普通杏(Armeniaca vulgaris)种质资源果实主要数量性状变异及概率分级
2013-04-12赵海娟刘威生刘宁张玉萍章秋平刘硕
赵海娟 刘威生 刘宁 张玉萍 章秋平 刘硕
摘 要:【目的】种质资源评价是资源研究工作的重要环节,而数量性状的合理分级是种质资源评价的基础,因此对普通杏的143~478份品种资源果实数量性状进行统计分析和概率分级。【方法】果实数量性状平均单果质量、硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖、可滴定酸、维生素C含量、核鲜质量、核干质量和仁干质量9项指标,根据K-S正态性检验和χ2检测对果实数量性状进行分级。【结果】果实数量性状的变异较为丰富,其中硬度的变异系数最大,为55.46%;可溶性固形物含量的变异系数最小,为14.95%。经K-S正态性检验对符合正态分布的数量性状统一用(X-1.2818S)、(X-0.5246S)、(X+0.5246S)和(X+1.2818S)4个点分为5级,使1~5级的出现频率分别为10%、20%、40%和20%、10%,根据χ2检测,对符合正态分布的数量性状进行概率分级。【结论】杏果实的遗传多样性丰富,将果实数量性状进行概率分级是比较理想的结果。
关键词: 普通杏(Armeniaca vulgaris); 数量性状; 变异; 概率分级
中图分类号:S662.2 文献标志码:A 文章编号:1009-9980?穴2013?雪01-0037-06
杏为蔷薇科(Rosaceae)李亚科(Prunoideae)杏属(Armeniaca)植物,全世界杏属共有10种,其中普通杏是世界上栽培最广泛的一个种[1]。
种质资源评价是资源研究工作的重要环节,是资源合理利用的前提。资源评价的最终目的是利用,而与资源利用价值关系最为密切的是果实经济性状,多数经济性状属于数量性状[2]。数量性状的合理分级是种质资源评价的基础。1990年我国出版了包括18个树种的《果树种质资源描述符》[3]。2006年5月由辽宁省农业科学院果树研究所主持编写了《杏种质资源描述规范和数据标准》[4]。《果树种质资源描述符》中只有部分数量性状的分级标准,而且是以经验分级为主,《杏种质资源描述规范和数据标准》提出了部分项目的参照品种,但没有分级标准。概率分级的方法在枣[5],桑树[6],杧果[7]的主要数量性状分级上都得出了比较理想的结果。何天明等[8]对华北、中亚和准噶尔-外伊犁3个生态地理群杏种质资源的自花结实率、败育花率、平均单果质量、可溶性固形物含量和离核/黏核等生物学性状进行了频度分布的分析,并没有对其数量性状进行分级。杏果实纵径、果实横径、果实侧径、叶片长度、叶片宽度、叶柄长度等性状的分级上也进行了探讨[9]。我们通过对国家果树种质熊岳李杏圃保存的杏种质资源果实数量性状进行了变异研究,探索建立在性状取值的概率分布理论基础上的概率分级的方法。
1 材料和方法
1.1 材料
供试的143-478份普通杏种质资源均来自国家果树种质熊岳李杏圃。所研究的果实数量性状包括平均单果质量、硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖、可滴定酸、维生素C含量、核鲜质量、核干质量和仁干质量。
1.2 方法
在果实食用成熟期(指果实底色的绿色大部分褪尽),从每株树的树冠外围随机选取10个有代表性的果实。用电子天平称量平均单果质量、核鲜质量,用手持折光仪测果实可溶性固形物含量,用费林试剂法测定可溶性糖,用指示剂滴定法测定可滴定酸,用手持硬度计测定果实硬度,用2,6-二氯靛酚滴定法[4]测定维生素C含量。在7、8月果实成熟期,选取果实并把果肉去掉留下果核,把果核表面洗净后放在在室内阴干,用电子天平称量核干质量和仁干质量。所用数据资料一般为鉴定果实性状2 a的平均值。
1.3 数据分析
原始数据整理利用Excel,数据统计采用SPSS11.5软件。利用K-S检验法[7]对杏果实数量性状分布的正态性进行检验,对符合正态分布的性状用(X-1.2818S)、(X-0.5246S)、(X+0.5246S)和(X+1.2818S)4个分点分为5个等级,使1~5级的出现概率分别为10%、20%、40%、20%和10%。其中,X代表各性状的平均值,S代表各性状的标准差。为便于记忆和推广应用,对计算所得理论分点值进行了规范化调整。原则和方法是,每个分点值的舍、入值不得超过相应标准差的1/10,调整前后的分点值尽可能的概率变化不超过2%,调整后的分点值尽可能好记,第1、2分点值之差和第3、4分点值之差相等[10]。
