20个广西晾晒烟品种农艺性状聚类分析

李开和+覃剑峰+梁声侃+欧景莉+卢燕回+韦江平

摘 要：对20份广西晾晒烟品种的41个农艺性状及对蚜虫的抗性进行系统聚类，在欧氏距离为8.0处可将20个供试材料分成4个大类群：品种群I 含6个品种，品种类群Ⅱ含4个品种，品种群Ⅲ含3个品种，品种群Ⅳ含2个亚群，共7个品种。分析发现，地理来源相同的品种有的能够聚在同一组，有的聚到了不同的品种群中，此外，也有一些地理来源及遗传背景不一致的种质资源聚在同一类群，说明广西晾晒烟品种间亲缘关系复杂，广西晾晒烟种质资源有较宽的遗传基础。

关键词：晾晒烟 农艺性状 聚类分析 广西

晾晒烟是指以自然条件为主的晾晒结合或晾制方法调制的烟叶，包括除烤烟以外的烟草种类 [1]。广西有较长的晾晒烟种植历史，但目前随着烤烟种植的推广，广西晾晒烟种植面积和品种种类日益减少，有效地保护广西的晾晒烟种质资源，并对其加以利用已成为当务之急。因此，研究对广西晾晒烟种质资源进行了收集和保存。

对收集的种质资源进行有效的鉴定和评价是种质工作的重点，通常种质性状的鉴定包括植物学、农艺、品质、抗性等不同方面 [2]。农艺性状的鉴定和描述是种质资源研究最基本的方法，农艺性状数据可作为种以上或种内分类重要依据 [3]。对晾晒烟种质资源的主要农艺性状进行研究，可以更为全面地了解晾晒烟资源遗传多样性，为新品种的选育提供参考信息和资源。利用聚类分析法对白菜 [4]、油菜 [5]、南瓜 [6]、稻谷 [7]、甘蔗 [8]、烟草[9-12 ]等作物品种依据农艺性状进行分类的方法已被证明切实可行。李文平 [9 ]等对24份烤烟种质资源的株高、节距等10个性状进行聚类分析，探讨了24份烤烟种质资源间的亲缘关系。尹福强 [10 ]对77份烟草品种资源的24个农艺性状及对蚜虫的抗性进行系统聚类发现：同一类群相似性较大，亲缘关系较近；类群间相似性较小，亲缘关系较远。

文章拟采用聚类分析的方法就农艺性状指标对广西晾晒烟品种进行分类，分析广西晾晒烟种质资源的农艺性状特征及其亲缘关系，旨在为今后合理选择育种材料提供参考信息及科学依据，为品种选育工作奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为广西亚热带作物研究所自2009年起从广西各烟草种植地收集并保存的晾晒烟种质资源，共20份。对采集到的晾晒烟种质资源按当地的称谓命名，无品种名的加冠以采集地的乡镇名。材料及采集地详见表1。

1.2 方法

采集到的种质资源在广西亚热带作物研究所试验基地进行统一栽培和管理，按小区种植，每小区5株，不设重复，露天种植于直径60 cm，高50 cm的塑料盆中，基质为普通大田泥土。

按照烟草种质资源描述规范与数据标准 [13]进行性状观察记载和数据采集。选择株型等20个质量性状（字符型性状，具体见表2）和 打顶/不打顶株高、茎围、叶数、节距等21个数量性状（数值型性状）参与统计分析。质量性状按各性状值代码进行数字化后再进行分析，各性状分级代码见表2。数量性状则取每个品种中5个样品的均值进行分析。用Excel 2003对数据进行整理分析与相关计算，运用SPSS12.0软件进行聚类分析，采用平方欧式距离法计算样品问的距离，采用离差平方和法对品种资源进行聚类分析，绘出聚类分析图，完成烟草晾晒烟品种资源的分类。

