内蒙古扎兰屯地区西伯利亚杏种质资源的数量分类

尹 健 ，董胜君 ，吴 智，刘明国，吴月亮，于庆福 ，仲维平

（1.沈阳农业大学 林学院，辽宁 沈阳 110866；2.喀左林业种苗站，辽宁 朝阳 122300）

内蒙古扎兰屯地区西伯利亚杏种质资源的数量分类

尹 健1，董胜君1，吴 智1，刘明国1，吴月亮1，于庆福2，仲维平1

（1.沈阳农业大学 林学院，辽宁 沈阳 110866；2.喀左林业种苗站，辽宁 朝阳 122300）

为给内蒙古扎兰屯地区的西伯利亚杏种质资源库构建和优良品种选育等工作提供科学依据，全面调查了该地区西伯利亚杏种质资源状况，采用主成分分析和Q型聚类分析的方法对其种质资源进行了数量分类。对西伯利亚杏数量性状和质量性状方面的38个指标进行主成分分析，共提取了累计贡献率达到77.30%的11个主成分，并利用主成分得分值对86株样木进行Q型聚类分析，将其划分为9类群。根据其聚类特征可将这9大类概括为：小果圆鼓核类、晚花类、大果扁圆核类、重瓣类、大叶类、小叶小果类、扁圆果扁圆核类、长叶长果类、扁宽果类，每一类群代表了西伯利亚杏的某些突出特征或综合特征。

西伯利亚杏；种质资源；数量分类

西伯利亚杏Armeniaca sibiricaL.是蔷薇科李亚科杏属ArmeniacaMill植物[1]，原产于我国及亚洲西部，落叶乔木或灌木，为重要的生态经济型树种，其经济价值主要体现在杏仁上。杏仁可加工成杏仁霜、杏仁露、杏仁巧克力等食品，还可制作无毒害的高级化妆品[2-3]。学者们发现杏仁还有药用价值，能抑制并杀死癌细胞，对癌症有一定的治疗效果[4]。杏仁中存在的苦杏仁甙具有镇咳平喘、润肠通便等作用[5]，所含的不饱和脂肪酸对高血脂证和高血压均有防治作用[6]。国内外学者对西伯利亚杏的生物柴油特性也进行了深入的研究[7-9]。

西伯利亚杏长期处于野生、半野生状态，自然界中存在着较多优良杂合体[10]，内蒙古东部地区西伯利亚杏种质资源异常丰富，目前对该地区西伯利亚杏种质资源方面的研究较为缺乏。本文中对内蒙古扎兰屯地区西伯利亚杏种质资源状况进行深入系统的调查研究，分析该树种种质资源状况，旨在为该树种种质资源库构建、培育良种等工作提供参考。

1 研究区域概况

扎兰屯市位于内蒙古自治区东部呼伦贝尔盟南端，地理坐标为东经 121°32′04″～ 123°17′30″，北纬 47°09′50″～ 48°36′30″。属中温带大陆性半湿润气候。年均气温2.4 ℃，日照时数2 650～2 900 h，年积温1 731～2 434 ℃，年均降水量为450～550 mm，无霜期123 d左右。土壤主要类型有棕壤、暗棕壤、黑钙土等，土壤中性偏酸，通透性良好。植被覆盖率高，主要优势树种有兴安落叶松、白桦等。西伯利亚杏在低山、丘陵、平地均有分布，以纯林或混交林的方式存在。

2 研究方法

采用路线普查、访问调查和样点调查相结合的方法，于2011年和2012年西伯利亚杏花期、果期，选择西伯利亚杏集中连片分布的大河湾镇和洼堤乡作为调查的重点地区，布设标准地，对西伯利亚杏群体和单株性状进行调查与观测。

（1）枝、叶 选取树体不同方位的1年生嫩枝，测量其长度、粗度和节间长度。叶片选取植株向阳面枝条中部的成熟叶，观察叶表面粗糙程度，并记录叶形、叶缘、叶基、叶尖及腺点等性状，测量其叶长、叶宽、叶柄长、叶柄粗，计算叶形指数。

