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野豌豆屬種子形態(tài)多樣性與種子分類鑒定方法的研究

2021-08-03 13:36:52劉博文黎桂陽常媛飛金美燕劉芳高秋劉萬良哈斯塔米爾王顯國
草地學(xué)報(bào) 2021年7期
關(guān)鍵詞:野豌豆胚根種間

劉博文, 黎桂陽, 常媛飛, 金美燕, 劉芳, 高秋, 劉萬良, 哈斯塔米爾, 王顯國*

(1. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 北京 100193; 2. 河南省綠色工程有限公司, 河南 鄭州 450000; 3. 全國畜牧總站, 北京 100125; 4. 烏蘭浩特市林業(yè)和草原局草原工作站, 內(nèi)蒙古 烏蘭浩特 137400; 5. 阿魯科爾沁旗紹根鎮(zhèn)人民政府, 內(nèi)蒙古 赤峰 025567)

野豌豆屬(ViciaL.)屬于豆科(Leguminosae)蝶形花亞科(Papilionatae)野豌豆族(Viciae)一、二年生或多年生草本。本屬植物約有180~210種,主要分布在歐洲、高加索和中國[1-4]。農(nóng)業(yè)上該屬植物主要作為牧草和綠肥以及冬季覆蓋作物,此外也可食用或作為觀賞作物和藥用植物[5-10]。救荒野豌豆(ViciasativaL.),毛苕子(ViciavillosaRoth),光葉紫花苕(ViciavillosaRoth var.)等栽培馴化種均被世界各國廣為栽培[11-13],以山野豌豆(ViciaamoenaFisch. ex DC.)為代表的眾多野生種類多為我國天然草地重要組成物種,飼用價(jià)值高、抗逆性強(qiáng)[11,14],且飼草品質(zhì)可以與苜蓿(MedicagoSativaLinn)相媲美,極具栽培馴化潛力[15-16]。然而大部分野豌豆屬植物尚未馴化,而對野豌豆屬植物的開發(fā)與利用離不開對其遺傳多樣性與分類鑒定的研究。

由于野豌豆屬植物的植株形態(tài)變異幅度難以掌握,不同學(xué)者在其屬下分類、種間和種下分類的處理上大有不同。1976年Kupicha[17]第一次提出將野豌豆屬分為Vicilla和Vicia兩個(gè)亞屬,并分別分為17和5個(gè)組;Maxted[18]又將Vicia亞屬分成9個(gè)組,38個(gè)物種、14個(gè)亞種和22個(gè)變種,后有研究認(rèn)為Vicilla亞屬應(yīng)改為Cracca[19-20];夏振岱[21]在1996年的研究中表明我國共43種,4變種和6變型,并整理為6個(gè)組;劉云波和趙一之[1]將Cracca組和Cassubicae組合并為Cracca組;賀蓉等[22]將硬毛果野豌豆(Viciahirsuta(L.) S. F. Gray)歸于Cracca組;《中國植物志》中將四籽野豌豆(Viciatetrasperma(L.) Schreber),組中的小巢菜(Viciahirsuta(L.) S. F. Gray)單獨(dú)歸為硬毛果野豌豆組,在2019年將原來單獨(dú)為一個(gè)種的窄葉野豌豆改為救荒野豌豆的亞種??梢娨巴愣箤俚姆诸愄幚斫Y(jié)果在不同學(xué)者間尚不一致,因此有必要對野豌豆屬植物進(jìn)行進(jìn)一步的鑒定并分類,以利于野豌豆屬植物的利用。

