虎眼萬年青品種觀賞性狀相關(guān)性及主成分分析

高 平，王鑫姿，黃遠(yuǎn)祥，周素清，黃靖琪，萬圣杰

（1.四川天藝生態(tài)園林集團(tuán)股份有限公司，成都 610041；2.成都市花木技術(shù)服務(wù)中心，成都 610000）

虎眼萬年青屬植物（OrnithogalumL.）為百合科（Liliaceae）多年生鱗莖球根花卉，原產(chǎn)于非洲南部，在中國(guó)廣泛栽培［1］，多為頂生總狀花序或傘房花序，花朵數(shù)較多，花型優(yōu)雅，抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)范圍廣，是觀賞價(jià)值高、分布廣泛的園林植物［2，3］，常用于庭院、花境中，也是良好的切花材料，部分種類具有極高的藥用價(jià)值及生態(tài)價(jià)值，具有良好的應(yīng)用前景。國(guó)內(nèi)外對(duì)虎眼萬年青的研究集中在藥用［4，5］、化學(xué)成分［6］、基因［7］、繁殖技術(shù)［8］等方面，對(duì)育種研究較少，僅國(guó)外培育出部分優(yōu)良品種，國(guó)內(nèi)應(yīng)用觀賞價(jià)值較高的品種主要引自國(guó)外。因此，加強(qiáng)虎眼萬年青屬育種工作以豐富中國(guó)虎眼萬年青品種，有助于虎眼萬年青的推廣應(yīng)用。

對(duì)種質(zhì)資源觀賞性狀的分析是園林植物育種的基礎(chǔ)。性狀分析方法的選擇常與實(shí)際需求有關(guān)，使用主成分分析有利于全面分析植物材料的多項(xiàng)指標(biāo)，在大豆［9］、番茄［10］、葡萄［11］等作物中應(yīng)用較多，在木槿［12］、郁金香［13］、木芙蓉［14］、芍藥［15］等觀賞植物表型多樣性分析中逐漸得到應(yīng)用。本研究以引進(jìn)的虎眼萬年青品種為試驗(yàn)材料，對(duì)其13 個(gè)觀賞性狀進(jìn)行相關(guān)性分析和主成分分析，以期篩選出優(yōu)異材料為進(jìn)一步開展育種工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以荷蘭引種的3 個(gè)虎眼萬年青屬品種196 份種質(zhì)為材料。2021 年10 月種植于14 cm 口徑的雙色盆中，于四川天藝生態(tài)園林集團(tuán)股份有限公司金堂研究基地溫室進(jìn)行培養(yǎng)，2022 年5 月盛花期進(jìn)行性狀調(diào)查。

1.2 性狀調(diào)查

調(diào)查性狀包括株高、葉片數(shù)、葉長(zhǎng)、葉寬、單花高、單花徑、花葶長(zhǎng)、葶粗、花瓣長(zhǎng)、花瓣寬、花序長(zhǎng)、花序?qū)?、小花?shù)。每個(gè)性狀測(cè)量3 次，取平均值。具體測(cè)量方法如下，株高，栽培基質(zhì)至植株最頂端的高度；葉長(zhǎng)，盛花期最長(zhǎng)葉片長(zhǎng)度；葉寬，盛花期最長(zhǎng)葉片的寬度；單花高，單朵小花最低點(diǎn)到最高點(diǎn)之間的垂直距離；單花徑，單朵小花輻射對(duì)稱中心距兩花瓣最遠(yuǎn)的長(zhǎng)度；花葶長(zhǎng)，栽培基質(zhì)至植株花序最底部的距離；葶粗為花葶中部的寬度；花瓣長(zhǎng)，盛花期花序中部花朵花瓣的長(zhǎng)度；花瓣寬，盛花期花序中部花朵花瓣的寬度；花序長(zhǎng)，盛花期底部花朵至頂部花朵的長(zhǎng)度；花序?qū)挘⒒ㄆ诨ㄐ蜃畲植糠值闹睆?；小花?shù)，盛花期開花朵數(shù)。株高、葉長(zhǎng)、花徑等性狀用卷尺、游標(biāo)卡尺測(cè)量，葉片數(shù)、小花數(shù)等性狀根據(jù)目測(cè)統(tǒng)計(jì)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，使用SPSS 26.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 觀賞性狀描述性統(tǒng)計(jì)

