赫 衛(wèi)，張 慧

（1.貴州中醫(yī)藥大學藥學院 貴州貴安 550025； 2.黑龍江省農業(yè)科學院園藝分院 哈爾濱 150069）

觀賞辣椒起源于南美洲熱帶，在明朝時傳入中國，最早作為觀賞花卉。辣椒色彩豐富、果形奇特，果形有羊角形、牛角形、球形、櫻桃形、風鈴形、指天形、線形、燈籠形等，果色有紅、紫、黃、橙、黑、白、綠等，極具觀賞價值。觀賞辣椒可應用于家庭園藝、花壇及現(xiàn)代農業(yè)觀光園，也可開發(fā)為禮品蔬菜、辣椒工藝品等。王學工等探討了觀賞辣椒的應用開發(fā)前景，認為其可用于醫(yī)藥化工產品、辣椒加工產品和辣椒工藝品等。陳紅娜等報道了觀賞辣椒的應用，表明其可用于庭院和室內的擺放，還可用于學?？破罩参飳嵨锝滩?。種質資源篩選是觀賞辣椒應用和新品種選育的關鍵環(huán)節(jié)。王佳敏等應用AHP 法和灰色關聯(lián)法評價了12 份觀賞辣椒果實的外觀品質。趙東風等利用隸屬函數(shù)法結合生理測定評價9 份觀賞辣椒種質資源的耐熱性。余文中等分析了50 份觀賞椒種質材料的主要農藝性狀差異性。目前，觀賞辣椒的研究主要集中在國內外新品種選育、栽培技術、生理指標測定等方面。采用表型性狀評價的方法，對觀賞辣椒種質資源的農藝性狀和觀賞性的研究較少。筆者調查了20 份辣椒材料的33 個農藝性狀，作了相關性分析，并進一步采用相關序列擴增多態(tài)性（Sequence-related amplified polymorphism，SRAP）分子標記研究了辣椒間的遺傳關系，希望為觀賞用辣椒的品種選育提供更為廣泛的親本來源。

1 材料與方法

1.1 材料

選用了20 份辣椒材料（表1，圖1），由黑龍江省農業(yè)科學院園藝分院提供。

圖1 20 份辣椒材料結果期成株照片

表1 20 份辣椒材料的類型

1.2 性狀調查

辣椒材料于2014 年在黑龍江省農業(yè)科學院園藝分院試驗基地種植，3 月18 日催芽，3 月25 日穴盤育苗，穴盤規(guī)格12 cm×6 cm；5 月25 日定植于大棚中，每個品種30 株，常規(guī)水肥管理。依據(jù)《辣椒種質資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》，共選取33 個農藝性狀進行統(tǒng)計分析。其中，數(shù)量性狀9 個，分別為株高、株幅、首花節(jié)位、商品果縱徑、商品果橫徑、果梗長度、果肉厚、單果質量、單株果數(shù)；質量性狀24 個，分別為株型、分枝性、葉節(jié)色、主莖色、莖茸毛、葉形、葉色、花冠色、花藥色、花柱色、花柱長度、花梗著生狀態(tài)、熟性、青熟果色、老熟果色、果形、果面棱溝、果面特征、果肩形狀、果頂形狀、果基部宿存花萼、外果皮厚薄、胎座大小、果實橫切面形狀（表2），發(fā)現(xiàn)葉色中有綠葉帶紫脈的新類型。首花節(jié)位、葉節(jié)色、主莖色、莖茸毛、葉形、葉色、花冠色、花藥色、花柱色、花柱長度、花梗著生狀態(tài)在6 月調查，株高、株幅、株型、分枝性、單株果數(shù)、青熟果色、果形、果面棱溝、果面特征、果肩形狀、果頂形狀、果基部宿存花萼、熟性在9 月調查，老熟果色、外果皮厚薄、胎座大小、果實橫切面形狀、商品果縱徑、商品果橫徑、果梗長度、果肉厚、單果質量在10 月收獲時調查。

1.3 SRAP標記分析

采用CTAB 法提取辣椒葉片基因組DNA，從已報道文獻的SRAP 標記序列中選取26 對引物（me1- em2、me1- em3、me1- em4、me1- em5、me1-em6、me1-em7、me1-em11、me2-em2、me2-em4、me2-em7、me2-em9、me2-em10、me3-em1、me3-em7、me4-em4、me5-em2、me5-em5、me5-em7、me6-em3、me7-em4、me7-em6、me8-em1、me8-em3、me8-em5、me9-em1 和me12-em5）

