郁金香物候期及特性

潘艷艷 張義飛 宿鵬鹍 張大偉 趙曦 潘麗銘

摘要：通過對吉林省林業(yè)科學研究院種苗（伊通）基地種植的15個郁金香品種物候期進行觀測，對其進行方差分析、相關(guān)性分析和主成分分析。結(jié)果表明：除了現(xiàn)蕾期、初花期和末花期外，其他物候期各變異來源均達極顯著差異水平（P<0.01）。各物候期變異系數(shù)均較小，萌芽期和展葉期重復力均大于或等于0.8，屬于高重復力，說明這幾個性狀受遺傳影響較大。各物候期彼此之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，通過主成分分析，將8個物候期分為2個主成分。通過物候觀察，發(fā)現(xiàn)郁金香整個花期始于5月1日止于5月25日，整個花期持續(xù)24 d，大多數(shù)郁金香品種盛花期為5月6—18日，因此此時是欣賞郁金香的最佳時間。通過對郁金香物候觀察，充分了解郁金香的開花規(guī)律，為郁金香在東北地區(qū)的園林應用和推廣提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：郁金香;物候期;遺傳變異;主成分分析

中圖分類號：S682.2+63.04文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）08-0137-04

收稿日期：2020-06-02

基金項目：吉林省科技發(fā)展計劃（編號：20190301003NY）。

作者簡介：潘艷艷（1983—），女，安徽宿州人，博士，高級工程師，主要從事郁金香栽培研究。E-mail：panyanyan123@126.com。

通信作者：張義飛，博士，高級工程師，主要從事林木遺傳育種、郁金香栽培方面的研究。E-mail：707769540@ qq.com。

郁金香（Tylipa gesneriana L.）為郁金香屬（Tulipa）百合科多年生植物，屬于早春球根花卉，花期較短，但是觀賞價值和經(jīng)濟價值卻極高[1]。全世界約有郁金香129種，在我國僅有12種，分布在海拔400～1 200 m的新疆北部[2]。

世界著名的球根花卉中，郁金香是其中之一[3]，近年來，由于我國郁金香生產(chǎn)規(guī)模也在逐漸擴大，但大都因為國產(chǎn)種球退化、籽球增質(zhì)量慢、繁殖系數(shù)低等問題，難以滿足郁金香花卉生產(chǎn)的需要，從而我國郁金香花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展在一定程度上受到了制約[4]。國內(nèi)外對郁金香的研究主要集中在花藥大小和類型[5]、生理栽培[6]、種子休眠[7-8]等方面，對郁金香物候方面的研究較少，僅有朱曉彤等對引種后的郁金香觀賞特性[9]有報道。由于郁金香為早春開放，具有重要的理論研究意義和育種價值，本研究通過對郁金香物候觀察，充分了解郁金香的開花及栽培特性，摸索其生長發(fā)育規(guī)律，為郁金香在東北地區(qū)的應用和推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地點位于吉林省林業(yè)科學研究院種苗基地（伊通）（124°49′E、43°35′N），該氣候?qū)贉貛Т箨懶园霛駶櫦撅L氣候，年平均氣溫4.8 ℃，年均日照時數(shù) 2 688 h，年均降水量615 mm，年有效積溫 2 549.7，無霜期約138 d。

1.2 試驗材料和物候觀測

1.2.1 種球來源 郁金香種球由大愛國泰（北京）花卉科技有限公司從荷蘭引進，隨機選擇其中的15個郁金香品種進行觀測。2018年11月初栽植于吉林省林業(yè)科學研究院種苗基地（伊通）內(nèi)。

1.2.2 物候觀測 于2019年4月上旬開始在吉林省林業(yè)科學研究院種苗基地（伊通）選取15個具有代表性的郁金香品種進行物候觀測（表1），每個品種選取 3 株長勢良好的郁金香作為觀測對象，觀測的物候相包括萌芽期、展葉初期、展葉中期、展葉盛期、現(xiàn)蕾期、初花期、盛花期、末花期等8個物候。

