毛永亞，劉穎，周俊良，肖圖艦，陳楠，馬玉華

1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹科學(xué)研究所，貴陽 550006； 2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研管理處，貴陽 550006

火龍果果實(shí)外形獨(dú)特、營養(yǎng)豐富，是近年在國內(nèi)快速發(fā)展起來的具有較高營養(yǎng)價(jià)值、藥用價(jià)值以及觀賞價(jià)值的仙人掌科（ Cactaceae ）果樹。仙人掌科植物按植物學(xué)分類分為108屬，近2 000種［1］；仙人掌科果樹主要分為3大類：攀緣類，以量天尺屬和蛇鞭柱屬為主；刺梨類，以仙人掌屬之梨果仙人掌為主；圓柱狀仙人掌，以仙人柱屬為主［2-3］。廣義上，火龍果是量天尺屬 （Hylocereus）和蛇鞭柱屬 （Selenicere?us ）攀援植物，原產(chǎn)于中南美洲的熱帶地區(qū)，17世紀(jì)中期，由荷蘭人傳入中國臺(tái)灣。20世紀(jì)90年代我國開始引進(jìn)優(yōu)新品種進(jìn)行試種研究，目前火龍果種植區(qū)域主要分布在廣西、廣東、云南、貴州、海南、福建、臺(tái)灣等?。ㄗ灾螀^(qū)），四川、湖南、江蘇等地有零星種植，各地栽培的火龍果種類與品系繁多，根據(jù)其果實(shí)的外形特點(diǎn)，可將火龍果分為紅皮白肉、紅皮紅肉、紅皮粉肉以及黃皮白肉幾類［4］。

近年來，對(duì)火龍果種質(zhì)資源多樣性的研究有不少報(bào)道，國內(nèi)外研究者應(yīng)用RAPD［5-6］、SSR［7-8］、ISSR［9］等分子標(biāo)記方法從分子水平對(duì)火龍果種質(zhì)資源的遺傳多樣性進(jìn)行了研究。李洪立等［10］、黃鳳珠等［11］從表型性狀、農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀對(duì)火龍果種質(zhì)資源果實(shí)多樣性進(jìn)行了分析。表型特征直接反映了植物的外部特征，它是檢測植物遺傳變異中最傳統(tǒng)的研究方法［12］，火龍果與其他果樹不同，靠肉質(zhì)莖蔓進(jìn)行光合作用，為分析前期收集保存的種質(zhì)資源的遺傳多樣性及莖蔓與果實(shí)表型性狀間相關(guān)性，本研究在前期工作基礎(chǔ)上，以58份火龍果種質(zhì)資源為材料，根據(jù)NY/T 3517-2019《熱帶作物種質(zhì)資源描述規(guī)范 火龍果》提供的方法，以成熟莖和果實(shí)的表型質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析火龍果種質(zhì)資源遺傳多樣性，以期為火龍果種質(zhì)資源的創(chuàng)新利用、雜交育種、分子育種等提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的58份火龍果種質(zhì)資源（表1）保存于貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹科學(xué)研究所熱帶亞熱帶果樹科研示范基地火龍果資源圃內(nèi)，試驗(yàn)于2016-2020年進(jìn)行，期間進(jìn)行多次重復(fù)觀察。

表1 58個(gè)火龍果種質(zhì)資源名稱及編號(hào)Table 1 Names and numbers of 58 pitaya germplasm resources

續(xù)表 Continued Table

1.2 性狀調(diào)查與測定

1）質(zhì)量性狀。依據(jù)NY/T 3517-2019分別對(duì)棱邊形狀、成熟莖蔓木栓化程度、成熟莖蔓表面附著粉狀物、成熟莖蔓刺座位置、成熟莖蔓刺形狀、成熟莖蔓單個(gè)刺座刺數(shù)、果萼狀態(tài)、果萼顏色、果萼末端顏色、果萼末端中央斑線、果實(shí)形狀、果皮刺、果皮顏色、果肉顏色14個(gè)質(zhì)量性狀（表2）進(jìn)行觀察記錄。

表2 火龍果58個(gè)種質(zhì)資源14種表型質(zhì)量性狀及其賦值Table 2 Assignment of 14 phenotypic qualitative characters of 58 germplasm resources of pitaya

2）數(shù)量性狀。用游標(biāo)卡尺測量成熟莖蔓寬度、成熟莖蔓棱厚度、成熟莖蔓刺座間距、成熟莖蔓刺長度、果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑；采用電子天平稱量單果質(zhì)量，可溶性固形物采用手持糖度計(jì)測定，維生素 C 含量采用碘液滴定法測定，可溶性糖用蒽酮比色法測定［13］。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用 Excel 2003、SPSS 25.0 軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，計(jì)算質(zhì)量性狀的分布頻率和數(shù)量性狀的平均值、極差和變異系數(shù)。計(jì)算 Shannon Weav?er 多樣性指數(shù)（H '）［14］。頻率分布圖采用Origin 2021軟件進(jìn)行分析。H '=-ΣPilnPi，式中，Pi為某性狀第i類別樣品數(shù)量占總數(shù)量的比例。

