李和平 何炎森 余松金
摘 要:植物形態(tài)學特征的觀察描述為植物遺傳學分析提供依據。通過觀測20份從國內各花卉公司引進的石斛蘭資源形態(tài)學性狀,并基于觀測性狀分析這些品種資源的親緣關系。根據花朵數量、花大小、花香、花色等因素,從20份被觀察石斛蘭中篩選出6份觀賞性強、開發(fā)價值高的石斛蘭品種,包括布蘭詩歌、澳洲潑墨石斛、金釵石斛、聚石斛、胭脂和桃花依舊。對20份引進的石斛蘭品種資源進行形態(tài)學的聚類分析,發(fā)現(xiàn)各資源間遺傳差異較大,相似系數在0.78~0.91,相似系數在0.90以上的有4組,分別是澳洲紅花石斛與澳洲金邊石斛、糖果線條與尊貴、布蘭詩歌與三亞陽光、阿當綠與桃花依舊,這對石斛蘭育種、栽培和應用均有重要的指導作用。
關鍵詞:石斛蘭;形態(tài)學;遺傳多樣性;資源
中圖分類號:S 567.239 ? 文獻標志碼:A ? 文章編號:0253-2301(2021)06-0015-07
DOI: 10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.06.003
Abstract: The observation and description of plant morphological characteristics can provide a basis for the plant genetics analysis. The morphological characters of 20 Dendrobium nobile resources imported from various domestic flower companies were observed, and the genetic relationships of these variety resources were analyzed based on the observed characters. According to the factors such as the number of flowers, flower size, flower fragrance, and color, 6 varieties of Dendrobium nobile with strong ornamental value and high development value were screened out from the 20 varieties of Dendrobium nobile, including Bulanshige, Dendrobium lichenastrum, Dendrobium nobile Lindl., Dendrobium lindleyi, Yanzhi, and Taohuayijiu. The morphological cluster analysis of the introduced 20 varieties of Dendrobium nobile resources was conducted, showing that there were significant genetic differences among the varieties, with the similarity coefficients ranging from 0.78 to 0.91. The four groups with the similarity coefficients above 0.90 were Dendrobium miyakei and Dendrobium nobile Lindl., Tangguoxiantiao and Zungui, Bulanshige and Sanyayangguang, Adanglv and Taohuayijiu, respectively. These results had important guiding effect on the breeding, cultivation and application of Dendrobium nobile.Key words: Dendrobium Nobile; Morphology; Genetic diversity; Resources