形態(tài)學(xué)研究是種質(zhì)資源的鑒定、評價(jià)和多樣性研究中最為簡單、表現(xiàn)直觀、經(jīng)濟(jì)節(jié)約的方法。種子形態(tài)特征經(jīng)常作為研究對象用以區(qū)分種類。種子生長環(huán)境與其他營養(yǎng)器官相比較為封閉,受到的外界環(huán)境因子的影響較小。因此,種子形態(tài)特征相對穩(wěn)定,其在分類學(xué)上有重要意義[27-32]。野豌豆屬種子,從蠶豆(ViciafabaL.)到四籽野豌豆大小差異較大,種皮顏色各不相同,都可作為種間分類依據(jù)[23-24]。Buykka等[25]發(fā)現(xiàn)救荒野豌豆硬籽品種的種子較軟籽品種的種子小。Ann[26]對野豌豆不同種類的種胚進(jìn)行觀察研究,表明子葉的形狀和顏色,胚根的形狀、顏色和位置,胚芽的顏色等形態(tài)特征變異豐富并且可作為野豌豆屬的分類的輔助特征。

為了促進(jìn)野豌豆屬植物的開發(fā)利用,進(jìn)一步完善野豌豆屬植物的分類鑒定,本研究通過對14種的48份野豌豆屬材料的種子形態(tài)的多樣性進(jìn)行分析,旨在揭示野豌豆屬形態(tài)水平的遺傳多樣性,并確定可作為野豌豆屬分類鑒定的種子形態(tài)特征的指標(biāo),探討其系統(tǒng)分類,為野豌豆屬物種鑒定和分類提供形態(tài)學(xué)的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料均來自于全國畜牧總站草種質(zhì)資源庫(表1)。

表1 供試材料名稱與來源

續(xù)表1

續(xù)表1

1.2 試驗(yàn)方法

參照種子形態(tài)性狀的規(guī)范和描述選擇17個(gè)種子性狀[33-37]。種子長、種子寬、種臍長測量方法如圖1所示。選擇相對均勻的種子每份材料10粒,剝?nèi)シN皮,在解剖鏡下觀察其胚根顏色和形狀等并拍照,然后用image J軟件對胚根的長度(從胚根的基部到尖端的距離)和寬度(胚根基部寬度)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)[26],具體測定及賦值方法見表2。

圖1 種子長、種子寬、種臍長、胚根長和胚根寬的測量示意圖

表2 野豌豆屬種子表型性狀測量指標(biāo)

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

用Excel表格進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),利用SPSS 25軟件分析各性狀平均值(X)、標(biāo)準(zhǔn)差(S)、變異系數(shù)(CV)等。

式中X為測定指標(biāo)具體數(shù)值,N為重復(fù)數(shù)。

H′=-∑Pi×LnPi

式中Pi為性狀第i級別內(nèi)材料份數(shù)占總份數(shù)的百分比,Xi為第i級中的數(shù)據(jù)。

相關(guān)性分析和主成分分析用SPSS 25軟件進(jìn)行。聚類分析采用軟件為NTSYSpc2.10,用其中UPGMA方法(Unweighted Pairgroup Method Arithmetic Averages不加權(quán)成組算術(shù)平均數(shù)法) 進(jìn)行聚類分析,并通過Tree plot模塊生成聚類圖(phenogram)[39]。

2 結(jié)果與分析

2.1 野豌豆屬種子形態(tài)特征分析

2.1.1數(shù)量性狀 10個(gè)數(shù)量性狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。結(jié)果顯示:不同材料百粒重之間存在顯著差異(P<0.05),最大為13.62 g,最小為0.36 g;種子長、種子寬和種子厚最大的均為法國野豌豆(48),最小的為四籽野豌豆(41),這與百粒重的結(jié)果相同;種形指數(shù)在0.83~1.21之間,說明野豌豆屬種子基本上處于橢圓形到球形之間;種臍長度在1.36 mm~4.39 mm之間,臍長/種子長的比值在38%~100%之間;胚根長在0.61~2.46 mm之間,胚根寬在0.46~1.73 mm之間,胚根寬/胚根長在34%~168%之間。

