生物學(xué)性狀進(jìn)行了頻度分布的分析,并沒有對其數(shù)量性狀進(jìn)行分級。杏果實縱徑、果實橫徑、果實側(cè)徑、葉片長度、葉片寬度、葉柄長度等性狀的分級上也進(jìn)行了探討[9]。我們通過對國家果樹種質(zhì)熊岳李杏圃保存的杏種質(zhì)資源果實數(shù)量性狀進(jìn)行了變異研究,探索建立在性狀取值的概率分布理論基礎(chǔ)上的概率分級的方法。

1 材料和方法

1.1 材料

供試的143-478份普通杏種質(zhì)資源均來自國家果樹種質(zhì)熊岳李杏圃。所研究的果實數(shù)量性狀包括平均單果質(zhì)量、硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖、可滴定酸、維生素C含量、核鮮質(zhì)量、核干質(zhì)量和仁干質(zhì)量。

1.2 方法

在果實食用成熟期(指果實底色的綠色大部分褪盡),從每株樹的樹冠外圍隨機(jī)選取10個有代表性的果實。用電子天平稱量平均單果質(zhì)量、核鮮質(zhì)量,用手持折光儀測果實可溶性固形物含量,用費林試劑法測定可溶性糖,用指示劑滴定法測定可滴定酸,用手持硬度計測定果實硬度,用2,6-二氯靛酚滴定法[4]測定維生素C含量。在7、8月果實成熟期,選取果實并把果肉去掉留下果核,把果核表面洗凈后放在在室內(nèi)陰干,用電子天平稱量核干質(zhì)量和仁干質(zhì)量。所用數(shù)據(jù)資料一般為鑒定果實性狀2 a的平均值。

1.3 數(shù)據(jù)分析

原始數(shù)據(jù)整理利用Excel,數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用SPSS11.5軟件。利用K-S檢驗法[7]對杏果實數(shù)量性狀分布的正態(tài)性進(jìn)行檢驗,對符合正態(tài)分布的性狀用(X-1.2818S)、(X-0.5246S)、(X+0.5246S)和(X+1.2818S)4個分點分為5個等級,使1~5級的出現(xiàn)概率分別為10%、20%、40%、20%和10%。其中,X代表各性狀的平均值,S代表各性狀的標(biāo)準(zhǔn)差。為便于記憶和推廣應(yīng)用,對計算所得理論分點值進(jìn)行了規(guī)范化調(diào)整。原則和方法是,每個分點值的舍、入值不得超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差的1/10,調(diào)整前后的分點值盡可能的概率變化不超過2%,調(diào)整后的分點值盡可能好記,第1、2分點值之差和第3、4分點值之差相等[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 杏果實數(shù)量性狀的變異情況

杏果實主要數(shù)量性狀的變異情況見表1。在杏果實的9個經(jīng)濟(jì)性狀中,可溶性固形物含量的變異系數(shù)最?。?4.95%),其他變異系數(shù)均在20%以上。果實硬度的變異系數(shù)最大,達(dá)到55.46%,平均值為2.42 kg·cm-2,平均單果質(zhì)量的變異幅度最大,是6.1~120.0 g,變異系數(shù)為43.66%;仁干質(zhì)量的變異幅度最小,是0.3~1.0 g,變異系數(shù)為23.94%。

2.2 杏果實數(shù)量性狀的正態(tài)性檢測

杏果實數(shù)量性狀正態(tài)性檢驗結(jié)果見表2:從表中的可以看出,這9個數(shù)量性狀指標(biāo)的Sig值大于0.05的是可溶性固形物含量、可溶性糖、核鮮質(zhì)量、核干質(zhì)量和仁干質(zhì)量,均符合正態(tài)分布。但是,平均單果質(zhì)量、硬度、可滴定酸和維生素C含量的Sig值均小于0.05,雖然并不完全符合正態(tài)分布,但去除拖尾部分,其主要部分仍遵從正態(tài)分布。因此,該4個性狀亦近似的視為正態(tài)分布性狀進(jìn)行處理。

