PA型紫蘇種質(zhì)評價及產(chǎn)量構(gòu)成因素分析△

李衛(wèi)萍，張琛武，申國安，郭寶林，魏長玲

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥用植物研究所，北京 100193)

紫蘇是常見藥食兼用植物。本研究組前期進(jìn)行了對全國藥用紫蘇資源的調(diào)查及化學(xué)型分析，發(fā)現(xiàn)符合藥典標(biāo)準(zhǔn)的PA型(紫蘇醛型)紫蘇資源十分緊缺[1-2]，對PA型紫蘇的種質(zhì)資源收集評價，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行PA型紫蘇藥用品種選育和推廣顯得尤為重要。此前就揮發(fā)油品質(zhì)對影響紫蘇揮發(fā)油組分的因素以及PA型紫蘇不同種質(zhì)中紫蘇醛含量變化規(guī)律進(jìn)行了探究[3-6]。本文則以收集的9份PA型紫蘇種質(zhì)為材料，種植后對形態(tài)性狀、農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量進(jìn)行評價，重點(diǎn)分析影響PA型紫蘇葉產(chǎn)量的因素，以期為PA型紫蘇深入研究和開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

9份PA型種質(zhì)中，2份為2016年春新收集購買，其余7份為2015年收集后在中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所栽培實(shí)驗(yàn)田種植收獲而得，各來源詳情見表1。

表1 PA型種子來源信息表

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

2016年5月上旬于中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所栽培實(shí)驗(yàn)田育苗，6月上旬按60 cm×50 cm進(jìn)行移栽，每種材料種植三行，土壤中等肥力，常規(guī)水肥管理。所有實(shí)驗(yàn)在中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所栽培實(shí)驗(yàn)田完成。

全生育期特征觀察和測量(特征測量和記錄方法另文報道)，其中包括各器官形態(tài)性狀相關(guān)指標(biāo)：株型(株高；節(jié)數(shù)；平均節(jié)間距；主莖直徑；)、葉(葉片長；葉片寬；葉型指數(shù)；葉柄長；葉片顏色；葉片平皺；葉片厚度；葉緣類型；十片干葉重；葉片含水量)、花(頂序長；頂序?qū)?；頂序花萼密度；花長；花色)、籽粒(千粒重；籽粒長；籽粒寬；粒型指數(shù))、農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量相關(guān)指標(biāo)(二級分枝數(shù)；一、二級分枝上節(jié)數(shù)；有效穗數(shù)；單株莖稈重量)、產(chǎn)量(單株籽粒產(chǎn)量；單株干葉產(chǎn)量)共29個性狀特征。其中株型及花序特征在果熟中期進(jìn)行測量；葉型特征則于始花期進(jìn)行測量；單株葉產(chǎn)量在果熟中期收獲全株葉片，晾干后測得，農(nóng)藝性狀和籽粒產(chǎn)量則于果熟后期收獲全株，剪穗脫粒后獲得。

2 統(tǒng)計及分析方法

應(yīng)用SPSS統(tǒng)計分析軟件對形態(tài)、農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量進(jìn)行分析。對其中質(zhì)量性狀賦予了數(shù)值(葉片、花顏色：綠色-1，紫色-2；葉片平皺類型：平-1，中等-2，皺-3；葉片厚度；厚-1，中等-2，薄-3；葉緣類型：淺波-1，粗鋸齒-2，深鋸齒-3)。

3 結(jié)果與討論

3.1 PA型紫蘇形態(tài)、農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量特征

對9份PA型紫蘇種質(zhì)的形態(tài)、農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量進(jìn)行觀察測量，所得結(jié)果列于表2。

表2 9種PA型紫蘇形態(tài)、農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量結(jié)果

續(xù)表2

注：同行不同字母表示種質(zhì)之間差異顯著，P<0.05。

在9份PA型紫蘇種質(zhì)中，1，2，4種質(zhì)單株葉產(chǎn)量高，是選育葉用型品種需要關(guān)注的種質(zhì)。

3.2 PA型紫蘇性狀特征變異幅度分析

對PA型各形態(tài)、農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量進(jìn)行描述統(tǒng)計得表3。

由結(jié)果進(jìn)行描述統(tǒng)計可知，PA型紫蘇的不同種質(zhì)間存在較大差異，平均變異系數(shù)達(dá)14.88%。其中形態(tài)特征葉片、籽粒單重及農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量差異十分明顯：單株有效穗數(shù)(32.27%)>單株籽粒產(chǎn)量(28.29%)>單株干葉產(chǎn)量(26.27%)>二級分枝數(shù)(25.31%)>單株莖稈重量(23.53%)>千粒重(22.13%)>一、二級分枝節(jié)數(shù)(21.83%)>十片干葉重(19.21%)；其次株型、葉片形態(tài)性狀及花穗密度在各種質(zhì)之間差異也較大，變異系數(shù)在10%～20%；而花型、籽粒形態(tài)性狀及葉片含水量則變異較小。雖然PA型紫蘇只是栽培類型中的一小部分，但在PA型紫蘇種質(zhì)中也具有十分豐富的多樣性，不同PA型紫蘇種質(zhì)間有極高的選育價值。