PCR 總反應體系20 μL：引物0.30 μmol·L，酶 0.75 U，dNTP 0.20 mmol · L，Mg2.50 mmol · L，模 板DNA 50 ng，ddHO 補 齊20 μL。反應程序：94 ℃預變性5 min；94 ℃變性1 min，35 ℃復性1 min，72 ℃延伸1 min，5 個循環(huán)；94 ℃變性1 min，50 ℃復性1 min，72 ℃延伸1 min，35 個循環(huán)；72 ℃延伸10 min。采用6%變性聚丙烯酰胺凝膠電泳，銀染法染色。

1.4 數(shù)據(jù)分析

變異系數(shù)CV=SD/AVG×100%，SD 是標準差，AVG 是均值。多樣性指數(shù)Shannon-Weave公式為=－ΣPlnP其中，P是某一表型（比如果形）的第個性狀值出現(xiàn)的頻率。質量性狀的頻率根據(jù)表2 的描述，數(shù)量性狀的頻率根據(jù)平均值（）和標準差（）將數(shù)據(jù)分為10 級，0.5為1 級，從第1 級X＜（-2）到10 級≥（+2），每一級的相對頻率用于計算多樣性指數(shù)。SRAP 引物的擴增產物電泳圖譜上同一位置擴增條帶的有和無分別記為“1”和“0”。應用Ntsys 2.01 軟件和UPGMA 法進行聚類分析，利用SPSS 18.0 和Excel 2017 進行相關性分析和PIC 值統(tǒng)計。

表2 辣椒質量性狀描述

2 結果與分析

2.1 數(shù)量性狀的多樣性分析

對20 份材料的9 個數(shù)量性狀進行分析（表3），平均變異系數(shù)為52.81%。其中，單果質量（116.32%）的變異系數(shù)最大，表明單果質量的表現(xiàn)型變異范圍廣，本試驗中單果質量最大的是一個短牛角果形的品種，最小的是一個圓球果形的品種。變異系數(shù)最小的是株幅（19.89%），表明株幅的人工選擇面窄。其余性狀變異系數(shù)分布范圍為29.08%～80.01% ，性狀間變異幅度差別大。9 個數(shù)量性狀的平均遺傳多樣性指數(shù)為1.74，分布范圍為1.40～1.97。其中，多樣性指數(shù)最大的是株高，最小的是單果質量。所選材料中，單果質量變化范圍很大，為1.61～75.53 g，但平均值只有15.34 g，說明絕大部分材料的單果質量小，單果質量分布不均勻，這可能是導致單果質量多樣性指數(shù)較低的原因。

表3 辣椒數(shù)量性狀統(tǒng)計

2.2 質量性狀的多樣性分析

分析20 份材料的24 個質量性狀（表4），多樣性指數(shù)范圍為0.50～1.89，平均值為0.97。其中，多樣性指數(shù)最高的是青熟果色（1.89），其次是果形（1.88），最低的是花冠色（0.50）。根據(jù)多樣性指數(shù)的意義，發(fā)現(xiàn)辣椒的青熟果色的表現(xiàn)型最多，果形其次，20 份材料共展示了8 種青熟果色和7 種果形。

表4 辣椒質量性狀統(tǒng)計

多樣性指數(shù)與分布頻率有關。大部分性狀的分布頻率相對均勻，包括果形和果色。幾個性狀的分布頻率不均勻：花冠色以白色為主，紫色分布頻率為20%；葉色和主莖色以各種深度的綠色為主，紫色分布頻率分別僅為5%；而葉節(jié)色以紫色和淺紫色為主，綠色分布頻率僅為5%；果肩形狀、果頂形狀、果實橫切面形狀、分枝性、莖茸毛、花柱長度的分布頻率不均勻。花冠色只有2 個表現(xiàn)型，且分布不均勻，因此多樣性指數(shù)最低?；ㄖ彩? 個表現(xiàn)型，分布十分均勻（白色占50%，紫色占50%）。因此，多樣性指數(shù)較高（0.69）。莖茸毛雖有3 個性狀，但分布不均勻，這也是其多樣性指數(shù)（0.52）較低的原因。由以上分析可知，所收集資源的果色和果形雖沒有囊括已知的所有表現(xiàn)型，但表現(xiàn)型多樣且分布均勻，多樣性指數(shù)較高，可滿足品種選育的需求。