表3 野豌豆種子數(shù)量性狀的變異分析及遺傳多樣性分析

2.1.2質(zhì)量性狀 7個(gè)質(zhì)量性狀分析結(jié)果見表4。結(jié)果表明:種皮顏色依次分為黃色、黃褐色、紅褐色、棕色、灰色和黑色;根據(jù)種子顏色是否含有雜色,分為有無紋理,多數(shù)野豌豆種子種皮有紋理;種臍形狀由線形到棒狀,種臍顏色根據(jù)材料分為7個(gè)不同顏色,胚根尖端的形狀分別呈現(xiàn)出銳尖、漸尖和鈍,胚根基部呈現(xiàn)有斑紋和無斑紋兩種類型;子葉顏色主要為黃色,并細(xì)分為淺黃色、黃色和橘黃色。

表4 野豌豆屬種子質(zhì)量性狀的變異分析及遺傳多樣性分析

2.1.3野豌豆屬種子形態(tài)變異分析 變異系數(shù)和Shannon多樣性信息指數(shù)都是反映種質(zhì)資源多樣性的指標(biāo),變異系數(shù)表示某一種表型性狀的變異范疇,Shannon多樣性信息指數(shù)表示種質(zhì)資源不同表型性狀的分級和數(shù)量的分布情況。

48份野豌豆17個(gè)種子表型性狀的平均變異系數(shù)為36.05%,百粒重最大,為81.92%,種形指數(shù)最小,為6.85%;種皮顏色、種臍顏色和百粒重變異系數(shù)均超過60%,其他指標(biāo)變異系數(shù)均在20%~40%之間。Shannon多樣性信息指數(shù)的平均值為1.42。數(shù)量性狀多樣性信息指數(shù)最大為種形指數(shù)(1.94),最小為百粒重(1.58);質(zhì)量性狀多樣性信息指數(shù)最大為種臍顏色(1.56),最小為種皮紋理(0.51)。結(jié)果表明我國野豌豆屬種間各形態(tài)指標(biāo)在統(tǒng)計(jì)學(xué)上差異顯著,變異豐富,可依據(jù)種間變異較大的指標(biāo)來對野豌豆植物進(jìn)行準(zhǔn)確分類。

2.2 48份野豌豆屬植物種子的17個(gè)形態(tài)性狀的主成分分析

主成分分析可以詳細(xì)地了解野豌豆屬不同種間存在差異的主要原因。主成分分析結(jié)果如表5所示,以特征值大于1為標(biāo)準(zhǔn)提取主成分,前6個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為86.09%。第一主成分的貢獻(xiàn)率為37.39%,其中載荷最大為種子寬,其次是胚根長、百粒重、種子長、種子厚、種臍形狀,載荷均超過0.80。第二主成分的貢獻(xiàn)率為17.08%,載荷最大為種臍長,其次是種皮顏色、種臍長/種子長、胚根寬和種形指數(shù)。第三主成分的貢獻(xiàn)率為10.83%,其中載荷最大為種皮紋理,其次是種臍顏色和種皮顏色。第四主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為8.16%,載荷最大為胚根寬,其次是胚根寬/胚根長和子葉顏色。第五主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為6.64%,載荷最大為胚根尖端,其次是種形指數(shù)。第六主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為6.00%,載荷最大為子葉顏色。六個(gè)主成分中,載荷較大的指標(biāo)在一定程度上可表明各種間存在差異的原因,即供試的14個(gè)種間差異是由于上述指標(biāo)間的變異而形成的。

表5 野豌豆屬種子形態(tài)指標(biāo)的主成分載荷矩陣和累積貢獻(xiàn)率

2.3 數(shù)量性狀的相關(guān)性分析

對48份野豌豆屬材料種子的10個(gè)數(shù)量性狀進(jìn)行相關(guān)性分析(表6)。結(jié)果表明種子各性狀間表現(xiàn)出復(fù)雜的相關(guān)性。代表種子大小的性狀種子長、種子寬、種子厚和百粒重相互之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01),這些性狀與胚根長也呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05),說明種子越大,胚根長度越長。種臍長與百粒重、種子寬、種形指數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05),與種子長、種子厚呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。臍長/種子長與種子長、種子寬、百粒重和種子厚均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。胚根寬與種子長、種子寬呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01),與種子厚和種臍長呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。胚根寬/胚根長與種子長、種子寬、百粒重和胚根長均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01),與種子厚呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05),與臍長/種子長和胚根寬呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。根據(jù)各指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系,可依據(jù)其中任一指標(biāo)來確定其他指標(biāo)的性狀表現(xiàn),為種間鑒定性狀的選擇提供依據(jù)。

