246份番茄種質資源表型性狀的遺傳多樣性.pdf

農業(yè)大學 費英杰 柳樹優(yōu)良無性系在北京地區(qū)的觀賞和用材價值評價 北京 中國林業(yè)科學研究院 劉可越 高文遠 張鐵軍 等 法測定不同時期垂柳 中木樨草素 吡喃葡萄糖苷 中草藥 王雪梅 基于層次分析法的彩葉樹種綜合評價 福建林業(yè) 科技 戴中武 沈立明 吳小倩 等 基于層次分析法對 種獨蒜蘭屬 植物觀賞價值綜合評價 北方園藝 李國松 蔣淑磊 王印肖 等 基于層次分析法和聚類分析對珍 貴樹種分級研究 種子 馬 躍 王寶寧 基于層次分析法的木本園林植物養(yǎng)護評價 湖北農業(yè)科學 趙 云 霞 顏 秀 娟 王 學 梅 等 份 番 茄 種 質 資 源 表 型 性 狀 的 遺 傳 多 樣 性 江 蘇 農 業(yè) 科 學 份 番 茄 種 質 資 源 表 型 性 狀 的 遺 傳 多 樣 性 趙云霞 顏秀娟 王學梅 楊冬艷 蘇 慧 寧夏農林科學院園藝研究所 寧夏銀川 銀川能源學院 寧夏銀川 摘要 為研究番茄種質資源的遺傳多樣性和親緣關系 科學評價種質 以 份番茄種質資源為試驗材料 對其 個質量性狀和 個數量性狀進行遺傳多樣性 相關性及主成分分析 結果表明 供試材料的表型性狀具有豐富的 遺傳多樣性 質量性狀中葉片著生狀態(tài)的多樣性指數最高的是 單果質量的變異系數最大 為 個表型 性狀的 值都達到了極顯著的水平 各性狀間存在復雜的相互關系 主成分分析中提取的 個主成分累計貢獻率為 包含了全部指標的大部分信息 基于表型性狀 采用系統(tǒng)聚類組間聚合的方法在遺傳距離為 處將供試的 份資源主要以單果質量劃分為 個組群 明確番茄表型變異的豐富程度及不同種質間的遺傳關系 為番茄種質 資源的進一步研究及番茄育種提供理論依據和工作基礎 關鍵詞 番茄 種質資源 表型性狀 遺傳多樣性 中圖分類號 文獻標志碼 文章編號 收稿日期 基金項目 寧夏農林科學院科技創(chuàng)新專項 編號 寧夏農林科學院科技平臺提升項目 編號 國家 大宗蔬菜產業(yè)技術體系建設專項 編號 作者簡介 趙云霞 女 山東高唐人 碩士 助理研究員 從事 蔬菜栽培及番茄育種研究 番茄又名西紅柿 洋柿子 是茄科番茄屬 年生 或多年生草本植物 原產于南美洲 在南美西部安 第斯山脈的狹長地帶均有番茄野生種存在 番 茄是嚴格的自花授粉植物 經過長期的馴化和選 育 番茄的遺傳背景逐漸變窄 因此廣泛收集資 源來豐富番茄的種質資源遺傳背景 這對其育種極 為重要 植物表型的變化反映了基因型對環(huán)境 變化的適應程度 植物表型在長期的壓力選擇中發(fā) 生不可逆的變化 經穩(wěn)定遺傳后產生新的基因型 因此 表型變異往往在適應和進化上有重要意 義 目前有關番茄種質資源遺傳多樣性的研究 報道較多 孫亞東等對番茄種質資源材料進行了遺 傳多樣性和親緣關系的分析 同時 主成分分 析 聚類分析 等統(tǒng)計方法的應用為研究 種質資源奠定了基礎 番茄品種改良的關鍵是種質資源的有效利用 進行番茄種質資源遺傳多樣性和分類的研究 