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大丽花花型群体表型性状遗传多样性研究

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  摘要:本文以4个花型群体84个优良大丽花品种为试材,对大丽花7个表型性状的遗传多样性进行分析。结果表明:大丽花不同花型群体间在茎粗、叶长、叶宽、花径和花梗长性状上差异显著,在株高和叶柄长性状上差异不显著;巨大花型的在叶长、叶宽和叶柄长性状上分化明显,其它花型的叶分化不明显,4个花型群体间在花径和花梗长性状上分化均明显;花径在大花型中与株高、茎粗呈极显著负相关,小花型中与叶柄长显著正相关;4个花型群体内叶长与叶宽均呈极显著正相关,同一花型群体内,不同性状相关程度有所差异。
  关键词:大丽花;花型;群体;表型性状;遗传多样性
  中图分类号:S682.2+61 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2010)07-0012-05
  
  大丽花(Dahlia pinnata Cav.)是菊科大丽花属多年生宿根草本花卉,原产于墨西哥和危地马拉地带,花姿优美、花型多样、色彩绚丽、花期长、品种繁多,被誉为花卉中的“宠儿”。目前,大丽花成为全世界栽培最广的观赏植物之一,适宜城市绿化和庭院栽培,有3万余个品种,其中栽培品种3000余个。根据花型大小分为巨大花型(花径大于或等于25cm)、大花型(花径20~25cm)、中花型(花径15~20cm)、小花型(花径10~15cm)等。有关大丽花品种分类与栽培、品种资源和花芽分化等方面的研究已有所报道,但大丽花表型性状遗传多样性方面的研究还未见相关报道。
  遗传多样性是生物体所携带遗传信息的总和,是生物多样性的基础,通常包括表型、染色体、蛋白质、DNA等多个层次的遗传变异研究。采用遗传上较为稳定、不易受环境影响的性状,如叶子、花等的性状研究遗传多样性,具有简便、快速和节省费用等优点,且表型变异是基因型和环境因子共同作用的结果,更具综合性和实用性。研究表型多样性不仅可以揭示群体的变异大小和遗传规律,评价其遗传多样性水平,而且有助于了解生物适应和进化的方式、机制及其影响因素,进而为群体的保护提供理论支持。山东省果树研究所于2005年从国外引进84个具有代表性、表现优良的大丽花品种,其中巨大花型、大花型、中花型和小花型各21个。本文以这些大丽花品种的株高、茎粗、叶长、花径等性状为研究内容,主要探索不同花型群体问和同一花型群体内表型性状的变异程度,揭示其变异规律,为大丽花育种和优良种质资源的选育提供理论依据。
  
  1 材料与方法
  
  1.1 试验材料
  试验于2007~2009年在山东省果树研究所观赏园艺实验室和泰安宁阳基地进行。3月12日开始对大丽花块根催芽、扦插,5月中旬定植在大田中,常规管理。选取具有代表性的不同花型的大丽花品种如表1所示。
  
  
  1.2 试验方法
  在大丽花生长期(5~11月),选取生长一致、健壮的植株,用直尺(测量精度为0.1cm)测定不同花型的叶长、叶宽(大丽花叶为单叶,基部二裂片长为叶宽,基部裂片至顶部裂片距离为叶长)、叶柄长、花径、花梗长等指标,用游标卡尺(测量精度0.01cm)测定植株茎粗(地上部5cm左右)。每个品种选取10株,每株每个指标测定3次,取3年平均值。利用SPSS 14.0统计分析软件进行数据分析。
  
  2 结果与分析
  
  2.1 不同花型群体间主要园艺性状变异的分析
  对巨大花型、大花型、中花型和小花型群体间的主要园艺性状进行方差分析表明,不同花型群体在茎粗、叶长、叶宽、花径和花梗长性状上变异较明显,差异极显著(表2)。
  
  由表3可知:巨大花型、大花型、中花型和小花型群间在株高和叶柄长两个性状上差异均不显著,变异幅度较小;在花径性状上均呈极显著差异(P<0.01),变异较大。在茎粗性状上,巨大花型群与大花型群、中花型群间分别呈显著(P<0.05)和极显著差异(P<0.01),变异较明显;其它花型群间差异不显著,变异不明显。巨大花型群与中花型群、小花型群间,大花型群与中花型群间叶长差异均极显著(P<0.01),变异较大;巨大花型群与小花型群间、大花型群与小花型群间叶宽也均呈极显著差异(P<0.01),大花型群与中花型群间叶宽差异显著(P<0.05),变异较大;其它花型群间在两性状上差异不显著,变异不明显。在花梗长性状上:巨大花型群与大花型群、小花型群间差异极显著(P<0.01),巨大花型群与中花型群间呈显著差异(P<0.05),变异幅度较大,其它花型群间变异不明显。
  