（2）花 调查花径、花色、花瓣数、花瓣类型、花萼颜色、雄蕊数、雌蕊数及其发育程度，记录完全花比例。

（3）果实 在果实成熟期调查果、核、仁的相关指标，包括果皮颜色、果味、仁味、单果质量、果三径、果皮厚度、单核质量、核三径、单仁质量、仁三径，并计算果形指数（果长/果宽）、核形指数（核长/核宽）、仁形指数（仁长/仁宽）、出核率（核质量/果质量）、出仁率（仁质量/核质量）。

（4）生长习性 花期早晚、果枝类型、坐果率、抗逆性等。

运用Excel、SPSS软件对数据进行处理。进行主成分分析时，参照《果树种质资源描述符》[11]对质量性状进行编码和数量化处理，结果见表1。

表1 西伯利亚杏实生群体质量性状描述及其编码Table 1 Description and coding of the qualitative characterisctics of A. sibirica seedling populations

3 结果与分析

3.1 优特类型初选

通过调查与观测，在研究区内初选了86个西伯利亚杏优特类型样木，初选特异类型包括双雌蕊、雌蕊极高、粉花、大花、重瓣花、花瓣重叠、花瓣褶皱、红色花丝、粉色花药、大果、长果、红果、甜肉、甜仁等变异类型，初选优良类型包括晚花、耐瘠薄、丰产等类型。

3.2 主成分分析

为避免由于变量或指标过多所造成的分析复杂性，采用主成分分析法通过降维将大量、繁杂的原始指标简化为少量互不相关的综合指标，从而简化进一步的研究[12]。

主成分分析时，按照特征值大于1的原则进行抽取，共得到累计贡献率达到77.30%的前11个主成分，这11个主成分能够代表西伯利亚杏性状的大部分信息，各主成分对应的特征向量值见表2。由各主成分的贡献率可知，第1主成分贡献率为21.30%，第2主成分贡献率为11.67%，第3主成分贡献率为9.86%，第4主成分贡献率为6.78%，第5主成分贡献率为5.46%，第6主成分贡献率为4.68%，第7主成分贡献率为4.29%，第8主成分贡献率为3.97%，第10主成分贡献率为3.32%，第11主成分贡献率最小，为2.8%。

表2 西伯利亚杏主要性状各主成分的对应特征向量值Table 2 Corresponding eigenvector values of each principal components in main characteristics of A. sibirica

第1主成分特征向量值绝对值大的有果长、果宽、核长、果厚、单果质量、仁长、单核质量、核宽、仁厚/仁宽、出仁率、单仁质量、出核率、果肉厚、仁宽（按照绝对值大小排列，下同），可看作是反映果、核、仁大小的综合指标。第2主成分绝对值较大的有叶背、叶柄长、叶宽、叶长、叶柄粗、叶表，可看作是反映叶表、叶背状态和叶大小的综合指标。第3主成分中特征向量值绝对值大的有仁厚、叶宽、单仁质量，为反映仁形状及叶形状的综合指标。第4主成分主要反映果形指数。第5主成分指示作用不明显，其中绝对值相对较大的为核厚/核宽，可看作是反映核形状的指标。第6主成分为反映花瓣类型与花瓣数的综合指标。第7主成分为反映花期及花瓣颜色的综合指标。第8主成分反映的是花褶皱与否的指标。第9主成分为反映叶缘性状的指标。第10主成分作用并不明显，其中绝对值相对较大的为叶基，可看作是反映叶基性状的指标。第11主成分绝对值较大的为果厚/果宽，可看作是反映果形状的指标。

3.3 聚类分析

利用11个主成分得分值对86株样木进行Q聚类，结果见图1。以遗传距离12.5为界，可将86株样木划分为9大类。

图1 西伯利亚杏样木Q聚类分析Fig. 1 Q cluster analysis of Armeniaca sibirica sample trees

第1大类只有374号样木，其聚类特征为果小且轻、仁重，单果质量最轻，出仁率、出核率均为最高，出仁率达到0.48（样本平均值为0.40），出核率0.34（样本平均值为0.21）；果皮颜色为红色。