對于 鑒別特異種質 確定核心親本 提高遺傳育種效率 具有重要意義 因此 本試驗在前人研究的基礎 上 針對收集到的 份番茄種質資源材料的 個 表型性狀進行遺傳多樣性分析研究 利用主成分分 析和聚類分析方法從形態(tài)學水平上研究其遺傳多 樣性 明確番茄表型變異的豐富程度及不同種質間 的遺傳關系 以期為番茄種質資源的進一步研究及 番茄育種提供理論依據和工作基礎 材料與方法 試驗材料 供試材料為寧夏農林科學院園藝研究所蔬菜 課題組于 年收集的 份材料 如表 所示 江蘇農業(yè)科學 年第 卷第 期 表 份番茄種質資源的編號及來源地區(qū) 編號 來源地區(qū) 編號 來源地區(qū) 編號 來源地區(qū) 編號 來源地區(qū) 寧夏 北京 山東 北京 寧夏 北京 山東 以色列 寧夏 北京 山東 遼寧 寧夏 成都 陜西 日本 寧夏 成都 上海 大連 寧夏 成都 沈陽 遼寧 寧夏 成都 沈陽 河北 寧夏 成都 沈陽 北京 寧夏 成都 壽光 北京 寧夏 成都 壽光 山東 寧夏 大連 壽光 北京 寧夏 大同 壽光 北京 寧夏 大同 壽光 北京 寧夏 大同 四川 福建 寧夏 大同 四川 福建 寧夏 大同 寧夏 福建 寧夏 大同 西安 福建 寧夏 大同 云南 福建 寧夏 大同 浙江 福建 寧夏 菏澤 北京 福建 寧夏 甘肅 北京 福建 寧夏 甘肅 河南 福建 寧夏 廣西 山東 福建 寧夏 廣州 山東 福建 寧夏 廣州 福建 福建 寧夏 廣州 福建 福建 寧夏 廣州 福建 福建 寧夏 廣州 福建 福建 寧夏 河南 以色列 福建 寧夏 河南 福建 福建 寧夏 河南 北京 福建 寧夏 河南 北京 福建 寧夏 河南 福州 福建 寧夏 河南 福州 福建 寧夏 河南 福州 福建 寧夏 河南 福州 福建 寧夏 河南 廣州 福建 寧夏 河南 廣州 福建 寧夏 河南 廈門 福建 寧夏 湖南 廈門 福建 北京 寧夏 廈門 福建 壽光 寧夏 臺灣 臺灣 壽光 寧夏 北京 臺灣 壽光 寧夏 北京 福建 壽光 寧夏 北京 福建 壽光 寧夏 北京 福建 壽光 寧夏 北京 福建 山東 寧夏 北京 福建 山東 寧夏 北京 福建 安徽 寧夏 寧夏 寧波 安徽 寧夏 寧夏 福建 安徽 寧夏 寧夏 福建 北京 寧夏 北京 福建 北京 寧夏 北京 福建 北京 寧夏 北京 福建 北京 寧夏 廣州 福建 北京 寧夏 河南 福建 北京 寧夏 河南 福建 北京 寧夏 福州 福建 北京 寧夏 福州 福建 北京 寧夏 北京 北京 山東 北京 試驗設計 試驗在寧夏農林科學院現代農業(yè)綜合試驗示 范基地蔬菜種質資源圃進行 采用完全隨機區(qū)組 排列的方式將引進的番茄種質材料 于每年 月育 苗 月定植 畦寬 畦溝寬 畦高 株距 雙行定植 每個資源定植 株 統(tǒng)一進行日常田間管理 表型性狀的調查 番茄生長發(fā)育時期主要以第 穗果白熟期 第 穗果成熟期和第 穗果成熟期為主 每個種質資 源隨機調查 株 共調查 個形態(tài)指標 其中 縱 徑 橫徑 果梗洼大小 果洼處木栓化大小 果肉厚 度均采用游標卡尺測量 