石斛屬Dendrobium植物是蘭科植物中繼石豆蘭屬之后的第二大屬,為多年生草本附生植物。全球原生種有1500多種,除個別種外,皆屬附生蘭類。從全球來看,石斛屬分布比較廣,主要分布在北緯15°31′至南緯25°12′的熱帶及亞熱帶地區(qū),在我國則主要分布在秦嶺、淮河以南[1-2]。石斛蘭以其優(yōu)美的花形、花姿,艷麗多彩,種類繁多,花期長,氣味芳香等優(yōu)異特點成為一種觀賞價值極高的花卉,具有良好的市場前景[3-4]。
我國野生石斛蘭種類繁多,資源豐富,前人已采用模糊數學法[5]、Q型聚類分析法[6]及層次分析法[7]等對石斛蘭觀賞價值及品種群進行宏觀劃分,但微觀評價指標仍然不足。隨著石斛蘭人工選育和新品種引進的進行,越來越多的石斛蘭品種出現(xiàn)在市場中,對這些品種資源的形態(tài)學特征的詳細觀察描述記錄是不可或缺的步驟。因此,本研究對國內各花卉公司選育或引進的20份石斛蘭進行相同種植環(huán)境下的形態(tài)學性狀觀察,并分析這些資源的親緣關系,為石斛蘭的育種、開發(fā)利用、品種引進與篩選等提供參考。
1 材料與方法
1.1 ?試驗材料
供試的20份石斛蘭原生種或雜交種(表1)來源于國內各花卉公司,目前保育在福建省漳州市農業(yè)科學研究所內。根據不同種石斛蘭的生態(tài)習性,以發(fā)酵松樹皮∶珍珠巖=10∶1為栽培基質,置于空氣流通、自動加濕的溫室大棚內。
1.2 石斛蘭性狀觀測方法
2018年春至2020年春,連續(xù)2年對保育在漳州市農業(yè)科學研究所的石斛蘭品種進行調查。以進入盛花期的植株為觀測對象,選取植株生長健康一致的10株,進行連續(xù)花期觀察、記錄和拍照。莖、葉、花、植株等形態(tài)特征借鑒尹俊梅等[8]石斛蘭種質資源描述規(guī)范和數據質量控制規(guī)范以及馬良等[9]石斛蘭觀賞價值評價的標準進行觀測。選取植株、莖、葉、花各部位性狀共計69個,刪除品種共有的性狀、明顯相關和有重復應用可能的性狀,最后選取12個數量性狀和48個特征性狀進行分析(表2~3)。
1.3 數據處理與聚類分析
NTsys 2.10e是一款用于分子標記結果分析的一種軟件,可以做PCoA分析、聚類分析、群體結構分析[10]。通過NTSYS能夠根據標記位點的多態(tài)性,計算遺傳相似系數和遺傳距離,并根據遺傳距離進行聚類分析。形態(tài)學性狀也可作為多態(tài)性標記位點用NTSYS2.1進行計算和聚類分析作圖。性狀的編碼采用0和1矩陣編碼的方法,二元性狀按0和1進行編碼,多態(tài)性狀用分解法分解為多個0和1矩陣進行編碼。
2 結果與分析
2.1 石斛蘭數量性狀特征分析
對20份石斛蘭資源主要數量性狀進行測定,發(fā)現(xiàn)在漳州地區(qū)無調控自然環(huán)境下,各個品種石斛蘭表型存在一定的差異。通常較好的觀賞性狀為花香、花朵數量、花朵大小、花色等,因此,對石斛蘭主要觀賞性狀觀測結果的描述如下:有香味的有6種,包含聚石斛、霍山石斛、金釵石斛、鐵皮石斛、澳洲潑墨石斛和澳洲紅花石斛;多花型品種主要有布蘭詩歌、聚石斛、鐵皮石斛、紅龍、阿當綠和金釵石斛;大花型品種主要有卡羅琳、安德烈、三亞陽光和粉黛,小花型品種主要有霍山石斛、鐵皮石斛、澳洲潑墨石斛和澳洲紅花石斛;花色豐富的主要有三亞陽光、桃花依舊、布蘭詩歌、胭脂和澳洲潑墨石斛(圖1、表2~3)。
2.2 形態(tài)學性狀聚類分析
NTsys 2.10e可以處理質量性狀與連續(xù)數量性狀,并據此計算多種距離矩陣,根據距離矩陣采取適當的聚類方法得到聚類圖,此方法已在短莛飛蓬等植物遺傳關系上得到應用[10]。本研究使用UPGMA法進行聚類分析,聚類結果(圖2)顯示,20份石斛蘭品種間遺傳差異較大,相似系數在0.78~0.91,相似系數在0.90以上的有4組,分別是紅花石斛與金邊石斛、糖果線條與尊貴、布蘭詩歌與三亞陽光、阿當綠與桃花依舊,其中阿當綠和桃花依舊2個品種相似系數最高,親緣關系最近。澳洲潑墨石斛、澳洲紅花石斛與澳洲金邊石斛屬于澳洲鴿石斛組,親緣關系較近[11];林榕燕等[12]利用SRAP分子標記技術分析顯示鐵皮石斛和霍山石斛聚在同一類群,出水芙蓉與三亞陽光聚在同一大類中,這與本研究結果類似。
3 結論與討論
