美女樱不同品种耐热性评价

田治国， 杨 艳， 王 飞

(1.常州大学艺术学院，江苏常州 213164； 2.西北农林科技大学园艺学院，陕西杨凌 712100)

美女樱(Vebenahybrida)是马鞭草科马鞭草属多年生草本植物，具有花期长、观赏效果好、抗性强等特点，因而广泛应用于城市园林花坛与花境等空间中。目前关于美女樱的研究主要集中在组培与育种等方面[1-4]，对其抗性方面的研究较少，尤其高温胁迫下不同品种的抗性差异未见相关报道。

植物的耐热性是由多基因控制的数量性状，高温胁迫下的伤害会涉及到一系列生理生态变化。因此，建立科学而高效的耐热性评价方法极为必要的。近年来，已有学者利用多元统计分析法如主成分分析、隶属函数或聚类分析等方法对植物抗性进行综合评价并已得到广泛应用，如银杏[5]、辣椒[6]、偃麦草[7]、万寿菊[8]等。其中一般认为主成分分析方法解决了综合变量覆盖和降维问题，降低了数据对象集合的相异度和维度，实现了数据对象集合的聚类归约，其结果更为科学合理[9-12]。

因此，本试验以美女樱9个主栽品种为材料，测定了高温胁迫后的16个生理指标，进行主成分分析，并以此为基础，进行隶属函数分析，求得各品种的综合评价值，旨在对美女樱部分生理指标与耐热性之间的关系进行评价，筛选出耐热性强的美女樱品种，以期为今美女樱的耐热性评价提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料为目前园林广泛栽植的美女樱品种诺瓦利斯、幻想、明星之梦、祥和、坦马里、夏夜之梦、传奇、阳台白色、迷案等，共计9个品种。种子从园艺公司购买，西北农林科技大学园艺学院温室内育苗。

1.2 方法

2015年5月中旬播种于育苗盘中，待长到3对真叶时，将幼苗定植到16 cm×14 cm的营养钵中，以泥炭土 ∶园土(体积比)=1 ∶2 为栽培基质，进行水分、营养等正常管理。7月上旬选取长势基本一致的植株进行昼/夜温度为38 ℃/22 ℃的高温胁迫(经预备试验确定)，空气相对湿度50%，光周期14 h，光照度10 000 lx。处理前统一浇水，使盆中土壤湿度基本保持一致。以25 ℃/20 ℃(昼/夜)环境下生长的植株为对照。每处理设3次重复，每重复6株。

1.3 测定指标及方法

1.4 数据分析

采用SPSS 18.0软件进行主成成分分析与隶属函数分析。

指标性状的耐热系数采用Bouslama等的方法[18]计算。指标性状耐热系数(%)=高温处理测定值/对照测定值×100。将每一品种的各综合指标通过公式U(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)转换后分别得到各品种的隶属函数值U(Xi)[19]。式中Xmin表示第i个综合指标的最小值，Xmax表示第i个综合指标的最大值，求出所有品种综合指标的隶属函数值，其值越高，耐热性越强。

2 结果与分析

2.1 各品种耐热系数和相关性分析

表1 美女樱不同品种生理指标的耐热系数 %

表2 各生理指标的相关系数矩阵

2.2 主成成分分析

16个生理指标的耐热系数转化为4个主成分，前4个综合指标的贡献率分别为42.68%、21.14%、15.41%和 9.38%，前4个综合指标的累积贡献率达89.61%(表3)，说明这4个主因子所包含的要素信息量可以反映出16个性状指标原始特征参数的大部分信息，因此可以用这4个主成分对其耐热性进行分析。

根据各指标的耐热系数(表1)结合各综合指标的系数(表3)，从而得到每个品种的4个综合指标值CI(x)(表4)。对于同一个CI(x)而言，其值越大，说明该品种在这一综合指标上的表现抗性越强，反之则较差。因此，从表4可以看出，坦马里、迷案在CI(1)上表现较耐热；诺瓦利斯在CI(2)上比较耐热；明星之梦在CI(3)上表现耐热；祥和在CI(4)上表现比较耐热。9个品种耐热性强弱由这4个综合指标共同决定。

2.3 隶属函数分析

以第1主成分分析各指标的负荷量计算各指标对美女樱耐热性的作用大小。4个综合指标在评价耐热性中所起的作用不同，因而在CI(x)值的基础上利用隶属函数法进行数值的转换，分别得到各品种的隶属函数值U(x)和综合评价值(D)，根据D值评价各品种耐热性的差异。由表5可知，D值最大的是诺瓦利斯；最小的是幻想。9个品种耐热性由强到弱依次为诺瓦利斯、迷案、坦马里、明星之梦、阳台、祥和、夏夜之梦、传奇、幻想。

3 讨论

植物的耐热性是一个由多种因素影响的数量性状。因此，对植物的耐热性鉴定应从形态、生理等众多指标中筛选出有显著影响的几个主要指标，通过综合评定，减少单一指标的试验误差，结果才更合理和有效[20]。由于主成分为综合变量且相互独立，所以用主成分值作为选择利用的指标，可较准确地了解各性状的综合表现[21-22]，以此为基础，求出所有品种的每一个综合指标值及相应的隶属函数值后，依据各综合指标的相对重要性进行加权，便可得到各个品种抗逆性的综合评价值，可以较为科学地对各品种的抗旱性进行评价。近年来，多元统计分析方法在农学上的应用范围逐渐扩大，柳新红等分别用主成分分析与隶属函数法分别评价了翅荚的抗寒性与油用向日葵品种种子抗盐碱性，均认为其准确可靠，与实际情况相符[23-24]。本试验中，用主成分分析结合隶属函数评价美女樱不同品种的耐热性，其结果与田间试验的形态观测基本一致。

表3 各综合指标的系数及贡献率

表4 各品种的综合指标CI(x)值

表5 9个品种隶属函数U(x)值和耐热排名

本试验选择了反映高温胁迫条件下与耐热性紧密相关的16项生理指标，但是同品种16个不同生理指标的耐热系数以及同一指标不同品种的耐热系数均有较大变幅，因此不能根据各指标的耐热系数直接判断其性的强弱。本试验中将单一的生理指标耐热系数通过主成成份分析法转化为彼此独立的4个综合指标值，这些指标可代表美女樱耐热性89.61%的原始数据信息量，因而可以全面地反应原始数据。再依此为基础通过隶属函数的方法进行品种的综合评定，以D值作为综合评价标准，消除单个指标的片面性，使评价结果更科学合理。因此通过综合评定既考虑了各指标间的相互关系，又考虑到各指标的重要性，从而得出的结论与实际结果比较一致。本研究发现，通过综合分析9个品种耐热性由强到弱依次为诺瓦利斯>迷案>坦马里>明星之梦>阳台>祥和>夏夜之梦>传奇>幻想。

本研究系统地提出了一套可应用于美女樱耐热品种筛选的多元统计分析流程，将为其品种耐热性评价提供参考。

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