可溶性固形物含量采用 糖度計測量 單果質量采用稱質量法測量 質量性狀采用直接觀察法 分別調查生長習性 株 型 花序類型 花柱長度 花柱形狀 花柱茸毛 花 色 莖葉茸毛 葉片類型 葉片形狀 葉片著生狀態(tài) 葉色 葉裂刻 成熟前果色 成熟果色 果面棱溝 果 面茸毛 果頂形狀 果肩 果肩形狀 果形 果實橫切 面形狀 果肉色 胎座膠狀物質顏色 果皮色 個指 標 具體觀測標準參照文獻 數據統(tǒng)計和分析 應用 進行數據的整理分析與相關 計算 應用 計算各質量性狀的分布頻率 及遺傳多樣性指數 各數量性狀的最小值 最 大值 平均值 標準差 變異系數 分布頻率 式中 表示第 個性狀 第 個變異的分布頻率 表示第 個性狀處于第 個變異的材料數量 個 表示材料的總數 個 變異系數 表示標準差 表示平均值 表示某一性狀的離散 程度 遺傳多樣性指數 利用數據的平均值和標準 差進行 個等級的劃分 每 為 級 香農 威納 多樣性指數 其中 是某性 狀第 個級別的材料數占總材料數的比例 用 進行相關性分析和主成分分析 同時基于 份番茄種質資源的 個表型性狀 利 用組間聚合的方法進行系統(tǒng)聚類 采用歐式距離繪 制樹狀圖 江蘇農業(yè)科學 年第 卷第 期 結果與分析 番茄種質資源表型性狀的遺傳多樣性分析 質量性狀的遺傳多樣性 對供試的 份 番茄種質資源材料的 個主要質量性狀進行描述 性統(tǒng)計分析 表 共檢測到 個變異類型 各個 性狀變異類型頻率分布各不相同 表 番茄種質資源質量性狀遺傳多樣性指數和比例分布 質量性狀 分布比例 生長習性 株型 花序類型 花柱長度 花柱形狀 花柱茸毛 花色 莖葉茸毛 葉片類型 葉片形狀 葉片著生狀態(tài) 葉色 葉裂刻 成熟前果色 成熟果色 果面棱溝 果面茸毛 果頂形狀 果肩 果肩形狀 果形 果實橫切面形狀 果肉色 胎座膠狀物質顏色 果皮色 注 生長習性 代表無限生長 代表有限生長 株型 代表蔓生 代表半蔓生 花序類型 代表單花 代表單式花序 代表雙歧花 序 代表多歧花序 花柱長度 代表短于雄蕊 代表與雄蕊近等長 代表長于雄蕊 花柱形狀 代表單圓花柱 代表扁生花柱 花柱茸毛 代表有 代表無 花色 代表淺黃 代表黃 莖葉茸毛 代表短稀 代表短密 代表長稀 代表長密 葉片類型 代表普通葉型 代表 薯葉型 代表復寬葉型 代表復細葉型 葉片形狀 代表羽狀復葉 代表二回羽狀復葉 葉片著生狀態(tài) 代表直立 代表水平 代表下 垂 葉色 代表淺綠 代表綠 代表深綠 葉裂刻 代表淺 代表中 代表深 代表無 成熟前果色 代表綠白 代表淺綠 代表綠 代表深綠 成熟果色 代表黃白 代表淺黃 代表黃 代表橘黃 代表綠 代表粉紅 代表紅 代表深紅 代表花色 代表咖啡色 果面棱溝 代表輕 代表無 果面茸毛 代表稀 代表中 代表無 果頂形狀 代表深凹 代表微凹 代表圓平 代表微凸 代表凸 尖 果肩 代表無 代表有 果肩形狀 代表平 代表微凹 代表深凹 果形 代表扁平 代表扁圓 代表圓形 代表高圓 代表長圓 代表卵圓 代表桃形 代表長梨形 