萌芽期為75%植株萌發(fā)的日期;展葉初期為25%葉片展現(xiàn)的日期;展葉中期為50%葉片展現(xiàn)的日期;展葉盛期為75%葉片展現(xiàn)的日期;現(xiàn)蕾期為75% 植株出現(xiàn)花蕾的日期;初花期為25%花蕾開放的日期;盛花期為75% 花蕾開放的日期;末花期為75%花朵凋謝的日期。

1.3 統(tǒng)計分析方法

本研究對郁金香物候出現(xiàn)日期轉(zhuǎn)化為從 1 月 1 日開始計算的序日，先將日期型數(shù)據(jù)變成數(shù)值型數(shù)據(jù)，再把數(shù)值型數(shù)據(jù)進行變換：x′=arcsin（x/xmax）。式中：x表示物候期的數(shù)值型數(shù)據(jù);xmax表示該物候期的最大值[10]。

數(shù)據(jù)利用SPSS 19. 0軟件[11]進行分析。

重復力采用公式（1）[12]進行計算：

R =1-1/F。（1）

式中：F為方差分析的F值。

表型變異系數(shù)采用公式（2）[13]進行計算：

PCV= s/x×100%。（2）

式中：s為表型標準差;x為某一性狀群體平均值。

表型相關(guān)分析采用公式（3）[14]：

rp12=Covp12σ2p1·σ2p2。（3）

式中：Covp12為2個性狀的表型協(xié)方差;σ2p1、 σ2p2分別為2個性狀的表型方差。

主成分分析方法采用基因型相關(guān)矩陣，參照Jacobi的方法[15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 物候期方差分析

通過15個郁金香無性系方差分析（表1）發(fā)現(xiàn)，除了現(xiàn)蕾期、初花期和末花期外，其他物候期各變異來源均達極顯著差異水平（P<0.01），這說明不同無性系發(fā)育過程差異較大。

2.2 無性系物候期比較

郁金香的8個物候期變異參數(shù)分析結(jié)果見表2。在吉林省長春公園，郁金香萌芽期為4月15日，4月中旬開始展葉，4月下旬和5月上旬為展葉盛期，郁金香單株最早進入初花期的時間是5月1日，最晚花謝時間為5月25日，整個花期持續(xù)24 d。萌芽期早晚變異幅度較小，為4 d;展葉初期和展葉中期早晚變異幅度為5 d;展葉盛期和現(xiàn)蕾期早晚變異幅度為7 d;初花期、盛花期和末花期早晚變異幅度稍大一些，分別為10、12、11 d。

對15個郁金香8個無性系花期進行觀察，發(fā)現(xiàn)整個花期開始于5月1日止于5月25日。單個無性系花期持續(xù)10～12 d，最早進入初花期的無性系，其末花期也早，最晚進入初花期的無性系，其末花期也晚。所有品種在第1朵花盛開之后均迅速進入初花期，郁金香的初花期很短，通常只有2～3 d，盛花期相對比較長，為7～10 d。

從變異系數(shù)來看，末花期的變異系數(shù)最大，為2.33%，展葉初期的變異系數(shù)最小，為 1.20%。從重復力來看，萌芽期最大，為0.86，其他幾個物候期的重復力均大于或等于0.60;其中，萌芽期和展葉期重復力均大于或等于0.80，屬于高重復力，說明這幾個性狀受遺傳影響較大，受環(huán)境影響小。

2.3 不同無性系物候期相關(guān)性分析

對15個郁金香無性系的8個物候期進行相關(guān)性分析，結(jié)果（表3）表明，各物候期彼此之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，其中展葉盛期和現(xiàn)蕾期相關(guān)系數(shù)最大，為0.889。