2.3 主要農藝性狀的相關性分析

不同組織器官顏色是觀賞用辣椒重要性狀之一。顏色性狀有8 個，分別為葉節(jié)色、主莖色、葉色、花冠色、花柱色、花藥色、青熟果色和老熟果色。對33 個主要農藝性狀進行相關性分析（圖2）表明，花冠色、主莖色、葉色與青熟果色四者彼此呈顯著正相關（相關系數(shù)＞0.583），花冠色越淺，主莖色、葉色和青熟果色顏色越淺。當幾個品種的花冠色是紫色時，主莖色以紫色或綠帶紫條紋為主，葉色是紫或綠帶紫脈，青熟果色是紫色。推測這些品種與其他品種，在花青素的代謝上有所不同?；ㄖc老熟果色呈顯著負相關（-0.599）；花藥色與主莖色呈顯著正相關（0.678）；葉節(jié)色與其他顏色性狀無顯著相關。

圖2 辣椒主要農藝性狀相關性

果形是觀賞用辣椒又一重要性狀。調查了果實形態(tài)的13 個性狀（圖2）。結果表明，果形與果頂形狀（-0.487）、商品果縱徑（-0.593）、果梗長度（-0.458）呈顯著負相關；商品果縱徑（0.484）、果梗長度（0.618）與果面特征呈顯著正相關；果頂形狀與果面棱溝（0.499）、果肩形狀（0.476）呈顯著正相關；果面棱溝與商品果橫徑（0.573）、果實橫切面形狀（0.725）呈顯著正相關；果肩形狀也與商品果橫徑（0.552）、果實橫切面形狀（0.685）呈顯著正相關；果基部宿存花萼與果肩形狀（-0.565）、商品果橫徑（-0.633）、果肉厚（-0.538）、果實橫切面形狀（-0.493）呈顯著負相關，與果面特征（0.502）、商品果縱徑（0.463）呈顯著正相關；外果皮厚薄與果面棱溝（-0.629）呈顯著負相關，與胎座大?。?.614）呈顯著正相關。

由上述分析可知，在篩選辣椒種質資源時，需要注重各主要農藝性狀之間的相關性。綜合各性狀來提高辣椒觀賞性，以求得到兼具多種優(yōu)良性狀的種質資源，為觀賞用辣椒品種選育奠定基礎。

2.4 辣椒品種間的遺傳關系分析

以20 份辣椒種質資源為材料，進行了相關序列擴增多態(tài)性（SRAP）分析（表5）。結果表明，26個引物組合共擴增出305 條清晰條帶。其中，多態(tài)性條帶為82 條，每一引物組合擴增到5～20 條，平均11.7 條；其中，有多態(tài)性條帶為1～8 條，平均3.2條，位點多態(tài)性信息含量PIC 變幅為0.093～0.935，平均為0.641。表現(xiàn)多態(tài)性的條帶占總擴增條帶的26.89%。引物me2-em9、me1-em6 擴增的條帶多，多態(tài)性豐富，可以有效地區(qū)分材料的差異。

表5 SRAP 標記統(tǒng)計

20 份材料的農藝性狀差異很大。因此，通過分子標記來分析它們之間的親緣關系。根據(jù)26 對SRAP 引物的擴增結果進行聚類分析（圖3），表明辣椒材料相互分開，在相似系數(shù)0.64 處可以將20份供試材料分為5 個類群。

圖3 20 個辣椒品種聚類圖

Ⅰ類，5 個品種聚在這一類，主要表現(xiàn)為單果質量偏小，果實偏小，無莖茸毛，花柱長于雄蕊，果面光滑，果頂鈍圓。

Ⅱ類包括3 個品種，主要表現(xiàn)為無莖茸毛，白色花冠和花柱，果面光滑，果頂鈍圓，果基部宿存花萼平展，商品果橫徑長，果實橫切面不規(guī)則，老熟果紅色。