石斛蘭不僅是重要的園藝品種,部分品種同時也是珍貴的中藥材[12],在新編的《中國藥典》2015版中收錄了4種石斛品種,分別是鐵皮石斛、金釵石斛、流蘇石斛、鼓槌石斛[13]。在中藥及觀賞花卉產業(yè),對品種準確的鑒定顯得尤為必要,這是保證藥用石斛安全性和觀賞石斛新品種選育的重要前提[14-15]。由于石斛蘭種質資源極其豐富,因此不能對其進行簡單形態(tài)學描述,必需加強對石斛蘭形態(tài)學標記的發(fā)現(xiàn)和記錄。尹俊梅等[8]通過對中國熱帶農業(yè)科學院品種資源研究所收集、引進、保存的300份優(yōu)異石斛蘭種質進行鑒定和評價,并編著了《石斛蘭種質資源描述規(guī)范和數據質量控制規(guī)范》,為石斛蘭種質資源描述奠定了基礎。
本研究根據花朵數量、花大小、花香、花色等因素,從20份被觀察石斛蘭中篩選出6份觀賞性強、開發(fā)價值高的石斛蘭品種,包括布蘭詩歌、澳洲潑墨石斛、金釵石斛、聚石斛、胭脂和桃花依舊。對20份引進的石斛蘭品種資源進行親緣關系分析,這對石斛蘭育種、栽培和應用均有重要的指導作用,同時,這也為后期進行石斛蘭分子標記工作奠定基礎。
參考文獻:
[1]XIANG X G,SCHUITEMAN A,LI D Z,et al.Molecular systematics of Dendrobium (Orchidaceae, Dendrobieae) from mainland Asia based on plastid and nuclear sequences[J].Molecular Phylogenetics and Evolution,2013,69:950-960.
[2]中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志[M].北京:科學出版社,1990.
[3]龔建英,王華新,孫利娜,等.九種引種石斛生物學特性和栽培適應性研究[J].北方園藝,2013(20):75-78.
[4]張宇和.觀賞植物遺傳多樣性及品種分類淺談[J].北京林業(yè)大學學報,1998,20(2):6-11.
[5]武榮花.我國石斛屬植物資源及其親緣關系研究[D].北京:中國林業(yè)科學研究院,2007.
[6]李靜.石斛蘭種質資源鑒定評價[D].??冢汉D洗髮W,2010.
[7]鮮小林,陳睿,萬斌,等.西南地區(qū)野生春石斛資源搜集、保存與觀賞利用價值評價[J].西南農業(yè)學報,2013,26(3):1184-1189.
[8]尹俊梅,任羽,楊光穗.石斛蘭種質資源描述規(guī)范和數據質量控制規(guī)范[M].北京:中國農業(yè)出版社,2008.
[9]馬良,陳松泉,莊莉彬.35種石斛蘭觀賞價值評價[J].亞熱帶植物科學,2019,48(3):269-273.
[10]JIANG N H, ZHANG G H, ZHANG J J, et al. Analysis of the Transcriptome of Erigeron breviscapus Uncovers Putative Scutellarin and Chlorogenic Acids Biosynthetic Genes and Genetic Markers[J]. PLOS ONE, 2014, 9(6): e100357.
[11]江南,陸曉珊,莫曉茹,等.澳洲鴿石斛組植物的育種情況分析[J].中國園藝文摘,2018,34(6):10-16.
[12]林榕燕,葉秀仙,鐘淮欽,等.基于SRAP分子標記的石斛蘭種質資源遺傳多樣性分析[J].福建農業(yè)學報,2018,33(5):469-473.
[13]陳慧玲,劉宗坤,楊彥伶,等.基于層次分析法的藥用石斛種質資源評價[J].西南林業(yè)大學學報,2017,37(1):82-87.
[14]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典2015版[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2015:169,472.
[15]李杰,章金輝,朱根發(fā),等.石斛屬植物種質資源鑒定及指紋圖譜應用研究進展[J].中國農學通報,2013,29(16):63-68.
(責任編輯:柯文輝)