果實橫切面形狀 代表圓形 代表等邊多規(guī)則 果肉色 代表黃白 代表淺黃 代表黃 代表粉 紅 代表紅 代表綠 代表咖啡色 代表花色 胎座膠狀物質顏色 代表黃白 代表黃 代表黃綠 代表綠 代表粉紅 果皮色 代表 無色 代表黃色 代表紅色 為 其中 超過 的番茄質量 性狀為葉片著生狀態(tài) 葉裂刻 成熟前果色 成熟果 色 果形 果肉色 胎座膠狀物質顏色 葉片著生狀 態(tài)的 最高 達到 其中以下垂為主 分布頻率 達到 其次是胎座膠狀物質顏色 其 為 以黃白和黃綠為主 分布頻率分別為 和 成熟果色的 為 以粉紅色和紅 色為主 分布頻率分別為 和 果肉 色的 為 其中粉紅色和紅色的分布頻率達到 了 和 成熟前果色的 為 以 綠色為主 分布頻率 葉裂刻為中的分布頻 率達到 果形為圓形的分布頻率達到 江蘇農業(yè)科學 年第 卷第 期 生長習性以無限生長為主 分布頻率 株型以半蔓生為主 分布頻率 花 序類型以單式花序為主 分布頻率 花柱長 度以短于雄蕊為主 分布頻率 花柱形狀以 單花柱為主 分布頻率 以有花柱茸毛為 主 分布頻率 花色以黃色為主 分布頻率 莖葉茸毛以長密為主 分布頻率 葉片類型以復寬葉型為主 分布頻率 葉片 形狀以二回羽狀復葉為主 分布頻率 葉色 以深綠為主 分布頻率 果面棱溝以輕為 主 分布頻率 果面茸毛以無為主 分布頻 率 果頂形狀以圓平為主 分布頻率 果肩以無為主 分布頻率 果肩形 狀以平為主 分布頻率 果實橫切面形狀以 圓形為主 分布頻率 果皮色以無色為主 分布頻率 不同數量性狀的表型變異分析 對供試的 份番茄種質資源材料的 個主要數量性狀進行 描述性統(tǒng)計分析 結果見表 單果質量的變異系 數最高 為 其次是心室數 果洼處木栓化 大小和果梗洼大小 分別為 和 可溶性固形物含量的變異系數較小 為 說明這個性狀的變異程度較小 個表型 性狀的 值都達到了極顯著水平 說明這 份番 茄種質資源材料各表型性狀間都存在著非常大的 遺傳差異 表 番茄種質資源不同數量性狀的變異分析 數量性狀 均值 最大值 最小值 標準差 變異系數 值 單果質量 縱徑 橫徑 果梗洼大小 果洼處木栓化大小 果肉厚度 心室數 個 可溶性固形物含量 注 分別表示在 水平上顯著差異 下表同 不同數量性狀表型性狀間的相關性分析 性狀的相關性可以通過對一種性狀的選擇間 接達到選擇另一種性狀的效果 從而提高選擇效 率 加快育種的進程 由表 可知 不同表型性 狀間均存在極顯著的相關關系 單果質量與縱 經 橫徑 果梗洼大小 心室數 果肉厚度 果洼處 木栓化大小極顯著正相關 與可溶性固形物含量 呈極顯著負相關 縱徑與橫徑 果梗洼大小 果肉 厚度 心室數 果洼處木栓化大小呈極顯著正相 關 與可溶性固形物含量呈極顯著負相關 橫徑與 果梗洼大小 果肉厚度 心室數 果洼處木栓化大 小呈極顯著正相關 與可溶性固形物含量呈極顯 著負相關 果梗洼大小與心室數 果肉厚度 果洼 處木栓化大小呈極顯著正相關 與可溶性固形物 含量呈極顯著負相關 果洼處木栓化大小與果肉 厚度 心室數呈極顯著正相關 與可溶性固形物含 