崔珺，樊燕，喬玉立，孫夢(mèng)，張明珠，方潔，陳艷榮，翟大才

（1.黃山學(xué)院，安徽 黃山 245041；2.河南科技學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003）

植物葉片性狀是在基因和環(huán)境的相互作用下所呈現(xiàn)出的可觀測(cè)的形態(tài)特點(diǎn)，是由基因和環(huán)境的綜合調(diào)節(jié)引起的[1-2]。葉片性狀的變異是一種適應(yīng)環(huán)境和進(jìn)化的過(guò)程，具有重要的研究意義[2]。基因遺傳多樣性是指群體與群體之間基因的遺傳差異[3]。多樣性是指植物群體在不同環(huán)境下的表現(xiàn)形式和分布方式，是基因遺傳多樣性的一個(gè)重要組成部分[4]。植物在長(zhǎng)期的自然選擇和環(huán)境作用下，往往會(huì)發(fā)生不可逆的改變，其形態(tài)特征也隨之發(fā)生變化[5]。從植物葉片的多樣性入手，可以揭示其對(duì)生態(tài)環(huán)境的反應(yīng)機(jī)理及遺傳變異的規(guī)律[6-7]，特別是在種質(zhì)資源的收集、保存、評(píng)價(jià)和利用等方面具有重要意義。

楓香（Liquidambar formosana）為金縷梅科高大喬木，在我國(guó)秦嶺一帶以及淮河以南各省均有天然分布，是一種著名的彩葉樹(shù)種，觀賞價(jià)值高。楓香的研究主要集中在遺傳多樣性[8]、次生代謝產(chǎn)物[9]、胸高模型[10]和葉色變化[11-12]及種子與果實(shí)多樣性[13]等方面。本試驗(yàn)以楓香的葉片性狀為研究對(duì)象，在安徽省不同區(qū)域選取具有代表性的楓香單株進(jìn)行試驗(yàn)，以期為楓香樹(shù)種質(zhì)資源收集、保存和開(kāi)發(fā)利用等提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

安徽省屬溫和氣候型，年平均氣溫為14～17℃，1月平均氣溫為-1～4℃，7月平均氣溫為28～29℃；年降水量為750～1 700 mm，并呈現(xiàn)南多北少，山區(qū)多、平原丘陵少等特點(diǎn)。本研究選取安徽省14個(gè)不同地區(qū)的楓香為研究對(duì)象，詳見(jiàn)表1。

表1 研究區(qū)地理位置

2 試驗(yàn)材料和方法

2.1 試驗(yàn)材料

在安徽省14個(gè)不同的楓香分布區(qū)進(jìn)行采樣，每個(gè)區(qū)域隨機(jī)挑選30株單株，采集樹(shù)冠中層生長(zhǎng)良好且葉質(zhì)薄厚一致的完好成熟的葉片，每株選取30片并編號(hào)（XX地區(qū)1-30號(hào)），帶回實(shí)驗(yàn)室，保存在4℃冰箱備用。

2.2 試驗(yàn)方法

將葉片從冰箱取出，恢復(fù)至室溫，并擦拭干凈。用養(yǎng)分速測(cè)儀測(cè)定葉片葉綠素含量（SPAD）和氮含量；掃描儀掃描葉片保存圖像后利用Digimizer圖形分析軟件對(duì)葉長(zhǎng)、葉寬、葉柄長(zhǎng)、中裂片寬、葉片夾角和葉面積進(jìn)行測(cè)量。其中葉長(zhǎng)是指從葉柄最下端到葉尖之間的距離；葉寬指葉片的最大寬度；中裂片寬是兩個(gè)夾角之間的距離，夾角以葉片正面對(duì)實(shí)驗(yàn)者時(shí)，左側(cè)裂片與中裂片之間夾角記為夾角1，右側(cè)裂片與中裂片之間夾角記為夾角2。將30枚葉片分成6組，每組5枚，剪去葉柄后，以組為單位稱(chēng)量葉片鮮重后放入烘箱，在105 °C下殺青5 min，然后65 °C烘干至恒重，稱(chēng)干重。

