云南瀘定百合種質資源及表型多樣性研究

段 青，馬璐琳，崔光芬，杜文文，賈文杰，王祥寧，王繼華

(云南省農業(yè)科學院花卉研究所/國家觀賞園藝工程技術研究中心/云南省花卉育種重點實驗室/云南省花卉工程技術研究中心，云南昆明 650205)

【研究意義】瀘定百合(Lilium sargentiae Wilson)是百合科百合屬野生觀賞花卉，它具有植株高大、花頭數多、花型優(yōu)美、香味濃郁等優(yōu)良觀賞特性，且具有適應性強、耐熱、耐貧瘠等特點［1－2］。喇叭百合雜種系(Trumpet Lilies)就是利用原產中國的瀘定百合與湖北百合雜交育成的，由此可見瀘定百合在現代觀賞百合育種中的重要地位［3］?！厩叭搜芯窟M展】目前有關瀘定百合的研究報道見于繁育［4］、個別居群的表型分析［5－7］、多倍體誘導技術［8］，染色體核型［9－11］等方面?！颈狙芯壳腥朦c】本研究通過查閱文獻的基礎上進行實地調查，并對采集到的20個野生居群進行表型多樣性分析，以了解瀘定百合在自然條件下的表型變異情況，以及其與外部環(huán)境的關系?！緮M解決的關鍵問題】旨在了解瀘定百合在云南的分布范圍、資源數量、表型變異程度等基本情況，以期為瀘定百合種質資源遺傳多樣性研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

2010年至2013年6－9月對云南省10個市30個縣(鎮(zhèn))進行實地調查、按照居群生物學的研究方法取樣，共計20個居群，每個居群20～30株個體，其分布區(qū)域為 E 94°00'～ 105°19'，N 22°42'～ 34°00'。

1.2 方法

1.2.1 調查內容與方法 通過查閱《中國植物志》、《云南植物志》等相關文獻［1－2］，于 2010 年至2013年6－9月瀘定百合開花期進行實地調查，調查范圍包括昆明市、曲靖市、大理州、文山州、保山市、臨滄市、普洱市、紅河州、迪慶州、昭通市等30個縣(市);使用GPS實地測量各地區(qū)的海拔、經緯度數據。

1.2.2 表型多樣性的研究方法 選擇生長正常、具有代表性的植株，選取14個反映植株表型特征的性狀進行調查和測量。采用 Excel、SAS 9.1軟件、SPSS 18.0軟件和NTSYS 2.10軟件進行數據處理和分析。

2 結果與分析

2.1 云南野生瀘定百合種質資源分布情況

由表1可以看出，野生瀘定百合在云南的分布范圍廣泛，從滇東北至滇西北均有分布。其中，在滇東北昭通、滇東曲靖等區(qū)域分布較廣，分布最密集;滇中昆明、滇東南文山、滇南紅河、滇西保山等地分布也較為密集;滇西北迪慶地區(qū)的金沙江河谷地帶也見有分布;而滇西南思茅、臨滄等地區(qū)未見野生瀘定百合資源分布。在垂直分布上，云南野生瀘定百合介于海拔480～3 356 m，在600～2500 m之間較為常見。云南野生瀘定百合分布特點(表1):①多分布于亞熱帶季風氣候區(qū)域;②多分布于半干旱的砂石土壤中，主要分布于半山腰的向陽草叢或灌木林中，尤以石灰?guī)r山地石頭縫隙中腐殖質豐富的地方最多。在叢林密布的林下極少分布。主要伴生植物有:蕨類、長葉女貞、滇合歡、小鐵仔、黑果莢蒾、淡黃藥子、吳茱萸、斑茅草、白茅、雜草等。

表1 調查區(qū)域及其地理因子Table 1 The investigated region and its geographical factors

表2 瀘定百合野生居群表型性狀的平均值及標準差Table 2 Average and SD of phenotypic traits in wild populations of L.sargenttiae

2.2 瀘定百合表型多樣性分析

2.2.1 瀘定百合居群間表型性狀的變異特征 由表2可知，大關居群的株高、莖桿基部圍徑、種球周長、鱗片長、花外瓣長、花內瓣長寬、葉長均最大，中甸居群的株高最矮，建水居群的莖桿圍徑最小，威信縣扎西居群的種球周長最小，瀘西居群的鱗片最短，鱗片最寬和最窄的分別是保山、瀘西居群，花朵直徑最大和最小的分別是彌勒、麻栗坡居群，花內外瓣最短的是鎮(zhèn)雄居群，花內外瓣最窄的是石林居群，花絲最長、最短分別麻栗坡和南澗居群，花柱最長、最短分別是魯甸和南澗居群，麻栗坡居群的葉片最短，石林居群的葉片最窄。20個居群14個表型性狀居群間F值在2.18～19.10，其中，差異最小的是花外瓣長，為2.18，說明該性狀的遺傳穩(wěn)定性較高;葉長的差異最大，為19.1，說明該性狀的遺傳多樣性較高。從F值的大小看，株高、莖桿圍徑、鱗片寬、花外瓣長、花內瓣寬和花柱長6個性狀的居群間差異顯著，其他性狀均達到極顯著水平。

表3 瀘定百合野生居群表型性狀的變異系數Table 3 Variation coefficients(CV)of phenotypic traits in wild populations of L.sargenttiae