量呈極顯著負相關 果肉厚度與心室數呈極顯著 正相關 與可溶性固形物含量呈極顯著負相關 心 表 番茄種質資源不同數量性狀的相關系數 數量性狀 相關系數 單果質量 縱徑 橫徑 果梗洼 果洼處木栓化 果肉厚度 心室數 可溶性固形物含量 單果質量 縱徑 橫徑 果梗洼 果洼處木栓化 果肉厚度 心室數 可溶性固形物含量 江蘇農業(yè)科學 年第 卷第 期 室數與可溶性固形物含量呈極顯著負相關 在極 顯著正相關關系中 單果質量與橫徑的遺傳相關系 數最大 為 果肉厚度與心室數的相關系數最 小 為 在極顯著負相關關系中 橫徑與可溶 性固形物含量的相關系數最大 為 心室數與 可溶性固形物含量的遺傳相關性最小 相關系數為 番茄種質資源表型性狀的主成分分析 為了能夠更加充分地反映番茄種質資源各性 狀間起主導作用的綜合指標 對番茄種質資源調查 的 個表型性狀進行主成分分析 其結果 表 顯 示 個主成分的特征值都在 以上 提取的前 個主成分累積貢獻率達到 基本能夠反映 全部指標的大部分信息 表 番茄種質資源 個農藝性狀的主成分分析 農藝性狀 載荷值 主成分 主成分 主成分 主成分 主成分 主成分 主成分 主成分 主成分 生長習性 株型 花序類型 花柱長度 花柱形狀 花柱茸毛 花色 莖葉茸毛 葉片類型 葉片形狀 葉片著生狀態(tài) 葉色 葉裂刻 成熟前果色 成熟果色 果面棱溝 果面茸毛 果頂形狀 果肩 果肩形狀 果形 果實橫切面形狀 果肉色 胎座膠狀物質顏色 果皮色 單果質量 縱徑 橫徑 果梗洼大小 果洼處木栓化大小 果肉厚 心室數 可溶性固形物含量 特征值 貢獻率 累計貢獻率 江蘇農業(yè)科學 年第 卷第 期 主成分 特征值最大 為 貢獻率為 載荷值絕對值較高的農藝性狀有橫徑 單 果質量 果洼處木栓化大小 果梗洼大小 果肉厚 度 縱徑和果面棱溝 其載荷值分別為 和 這些性狀主要反映 果實外觀性狀 主成分 特征值為 貢獻率為 載 荷較高且為正的農藝性狀有花色 成熟果色 果肉 色 葉色 果皮色 載荷值分別為 這些性狀主要與果實顏色有關 主成分 載荷值正向較高的性狀有果肉色 成 熟果色 特征向量分別為 這些性狀主要 與果實顏色有關 主成分 中載荷值正向較高的性狀為果肩性狀 和果肩 載荷值分別為 說明這一主成分 主要與果實外觀有關 主成分 累計貢獻率為 載荷值較高 為正的性狀是葉片形態(tài)和葉片類型 主要與葉片性 狀有關 主成分 中載荷值正向最大的性狀為株型 主 要反映植株的性狀 主成分 累計貢獻率達到 葉片著生 狀態(tài)的載荷值最大 主要反映葉片的性狀 番茄種質資源表型性狀的聚類分析 以 份番茄種質資源對的 個數量性狀和 個質量性狀的均值為基礎數據 利用組間聚合的 方法對 份番茄種質資源進行聚類 采用歐式距 離繪制樹狀圖 結果見圖 按歐式距離 為閾 值 可以將 份番茄種質材料分為 類 第 類 份 主要以中等番茄為主 單果質量 左右 第 類 份 以小果番茄為主 單果質量小于 第 類 份 以中果番茄為主 單果質量大于 且 小于 第 類 份 分別是 號 以特大果番茄為主 