葉片表型的變異系數(shù)（CV）表示性狀的離散程度。

變異系數(shù)=標(biāo)準(zhǔn)差/平均值×100%

葉形指數(shù)是葉片的長(zhǎng)寬比，是葉形的量化指標(biāo)，不僅反映了葉片生長(zhǎng)狀況及生長(zhǎng)規(guī)律、葉片形態(tài)特征及其變異，也反映植物對(duì)環(huán)境溫度和濕度的適應(yīng)能力，還可以推測(cè)葉片生長(zhǎng)狀況及生長(zhǎng)規(guī)律[14-15]。

葉形指數(shù)=葉長(zhǎng)/葉寬

植物葉片的葉干物質(zhì)含量與資源獲取能力相關(guān)，能夠反映植物抵御外界的能力。葉干物質(zhì)含量與植物抵御外界的能力呈正相關(guān)，表明了植物利用資源的能力，是植物適應(yīng)外界環(huán)境變化的關(guān)鍵性狀[16]。

葉片干物質(zhì)含量=葉片干重/葉片鮮重

綜上所述，在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下，變壓器油的化驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用也越來(lái)越得到重視。論文結(jié)合變壓器油化驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用及其影響進(jìn)行了詳細(xì)的分析。具體的分析結(jié)果如下：首先，在變壓器油的化驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用分析中，主要從雜質(zhì)及水分處理和酸值及PH值的變化兩方面進(jìn)行了分析；其次，對(duì)于變壓器油化驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用影響分析中從三方面進(jìn)行了闡述，分別為物理性能變化影響、化學(xué)性能變化影響和電氣性能變化影響。按照以上技術(shù)應(yīng)用分析和技術(shù)實(shí)踐影響的排除，能夠?yàn)樽儔浩鲬?yīng)用的安全性能力提升奠定基礎(chǔ)。

比葉面積直接受葉片厚度、形狀和重量的影響，在一定程度上反映了葉片截獲光的能力和在強(qiáng)光下的自我保護(hù)能力，往往與植物的生長(zhǎng)和生存有緊密的聯(lián)系，能夠反映植物在不同生境下資源獲取能力和對(duì)不同生境的適應(yīng)特征。

比葉面積=葉面積/干重

單位為cm2/g。

2.3 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Excel 2016及SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以及相關(guān)性分析、差異性分析、聚類(lèi)分析和主成分分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 楓香葉片性狀分析

由表2可知，在安徽省14個(gè)地區(qū)，楓香葉柄長(zhǎng)變化范圍為3.15～9.56 cm，變異性最小的是六安市霍山縣楓香葉片（3.55%），最大的是滁州市全椒縣楓香葉片（20.99%）；葉片長(zhǎng)變化范圍為3.96～13.13 cm，除合肥市蜀山區(qū)和池州市青陽(yáng)縣的葉片變異系數(shù)大于10%外，其余均呈現(xiàn)小于10%的變異；葉片寬在5.75～17.69 cm，其中合肥市蜀山區(qū)、黃山市屯溪區(qū)和滁州市全椒縣的楓香葉片寬變異性均高于10%；中裂片寬在2.03～6.25 cm，合肥市蜀山區(qū)和滁州市全椒縣楓香葉片的中裂片寬變異系數(shù)均高于10%；夾角1變化范圍為71.50°～134.03°；夾角2變化范圍為73.36 °～131.41°，其中六安市霍山縣的楓香葉片角度均為銳角；葉面積的變化范圍為44.74～429.92 cm2，安慶市潛山縣的楓香葉片葉面積平均值最大，除安慶潛山縣和黃山歙縣外，其余區(qū)域楓香葉面積變異性均大于10%。

表2 楓香葉片表型性狀分析

（續(xù)表2）

進(jìn)一步對(duì)楓香葉片性狀進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表3。楓香葉片葉綠素變化范圍為35.16～55.23；氮含量的變化范圍為2.40～3.82 mg/g；葉形指數(shù)在0.64～0.78范圍內(nèi)波動(dòng)；干物質(zhì)含量最高的是黃山市歙縣楓香葉片，最低的是合肥市蜀山區(qū)和宣城市旌德縣楓香葉片；比葉面積是表型性狀中的重要指標(biāo)，比葉面積最低的是合肥市蜀山區(qū)楓香葉片，最高的是安慶市潛山縣楓香葉片。從變異系數(shù)角度分析，葉綠素和氮含量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)，除黃山市歙縣楓香葉片外，其余變異系數(shù)均小于10%；葉形指數(shù)變異系數(shù)均小于10%；干物質(zhì)含量除六安市霍山縣外，均小于10%；比葉面積變異系數(shù)大于10%的占比半數(shù)以上。