對(duì)虎眼萬年青品種13 個(gè)觀賞性狀進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表1。由表1 可知，13 個(gè)觀賞性狀變異系數(shù)為10.14%～60.42%，其中花瓣長(zhǎng)的變異系數(shù)最高，為60.42%，葉片數(shù)的變異系數(shù)最低，為10.14%。

表1 虎眼萬年青品種觀賞性狀描述統(tǒng)計(jì)

2.2 相關(guān)性分析

虎眼萬年青觀賞性狀相關(guān)性分析結(jié)果見表2。由表2 可知，葉長(zhǎng)、葉寬、花序長(zhǎng)、小花數(shù)、葶粗兩兩之間呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。花序長(zhǎng)與花序?qū)挸蕵O顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.649，小花數(shù)與花序?qū)挸蕵O顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.686。株高與葉長(zhǎng)、葉寬、單花高、花葶長(zhǎng)、葶粗、花序長(zhǎng)、花序?qū)?、小花?shù)均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），說明植株越高，花葶越高，花序越長(zhǎng)，單體植株花量越大。葉片數(shù)與花葶長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。葉長(zhǎng)與花葶長(zhǎng)（-0.216）呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與單花徑（-0.173）呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與葉寬單花高、葶粗、花瓣長(zhǎng)、花序?qū)?、花序長(zhǎng)、小花數(shù)呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。葉寬與單花高、葶粗花序?qū)?、花序長(zhǎng)、小花數(shù)呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與花瓣寬呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與花葶長(zhǎng)（-0.294）、單花徑（-0.194）均呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）。單花高與葶粗、花序長(zhǎng)、花序?qū)?、小花?shù)均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與花瓣長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與花葶長(zhǎng)（-0.184）呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與單花徑（-0.195）呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）?；ㄝ汩L(zhǎng)與花序長(zhǎng)（-0.338）、小花數(shù)（-0.293）均呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與葶粗（-0.179）呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。葶粗與花序長(zhǎng)、花序?qū)?、小花?shù)呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與花瓣寬呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）?；ò觊L(zhǎng)與花序長(zhǎng)、花序?qū)捑曙@著正相關(guān)（P＜0.05）。花瓣寬與花序長(zhǎng)、小花數(shù)均呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。單花徑與小花數(shù)（-0.188）呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）。小花數(shù)與花序長(zhǎng)、花序?qū)捑蕵O顯著正相關(guān)（P＜0.01）。

表2 虎眼萬年青觀賞性狀相關(guān)性分析

2.3 主成分分析

對(duì)虎眼萬年青13 個(gè)性狀指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見表3。由表3 可知，前4 個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)69.562%。第1 主成分的貢獻(xiàn)率為40.292%，其中葉長(zhǎng)、葉寬、花序長(zhǎng)、小花數(shù)、葶粗影響較大；第2主成分的貢獻(xiàn)率為13.002%，其中花葶長(zhǎng)、株高影響較大；第3主成分的貢獻(xiàn)率為8.541%，其中花瓣寬影響較大；第4主成分的貢獻(xiàn)率為7.727%，葉片數(shù)影響較大。

3 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)，虎眼萬年13 個(gè)觀賞性狀有不同程度變異，其中花瓣長(zhǎng)、花瓣寬、小花數(shù)變異系數(shù)較大；相關(guān)性分析表明，小花數(shù)與株高、葉長(zhǎng)、葉寬、單花高、花序長(zhǎng)、花序?qū)?、葶粗兩兩之間呈極顯著正相關(guān)，花葶長(zhǎng)與株高、葉片數(shù)呈顯著正相關(guān)。13 個(gè)性狀綜合主要被劃分為4 個(gè)主成分，第1 主成分中葉長(zhǎng)、葉寬、花序長(zhǎng)、小花數(shù)、葶粗為主要性狀，貢獻(xiàn)率達(dá)40.292%，其中小花數(shù)特征值最大，4 個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)69.562%。葉長(zhǎng)、葉寬、花序長(zhǎng)、小花數(shù)、葶粗可作為衡量虎眼萬年青品種觀賞性的主要指標(biāo)。結(jié)合相關(guān)性分析與主成分分析來簡(jiǎn)化變量，具有明確指標(biāo)的實(shí)際意義，量化分析觀賞性狀具有較強(qiáng)的可行性。