在以高葉產(chǎn)量為目的的紫蘇品種選育中，二級分枝數(shù)、一、二級分枝節(jié)數(shù)、十片干葉重變異系數(shù)大，在分枝、節(jié)數(shù)和單葉重上都有較大的選擇、優(yōu)化潛力。

表3 PA型紫蘇各性狀描述統(tǒng)計結(jié)果

3.3 影響單株葉產(chǎn)量的因素

將各形態(tài)、農(nóng)藝性狀與單株葉產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析得出結(jié)果如表4。

單株干葉產(chǎn)量是由全株的葉片數(shù)量，以及每個葉片的干重構(gòu)成。從表4可看出PA型紫蘇的幾個種質(zhì)的單株干葉產(chǎn)量與株高和一、二級分枝節(jié)數(shù)呈顯著正相關(guān)，而與葉片長、寬，十片干葉重，葉片含水量無相關(guān)性。可知葉片數(shù)量對產(chǎn)量起到?jīng)Q定性的影響。因此選擇株高較高和一、二級分枝節(jié)數(shù)多對于提高葉產(chǎn)量十分重要(雖然株高和一、二級分枝節(jié)數(shù)也呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)稍小)。有意思的是葉柄長與單株干葉產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，而葉柄長與十片干葉重?zé)o相關(guān)性，卻與一、二級分枝節(jié)數(shù)負(fù)相關(guān)系數(shù)較高，與葉緣類型間的正相關(guān)系數(shù)較高，可能葉柄較短、葉緣鋸齒較粗與植株具有較多的一、二級分枝節(jié)數(shù)具有一定的連鎖型，這有待于進(jìn)一步研究。

此外，單株籽粒產(chǎn)量由果穗數(shù)、每穗的籽粒數(shù)量，以及千粒重有關(guān)系。本結(jié)果(未給出相關(guān)性數(shù)據(jù))發(fā)現(xiàn)單株籽粒產(chǎn)量與植株單株有效穗數(shù)、千粒重呈顯著正相關(guān)，是比較直接的關(guān)系，而與平均節(jié)間距呈顯著正相關(guān)，表明節(jié)間距減少(分枝數(shù)增多)雖然增加了總穗數(shù)，但有效穗數(shù)反而減少(本文的有效穗數(shù)指籽粒完全成熟的穗)，與葉片正背面顏色、葉片平皺呈極顯著負(fù)相關(guān)，可能葉色綠、不皺的種質(zhì)，是由典型的回回蘇和紫蘇原變種雜交形成的綠色回回蘇類型，其中保留了紫蘇原變種籽粒大，千粒重高從而籽粒產(chǎn)量高的特性。此外PA型藥用紫蘇與油用紫蘇的籽粒產(chǎn)量相關(guān)因素基本一致，都以大粒、多分枝多穗更利于獲得高籽粒產(chǎn)量，也可嘗試通過調(diào)整栽培密度達(dá)到高產(chǎn)[7-12]。

3.4 PA型紫蘇形態(tài)、農(nóng)藝性狀聚類分析

在此前對國內(nèi)栽培紫蘇種質(zhì)形態(tài)進(jìn)行研究，依據(jù)形態(tài)特征聚類分析將收集的栽培紫蘇分為六種形態(tài)類型，其中和本文一致的7個種質(zhì)被分為I-回回蘇型：6、9；Ⅱ-大回回蘇型：2、4、5、7、8，兩類形態(tài)主要區(qū)別在于Ⅰ株型較Ⅱ矮小，且I葉色以兩面紫為主，Ⅱ則以兩面綠色為主[13]。此次增加了節(jié)數(shù)、十片干葉重、千粒重、二級分枝數(shù)、有效穗數(shù)等形態(tài)、農(nóng)藝性狀，對9份PA型紫蘇種質(zhì)(新增1，3兩份種質(zhì))進(jìn)行聚類分析，結(jié)果如圖1。

此次聚類結(jié)果中6單為一類，對應(yīng)于I-回回蘇型，其余8份種質(zhì)(包括新增加的1、3)共聚為一大類，對應(yīng)于Ⅱ-大回回蘇型。例外的是9，原因是此次聚類中綜合考慮了農(nóng)藝性狀的特征，9的二級分枝數(shù)，一、二級分枝節(jié)數(shù)和有效穗數(shù)分別可達(dá)6的2.95，2.98和1.55倍。這些與產(chǎn)量相關(guān)的特征是否應(yīng)在種質(zhì)分類中應(yīng)用有待進(jìn)一步研究考察。

圖1 基于形態(tài)和農(nóng)藝性狀的PA型紫蘇聚類圖

《中國植物志》記錄的回回蘇是兩面紫色葉，可能因基因交流產(chǎn)生的變化，株型高，或葉片綠色變多、葉緣鋸齒變小、籽粒變大等性狀特征出現(xiàn)，成為區(qū)別于紫蘇原變種和回回蘇變種的新類型，即本研究組定義的大回回蘇型可能成為紫蘇較常見的類型[14]。