果子蔓属已知品种库的建立与应用

邓姗 褚云霞 任丽 李寿国 黄志城 陈海荣

摘 要 通过建立果子蔓已知品种数据库，了解国内市场上果子蔓品种的现状，为新品种选育提供指导，同时探讨已知品种数据库在新品种DUS测试中的应用。先后共收集了57个果子蔓品种，构建了这57个果子蔓已知品种数据库，分析38个DUS测试性状的变异系数，进行了聚类分析，并对数量性状进行相关性分析。结果表明，果子蔓数量性状的变异系数为6%～21%，平均变异系数为11%，表明果子蔓品种间多样性不够丰富，遗传基础较狭窄。相关性分析表明，所有数量性状间均显著正相关。已知品种库的建立可为DUS测试提供支撑。

关键词 果子蔓；已知品种；变异系数；聚类分析；

中图分类号 S682 文献标识码 A

Development and Application of Cultivars Bank for Guzmania

DENG Shan1，2， CHU Yunxia1，2， REN Li1，2， LI Shouguo1，2， HUANG Zhicheng1，2， CHEN Hairong1，2 *

1 Institute for Agri-food Standards and Testing Technology， Shanghai Academy of Agricultural Sciences， Shanghai 201403， China

2 Plant New Variety DUS Test（Shanghai）Center， Ministry of Agriculture， Shanghai 201415， China

Abstract To investigate the status of Guzmania cultivars in Chinese， a Guzmania cultivars bank was established， and its application in plant new varieties DUS test was studied also. 38 characters of 57 Guzmania cultivars were analyzed. Coefficient of variation， clustering analysis of 38 DUS traits and correlation coefficient of quantitative characters were calculated. CV values of the quantitative characters tested ranged from 6% to 21% with an average of 11%. The results showed the presence of a low level of genetic variability and a narrow genetic basis among Guzmania cultivars. Correlation analysis showed that， all quantitative traits were significantly positive correlation. The establishment of the cultivars bank can provide support for DUS testing.

Key words Guzmania； existing cultivars； coefficient of variation； clustering analysis

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.09.012

植物新品種保护（Plant Variety Protection，简称PVP）也叫植物育种者权利，是知识产权保护的一种形式，在推动农林技术创新、提高创新资源的有效配置及促进成果转化等方面均有积极的作用。目前，我国DUS测试主要采用田间测试的方法，将申请品种及近似品种与标准品种按照一定的排列顺序，一起种植在田间，在相同条件下观察和测量其特征特性，通过分析比较来判定申请品种是否明显区别于近似品种，即是否具有特异性，同时判定申请品种是否符合一致性和稳定性的要求[1]。植物新品种测试性状特异性判别中一般依据性状代码的相同与否判断申请品种与其近似品种有无特异性，从而决定申请保护的植物品种是不是新品种，能否获得授权[2]。

凤梨科（Bromeliaceae）植物分为沙漠凤梨亚科、凤梨亚科和空气凤梨亚科。空气凤梨亚科（Tillandsioideae）是凤梨科植物进化程度最高的亚科，又分为莺歌凤梨属、空气凤梨属、擎天凤梨属（果子蔓）等9个属[3-4]。果子蔓属（Guzmania）是多年生草本植物，原产中南美洲热带雨林，是目前国际花卉市场上十分流行的既可观花又可观叶的室内盆栽花卉之一。果子蔓属植物叶片光滑柔软，叶缘不具齿或刺，具贮水叶筒。花茎上螺旋着生许多苞片，构成星形的花序，小花隐藏在苞片里，花瓣合生[5]。由于其苞片颜色艳丽，观赏期长，且在冬季也能观赏，深受人们的喜爱，广泛用于酒店、家庭的装饰。20世纪80年代前我国仅有零星的果子蔓成品引入，但一直没有形成规模化生产。直至80年代中期开始从荷兰和比利时引进成品植株，进而发展到引进果子蔓种苗进行种植。到20世纪末期果子蔓基本实现了国产化，引进品种也越来越多，2010年俞信英[6]等已经收集到擎天凤梨种质资源与商用品种共142份。

随着2008年果子蔓属进入农业部品种保护名录，越来越多的企业提交了新品种申请，而授予品种权的植物新品种应当具备特异性（Distinctness）、一致性（Unifornity）和稳定性（Stablity），简称DUS[7]，是授予植物新品种权应当具备的条件。果子蔓属测试指南最早使用的是2008年版本，但是经过多年的实际使用和测试，在2008版的基础上修订了新版，即2014版，新增加了5个性状，分别为：上表面次色图案，花序：形状，苞片：有花苞片与无花苞片主色的差异，小花先出叶：先端次色有无，小花先出叶：先端次色。

目前，研究学者主要研究果子蔓中苞片的转色机理，鲜少进行品种库的构建和研究。刘建新关注果子蔓花器官及苞片转色机理的遗传研究，先后构建了花器官全长cDNA文库并进行了EST分析，获得了一批花色、花器官发育、花期调控基因；比如花色素合成中的关键酶CHS、F3，H、DFR，叶绿素合成酶基因GTS和UROS以及降解关键酶基因PPH[8-10]。

因此，果子蔓属已知品种数据库的建立不仅可以了解目前中国市场上果子蔓属品种的现状，分析主要栽培品种间的亲缘关系，为新品种选育提供指导，也可为新品种DUS测试中近似品种的筛选提供支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