表3 楓香葉片表型特征分析

由表2和表3分析可知，14個(gè)地區(qū)葉片性狀均存在差異性，其中合肥市蜀山區(qū)的楓香葉片的性狀與其他地區(qū)的楓香葉片差異顯著，說(shuō)明其變異性較大，適合作為品種選育的對(duì)象。

3.2 楓香葉片性狀相關(guān)性分析

由表4可知，葉片性狀指標(biāo)大多數(shù)呈極顯著相關(guān)。葉柄長(zhǎng)分別與葉片長(zhǎng)、葉片寬、中裂片寬、葉面積和比葉面積呈顯著正相關(guān)（P<0.01）。葉片長(zhǎng)分別與葉片寬、中裂片寬、葉面積和葉形指數(shù)呈極顯著相關(guān)（P<0.01）。葉片寬與中裂片寬、中裂片與側(cè)裂片夾角2、葉面積與比葉面積呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）。中裂片寬與夾角1、葉面積和比葉面積呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）。夾角1、夾角2與葉綠素、氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)。夾角2與葉綠素、氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)。葉面積與比葉面積呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。氮含量與葉綠素呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）。葉形指數(shù)與干物質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）。

表4 安徽省楓香葉片表型性狀相關(guān)性分析

3.3 楓香葉片聚類(lèi)分析

對(duì)安徽省14個(gè)地區(qū)楓香葉片性狀進(jìn)行聚類(lèi)分析，由圖1可知，當(dāng)平方歐氏距離為5時(shí)，楓香單株可分為4類(lèi)（分別用I、II、III、IV表示）。通過(guò)單因素方差分析可知，14個(gè)不同地區(qū)的葉片特征在4個(gè)類(lèi)群間差異顯著（見(jiàn)表5）。

由圖1聚類(lèi)結(jié)果可知，I類(lèi)含8個(gè)地區(qū)，包括黃山市休寧縣、合肥市廬江縣、池州市青陽(yáng)縣、宣城市旌德縣、黃山市屯溪區(qū)、蕪湖市無(wú)為縣、安慶市岳西縣和滁州市全椒縣；II類(lèi)含4個(gè)地區(qū)，包括六安市霍山縣、宣城市績(jī)溪縣、六安市金寨縣和安慶市潛山縣；III類(lèi)含1個(gè)地區(qū)，為合肥市蜀山區(qū)；IV類(lèi)含1個(gè)地區(qū)，為黃山市歙縣。

圖1 楓香葉片表型性狀聚類(lèi)

由表5可知，從葉面積上看，楓香葉片大小依次為II類(lèi)>I類(lèi)>IV類(lèi)>III類(lèi)；II類(lèi)楓香平均葉面積最大為386.43 cm2，III類(lèi)楓香單株平均葉面積最小為44.74 cm2。從中裂片與側(cè)裂片夾角上看，楓香的中裂片與側(cè)裂片的平均夾角大小依次為，III類(lèi)>I類(lèi)>IV類(lèi)>II類(lèi)。從干物質(zhì)含量角度分析可知，IV類(lèi)楓香干物質(zhì)含量最高，I類(lèi)干物質(zhì)含量最低。從干重角度分析可知，II類(lèi)地區(qū)楓香的干重最大，III類(lèi)地區(qū)的楓香干重最小。

表5 楓香葉片聚類(lèi)分析

3.4 楓香葉片性狀主成分分析

根據(jù)楓香葉片的12種性狀進(jìn)行主成分分析，將楓香的葉片表型概括成幾個(gè)不相互關(guān)聯(lián)的綜合指標(biāo)。楓香葉片性狀根據(jù)數(shù)據(jù)分析可以概括成為4個(gè)主要的成分（見(jiàn)表6）。主成分1的貢獻(xiàn)率為41.234%，葉面積、葉片長(zhǎng)和葉片寬三個(gè)特征向量值最大且為正值；主成分2的貢獻(xiàn)率為21.149%，夾角1和夾角2特征向量值中最大且為正，說(shuō)明主成分2中的中裂片與側(cè)裂片夾角因子可作為葉片變異判斷因子；主成分3的貢獻(xiàn)率為14.028%，干重作為特征向量，值最大且為正；主成分4的貢獻(xiàn)率為9.644%，特征向量干物質(zhì)含量值最大且為正。