表6 野豌豆屬種子數(shù)量性狀間的相關(guān)關(guān)系

2.4 48份野豌豆屬植物種子的聚類分析

根據(jù)種子形態(tài)性狀對本次供試的48份野豌豆屬材料進(jìn)行聚類分析,結(jié)果表明在相似性系數(shù)為0.790的時(shí)候可以分為5大類群(圖2所示)。第一類群共13份材料,分為兩個(gè)亞類,第一亞類包括1份窄葉野豌豆(14),1份救荒野豌豆(1)和1份法國野豌豆(48),第二亞類包括10份救荒野豌豆(2,4,5,10,8,3,9,7,11,6)。第二類群共4份材料包括1份窄葉野豌豆(13)和3份野豌豆(21,22,23)。第三類群共6份材料,分為兩個(gè)亞類,第一亞類包括1份窄葉野豌豆(12)和1份長柔毛野豌豆(17),第二亞類包括4份長柔毛野豌豆(16,18,19,20)。第四類群包括17份材料,分為兩個(gè)亞類,第一亞類包括3份廣布野豌豆(24,25,26),2份大花野豌豆(27,28),1份長柔毛野豌豆(15)和3份歪頭菜(42,43,44),第二亞類包括2份大葉野豌豆(32,33),3份山野豌豆(37,38,39)和3份黑龍江野豌豆(34,35,36)。第五類群共8份材料,分為三個(gè)亞類,第一亞類為3份大野豌豆(29,30,31),第二亞類為2份四籽野豌豆(40,41),第三亞類為3份小巢菜(45,46,47)。

圖2 48份材料種子形態(tài)聚類結(jié)果圖

3 討論

種子作為植物重要的繁殖器官,其形態(tài)特征對于植物分類的重要性很早就被植物學(xué)家所認(rèn)識[40]。對種子微觀形態(tài)的研究,可以為植物屬和種的系統(tǒng)劃分提供科學(xué)的理論依據(jù)[41],并揭示植物屬間或種間遺傳特征[42]。段朋娜[43]研究表明,爵床科(Acanthaceae)種子形態(tài)具有種間特異性,種子大小在爵床科種間分類上具有重要意義。劉洋等[44]的研究也表明,從小粒野生大豆到大粒半野生大豆(Glycinemax(Linn.) Merr.)各類型的遺傳分化與它們的百粒重大小有密切關(guān)聯(lián)。百粒重大小可以作為評價(jià)野生大豆物種內(nèi)的遺傳分化或進(jìn)化程度的主要指標(biāo)之一有其遺傳上的理論依據(jù)。Salimpour等[45]探究三葉草(TrifoliumpratenseL)的種子形態(tài)特征得出,種子形態(tài)、大小是Lotoidea地區(qū)三葉草重要的分類特征。本研究通過對野豌豆屬種子形態(tài)特征進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)種形指數(shù)在0.83~1.21之間,變異系數(shù)僅6.85%,該屬種子基本處于橢圓形到球形之間,種間差異小,具有一致性,供試材料不能依據(jù)種形進(jìn)行分類鑒定。但表示種子大小的種子長、種子寬、種子厚和百粒重等指標(biāo)均表現(xiàn)出豐富的變異,可依據(jù)相關(guān)指標(biāo)對不同種進(jìn)行鑒定分類。