自2009年起分别从市场购买及保存送检的果子蔓属申请品种和近似品种，总计57份，分别来源于荷兰科贝克公司、上海鲜花港德鲁仕植物有限公司和个人（卢克·皮特尔斯，卡罗琳·德·梅尔）。详见表1。

1.2 方法

1.2.1 栽培管理 所有材料均种植于农业部植物新品种测试（上海）分中心玻璃温室中，按植物大小不同分别种植于10～24 cm花盆，以泥炭 ∶ 珍珠岩（3 ∶ 1）混合为栽培基质，单株盆栽[11]。

1.2.2 形态性状观测 按《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 果子蔓属》2014版进行形态性状观测。

1.3 数据处理与分析

对于数量性状直接记录测量值或按《指南》记录代码，质量性状和假质量性状按《指南》记录代码，苞片上表面颜色主色分别按白色、黄色、橙色、橙红色、红色、浅紫色、紫色组分别记为1～7；苞片下表面颜色主色分别按白色、橙色、橙红色、红色、浅紫色、紫色组分别记为1～7；小花先出叶颜色主色分别按白色、黄色、黄绿色、浅绿色、绿色、橙红色、红色、浅紫色、紫色组分别记为1～9；花萼颜色和花冠颜色主色分别按白色、黄色组分别记为1～2。

统计各组质量性状和假质量性状的分布频率。统计数量性状的平均值、最大值、最小值和标准差，并计算数量性状的变异系数[12]。用SPSS23.0计算各数量性状间的相关系数。

2 结果与分析

2.1 果子蔓已知品种质量性状和假质量性状的分布频率

果子蔓已知品种质量性状和假质量性状的分布频率见表2。由表2可知，叶片尖端形状以窄渐尖为主，占总数的64.9%，叶片上下表面的主色均以中绿为主，分别占总数的52.6%和43.9%，94.7%的品种上表面没有次色，为单一颜色，而叶片下表面花青甙显示有无接近半数，在叶片下表面有花青甙的品种中，49.1%的品种表现为斑点状。花序高于叶片的品种占大多数，有77.2%，花序形状主要为擎天型。苞片尖端宽度以中等占比为70.2%。苞片上下表面颜色主要以红色为主，小花先出叶的颜色丰富，花萼颜色白色和黄色各接近一半，花冠颜色以黄色为主，子房多为浅绿色，柱头多为浅黄色，花柱的颜色分布均匀。无花苞片和有花苞片的颜色一致性接近一半，52.6%的小花先出叶尖端有次色，多为白色和黄色。

从变异系数来看，叶片先端形状、小花先出叶颜色、花冠颜色等3个性状的变异系数大于50%。表明这些性状存在丰富的变异。

2.2 果子蔓属已知品种数量性状特点

在果子蔓DUS测试中，测试指南选取了19个数量性状，见表3，其中植株高度为分组性状。

由表3可知，果子蔓的19个数量性状均具有较丰富的多样性，变异系数均小于20%。只有性状22仅适于单个苞片内多花品种：单个苞片内多花品种的小花数量的变异系数为21%，这是由不同的花序形状决定的（图1）。

2.3 果子蔓属已知品种数量性状的性状间相关性分析

从表4可以看出，植株高度与其他的性状均显著正相关，因此证实在指南中选择植株高度作为分组性状的合理性。

2.4 果子蔓品种聚类

由图2可以看出，57个果子蔓品种共分为4类，其中第1类包括4个品种——‘阿夫洛蒂特、‘图缇夫汝缇、‘红月亮和‘拉丽莎，除‘拉丽莎外其余均由卢克·皮特尔斯，卡罗琳·德·梅尔育成，均为大型擎天类品种；第2类除‘洛伊斯来自上海鲜花港德鲁仕植物有限公司，其余7个品种均为荷兰科贝克公司育成的品种，同为小型品种，苞片红色；第3类包括‘佛力泽等15个品种，均为擎天型，花序位置高于叶片，植株中等大小；第四类为余下的‘流星等25个品种，包括荷兰科贝克公司的‘流星、‘日蚀，上海鲜花港的‘天使、‘詹尼弗以及卢克·皮特尔斯，卡罗琳·德·梅尔的‘泰加‘海王星等。

3 讨论

遗传多样性狭窄是当今植物育种获得突破性进展的主要限制因素之一。果子蔓属已知品种的遗传多样性指数偏低，主要原因是收集的都是市场上销售的品种或申报新品种保护的品种及其近似品种主要来自3家公司。而所收集的品种聚类受植株大小影响较大，可能是因为数量性状间的相关性比较高，使数量性状间的差异具相同的变化，这一结果与褚云霞[13]在红掌中所做的研究相同；另外苞片颜色对聚类结果也有一定程度的影响。

从聚类图可以看出，绝大部分申请品种和近似品种聚类到一起，比如‘红月亮选择的近似品种是‘图缇夫汝缇是非常合适的，而‘樱桃也选择‘图缇夫汝缇作为近似品种不合适，虽然它们均为卢克·皮特尔斯，卡罗琳·德·梅尔育成，但是‘图缇夫汝缇为大型品种，‘樱桃为中小型品种，植株高度相差较大，因此根据聚类图选择‘阿莫尔为‘樱桃的近似品种。因此，果子蔓属已知品种库的构建可以有效的筛选或者验证近似品种，为DUS近似品种的筛选提供支撑。

参考文献

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