2.2.2 瀘定百合居群內表型性狀的變異特征 由表3可見，瀘定百合20個居群內的表型性狀變異系數在12.56% ～41.36%，各個居群內表型性狀的變異大小不同，變異程度各不相同，變異趨勢不一致。其中，花徑的變異系數最小(12.56%)，與其他性狀相比其穩(wěn)定性最高，說明環(huán)境對它的飾變作用較弱;莖桿圍徑的變異系數最大(41.36%)，其穩(wěn)定性最差，說明它受環(huán)境的影響較大。

2.2.3 瀘定百合居群表型分化 按巢氏設計方差分量比組成，進一步分析出各方差分量占變異的比例(表4)。性狀的表型分化系數為48.48% ～88.06%，平均為73.58%。居群間方差分量占總變異的59.5%，居群內占19.76%，說明居群間變異為其主要的來源?；▋?、外瓣長的表型分化系數最高，分別為88.06%、86.02%，說明花瓣長度在各居群間的分化較大。而種球周長最低，為48.48%，相較其他性狀而言，種球周長在各居群中的差異不明顯。

2.2.4 瀘定百合居群表型聚類分析 以居群間歐式距離進行UPGMA聚類分析，圖1表明20個野生居群在閾值為1.6處明顯分為2組，大關和威信舊城2個居群為1組，其他18個居群組成另一組。其中，這18個居群在1.16處進一步被分成2小支，威信扎西、中甸、威信雙河、魯甸、麻栗坡、宜良、西疇、彌勒、瀘西、師宗和建水組成一小支，龍陵、保山、馬關、文山、鎮(zhèn)雄、石林、南澗組成另一小支。整體上看，地理位置相近的居群在聚類樹卻并未顯示出更近的親緣關系，說明瀘定百合的表型分化沒有表現出明顯的地理差異性，這可能與云南獨特的氣候環(huán)境有關。

表4 瀘定百合表型性狀的方差分量與居群間表型分化系數Table 4 Variance component and phenotypic differentiation coefficients(Vst)of morphological traits among/within populations of L.sargenttiae

圖1 基于14個表型數值的瀘定百合Dist平均分類距離系數的UPGAM聚類圖Fig.1 UPGMA-derived dendrogram showing the clustering of the 14 phenotypic traits data of L.sargenttiae based on average taxonomic distance

3 討論

3.1 云南野生瀘定百合種質資源分布狀況

云南省地形復雜，氣候類型多樣，兼具低緯氣候、季風氣候、山原氣候的特點，具有北熱帶、南亞熱帶、中亞熱帶、北亞熱帶、暖溫帶、中溫帶和高原氣候區(qū)7個溫度帶氣候類型，獨特的自然條件使得云南的植物資源異常豐富。瀘定百合在云南的分布范圍廣泛，常生于草叢、灌木林中或半陰闊葉林下的向陽坡地上。此次調查發(fā)現，在滇中、滇東、滇東北、滇東南、滇南、滇西、滇西北等地均有瀘定百合分布，其中滇東北昭通、滇東曲靖的瀘定百合資源最豐富，滇中昆明、滇東南文山、滇南紅河、滇西保山的瀘定百合資源次之，滇西北地區(qū)僅見于金沙江河谷地帶，而普洱、臨滄等滇西南地區(qū)未見瀘定百合分布。野生植物資源是經過長期自然選擇保留下來的遺傳資源，反映了其對本地區(qū)的生態(tài)環(huán)境有著高度的適應性［12］。瀘定百合的分布數量、分布范圍發(fā)生了變化，說明當地的生態(tài)環(huán)境發(fā)生了變化，超出了瀘定百合的適應范圍，使得瀘定百合趨于絕跡。

除了自然環(huán)境，人類活動也是影響資源分布的另一重要因素。云南的曲靖、昭通等地區(qū)，人們具有采食野生百合的習俗。由于采食、開荒種地等人為破壞，使得瀘定百合的資源分布數量急劇減少，應引起相關部門重視，做好宣傳教育。從目前調查看，瀘定百合在云南具有一定的資源儲備，但各地區(qū)的資源儲備差異較大，在某些地區(qū)，資源分布表現出了明顯的衰退，因此，要加強該資源的保護力度。

3.2 瀘定百合的表型變異豐富

瀘定百合種內存在著豐富的遺傳變異，不同地區(qū)不同居群的瀘定百合呈現出明顯的表型多樣性。豐富的表型遺傳多樣性說明瀘定百合具有較強的環(huán)境適應性。地理分布范圍也是決定植物遺傳多樣性的主要因素之一，一般認為分布區(qū)較廣的物種具有更高的遺傳多樣性水平［13－14］。瀘定百合從滇東北、滇西北至滇南均有分布，而云南各地區(qū)的氣候條件各不相同，可以說十里不同天，為了適應不同的地理環(huán)境迫使瀘定百合產生了不同的表型變異，從而造成了豐富的遺傳多樣性，而豐富的遺傳多樣性又使得瀘定百合具有更強的環(huán)境適應能力。

4 結論

瀘定百合在云南省境內分布范圍廣泛，表型遺傳多樣性豐富，以居群間變異為主。因此，應優(yōu)先考慮對具有優(yōu)異性狀的居群的保護和利用。由于瀘定百合具有較強的環(huán)境適應能力，除了原分布地保護，還可對居群內不同類型個體進行遷地保護。