2.4 無性系各物候期主成分分析和聚類分析

對15個郁金香無性系各物候期進行主成分分析（表4），最終將8個物候期分為2個主成分，前2個主成分的特征根均大于1，其累計貢獻率達87%以上，表明這2個主成分能較好地反映原始數(shù)據(jù)的信息。其中第1主成分的特征根為5.86，它解釋了總變異的73.23%，第2主成分的特征根為1.16，它解釋了總變異的14.54%。由圖1可知，萌芽期、展葉初期、展葉中期、展葉盛期在第1主成分上有較高載荷，說明主成分1可以代表萌芽期和展葉期，現(xiàn)蕾期、初花期、盛花期、末花期在主成分2上有較高載荷，表明其主要與花期物候期相關(guān)。

3 討論與結(jié)論

通過15個郁金香無性系方差分析發(fā)現(xiàn)，除了現(xiàn)蕾期、初花期和末花期外，其他物候期各變異來源均達極顯著差異水平，這與朱曉彤等對長春地區(qū)引種郁金香的物候期表現(xiàn)[9]一致，這說明不同無性系發(fā)育過程差異較大，在無性系水平上進行物候期的遺傳改良是可行的。遺傳力或重復力是表型方差中所歸屬于遺傳變異的部分，性狀的遺傳力或重復力大，說明該性狀受環(huán)境影響較弱，受遺傳控制較強[16]。從重復力來看，萌芽期和展葉期重復力均大于或等于0.8，屬于高重復力，說明萌芽期和展葉期受遺傳影響較大，受環(huán)境影響小。通過相關(guān)性分析可以看出，各物候期彼此之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，鄧濤研究發(fā)現(xiàn)，始花期后各物候期間顯著正相關(guān)[17]，這與本研究結(jié)果一致，符合郁金香生長發(fā)育規(guī)律。

由于植株間養(yǎng)分積累水平、激素積累水平和花芽分化完成的早晚不同，從而導致在同一地區(qū)的同一年份不同植株間開花時間也會不一致[18]，花期發(fā)生在展葉前的大都是風媒植物[19]。通過物候觀測，大多數(shù)郁金香品種盛花期為5月6 日至5月18日，因此此時是欣賞郁金香的最佳時間。從初花期到末花期，整個花期持續(xù)24 d，不同郁金香品種的花期也會有所不同。翟蕾等研究發(fā)現(xiàn)，郁金香品種Toronto的花期相對較早，品種Blue Parrot的花期較晚[20]，這和筆者得到的不同品種花期不同研究結(jié)果一致，花期長的郁金香品種在栽培應用中值得大力推廣，在園林綠化應用中其觀賞效果也較好。郁金香花期持續(xù)時間也不同，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生可能與風、溫度、光和林分密度等因素有關(guān)，一般溫度越高，風速越大，花期持續(xù)時間就越短[21]。

在本研究中，利用主成分分析法對郁金香的8個物候期進行分析，將復雜問題簡單化，將多個指標轉(zhuǎn)換成較少的新指標，且主成分間各性狀是相互獨立的，可以避免信息重復，增加了分析的可信度[22]。王英成等利用主成分分析法對玉米的多性狀進行綜合評價，把13個性狀轉(zhuǎn)換為生物產(chǎn)量、籽實產(chǎn)量等5個相互獨立的因子進行評價，評價能更好地反映實際，并且簡單而直觀[23]。劉洪見等運用主成分分析法對雜交石竹種苗質(zhì)量進行評價，同時根據(jù)主成分的綜合得分劃分雜交石竹種苗等級，這都有效地提高了選擇效率[24]。本研究通過主成分分析將郁金香的8個物候期分成2個主成分，其中萌芽期、展葉初期、展葉中期、展葉盛期作為主成分1，表明郁金香物候主要與萌芽期和展葉期相關(guān)。目前在對果實以及品質(zhì)方面大多利用主成分分析法進行評價[25]，在郁金香的物候研究中，通過主成分分析明確評價各項重要指標，為以后育種工作提供基礎。

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