4 討論

變異系數(shù)能反映出植物群體的變異情況，可用于衡量育種潛力［16］。測(cè)試品種的單花徑、花序?qū)捵儺愊禂?shù)較小，在一定程度上限制了虎眼萬年青的應(yīng)用范圍，而花瓣長(zhǎng)、花瓣寬、單花高、小花數(shù)等觀賞性狀變異系數(shù)較大，這些性狀遺傳變異豐富，具有較大的育種潛力。

本研究選取的13 個(gè)觀賞性狀分為營(yíng)養(yǎng)性狀（株高、葉長(zhǎng)、葉寬、花葶長(zhǎng)、葶粗、葉片數(shù)）與生殖性狀（花瓣長(zhǎng)、花瓣寬、單花高、單花徑、花序長(zhǎng)、花序?qū)?、小花?shù)）。相關(guān)性分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，營(yíng)養(yǎng)性狀與生殖性狀存在顯著相關(guān)性。在育種工作中，可以根據(jù)不同育種目的來篩選育種親本，花序長(zhǎng)與葶粗、葉長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)，若需要花序長(zhǎng)的后代，親本可以選取花葶較粗、葉片較大的植株；小花數(shù)與葉長(zhǎng)、葉寬、花序長(zhǎng)、葶粗均呈顯著正相關(guān)，若需要小花數(shù)較多的后代可在生長(zhǎng)期篩選葉長(zhǎng)較長(zhǎng)、葉寬較寬的植株作為育種親本。

主成分分析主要是將多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的指標(biāo)轉(zhuǎn)化為幾個(gè)互不關(guān)聯(lián)的新指標(biāo)，并保留原有指標(biāo)的信息量，同時(shí)排除原指標(biāo)間相關(guān)關(guān)系對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生的干擾［17］?；⒀廴f年青屬植物觀賞價(jià)值主要受其株型及花部性狀決定，而其觀賞性狀間又具有普遍相關(guān)性，故而進(jìn)行主成分提取并進(jìn)行相關(guān)分析。主成分分析所得4 個(gè)主成分主要反映了花序長(zhǎng)、小花數(shù)、花瓣寬等花部特征，其中以小花數(shù)的貢獻(xiàn)率最高。虎眼萬年青屬植物多為觀花類植物，花部性狀是本研究選取的主要指標(biāo)，主要目的是篩選出花部性狀變異程度豐富的品種，后續(xù)通過雜交育種增加其多樣性。

本研究所有植株生長(zhǎng)環(huán)境條件一致，在實(shí)際觀察中，根據(jù)葉長(zhǎng)、葉寬及葉形等葉部特征便可對(duì)虎眼萬年青屬品種進(jìn)行有效區(qū)分。13 個(gè)性狀前4 個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)69.562%，并未達(dá)到理論所需累計(jì)貢獻(xiàn)率，表明虎眼萬年青屬品種各性狀的貢獻(xiàn)率較為分散，體現(xiàn)性狀變異的多向性，這可能與性狀指標(biāo)選擇有關(guān)［18］，本研究?jī)H從花部性狀及葉部性狀進(jìn)行了分析，后續(xù)可增加更多葉部指標(biāo)和其他性狀指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，提高品種鑒定精準(zhǔn)度。

本研究對(duì)虎眼萬年青屬品種進(jìn)行量化分析，該結(jié)果對(duì)篩選適宜品種進(jìn)行后續(xù)雜交育種工作具有指導(dǎo)意義，也為虎眼萬年青品種觀賞性狀綜合評(píng)價(jià)提供相關(guān)依據(jù)。