[贵州省甘薯地方种质资源形态标记聚类分析]

　　摘要：甘薯［Ipomoea batatas（L.） Lam.］是贵州省重要的旱地作物之一，长期栽培形成了丰富的甘薯种质资源。对收集到的４５份贵州省地方品种资源进行了形态聚类分析。结果表明，各品种间的平均欧氏距离为５．００，榕江红苕与桐梓红皮心的欧氏距离最近，为０．９９；铜仁黄皮橘红心和天柱红皮的欧氏距离最远，为８．５０。可将４５份贵州省甘薯地方种质资源分为６类，第一类包括２０个品种；第二类包括１８个品种；第三类包括３个品种；第四类包括两个品种；第五与第六类都只有一个品种。
　　关键词：甘薯［Ipomoea batatas（L.） Lam.］；形态标记；聚类分析；贵州省
　　中图分类号：Ｓ５３１文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）13－2615-03
　　
　　Cluster Analysis of Morphological Characteristics of Local Sweetpotato Germplasm Resources in Guizhou
　　
　　ＳＯＮＧ Ｊｉ－ｘｕａｎ，ＬＩ Ｙｕｎ，ＬＥＩ Ｚｕｎ－ｇｕｏ，ＤＩＮＧ Ｈａｉ－ｂｉｎｇ
　　（Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００６， Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｕｐｌａｎｄ ｃｒｏｐｓ ｉｎ Ｇｕｉｚｈｏｕ， ａｎｄ ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ ｇｅｒｍｐｌａｓｍ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｒｅ ａｂｕｎｄａｎｔ due to ｉｔｓ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ． Ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ４５ ｌｏｃａｌ ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ ｇｅｒｍｐｌａｓｍ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｇｕｉｚｈｏｕ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ＩＳＳＲ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ， ａｖｅｒａｇｅ ｅｕｃｌｉｄｉａｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ waｓ ５．０0． Ｅｕｃｌｉｄｉａｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ between Rongjiang Hongshao ａｎｄ Ｔｏｎｇｚｉ ｒｅｄ ｃｏａｔ ａｎｄ ｈｅａｒｔ waｓ ０．９９， ｗｈｉｃｈ waｓ ｔｈｅ ｎｅａｒｅｓｔ． Ｔｈｅ ｆａｒｔｈｅｓｔ ｅｕｃｌｉｄｉａｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ waｓ ８．５0 betwwen Ｔｏｎｇｒｅｎ ｙｅｌｌｏｗ ｃｏａｔ ｏｒａｎｇｅ ｈｅａｒｔ ａｎｄ Ｔｉａｎｚｈｕ ｒｅｄ ｃｏａｔ． Ｔｈｅ ４５ ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ｔｏ 6 ｇｒｏｕｐｓ， with 20 varieties in the 1st group，18 varieties in the 2nd group，3 varieties in the 3rd group， 2 varieties in the 4th group， and only 1 in the 5th group and 1 in the 6th group.