2.3 杏果實數(shù)量性狀的概率分級

據(jù)K-S檢驗,按照(X-1.2818s)、(X-0.5246s)、(X+0.5246s)、(X+1.2818s)4個點可以分為5級,使1~5級出現(xiàn)概率分別為10%、20% 、40%、20%和10%,結(jié)果見表3。

2.4 杏果實數(shù)量性狀概率分級的頻率分布

2.4.1 平均單果質(zhì)量 我們分析了478份普通杏種質(zhì)資源的平均單果質(zhì)量:其中最小值是6.1 g,最大值是120.0 g,變異系數(shù)為43.66%。圖1為果實平均單果質(zhì)量的概率分級的頻率分布:1級平均單果質(zhì)量<19.5 g(極?。┱?.1%;2級為19.5~34.1 g(小)占25.5%;3級為34.1~54.4 g(中)的占40.6%;4級為54.4~69.0g(大)的占15.7%;5級為>69.0 g(極大)的占11.1%。

2.4.2 硬度 我們分析了259份普通杏種質(zhì)資源的果實硬度:變異幅度為0.6~10.0 kg·cm-2,平均值為2.42 kg·cm-2。圖2為果實硬度的概率分級頻率分布:1級硬度<0.7 kg·cm-2(極?。┱?.3%;2級為0.7~1.7 kg·cm-2(?。┱?2.8%;3級為1.7~3.1 kg·cm-2(中)占44.0%;4級為3.1~4.1 kg·cm-2(大)占10.4%;5級為>4.1 kg·cm-2(極大)占10.4%。

2.4.3 可溶性固形物含量 我們分析了454份普通杏種質(zhì)資源的可溶性固形物含量:變異幅度為7.0%~18.5%,平均值為11.79%,變異系數(shù)最小,為14.95%。圖3為可溶性固形物含量的概率分級頻率分布:1級為<9.5%(極低)占7.5%;2級為9.5%~10.9%(低)占25.8%;3級為10.9%~12.7%(中)占40.7%,4級為12.7%~14.1%(高)占17.6%;5級為>14.1%(極高)占8.4%。

2.4.4 可溶性糖 我們分析了457份普通杏種質(zhì)資源的可溶性糖,最小值為3.0%,最大值為15.6%,平均值為6.76%,變異系數(shù)為24.14%。圖4為可溶性糖的概率分級頻率分布:1級<4.7%(極低)占9.4%;2級為4.7%~6.0%(低)占24.5%;3級為6.0%~7.6%(中)占40.0%,4級為7.6%~8.9%(高)占17.3%;5級為>8.9%(極高)占8.8%。

2.4.5 可滴定酸 我們分析了459份普通杏種質(zhì)資源的可滴定酸:變異幅度為0.4%~3.8%,平均值為1.62%,變異系數(shù)為32.49%。圖5為可滴定酸的概率分級頻率分布:1級<0.9%(極低)占6.3%;2級為0.9%~1.3%(低)占28.1%;3級為1.3%~1.9%(中)占43.8%,4級為1.9%~2.3%(高)占13.1%;5級為>2.3%(極高)占8.7%。

2.4.6 維生素C含量 我們分析了459份普通杏種質(zhì)資源的維生素C含量:變異幅度為9~223 mg·kg-1,平均值為77.1 mg·kg-1,變異系數(shù)為39.96%。圖6為維生素C含量的概率分級頻率分布:1級<38 mg·kg-1(極低)占7.4%;2級為38~61 mg·kg-1(低)占23.7%;3級為61~94 mg·kg-1(中)47.7%,4級為94~117 mg·kg-1(高)占11.5%;5級為>117 mg·kg-1(極高)占9.6%。

2.4.7 核鮮質(zhì)量 我們分析了143份普通杏種質(zhì)資源的核鮮質(zhì)量:變異幅度為1.3~6.0 g,平均值為3.15 g,變異系數(shù)為27.40%。圖7為核鮮質(zhì)量的概率分級頻率分布:1級<2.1 g(極?。┱?2.6%;2級為2.1~2.7 g(?。┱?8.2%;3級為2.7~3.6 g(中)占42.0%,4級為3.6~4.2 g(大)占19.6%;5級為>4.2 g(極大)占7.7%。