2 结果与分析

2.1 品种群划分

品种间多个性状基因型值构成的多维空间几何距离叫品种间的遗传距离.遗传距离是衡量品种问若干性状综合遗传差异大小的一个指标 [14 ]。采用系统聚类法将不同20个晾晒烟品种的遗传距离经聚类分析生成系统树，结果见图1。在欧氏距离为8.0处平切（图1），将20个品种分成了4个类群，品种群I包括6个品种；品种群Ⅱ包括4个品种；品种群Ⅲ包括3个品种；品种群Ⅳ包括7个品种，分为2个亚群。

2.2 品种群的数量特征

根据聚类分析图（图1）计算出各品种群部分性状的均值，见表3，由图1和表3结合原始数据可知各品种群特点如下。

第I组，共6个品种。此组品种株型均为塔形，株高较高，叶数较多，茎围较粗，节距较长，无叶柄、主脉中等粗细，多为黄绿色；大部分材料叶形为椭圆形，叶耳大或中，叶尖为急尖或渐尖，叶面较平，叶色黄绿或绿，叶缘为微波或波浪，叶肉组织多为中等，叶脉黄绿色；花序均为菱形，有花冠尖，花序密度多为松散；硕果为卵圆形或长卵圆形。根据表1可知，第I品种群中的晾晒烟品种除1个采自桂林全州外，其余品种采集地全部在贺州市。

第II组4个品种，此组品种株型全为塔形，株高较矮，叶数较少，茎杆较细，节距较长，无叶柄，主脉黄绿色；大部分材料叶尖渐尖，叶面较平或较皱，叶色黄绿或绿，叶缘为微波或波浪，叶耳小或无叶耳；本组材料叶形变化较大，有卵形、长卵圆形、宽卵圆形及椭圆形；花序菱形，花有花冠尖，密度多为松散；硕果多长卵圆形。此组晾晒烟品种中，有2个品种采于玉林市，另外2个品种分别采集于南宁市和河池市。

第III组仅3个品种，此组晾晒烟品种特点是：株型为塔形或橄榄形，平均株高最高，叶数最多，茎围最粗，节距最长，花萼最短；无叶柄，叶尖急尖，主脉粗细中或细，黄绿色；材料叶形为椭圆或长卵圆形，叶耳中等大小，叶面较平，叶色多为黄绿，叶缘波浪或微波；花序菱形、松散，花朵有花冠尖。本组中的3个晾晒烟品种，其采集地均在贺州市。

第Ⅳ组共7个品种。此组品种株型多为塔形，平均株高最低、叶数最少、茎杆最细、节距最短。大部分材料叶形为长椭圆形或宽卵圆形，叶耳大、中或无、叶尖为钝尖、渐尖或尾状，叶面较平或较皱、叶色黄绿、绿或深绿，叶缘为微波、波浪或折皱，叶肉组织多为中等，叶脉黄绿色或黄白；花序均为菱形或倒圆锥形、花冠尖有或无、花序密度密集或松散；硕果为卵圆形或长卵圆形。本组可分为2个亚群，亚群Ⅰ和亚群Ⅱ在农艺性状上的明显区别在于：亚群Ⅰ主脉颜色为黄白色，而亚群Ⅱ的为黄绿或绿色。亚群Ⅰ的2个品种均采自南宁市宾阳县，农艺性状相似度很大，区别仅在于其花冠。亚群Ⅱ中的5个品种，其采集地多在岑溪一带。

农艺性状虽然比较容易受其生长的环境条件的影响，但在同样的立地条件和管理水平下，农艺性状在品种间表现较为稳定，能直观地反映品种间的亲缘关系 [15 ]。在广西晾晒烟的农艺性状距离分析中，有些采集地相同或相近（即地理来源相同）的品种能够聚在同一组，如玉林市的品种全聚到了第II品种群中；说明这些地区内的晾晒烟品种农艺性状相近，亲缘关系较近。但是，也有一些地理来源及遗传背景不一致的种质资源也聚在同一类群，如地理位置相差较远的2个玉林市的晾晒烟品种、河池南丹的皮烟及南宁的马山品种聚到了第II品种群中。此外，也有地理来源相同的品种聚到了不同的品种群中：河池的土烟和皮烟分别聚到了第II品种群和第Ⅳ品种群中。这显示了广西晾晒烟品种间复杂的亲缘关系。同时也说明了广西晾晒烟种质资源较为丰富，有较宽的遗传基础。