2 結(jié)果與分析

2.1 火龍果種質(zhì)資源表型質(zhì)量性狀的頻率分布和多樣性分析

對(duì)58份火龍果種質(zhì)資源表型質(zhì)量性狀的分析結(jié)果（表3）顯示，在14種表型質(zhì)量性狀中，共檢測到52個(gè)變異類型，其中成熟莖蔓木栓化程度、果萼狀態(tài)、果萼顏色、果實(shí)形狀、果肉顏色等性狀的變異范圍較大。

表3 火龍果種質(zhì)資源表型質(zhì)量性狀的頻率分布和多樣性Table 3 Frequency distribution and diversity of phenotypic qualitative characters of pitaya germplasm resources

本研究中的火龍果資源棱邊形狀主要有鋸齒形、波浪形、平滑形3類，其中波浪形棱邊形狀最多，占67.2%；其次為平滑形棱邊形狀，占25.9%；鋸齒形棱邊形狀占6.9%。成熟莖蔓木栓化程度多樣性指數(shù)為1.809，頻率分布顯示該性狀無木栓化、全緣、刺座緣、不連續(xù)分別占32.8%、17.2%、1.7%、48.3%，表現(xiàn)出較高的離散程度，揭示火龍果成熟莖蔓木栓化程度性狀蘊(yùn)含著較大的遺傳變異程度。成熟莖蔓表面無附著粉狀物占82.8%，成熟莖蔓表面附著散點(diǎn)粉狀物和片狀粉狀物分別占12.1%、5.1%，說明火龍果大部分資源的成熟莖蔓表面無附著粉狀物。在成熟莖蔓刺座位置這一性狀中，成熟莖蔓刺座位置為凹處的占58.6%，凸處刺座位置占32.8%，其他為8.6%。成熟莖蔓弧形刺占比較高，占51.7%，針形和圓錐形較少，分別占27.6%和20.7%。58份資源中，成熟莖蔓單個(gè)刺座刺數(shù)多樣性指數(shù)僅為0.234，表現(xiàn)為離散程度較低，頻率分布顯示單個(gè)刺座刺數(shù)量最多的是2～5根，占94.8%，其他僅占5.2%。

果萼狀態(tài)多樣性指數(shù)為1.306，也表現(xiàn)出較高的離散程度，其中緊貼型果萼狀態(tài)最多，占37.9%，其次為嚴(yán)重背離型果萼狀態(tài)占31%。果萼顏色以綠色、紅色、紫紅色為主，分別占34.5%、39.7%、19.0%。果萼末端顏色綠色帶紫色最多，占48.3%，綠色帶黃色占36.2%，紫紅色占12.1%，紫色占3.4%。多數(shù)資源果萼末端中央有斑線，占比70.7%。果實(shí)形狀中圓形最多，占44.8%；其次為短橢圓形27.6%，長橢圓形和扁圓形分別占19.0%、8.6%；58份資源中沒有卵圓形果實(shí)。果皮絕大多數(shù)無刺，占94.8%，近基部帶刺和全果帶刺僅占3.5%、1.7%。果皮顏色以紅色為主，玫瑰紅色和紫紅色共占93.2%，粉紅色、橘紅色、黃色和其他（酒紅色）分別占1.7%。果肉顏色則以紫紅色（60.3%）為主，其次白色占19%，粉紅色占12.1%，紅色占6.9%，其他（深紅色）占1.7%。

58份資源的Shannon-weaver 多樣性指數(shù)為0.234～1.809，其中成熟莖蔓木栓化程度、果萼狀態(tài)、果萼顏色、果實(shí)形狀和果肉顏色等性狀的多樣性指數(shù)分別為1.809、1.306、1.279、1.241和1.129，說明本研究火龍果種質(zhì)資源有較高的多樣性水平，多樣性較為豐富。

2.2 火龍果種質(zhì)資源表型數(shù)量性狀多樣性統(tǒng)計(jì)分析和關(guān)聯(lián)分析

1）火龍果種質(zhì)資源表型數(shù)量性狀多樣性。58份火龍果種質(zhì)資源9個(gè)數(shù)量性狀變異系數(shù)為11.25%～35.32%，變異范圍較大，表明資源的多樣性較為豐富。其中，Vc含量的變異系數(shù)最大（35.32%），群內(nèi)遺傳變異程度較高；可溶性固形物最?。?1.25%），說明其變異程度相對(duì)較低（表4）。58個(gè)火龍果種質(zhì)資源絕大多數(shù)性狀呈現(xiàn)出變異程度高、類型豐富的特點(diǎn)，可在今后的遺傳改良工作中提供較高的利用空間和潛力。