種子顏色在多種植物中都已作為重要的分類指標(biāo)[46-47]。本研究種子種皮顏色有黃色、黃褐色、紅褐色、灰色和黑色5種顏色,變異系數(shù)較高,達(dá)到64.30,Shannon多樣性信息指數(shù)1.48。而Hosseinzadeh[48]將野豌豆屬種子的種皮顏色分為底色和斑紋色,其中底色有淺棕色、綠色和奶油色,斑紋顏色為深棕色、黑棕色、棕色和黑色。本研究野豌豆屬種子的種皮顏色之所以與Hosseinzadeh研究結(jié)果表現(xiàn)出不同,與植物所處的海拔,棲息地,植物高度以及其系統(tǒng)發(fā)育有關(guān)[49-50]。正因?yàn)橥N植物由于生境不同造成不同學(xué)者之間研究的差異,對國內(nèi)野豌豆屬植物的分類鑒定是十分必要的。本研究中廣布野豌豆種皮顏色為褐色,這與胡振天等[51]研究野生廣布野豌豆種皮顏色黑褐色相近。彭艷等[52]在對我國西藏野豌豆種質(zhì)資源研究中發(fā)現(xiàn)山野豌豆表皮為深褐色或黑褐色。本研究中山野豌豆種皮顏色為黑色,可見山野豌豆表皮為褐色或黑色,為該種種子的特征之一。供試材料中長柔毛野豌豆、四籽野豌豆和法國野豌豆種皮顏色一致,無雜色,其他材料均有紋理,種皮紋理可在一定范圍內(nèi)區(qū)分供試材料。Marin等[53]對種皮紋飾的研究發(fā)現(xiàn)大部分野豌豆屬的種子表現(xiàn)出特屬的乳突模式,從微觀形態(tài)角度將長柔毛、四籽野豌豆和法國野豌豆與其他野豌豆屬植物區(qū)分。因此顏色及紋理也可以為野豌豆屬分類鑒定提供依據(jù)。

種臍的形態(tài)特征也可作為種間分類依據(jù)[54]。Hosseinzade等[55]結(jié)合種臍顏色和形狀對伊朗野豌豆屬植物進(jìn)行區(qū)分。本研究中種臍顏色變異系數(shù)達(dá)到75.12,種臍形狀變異系數(shù)次之,為35.58,種臍長變異系數(shù)最低,為28.78,種臍顏色和種臍長也表現(xiàn)出較高的多樣性,在本研究中均作為野豌豆屬分類鑒定的依據(jù)。馬正華等[23]的研究表明救荒野豌豆種臍顏色與本研究結(jié)果分類標(biāo)準(zhǔn)相同,窄葉野豌豆種臍同樣為白色。

胚根由于有種皮包裹,受外界環(huán)境變化的影響較小,更能反應(yīng)出種質(zhì)資源之間的變異。唐賽春等[56]、Hu等[57]分別強(qiáng)調(diào)了胚根特征在竹類植物中的分類意義。胚根長、胚根寬變異系數(shù)較高,可用于區(qū)分不同種的種子,而胚根基部斑紋、胚根尖端形狀變異較少,多樣性小,但在本研究中仍可在一定程度上用于分類鑒定。此外子葉顏色變異系數(shù)相對較小,但仍可代表部分種子特征。夏碧波等[58]研究中,子葉顏色雖然變異系數(shù)較低,但仍是引進(jìn)辣椒(Capsicumannuum)資源聚類分析的重要依據(jù)。

主成分分析結(jié)果表明,所測定17個(gè)形態(tài)指標(biāo)中,百粒重、種子長、種子寬、種子厚、胚根長、種臍形狀、胚根尖端形狀為主要成分,能夠代表所測的17個(gè)性狀的絕大多數(shù)信息,表明野豌豆屬種子表型遺傳變異主要來自于上述性狀。楊曉霞[59]對暴馬丁香(Syringareticulata(Bl.)Hara var.Mandshurica(Maxim.) Hara (S.AmurensisRupr.)種子形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析也表明,百粒重、種子長、種子寬均是主要形態(tài)特征。同時(shí)種臍長、種皮顏色、種臍長/種子長、胚根寬、子葉顏色等載荷也較高。張建茹[60]在研究小檗科(Berberidaceae Juss.)植物種子微觀形態(tài)及其分類學(xué)意義中表明,種子形狀和種皮紋飾的負(fù)荷量絕對值在0.7以上,具有重要分類意義。因此,本研究通過主成分分析,了解各性狀對目標(biāo)性狀作用的大小,也充分說明上述指標(biāo)是區(qū)分不同野豌豆屬不同種的重要依據(jù)。