  
  2.2 同一花型群体内主要园艺性状相关性分析
  对大丽花同一花型的株高、茎粗、叶长、叶宽、叶柄长、花径和花梗长7个表型性状进行相关分析,结果如表4所示。巨大花型、大花型、中花型和小花型中叶长与叶宽间相关系数均最大,分别为0.912、0.923、0.779和0.922,呈极显著正相关。大花型中花梗长与株高(0.701)、茎粗(0.594)呈极显著正相关,花径与株高(0.560)、茎粗(-0.558)呈极显著负相关,叶柄长与株高(0.457)、茎粗(-0.436)呈显著负相关。中花型中叶柄长与叶宽(0.524)呈显著正相关。小花型中株高与叶宽(0.557)呈极显著正相关.株高与叶长(0.514)间及叶柄长与叶长(0.433)、叶宽(0.436)、花径(0.455)、花梗长(0.506)间呈显著正相关,其它园艺性状不相关。
  
  
  2.3 不同花型群体间叶和花主要性状分化分析
  由图1可见,巨大花型的叶长、叶宽和叶柄长分化较明显,在图中零星分布,很少聚在一起,而大花型、中花型和小花型的性状分化不明显,大部分聚在一起。4个花型之间花径和花梗长的分化较明显,同一花型的聚在一起,不同花型间有层次的排列,差异较大。
  
  
  3 讨论与结论
  
  3.1 不同花型群体间主要园艺性状变异丰富
  表型性状变异往往具有适应和进化上的意义,表型变异蕴藏着遗传变异。表型变异越大,可能存在的遗传变异越大。植物群体中保持大的变异蓄积对群体是有利的,群体内多种基因型所对应的表型范围越广,越能使群体在整体上适应可能遇到的大多数环境条件,因此表型性状的变异通常是遗传变异的重要线索,从形态学或表型性状来检测植物遗传变异是最简便而直接的方法。本试验中,大丽花不同花型群间在茎粗、叶长、叶宽、花径和花梗长性状上变异明显,差异显著,在株高和叶柄长性状上变异不明显,差异不显著,可见,大丽花不同园艺性状变异程度不同,在茎粗、叶长、叶宽、花径和花梗长上容易发生遗传变异。这说明这些园艺性状的稳定性较差,易受到环境条件变化的影响。这与青海云杉表型变异研究结果一致。
  
  3.2 不同花型群体间叶和花性状分化差异
  遗传多样性高的物种在相似的环境条件下可以表现出丰富的表型变化,而遗传基础相对单一的物种也可能由于环境变化而产生表型变化。大丽花是菊科植物,花色繁多,有的甚至为2种颜色的复合色,遗传十分复杂。本研究中,大丽花不同花型群间叶性状分化程度有所差异,巨大花型叶长、叶宽和叶柄长性状分化明显,大花型、中花型和小花型叶分化不明显。4个花型群间在花性状上分化均明显,从而使4个群体在一定程度上能较好地分开,可以作为判断花型大小的指标之一。可见,大丽花的叶性状比较稳定,而花性状稳定性较差,容易发生变异,具体遗传机理还需深入研究。
  
  3.3 大丽花同一花型群体内主要园艺性状相关分析
  影响大丽花花径大小的因素除了环境条件外,还与自身特性有关。对同一花型群内株高、茎粗、叶长、叶宽、叶柄长、花梗长与花径之间的相关分析发现,大花型中花径与株高、茎粗呈极显著负相关,小花型中花径与叶柄长呈显著正相关,其它园艺性状与花径大小均不相关。可见,植株高度和茎的粗度与花径大小并不呈正比,叶柄长与花径大小有可能相关。本试验中只涉及花梗长和花径两个花性状指标,其它花器性状指标还有待于进一步分析。
  4个花型群内叶长和叶宽间均呈极显著正相关,大花型中花梗长与株高(0.701)、茎粗(0.594)均呈极显著正相关;中花型中叶柄长与叶宽(0.524)显著正相关;小花型中株高分别与叶宽(0.557)、叶长(0.514)呈极显著和显著正相关,叶柄长与叶长(0.433)、叶宽(0.436)、花径(0.455)、花梗长(0.506)间显著正相关,其它性状间不相关。可见,不同花型群内不同园艺性状之间相关程度有所差异。
  总之,不同的花型及同一花型内大丽花品种类型的多样性差异,反映了其对不同环境、生态条件等的适应性及适应能力。因此根据大丽花品种丰富的自然变异情况,可以推断其改良前景是十分广阔的。因此,在大丽花品种的遗传改良工作中,对优良种源、优良群体和优良个体的选择是不容忽视的。
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