通過(guò)表6統(tǒng)計(jì)分析得出了4個(gè)主成分因子得分系數(shù)與葉片表型變量之間的關(guān)系，其關(guān)系式為：

表6 楓香葉片性狀主成分分析

式中：F1、F2、F3、F4為主成分1、2、3、4的得分，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13和X14分別指：葉柄長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)、葉片寬、中裂片寬、夾角1、夾角2、葉面積、鮮重、干重、葉綠素、氮含量、葉形指數(shù)、干物質(zhì)含量和比葉面積的平均值。

以主成分得分選擇每種評(píng)價(jià)得分的前3名：以第1主成分評(píng)價(jià)14個(gè)地區(qū)的楓香葉片變異性，前3名排序依次為安慶市潛山縣、六安市霍山縣和宣城市績(jī)溪縣；以第2主成分評(píng)價(jià)14個(gè)地區(qū)的楓香葉片變異性，前3名排序依次為安慶市潛山縣、安慶市岳西縣和蕪湖市無(wú)為縣；以第3主成分評(píng)價(jià)14個(gè)地區(qū)的楓香葉片變異性，前3名排序依次為合肥市蜀山區(qū)、黃山市歙縣和安慶市岳西縣；以第4主成分評(píng)價(jià)14個(gè)地區(qū)的楓香葉片變異性，前3名排序依次為安慶市潛山縣、宣城市績(jī)溪縣和蕪湖市無(wú)為縣。

兼顧第1、2、3和4主成分之間的關(guān)系，以各主成分得分與其方差貢獻(xiàn)率相乘并求和來(lái)計(jì)算各地區(qū)楓香性狀的綜合得分：

綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的前3名依次為安慶市潛山縣、宣城市績(jī)溪縣和六安市金寨縣。

4 結(jié)論與討論

本研究通過(guò)對(duì)安徽省14個(gè)不同地區(qū)的楓香葉片表型性狀進(jìn)行分析。結(jié)果表明，不同區(qū)域楓香葉片各種性狀類(lèi)型之間存在較大差異，楓香葉片表型性狀的變異情況，與房震等[17]對(duì)楓香葉片的性狀變異的研究結(jié)果基本一致。研究表明，在研究植物葉片表型的同時(shí)加入果實(shí)、種子性狀等指標(biāo)，除葉片外，種子和果實(shí)性狀也存在一定程度上的差異[18-20]。因此，后續(xù)將加入花、果實(shí)、種子等指標(biāo)對(duì)楓香性狀進(jìn)行分析。

通過(guò)聚類(lèi)分析，可以為后期篩選性狀優(yōu)良且具有觀賞性的楓香提供參考。根據(jù)葉片表型性狀差異和聚類(lèi)分析，將安徽省14個(gè)地區(qū)楓香單株分成4個(gè)類(lèi)群，分別為I類(lèi)、II類(lèi)、III類(lèi)和IV類(lèi)。其中最具代表性的是第III類(lèi)合肥市蜀山區(qū)的楓香單株，該地區(qū)楓香葉片與其他地區(qū)的楓香差別較大，可以作為良種選育的對(duì)象。主成分分析發(fā)現(xiàn)，葉面積、中裂片與側(cè)裂片夾角、干重和干物質(zhì)含量可以作為后期楓香葉片變異的判斷因子，后期研究可以根據(jù)主成分綜合分析中指出的3個(gè)地區(qū)（安慶潛山縣、宣城績(jī)溪縣和六安金寨縣）作為楓香研究長(zhǎng)期觀測(cè)點(diǎn)。

綜上所述，安徽省14個(gè)地區(qū)楓香葉片的表型性狀變異性較大，可分為4個(gè)類(lèi)群，其中合肥市蜀山區(qū)楓香可作為優(yōu)良單株進(jìn)行新品種篩選。