由表3可知，株型高大，叶片数多，叶片也普遍较大的为第Ⅲ和第Ⅰ组品种，而此2组品种除1个采自桂林全州外，其余全部采于贺州。可见来源于贺州的晾晒烟品种烟叶理论产量最高，因此在选育高产的晾晒烟品种时，可利用贺州的品种作为亲本进行育种，以减少育种的盲目性。此外，在杂交育种时，可参考聚类分析的结果，选择亲缘关系较远的晾晒烟材料进行杂交，有利于扩大遗传背景，提升遗传育种水平 [16 ]，进而可以提高育种的成功率。

3 展望

农艺性状虽然能够直观地反映品种间的亲缘关系，但经济性状也是评价烟草品质的重要指标，因此若能结合经济性状，并同时在分子水平上对晾晒烟品种进行评价分析，则能更有效地全面地反应晾晒烟的品种特性。同时开展表型遗传多样性、分子水平遗传多样性研究，进一步确认种质资源间的遗传关系，能够为杂交育种及种质资源的有效利用提供科学的依据和指导。

参考文献

[1] 云南省烟草科学研究所.云南晾晒烟栽培学[M].北京：科学出版社，2009：4.

[2] 尹福强，刘铭，张文友.烟草种质资源研究进展[J].西昌学院学报（自然科学版），2009，23（4）：4-7.

[3] 段志芬，刘本英，汪云刚，等. 云南野生茶树资源农艺性状多样性分析[J]. 西北农业学报，2013，22（1）：125-131.

[4] 俞少华，李鲁峰，俞信英，等.浙江沿海地区普通白菜农家品种资源形态性状和农艺性状的聚类分析[J].浙江农业学报，2013，25（2）：241-247.

[5] 马艳明，刘志勇，肖菁，等.西北地区102份油菜地方品种农艺性状比较分析[J].西北农业学报，2012，21（12）：69-75.

[6] 孙丽，刘振威，李新，等.南瓜自交系农艺性状的相关及聚类分析[J].湖北农业科学，2013， 52（12）：2830-2835.

[7] 陈晓敏，赵云昆，郭世华. 谷子农艺性状的聚类和主成分分析[J].内蒙古农业科技，2013（2）：30-32.

[8] 赵俊，吴才文，赵培方，等.引进甘蔗种质工艺与农艺性状的相关性及聚类分析[J].湖南农业大学学报（自然科学版），2012，38（5）：476-481.

[9] 李文平，朱列书，赵松义. 基于烟草种质资源部分性状的相关、通径及聚类分析[J].中国烟草科学，2009，30（增刊）：59-63.

[10] 尹福强.烟草种质资源主要农艺性状的聚类分析[J].种子，2009，28（11）：71-73.

[11] 黄学跃，刘敬业，赵丽红，等.晾晒烟品种资源农艺性状的聚类分析[J].昆明师范高等专科学校学报，2001，23（4）：40-43.

[12] 林国平，蔡长春，王毅，等.白肋烟品种资源的聚类分析[J].中国烟草学报，2008，14（5）：33-38.

[13]王志德，王元英，牟建民，等.烟草种质资源描述规范和数据标准[M].北京：中国农业出版社，2006.

[14] 牛海龙，刘海龙，滕占伟，等.亚麻遗传距离分析[J].吉林农业科学，2009，34（4）：14-16.

[15] 王建丽，申忠宝，潘多锋，等. 红三叶种质资源农艺性状的综合评价及聚类分析[J]. 草原与草坪，2013，33（2）：33-37.

[16] 贾俊香，崔连伟，孙永生.大葱部分种质资源部分数量性状的聚类分析[J].北方园艺，2011（1）：44-46.