表4 火龍果種質(zhì)資源表型數(shù)量性狀描述性統(tǒng)計(jì)分析及方差分析Table 4 Descriptive statistical analysis and variance analysis of phenotypic quantitative traits of pitaya germplasm resources

2）火龍果種質(zhì)資源表型數(shù)量性狀關(guān)聯(lián)分析。火龍果資源9個(gè)數(shù)量性狀間的相關(guān)性分析結(jié)果見表5。結(jié)果顯示，成熟莖蔓寬度與成熟莖蔓棱厚度、可溶性固形物、Vc含量之間呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，而與成熟莖蔓刺座間距、單果質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)。成熟莖蔓棱厚度與成熟莖蔓刺長度、可溶性固形物、Vc含量極顯著正相關(guān)，而與單果質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān)。成熟莖蔓刺座間距與果形指數(shù)、單果質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)。成熟莖蔓刺長度與果形指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與可溶性固形物、Vc含量、可溶性糖呈極顯著正相關(guān)，與單果質(zhì)量相關(guān)性不顯著。果形指數(shù)與單果質(zhì)量極顯著正相關(guān)，而與可溶性固形物、Vc含量、可溶性糖呈極顯著負(fù)相關(guān)。單果質(zhì)量與可溶性固形物、Vc含量、可溶性糖相關(guān)性不顯著?？扇苄怨绦挝锱cVc含量顯著正相關(guān)，與可溶性糖極顯著正相關(guān)。Vc含量與可溶性糖極顯著正相關(guān)。由關(guān)聯(lián)分析結(jié)果可知，這些數(shù)量性狀間存在著內(nèi)在關(guān)系，在大田生產(chǎn)或者品種選育時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇材料。

表5 火龍果種質(zhì)資源9個(gè)數(shù)量性狀關(guān)聯(lián)分析Table 5 Correlation analysis of 9 quantitative traits of pitaya germplasm resources

3 討論

收集、保存火龍果種質(zhì)資源，并開展鑒定、評(píng)價(jià)與利用研究，創(chuàng)制一批具有地方特色的新種質(zhì)/新品種，實(shí)現(xiàn)果品品種的多元化，有利于產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。Shannon-weaver 多樣性指數(shù)在植物表型性狀的多樣性分析中得到廣泛的應(yīng)用，是開展種質(zhì)資源多樣性統(tǒng)計(jì)中常用的分析方法之一［15-16］。本試驗(yàn)基于莖和果實(shí)的表型性狀對(duì)58份火龍果種質(zhì)資源的遺傳多樣性進(jìn)行分析，結(jié)果表明，該群體多樣性指數(shù)較高，遺傳多樣性豐富，其中成熟莖蔓木栓化程度、果萼狀態(tài)、果萼顏色、果實(shí)形狀和果肉顏色等性狀的多 樣 性 指 數(shù) 分 別 為1.809、1.306、1.279、1.241和1.129，不同種質(zhì)果實(shí)形狀和果肉顏色的多樣性與黃鳳珠等［11］對(duì)火龍果種質(zhì)資源果實(shí)品質(zhì)性狀多樣性分析研究結(jié)果相似，果皮顏色、果皮刺、果萼狀態(tài)、果實(shí)形狀、果肉顏色多樣性指數(shù)較李洪立等［10］對(duì)22份火龍果種質(zhì)資源果實(shí)特性的遺傳多樣性研究結(jié)果高，可能是本試驗(yàn)樣本相對(duì)較多，表現(xiàn)出更為豐富的遺傳多樣性。

植物表型性狀是植物本身特性及適應(yīng)生長環(huán)境所表現(xiàn)的結(jié)果［17］，種質(zhì)資源表型性狀多樣性研究對(duì)植物分類、鑒定評(píng)價(jià)及新種質(zhì)創(chuàng)制具有重要的意義。本研究表明58份火龍果種質(zhì)資源絕大多數(shù)性狀呈現(xiàn)出變異程度高、類型豐富的特點(diǎn)，具有豐富的多樣性，變異系數(shù)大小反映了品種固有特征及生物產(chǎn)品的個(gè)體差異范圍［18］，9個(gè)數(shù)量性狀表現(xiàn)出較高的變異性和一定的內(nèi)在相關(guān)性，可在今后的遺傳改良工作中提供較高的利用空間和潛力，為火龍果種質(zhì)創(chuàng)新及新品種選育提供更多選擇。

依據(jù)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 2424-2013《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南 蘋果》中假質(zhì)量性狀的概念，本研究中所描述的14個(gè)質(zhì)量性狀似大部分屬于假質(zhì)量性狀，火龍果莖植物學(xué)特性與其他果樹存在較大差異，筆者在撰寫此文過程中，暫未查閱到火龍果性狀表達(dá)類型的文獻(xiàn)，故在文章描述中，暫時(shí)統(tǒng)一歸類于質(zhì)量性狀。