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ［Ipomoea batatas（L.） Lam.］； ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｍａｒｋｅｒ； ｃｌｕｓｔｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ； Ｇｕｉｚｈｏｕ
　　
　　甘薯［Ipomoea batatas（L.）Lam.］属旋花科甘薯属甘薯种的一种蔓生性多年生或一年生草本植物［１］。甘薯的产量高、用途广、适应性强，是一种重要的粮食、饲料、工业原料及新型能源作物。据联合国粮农组织（ＦＡＯ）调查统计，现一共有１１０多个国家种植甘薯，种植面积约８７３万ｈｍ２，其中绝大部分分布在亚洲及非洲的发展中国家。我国是世界甘薯生产大国，目前种植面积在５５０万ｈｍ２左右，平均单产约２０ ｔ／ｈｍ２，总产量为１．０６亿ｔ，分别占世界的６０％和８５％左右［２］。甘薯作为贵州省重要的粮食作物之一，近年来种植面积在２３万ｈｍ２以上［３］，主要分布在贵州省遵义、铜仁、黔东南等地区。贵州省甘薯栽培历史悠久，生态类型极为丰富，由于历史上交通不便，原始的地方品种经受改良的冲击力较弱，较少受到新引进品种的影响，至今仍存留着许多珍贵的种质，加上贵州省独特的生态环境，造就了丰富多彩的贵州省甘薯地方品种资源，是我国甘薯资源的重要宝库之一。
　　形态标记是最早被使用和研究的遗传标记。因为它表现直观，只要通过细心观察就可以将不同表型的个体区分开来，至今传统的育种过程中仍在应用这种标记。育种家可直接根据作物的形态标记来进行选种。同时，运用大量的形态标记结合聚类分析方法对物种进行分类或对品种、品系进行鉴定，能够较为真实地反映试验材料的综合性状，所得的结果比较可靠。甘薯新品种的选育是以甘薯种质资源为基础的。如要选育出好的甘薯新品种，首先要有一批优异的甘薯种质资源，甘薯种质资源的收集保存、创新利用，是甘薯研究人员的首要任务。因此，本研究通过对贵州省地方种质资源和引进的种质资源进行田间生育期农艺性状的观察及品质评价等研究，从而掌握其生长发育、综合性状等特点，旨在为甘薯选育亲本组配、种质资源的创新利用、新品种的选育和高产栽培提供一定的理论依据。
　　１材料与方法
　　１．１试验材料
　　试验材料主要是贵州省生物技术研究所收集的贵州省甘薯地方种质资源，共４５份（表１）。
　　１．２农艺性状鉴定内容与标准
　　根据通用的甘薯鉴定性状及其生长期记载标准［４，5］，全生育期随机抽取典型性状的植株５～１０株。形态标记包括：顶叶形、顶叶色、叶形、叶色、叶脉色、茎色、基部分枝、最长蔓长、株型、块根产量、结薯数、薯皮色、薯肉色、薯形、淀粉含量。
　　１．３田间试验与取样方法
　　田间试验安排在贵州省农业科学院试验基地，对４５份供试材料采用随机区组设计的方法，３次重复，小区面积为１３ ｍ２，每小区不少于４０株，于６月种植，１１月收获。
　　１．４试验数据处理
　　对调查的甘薯质量性状如叶色、叶形、叶脉色、株型、茎色、茎粗、薯皮色、薯肉色、薯形进行形态编码，3个数量性状如基部分枝、块根产量、最长蔓长用数量进行编码（表２）。将统计的数据输入Ｅｘｃｅｌ表格，根据所调查的性状对每个性状赋值。最后运用唐启义等［６］的ＤＰＳ数据处理系统，采用欧氏距离和类平均法进行聚类分析。
　　２结果与分析
　　２．１形态标记的遗传多样性分析
　　４５份贵州省甘薯种质资源品种间的平均欧氏距离是５．００，欧氏距离最近的是榕江红苕与桐梓红皮心，为０．９９；铜仁黄皮橘红心与天柱红皮的欧氏距离最远，为８．５０。从１２种形态标记的４５份贵州省甘薯种质资源的形态聚类图（图１）可看出，在横切线Ｌ位置可将其分为６类，第一类包括石阡胜利苕、榕江红苕等２０个品种；第二类包括石阡紫皮红心、天柱黄心等１８个品种；第三类包括仁薯、瓮安白皮白心和从江红苕３个品种；第四类包括独山紫花心和黄平紫红皮黄心２个品种；第五类和第六类各只有１个品种。