农艺性状虽然比较容易受其生长的环境条件的影响，但在同样的立地条件和管理水平下，农艺性状在品种间表现较为稳定，能直观地反映品种间的亲缘关系 [15 ]。在广西晾晒烟的农艺性状距离分析中，有些采集地相同或相近（即地理来源相同）的品种能够聚在同一组，如玉林市的品种全聚到了第II品种群中；说明这些地区内的晾晒烟品种农艺性状相近，亲缘关系较近。但是，也有一些地理来源及遗传背景不一致的种质资源也聚在同一类群，如地理位置相差较远的2个玉林市的晾晒烟品种、河池南丹的皮烟及南宁的马山品种聚到了第II品种群中。此外，也有地理来源相同的品种聚到了不同的品种群中：河池的土烟和皮烟分别聚到了第II品种群和第Ⅳ品种群中。这显示了广西晾晒烟品种间复杂的亲缘关系。同时也说明了广西晾晒烟种质资源较为丰富，有较宽的遗传基础。

由表3可知，株型高大，叶片数多，叶片也普遍较大的为第Ⅲ和第Ⅰ组品种，而此2组品种除1个采自桂林全州外，其余全部采于贺州。可见来源于贺州的晾晒烟品种烟叶理论产量最高，因此在选育高产的晾晒烟品种时，可利用贺州的品种作为亲本进行育种，以减少育种的盲目性。此外，在杂交育种时，可参考聚类分析的结果，选择亲缘关系较远的晾晒烟材料进行杂交，有利于扩大遗传背景，提升遗传育种水平 [16 ]，进而可以提高育种的成功率。

3 展望

农艺性状虽然能够直观地反映品种间的亲缘关系，但经济性状也是评价烟草品质的重要指标，因此若能结合经济性状，并同时在分子水平上对晾晒烟品种进行评价分析，则能更有效地全面地反应晾晒烟的品种特性。同时开展表型遗传多样性、分子水平遗传多样性研究，进一步确认种质资源间的遗传关系，能够为杂交育种及种质资源的有效利用提供科学的依据和指导。

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[16] 贾俊香，崔连伟，孙永生.大葱部分种质资源部分数量性状的聚类分析[J].北方园艺，2011（1）：44-46.

农艺性状虽然比较容易受其生长的环境条件的影响，但在同样的立地条件和管理水平下，农艺性状在品种间表现较为稳定，能直观地反映品种间的亲缘关系 [15 ]。在广西晾晒烟的农艺性状距离分析中，有些采集地相同或相近（即地理来源相同）的品种能够聚在同一组，如玉林市的品种全聚到了第II品种群中；说明这些地区内的晾晒烟品种农艺性状相近，亲缘关系较近。但是，也有一些地理来源及遗传背景不一致的种质资源也聚在同一类群，如地理位置相差较远的2个玉林市的晾晒烟品种、河池南丹的皮烟及南宁的马山品种聚到了第II品种群中。此外，也有地理来源相同的品种聚到了不同的品种群中：河池的土烟和皮烟分别聚到了第II品种群和第Ⅳ品种群中。这显示了广西晾晒烟品种间复杂的亲缘关系。同时也说明了广西晾晒烟种质资源较为丰富，有较宽的遗传基础。

由表3可知，株型高大，叶片数多，叶片也普遍较大的为第Ⅲ和第Ⅰ组品种，而此2组品种除1个采自桂林全州外，其余全部采于贺州。可见来源于贺州的晾晒烟品种烟叶理论产量最高，因此在选育高产的晾晒烟品种时，可利用贺州的品种作为亲本进行育种，以减少育种的盲目性。此外，在杂交育种时，可参考聚类分析的结果，选择亲缘关系较远的晾晒烟材料进行杂交，有利于扩大遗传背景，提升遗传育种水平 [16 ]，进而可以提高育种的成功率。

3 展望

农艺性状虽然能够直观地反映品种间的亲缘关系，但经济性状也是评价烟草品质的重要指标，因此若能结合经济性状，并同时在分子水平上对晾晒烟品种进行评价分析，则能更有效地全面地反应晾晒烟的品种特性。同时开展表型遗传多样性、分子水平遗传多样性研究，进一步确认种质资源间的遗传关系，能够为杂交育种及种质资源的有效利用提供科学的依据和指导。

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[16] 贾俊香，崔连伟，孙永生.大葱部分种质资源部分数量性状的聚类分析[J].北方园艺，2011（1）：44-46.