第 2大 类 包 括 407、408、402、404、401、456、381共7株样木，此类共有特征为叶柄长，大部分花为粉白色5瓣花，无褶皱，果肉酸苦；因大部分晚花样木都集中在此类，此类的聚类特征为晚花。

第 3大 类 包 括 442、463、459、464、462、461共6株样木，此类群共有特征为花白色5瓣，无褶皱，核呈扁圆。此类群聚类特征为果实大且重，比其余类群重1倍，核及仁大且重，明显高于其它类群；但其出仁率、出核率最低，出仁率0.337，出核率0.15；果肉最厚，果肉酸、甜。

第4大类包括450、452、451共3株样木，此类共有特征为白色多瓣花，无褶皱，花径大，果皮颜色为黄色，果轻，果肉苦、薄，出核率较高。此类聚类特征为重瓣花，3个重瓣花样木均在此类中，花径最大，平均花径2.70 cm（样本平均值为2.52 cm），果肉最薄。

第 5大 类 包 括 453、380、455、325、324、444、321、465、454、322、382、328、406、326共14株样木，此类共有特征为叶片大，叶表粗糙，大部分叶缘为细齿，叶背光滑，花径较大，出仁率较高。此类聚类特征为叶片最大，叶片长、宽、叶柄长及叶柄粗均为最大值。

第 6大 类 包 括 377、376、449、448、443、342、457、370共8株样木，此类共有特征为叶背均粗糙，叶缘细齿，大部分叶表粗糙，叶片小，花径较大，果、核、仁均小且轻，出仁率较高。此类聚类特征是叶片最小，花径大小仅次于第4大类，果、核、仁基本为最小、最轻，但其出仁率仅次于第1大类。

第 7大 类 包 括 379、323、329、327、354、339、340、333、460、347、353、351、348、335、373、350、431、375、468、441、357、337、378、356共24株样木，此类共有特征为大部分叶背、叶表粗糙，花均为5瓣花，大部分为白色，无褶皱。此类聚类特征是果微鼓，果厚/果宽平均值为0.81（样本平均值为0.78），核扁圆，核厚/核宽平均值为0.58（样本平均值为0.64），仁扁长，仁形指数平均值为1.28（样本平均值为1.23）。

第 8大 类 包 括 403、409、360、447、346、334、349、466、446、369、372、345、371、341共14株样木，此类共有特征为大部分叶基楔形，叶背、叶表粗糙，叶较大，叶柄较短，花为白色5瓣，无褶皱。此类聚类特征为叶长平均值、果长平均值大，叶形指数平均值为1.57（样本平均值为0.99），果形指数平均值为1.04（样本平均值为0.99），果、核、仁较重，单果质量次于第3及第9大类，单核质量、单仁质量仅次于第3大类。

第 9大 类 包 括 352、358、336、330、338、362、361、355、343共9株样木。此类共有特征为叶背、叶表均粗糙，叶柄较短，花白色5瓣，无褶皱。此类聚类特征为果呈扁宽形，果形指数平均值为0.89，核、仁扁圆，核厚/核宽平均值为0.53，仁厚/仁宽平均值为0.50（样本平均值为0.59）。

4 结论与讨论

本研究中结果表明，花、叶、果、核、仁的性状是西伯利亚杏种质资源分类的重要依据，对西伯利亚杏种质资源做进一步鉴定和评价要重点考虑这些指标。通过生物体的形态特征对个体进行分类是最直接的方法，一直以来都是育种工作者的首选方法。研究中对86株样木进行聚类分析将其划分成9大类型，根据其聚类特征可将这9大类概括为：小果圆鼓核类、晚花类、大果扁圆核类、重瓣类、大叶类、小叶小果类、扁圆果扁圆核类、长叶长果类、扁宽果类。为了最大限度挖掘西伯利亚杏的利用价值，可将划分出的9个类群通过其聚类特征加以利用，例如有些类型因其具有高出核率、高出仁率、花期晚等特性，可将其作为良种选育的优良种质；有些类型为粉花、大花、重瓣花等可作为观赏树种。