2.4.8 核干質(zhì)量 我們分析了208份普通杏種質(zhì)資源的核干質(zhì)量:變異幅度為0.3~3.9 g,平均值為2.07 g,變異系數(shù)為28.19%。圖8為核干質(zhì)量的概率分級頻率分布:1級<1.3 g(極小)占9.1%;2級為1.3~1.7 g(?。┱?5.4%;3級為1.7~2.4 g(中)占50.5%,4級為2.4~2.8 g(大)占16.8%;5級為>2.8 g(極大)占8.2%。

2.4.9 仁干質(zhì)量 我們分析了292份普通杏種質(zhì)資源的仁干質(zhì)量:變異幅度為0.3~1.0 g,平均值為0.57 g,變異系數(shù)為23.94%。圖9為核干質(zhì)量的概率分級頻率分布:1級<0.4 g(極?。┱?2.3%;2級為0.4~0.5 g(?。┱?3.6%;3級為0.5~0.65 g(中)37.7%,4級為0.65~0.75 g(大)占17.1%;5級為>0.75 g(極大)占9.2%。

3 討 論

種質(zhì)資源數(shù)量性狀變異系數(shù)越大,遺傳多樣性程度越高[11]。在杏果實的9個主要數(shù)量性狀中,果實硬度的變異系數(shù)最大,為55.46%,可溶性固形物含量的變異系數(shù)最小,為14.95%,其他變異系數(shù)均在20%以上,因此杏種質(zhì)資源在平均單果質(zhì)量、硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖、可滴定酸、維生素C含量等方面均存在著豐富的遺傳多樣性。

變異系數(shù)的大小在一定程度上反映了進(jìn)化的快慢[13]。從本研究結(jié)果看,杏果實不同性狀的變異系數(shù)存在很大差異,變異系數(shù)最小的是可溶性固形物含量(14.95%),最高的是果實硬度(55.46%),說明杏果實可溶性固形物含量可能進(jìn)化慢,而果實硬度可能進(jìn)化快。硬度是果實商品性的重要指標(biāo)之一,越來越受到果樹生產(chǎn)者和育種者的重視[14]??扇苄怨绦挝锖康淖儺愊禂?shù)小也可能是由于在長期的杏栽培實踐中,人工選擇的主要目標(biāo)是優(yōu)質(zhì),而可溶性固形物含量是衡量果實品質(zhì)的重要指標(biāo)[15],即高可溶性固形物含量,所以杏種質(zhì)資源可溶性固形物含量的變異系數(shù)小。硬度的變異系數(shù)最大,說明該性狀具有豐富的選擇潛力,選擇硬度各異的材料較容易,這樣就可以為育種工作提供硬度較大的品種作為親本。

傳統(tǒng)的數(shù)量性狀分級均為建立在經(jīng)驗等距基礎(chǔ)上,雖然簡單易行,但是不能客觀的反映性狀取值的概率分布情況。若按照《果樹種質(zhì)資源描述符》[3]的分級標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行分級,平均單果質(zhì)量的分級過細(xì),不能明顯的反映平均單果質(zhì)量變異的中值和離散程度。按《果樹種質(zhì)資源描述符》的分級標(biāo)準(zhǔn),在可溶性固形物含量、可溶性糖和可滴定酸的頻率分布中1級品種幾乎沒有,且5級品種也相對較少;在維生素C含量的頻率分布中2級分類的種質(zhì)數(shù)量最高,這都與數(shù)量性狀的正態(tài)分布不相符。同時,在《果樹種質(zhì)資源描述符》[3]中并沒有對核干質(zhì)量和仁干質(zhì)量進(jìn)行分級。雖然等距分級法[15]簡單易行,容易記,但是果實數(shù)量性狀易受環(huán)境條件和栽培條件的影響,若再根據(jù)經(jīng)驗等距分級,就增加人為因素,這樣就不能為性狀提供客觀的分級標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié) 論

研究首次對杏果實的主要數(shù)量性狀進(jìn)行了概率分級,提出了基于數(shù)量性狀分布特征的杏種質(zhì)資源主要數(shù)量性狀的概率分級指標(biāo)體系,并取得了較理想的結(jié)果。同時根據(jù)杏果實數(shù)量性狀的研究,可知杏果實有著豐富的遺傳多樣性。

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