總之,要實(shí)現(xiàn)貧困地區(qū)普通高校教師隊(duì)伍的穩(wěn)定,避免過度的“一元與單項(xiàng)”性流動(dòng),除了從國家、學(xué)校和個(gè)人的角度出臺制定相關(guān)的制度外,還要根據(jù)形勢的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步不斷探索最新的引人用人留人制度,并嚴(yán)格恪守誠信,積極促進(jìn)人才的成長與發(fā)展,真正從根源上穩(wěn)住教師隊(duì)伍,從而實(shí)現(xiàn)我國高等教育的均衡發(fā)展,促進(jìn)高等教育快速健康發(fā)展。

相關(guān)性分析表明反映種子大小的性狀百粒重、種子長、種子寬和種子厚相互之間有極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.01),這與胡凌峰對花櫚木(0rmosiahenryiPrain)[61]種子的研究結(jié)果一致。當(dāng)對其中某一性狀進(jìn)行選擇時(shí),其他性狀也會(huì)隨著發(fā)生變化。因此在反映種子大小的性狀中選擇其一即可用于鑒定,而百粒重變異范圍大,多樣性指數(shù)高,可作為種間分類的重要指標(biāo)之一。百粒重與種臍長存在顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。陳秀萍等[62]對龍眼(DimocarpuslonganLour.)種質(zhì)資源種子形狀多樣性的調(diào)查中也得出種臍長和單果重呈顯著正相關(guān)關(guān)系,這與本次試驗(yàn)結(jié)果相似。種臍長與種子長之間存在正相關(guān)關(guān)系,種子長度的增加,種臍長度隨之增加。種臍長/種子長盡管有變化,但在種內(nèi)具有很高的穩(wěn)定性,可以作為鑒別特征之一[36]。本研究也表明種臍長與種子長呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為0.454,且該指標(biāo)在種間具有較大變異,多樣性指數(shù)較高,是重要的鑒別特征之一。

聚類分析可以用來綜合研究不同物種及其樣本之間的性狀類型分類,能較好地反映種質(zhì)材料之間的親緣關(guān)系。本研究中,部分窄葉野豌豆材料和長柔毛野豌豆為一大類,同時(shí)有窄葉野豌豆與救荒野豌豆、法國野豌豆為一大類,窄葉野豌豆也與野豌豆為一大類,四籽野豌豆和小巢菜為一大類,廣布野豌豆、大花野豌豆、大葉野豌豆、黑龍江野豌豆、歪頭菜聚為一大類。Wouw等[63]結(jié)果顯示救荒野豌豆與窄葉野豌豆在一個(gè)大類,Seahee等[64]關(guān)于野豌豆屬種子形態(tài)和微觀形態(tài)性狀的種間變異的研究中對野豌豆屬植物的分類與本研究分類相同。Castiglione等[65]的研究表明野豌豆和救荒野豌豆與蠶豆分為兩大類,但野豌豆與救荒野豌豆又分屬兩個(gè)亞類。本研究結(jié)果也表明,救荒野豌豆與野豌豆在不同大類中。