Ⅲ類，9 個品種，其農藝性狀包括了絕大部分表現(xiàn)型。

Ⅳ類，2 個品種，綠葉藍花藥，花梗下垂，無果肩，鈍圓果頂，果基部宿存花萼下包，商品果縱徑長，果實羊角形，果實橫切面近圓形。ICPN21-07（編號16）是青熟果乳黃色，單果較重、熟期最晚；B1436（編號13）是青熟果墨綠色。

Ⅴ類，1 份材料為丑妞（編號19），青熟果色黃綠，老熟果色橙黃，果實橫切面不規(guī)則，果面棱溝深，果形似長錐形呈皺縮形態(tài)。

3 討論與結論

辣椒主要農藝性狀的變異系數(shù)分析表明，單果質量變異系數(shù)最大，果實的大小是主要觀賞點之一，可以利用性狀的變異幅度選育新品種。多樣性分析表明，20 份辣椒種質具有較豐富的形態(tài)多樣性，其33 個性狀的遺傳多樣性指數(shù)平均為1.16。數(shù)量性狀的多樣性指數(shù)數(shù)值相對比較集中，分布范圍為1.40～1.97。其中，多樣性指數(shù)最大的是株高，最小的是單果質量。說明了變異系數(shù)和多樣性指數(shù)沒有絕對的正負相關關系，與李寧等得出的結論一致。質量性狀的多樣性指數(shù)中最高的是青熟果色（1.89），表現(xiàn)型最豐富，其次是果形（1.88），最低的是花冠色（0.50）。徐睿等也得出相似結果，對40 份觀賞辣椒種質資源的主要農藝性狀進行遺傳多樣性分析發(fā)現(xiàn)，質量性狀中果形的多樣性指數(shù)最高，表現(xiàn)型最豐富。果色和果形也都是主要的觀賞點，豐富多樣的性狀可滿足人們的觀賞需求。辣椒作為觀賞品種，選育的主要觀賞性狀是果形和顏色，果形和青熟果色多樣性指數(shù)高，揭示所選材料多樣性豐富，有選育和改良的空間。性狀間的相關性分析結果表明，果形、果肩形狀、果基部宿存花萼、商品果縱徑、商品果橫徑、果實橫切面形狀與多種性狀顯著相關，性狀之間聯(lián)系緊密。因此，要提高辣椒的觀賞性，特別是果形的觀賞性，可以以這6個性狀為主進行選育；要提高辣椒的果色的觀賞性，若育種目標是改變青熟果色，需要關注花冠色、主莖色、葉色；若育種目標是改變老熟果色，需要關注花柱色。在觀賞用辣椒品種選育過程中，可將上述性狀作為優(yōu)先篩選目標。

筆者采用SRAP 標記明確區(qū)分了20 個辣椒品種，有研究表明，SRAP 標記可以用來進行辣椒種質資源間的遺傳多樣性分析或品種鑒定。SRAP標記揭示了品種間的親緣關系，對20 份辣椒種質資源聚類分析發(fā)現(xiàn)，遺傳相似系數(shù)為0.54，遺傳進化關系比較遠，可以應用雜交技術選育品種。西安市農業(yè)技術推廣中心已經經過收集、自交純化、篩選和雜交這一過程培育出觀賞椒雜交新品種。本文的品種已經經過收集和純化，在篩選后可通過雜交技術培育新品種。如紫簇星（編號4）和B144（編號19）的相似系數(shù)最高，遺傳進化關系最近，兩個品種都是紫色花冠，紫色青熟果，鮮紅色老熟果。丑妞（編號17）的花冠是紫色，青熟果是黃綠色，老熟果是橙黃色。丑妞與紫簇星或B144 的遺傳關系最遠，可以通過雜交改良花冠色和果色。20 份辣椒種質資源材料的多樣性指數(shù)說明了觀賞性相關辣椒品種有較豐富的遺傳多樣性，聚類分析也表明亞組間和亞組內的表現(xiàn)型豐富，多樣性高。余文中等同樣通過50 份材料的遺傳多樣性分析，結果表明觀賞性辣椒種質材料的性狀存在較大的差異性。說明觀賞辣椒多樣性豐富，為品種選育提供了較多的選擇。筆者用26 對具有多態(tài)性SRAP 標記進行聚類分析，鑒定區(qū)分辣椒品種，并建立品種間的親緣關系，為觀賞用辣椒品種選育提供理論支持。