本研究中在分析及命名时，综合了花、叶、果、核、仁等相关性状指标。李明[13]在对黄土高原山杏种质资源分类时指出果、核的形态可作为分类依据，刘梦培等人[14]在对甜仁仁用杏种质资源进行评价时也以果、核、仁为依据，本研究中结果与李明、刘梦培等人的结论相比，增加了花、叶、仁的相关指标。马发旺等人[15]在对黄土丘陵区野杏种质资源分类时，认为花、叶、果、核、仁等方面的性状更加稳定，这与本文中得出的结论基本相同。本研究中认为通过增加相关指标，进行综合分析后得出的分类结论更加可靠、稳定。在进行深入对比时发现，马发旺等人的结论中有甜肉甜仁类，而西伯利亚杏不存在甜肉甜仁类。究其原因发现，野杏群体多数特征为甜肉苦仁，而西伯利亚杏多数特征为苦肉苦仁，理论上野杏更容易变异出甜肉甜仁类型。对比原始数据发现，西伯利亚杏样木存在甜肉类型，但其数量极少（共3株，分别划分在第3、第5大类），不能成为一个类群的聚类特征，导致分类结果中不存在这一类别。反映出野杏、西伯利亚杏虽都是山杏，实际上存在2个种的区别。王旭军等人[16]在对红榉不同种源种子形态性状变异的研究中，对果实性状进行变异分析并聚类，合理评价了种子的性状差异，后续研究可以结合此方法，进一步细化西伯利亚杏的种质资源状况。

在对86株样木进行聚类分析并命名时发现，因命名时主要根据各类群相关指标的平均值，导致极少数样木不存在某种显著特征，却以这种特征命名。这种结果可能是因为不同主成分的综合作用，也有可能因为环境因素的影响，从而导致的误差。因此，在以后的调查研究中，在形态学基础上，要结合野外调查数据，同时增加分子标记等分子生物学的方法，保证结果的科学性及准确性。

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Quantitative classification of germplasm resources ofArmeniaca sibiricaat Zhalantun region of Inner Mongolia

YIN Jian1, DONG Sheng-jun1, WU Zhi1, LIU Ming-guo1, WU Yue-liang1, YU Qing-fu2, ZHONG Wei-ping1
(1. College of Forest, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, Liaoning, China;2.Kazuo Forestry Seedling Station, Chaoyang 122300, Liaoning, China)

In order to provide a scientific basis for germplasm bank building and fine variety breeding ofArmeniaca sibiricaat Zhalantun region of Inner Mongolia, germplasm resources status ofA. sibiricawas comprehensive investigated and analyzed in this region, by using principal component analysis and Q type cluster analysis. The results showed that,through principal component analysis of the 38 indicators of quantitative and qualitative traits ofA. sibirica, 11 principal components were extracted whose cumulative contribution rate was 77.30%. Based on the scores of the principal components, the 86 sample trees were divided into 9 groups through Q type cluster analysis. Based on the cluster features,the 9 groups were small fruit and plump nutlet group, later flower group, big fruit and oblate nutlet group, multiplicate flower group, big leaf group, small leaf and small fruit group, oblate fruit and oblate nutlet group, long leaf and long fruit group, and broad flat fruit group. Each group represented some salient or comprehensive features ofA. sibirica.

Armeniaca sibirica; germplasm resources; quantitative classification

10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.03.013 http: //qks.csuft.edu.cn

2014-20-23

国家林业公益性行业科研专项“山杏种质资源发掘及定向育种技术研究”（201004034）。

尹 健，硕士研究生。

董胜君，副教授，硕士；E-mail：dsj928@163.com

尹 健,董胜君,吴 智,等.内蒙古扎兰屯地区西伯利亚杏种质资源的数量分类[J].经济林研究,2015,33(3):75－80.

S662.2

A

1003—8981(2015)03—0075—06

[本文编校：闻 丽]