2 结果与分析
2.1 杏果实数量性状的变异情况
杏果实主要数量性状的变异情况见表1。在杏果实的9个经济性状中,可溶性固形物含量的变异系数最小(14.95%),其他变异系数均在20%以上。果实硬度的变异系数最大,达到55.46%,平均值为2.42 kg·cm-2,平均单果质量的变异幅度最大,是6.1~120.0 g,变异系数为43.66%;仁干质量的变异幅度最小,是0.3~1.0 g,变异系数为23.94%。
2.2 杏果实数量性状的正态性检测
杏果实数量性状正态性检验结果见表2:从表中的可以看出,这9个数量性状指标的Sig值大于0.05的是可溶性固形物含量、可溶性糖、核鲜质量、核干质量和仁干质量,均符合正态分布。但是,平均单果质量、硬度、可滴定酸和维生素C含量的Sig值均小于0.05,虽然并不完全符合正态分布,但去除拖尾部分,其主要部分仍遵从正态分布。因此,该4个性状亦近似的视为正态分布性状进行处理。
2.3 杏果实数量性状的概率分级
据K-S检验,按照(X-1.2818s)、(X-0.5246s)、(X+0.5246s)、(X+1.2818s)4个点可以分为5级,使1~5级出现概率分别为10%、20% 、40%、20%和10%,结果见表3。
2.4 杏果实数量性状概率分级的频率分布
2.4.1 平均单果质量 我们分析了478份普通杏种质资源的平均单果质量:其中最小值是6.1 g,最大值是120.0 g,变异系数为43.66%。图1为果实平均单果质量的概率分级的频率分布:1级平均单果质量<19.5 g(极小)占7.1%;2级为19.5~34.1 g(小)占25.5%;3级为34.1~54.4 g(中)的占40.6%;4级为54.4~69.0g(大)的占15.7%;5级为>69.0 g(极大)的占11.1%。
2.4.2 硬度 我们分析了259份普通杏种质资源的果实硬度:变异幅度为0.6~10.0 kg·cm-2,平均值为2.42 kg·cm-2。图2为果实硬度的概率分级频率分布:1级硬度<0.7 kg·cm-2(极小)占2.3%;2级为0.7~1.7 kg·cm-2(小)占32.8%;3级为1.7~3.1 kg·cm-2(中)占44.0%;4级为3.1~4.1 kg·cm-2(大)占10.4%;5级为>4.1 kg·cm-2(极大)占10.4%。
2.4.3 可溶性固形物含量 我们分析了454份普通杏种质资源的可溶性固形物含量:变异幅度为7.0%~18.5%,平均值为11.79%,变异系数最小,为14.95%。图3为可溶性固形物含量的概率分级频率分布:1级为<9.5%(极低)占7.5%;2级为9.5%~10.9%(低)占25.8%;3级为10.9%~12.7%(中)占40.7%,4级为12.7%~14.1%(高)占17.6%;5级为>14.1%(极高)占8.4%。
2.4.4 可溶性糖 我们分析了457份普通杏种质资源的可溶性糖,最小值为3.0%,最大值为15.6%,平均值为6.76%,变异系数为24.14%。图4为可溶性糖的概率分级频率分布:1级<4.7%(极低)占9.4%;2级为4.7%~6.0%(低)占24.5%;3级为6.0%~7.6%(中)占40.0%,4级为7.6%~8.9%(高)占17.3%;5级为>8.9%(极高)占8.8%。
2.4.5 可滴定酸 我们分析了459份普通杏种质资源的可滴定酸:变异幅度为0.4%~3.8%,平均值为1.62%,变异系数为32.49%。图5为可滴定酸的概率分级频率分布:1级<0.9%(极低)占6.3%;2级为0.9%~1.3%(低)占28.1%;3级为1.3%~1.9%(中)占43.8%,4级为1.9%~2.3%(高)占13.1%;5级为>2.3%(极高)占8.7%。