單果質量大于 結論與討論 本研究通過對 份番茄種質資源的表型性狀 進行遺傳多樣性分析 在質量性狀上 各個性狀變 異類型頻率分布各不相同 多樣 性指數 變化范圍 超過 的番 茄質量性狀為葉片著生狀態(tài) 葉裂刻 成熟前果色 成熟果色 果形 果肉色 胎座膠狀物質顏色 葉片 著生狀態(tài)的 最高 達到 通過對不同數量性 江蘇農業(yè)科學 年第 卷第 期 狀的表型變異分析 單果質量的變異系數最高 為 個數量性狀的 值都達到了極顯著的水 平 說明這 份番茄種質資源材料各表型性狀間 都存在著非常大的遺傳差異 對 份番茄種質資 源的 個數量性狀進行遺傳相關分析可知 所有表 型性狀間存在極顯著相關關系 在極顯著正相關 中 單果質量與橫徑相關系數最大 為 在極 顯著負相關中 單果質量與可溶性固形物含量的相 關系數最大 表明各性狀間存在復雜的相互關系 主成分分析中 個主成分的累計貢獻率為 包含了全部指標的大部分信息 聚類結果 顯示 以歐式距離 為閾值 可將 份番茄資源 分成四大類 主要以單果質量劃分 聚在同一類的 材料表明其親緣關系較近 有可能來自同一個祖 先 不同類別間種質資源的親緣關系較遠 遺傳差 異較大 多樣性豐富 可豐富和拓寬番茄種質資源 的遺傳多樣性 為番茄育種提供良好的資源材料 參考文獻 葉玉龍 份國外番茄種質資源主要性狀研究 貴陽 貴州 大學 杜永臣 番茄育種研究主要進展 中國園藝學會 全國蔬菜 遺傳育種學術討論會論文集 成都 孫亞東 梁 燕 吳江敏 等 番茄種質資源的遺傳多樣性和聚類 分析 西北農業(yè)學報 龔亞菊 吳麗艷 黎志彬 等 大果番茄種質資源的遺傳多樣性和 聚類分析 西南農業(yè)學報 芮文婧 王曉敏 張倩男 等 番茄 份種質資源表型性狀遺傳 多樣性分析 園藝學報 芮文婧 張倩男 王曉敏 等 份大果番茄種質資源表型性狀 的遺傳多樣性 江蘇農業(yè)科學 袁東升 王曉敏 趙宇飛 等 份番茄種質資源表型性狀的遺 傳多樣性分析 西北農業(yè)學報 史建磊 宰文珊 陳依凱 等 基于表型的櫻桃番茄種質遺傳多 樣性分析 熱帶作物學報 劉 胤 陳 濤 張 靜 等 中國櫻桃地方種質資源表型性狀 遺傳多樣性分析 園藝學報 金 蘭 趙麗萍 王銀磊 等 番茄的配合力和雜種優(yōu)勢群的劃 分 江蘇農業(yè)學報 王嬌陽 趙永彬 馮春梅 浙江省絲瓜種質資源主成分分析和聚 類分析 植物遺傳資源學報 苗錦山 劉彩霞 戴振建 等 蔥種質資源數量性狀的聚類分析 相關性和主成分分析 中國農業(yè)大學學報 李春花 王艷青 盧文潔 等 云南薏苡種質資源農藝性狀的主 成分和聚類分析 植物遺傳資源學報 胡延吉 趙檀方 小麥農藝性狀主成分分析與種質資源評價的 研究 作物研究 溫慶放 朱海生 林義章 等 櫻桃番茄種質資源遺傳多樣性的 分析 福建農業(yè)學報 李錫香 杜永臣 番茄種質資源描述規(guī)范和數據標準 北 京 中國農業(yè)出版社 劉子記 申龍斌 楊 衍 等 甜椒核心種質遺傳多樣性與親緣 關系分析 江蘇農業(yè)科學 江蘇農業(yè)科學 年第 卷第 期