　　２．１．１第一类及性状特征包括石阡胜利苕、榕江红苕、桐梓红皮心、镇宁红皮、紫云黄皮、都匀红皮、铜仁白皮白心、桐梓白皮红心、印江土黄苕、安龙白皮红心、锦屏红苕、瓮安白皮白心、榕江黄心、凯里紫红皮红心、独山红皮黄心、独山绿茎红皮、贵定紫皮黄心、贵定褐红皮红心、贵州白皮苕、瓮安黄皮黄心共２０个品种。其中桐梓红皮心与榕江红苕是４５份贵州甘薯地方品种中遗传距离最近的品种，只有０．９９；它们株型相似，除瓮安白皮白心为半直立外，其他均为匍匐型；薯形有纺锤形和下膨纺锤形两种，贵定褐红皮红心是４５份贵州省甘薯地方品种中产量最低的一个品种。
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　　２．１．３第三类及性状特征包括仁薯、瓮安白皮白心和从江红苕３个品种，这３个品种株型均为匍匐型，块根薯皮色为红皮和白皮，薯肉均为白色。
　　２．１．４第四类及性状特征包括独山紫花心和黄平紫红皮黄心两个品种，独山紫花心是４５份贵州省甘薯地方品种中惟一一个薯肉为紫心的品种，是一个中产、优质、综合性状好的优良品种，宜大力推广。黄平紫红皮黄心为４５份贵州省甘薯地方品种中干率最高的，达３２．８％。
　　２．１．５第五类及性状特征铜仁黄皮苕，该品种株型为匍匐型，块根形状为纺锤形，薯肉为白色，产量较高，主要是一个饲料型品种。
　　２．１．６第六类及性状特征只有天柱红皮一个品种，在４５份贵州省甘薯种质资源中是惟一一个叶色为绿带紫的品种，产量较低，与铜仁黄皮橘红心的遗传距离是４５份贵州省甘薯种质资源中最远的。天柱红皮与贵州省其他地方品种仁薯、瓮安白皮白心和瓮安黄皮黄心的遗传距离都达到７以上，所以今后的甘薯育种可以考虑将上述材料进行组配。
　　３讨论
　　用形态标记来研究甘薯种质资源的遗传多样性很少，王本超［７］对５１份甘薯品种资源的地上部和地下部共１４个数量性状进行了遗传距离测定和聚类分析，本试验是以１２个质量性状来研究甘薯种质资源的遗传多样性，侧重点有所不同，但是本试验所采用的样本是４５个，王本超所采用的样本是５１个，相比之下样本数少了６个。
　　由于表现型是基因型与环境互作的结果，容易受到环境因素的影响，在不同的生态条件下，表现型均会受到不同程度的影响，因此，应最大限度地降低环境因素所造成的变异方差。
　　本试验所用的材料都是收集的贵州省地方甘薯品种，没有改良品种和外来品种，而且样本的容量小，样本的代表性不大。本试验用于形态标记的指标太少，而且只用质量性状来做分析，今后应该考虑用包括数量性状在内的数量更多甚至全部的形态指标。
　　
　　参考文献：
　　［１］ 江苏省农业科学院，山东省农业科学院．中国甘薯栽培学［Ｍ］．上海：上海科学技术出版社，１９８４．
　　［２］ 唐君，周志林，张允刚，等． 国内外甘薯种质资源研究进展［Ｊ］． 山西农业大学学报（自然科学版），２００９，２９（５）：４７８－４８２．
　　［３］ 贵州省统计局．贵州省统计年鉴（２００９）［M］．北京：中国统计出版社，２００９．
　　［４］ 盛家廉，邬景禹．中国甘薯品种志［Ｍ］．北京：农业出版社，１９９３．
　　［５］ 吕长文，唐道彬，罗小敏，等． 甘薯干物质测定方法研究［Ｊ］． 江苏农业科学，２００９（３）：３０７－３０８．
　　［６］ 唐启义，冯明光．实用统计分析及其ＤＰＳ数据处理系统［Ｍ］．北京：科学出版社，２００２．
　　［７］ 王本超．甘薯品种资源研究及其应用［Ｊ］． 安徽农业科学，１９９８（２）：１０７－１０８．
　　
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