但在Seahee的研究中,山野豌豆與黑龍江野豌豆、大葉野豌豆分為不同組,四籽野豌豆和救荒野豌豆、野豌豆、法國野豌豆、長柔毛野豌都聚為一大類,與本研究不同。由于本研究收集的材料均在國內(nèi),而植物生境會(huì)造成種間變異[66-68],因此造成分類上的差異。賈文秀[16]對山野豌豆種子生物學(xué)特性中指出不同生境下山野豌豆種子千粒重不同,生于低山丘陵地的山野豌豆千粒重較大。而本研究中的窄葉野豌豆、長柔毛野豌豆由于生境不同導(dǎo)致種間變異,使其形態(tài)特征的變化而歸于不同大類,還需進(jìn)一部進(jìn)行分類鑒定。本研究第四大類的分類與《中國植物志》中大葉野豌豆組分類相同。同時(shí)大花野豌豆、廣布野豌豆、歪頭菜和1份長柔毛野豌豆也都在這一大類中。但本研究大野豌豆不在大葉野豌豆組,而是和四籽野豌豆一組。小巢菜在《中國植物志》中屬于硬毛果野豌豆組,大花野豌豆屬于四籽野豌豆組,本研究則將小巢菜與四籽野豌豆歸于一組,大花野豌豆歸于大葉野豌豆組。

4 結(jié)論

48份野豌豆種子形態(tài)性狀表現(xiàn)出豐富的多樣性。形態(tài)性狀的平均變異系數(shù)為36.05%,百粒重最大,為81.92%;Shannon多樣性信息的平均值為1.82,種形指數(shù)最大,為1.94。種子長、種子寬、種子厚和百粒重相互之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01),它們與胚根長和種臍長也呈正相關(guān)關(guān)系。相似性系數(shù)為0.79時(shí),供試材料分為5大類群。以特征值大于1為標(biāo)準(zhǔn)提取主成分,前6個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為86.09%。種臍形狀、種臍顏色、百粒重、種皮顏色、臍長/種子長和胚根基部斑紋可作為野豌豆屬種子的分類鑒定依據(jù)。

根據(jù)研究結(jié)果,依據(jù)百粒重、種臍顏色、種皮顏色、種皮紋理、種臍長/種子長、子葉顏色、胚根基部斑紋、種臍形狀、胚根寬/胚根長為該14種野豌豆屬植物鑒定指標(biāo)制作檢索表,如下:

1a.種臍線形,種臍白色

2

2a.百粒重大于13.0 g,種皮紅褐色無斑紋,種臍長與種子長之比小于0.5

法國野豌豆

2b.百粒重小于13.0 g

3

3a.百粒重大于5.0 g,子葉顏色有橘黃色、淺黃色和米黃色,種臍長與種子長之比在0.5左右,胚根基部無黑色斑

救荒野豌豆

4

4a.胚根寬與胚根長之比大于0.9,子葉米黃色。種皮黃色有黑色花紋,胚根基部無斑紋

野豌豆

4b.胚根寬與胚根長之比小于0.9,子葉黃色,胚根基部無斑紋

窄葉野豌豆

1b.種臍棒狀,種臍不是白色

5

5a.百粒重小于1

6

6a.種臍深褐色,種皮褐色無斑紋

四籽野豌豆

6b.種臍紅褐色,種皮黃色有斑紋

小巢菜

5b.百粒重大于1 g

7

7a.種臍長與種子長之比小于0.7,種臍灰色,種皮黑色

長柔毛野豌豆

7b.種臍長與種子長之比大于0.7

8

8a.百粒重4.0~5.0 g之間,種臍褐色,種子長4.5~5.0 mm之間,種臍長與種子長之比大于0.9

大野豌豆

8b.百粒重1.0~4.0 g之間

9

9a.種臍長與種子長之比在0.7~0. 8之間,種臍顏色為黃褐色,胚根基部無斑紋

大花野豌豆

9b.種臍長與種子長之比大于0.8

10

10a.種皮黑色,種臍深褐色,種子長在3. 0~3.2 mm之間

山野豌豆

10b.種皮褐色

11

1la.種子百粒重在2.3~3.0 g之間,種臍棕色

黑龍江野豌豆

11b.種子百粒重在1.0~2.3 g之間

12

12a.胚根基部無黑色斑塊,胚根長在0.60~0.65 mm之間

廣布野豌豆

12b.胚根基部有黑色斑塊,種皮褐色

13

13a.種臍黑褐色,胚根寬與胚根長之比0.9~1. 5之間

大葉野豌豆

13b.種臍褐色,胚根寬與胚根長之比0.6~0. 9之間

歪頭菜

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