2.4.6 维生素C含量 我们分析了459份普通杏种质资源的维生素C含量:变异幅度为9~223 mg·kg-1,平均值为77.1 mg·kg-1,变异系数为39.96%。图6为维生素C含量的概率分级频率分布:1级<38 mg·kg-1(极低)占7.4%;2级为38~61 mg·kg-1(低)占23.7%;3级为61~94 mg·kg-1(中)47.7%,4级为94~117 mg·kg-1(高)占11.5%;5级为>117 mg·kg-1(极高)占9.6%。
2.4.7 核鲜质量 我们分析了143份普通杏种质资源的核鲜质量:变异幅度为1.3~6.0 g,平均值为3.15 g,变异系数为27.40%。图7为核鲜质量的概率分级频率分布:1级<2.1 g(极小)占12.6%;2级为2.1~2.7 g(小)占18.2%;3级为2.7~3.6 g(中)占42.0%,4级为3.6~4.2 g(大)占19.6%;5级为>4.2 g(极大)占7.7%。
2.4.8 核干质量 我们分析了208份普通杏种质资源的核干质量:变异幅度为0.3~3.9 g,平均值为2.07 g,变异系数为28.19%。图8为核干质量的概率分级频率分布:1级<1.3 g(极小)占9.1%;2级为1.3~1.7 g(小)占15.4%;3级为1.7~2.4 g(中)占50.5%,4级为2.4~2.8 g(大)占16.8%;5级为>2.8 g(极大)占8.2%。
2.4.9 仁干质量 我们分析了292份普通杏种质资源的仁干质量:变异幅度为0.3~1.0 g,平均值为0.57 g,变异系数为23.94%。图9为核干质量的概率分级频率分布:1级<0.4 g(极小)占12.3%;2级为0.4~0.5 g(小)占23.6%;3级为0.5~0.65 g(中)37.7%,4级为0.65~0.75 g(大)占17.1%;5级为>0.75 g(极大)占9.2%。
3 讨 论
种质资源数量性状变异系数越大,遗传多样性程度越高[11]。在杏果实的9个主要数量性状中,果实硬度的变异系数最大,为55.46%,可溶性固形物含量的变异系数最小,为14.95%,其他变异系数均在20%以上,因此杏种质资源在平均单果质量、硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖、可滴定酸、维生素C含量等方面均存在着丰富的遗传多样性。
变异系数的大小在一定程度上反映了进化的快慢[13]。从本研究结果看,杏果实不同性状的变异系数存在很大差异,变异系数最小的是可溶性固形物含量(14.95%),最高的是果实硬度(55.46%),说明杏果实可溶性固形物含量可能进化慢,而果实硬度可能进化快。硬度是果实商品性的重要指标之一,越来越受到果树生产者和育种者的重视[14]。可溶性固形物含量的变异系数小也可能是由于在长期的杏栽培实践中,人工选择的主要目标是优质,而可溶性固形物含量是衡量果实品质的重要指标[15],即高可溶性固形物含量,所以杏种质资源可溶性固形物含量的变异系数小。硬度的变异系数最大,说明该性状具有丰富的选择潜力,选择硬度各异的材料较容易,这样就可以为育种工作提供硬度较大的品种作为亲本。
传统的数量性状分级均为建立在经验等距基础上,虽然简单易行,但是不能客观的反映性状取值的概率分布情况。若按照《果树种质资源描述符》[3]的分级标准来进行分级,平均单果质量的分级过细,不能明显的反映平均单果质量变异的中值和离散程度。按《果树种质资源描述符》的分级标准,在可溶性固形物含量、可溶性糖和可滴定酸的频率分布中1级品种几乎没有,且5级品种也相对较少;在维生素C含量的频率分布中2级分类的种质数量最高,这都与数量性状的正态分布不相符。同时,在《果树种质资源描述符》[3]中并没有对核干质量和仁干质量进行分级。虽然等距分级法[15]简单易行,容易记,但是果实数量性状易受环境条件和栽培条件的影响,若再根据经验等距分级,就增加人为因素,这样就不能为性状提供客观的分级标准。
4 结 论
研究首次对杏果实的主要数量性状进行了概率分级,提出了基于数量性状分布特征的杏种质资源主要数量性状的概率分级指标体系,并取得了较理想的结果。同时根据杏果实数量性状的研究,可知杏果实有着丰富的遗传多样性。
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