仁用杏优良单株果实性状调查与分析

2018-01-30王治军畅凌冰

经济林研究 2018年1期

王治军，梁臣，赵罕，畅凌冰，尹华

（1.洛阳农林科学院林业所，河南洛阳 471023；2.国家林业局泡桐研究开发中心，河南郑州 450003）

仁用杏，是以生产杏仁为主要经济目的的杏品种[1]。仁用杏适应性强，耐旱、耐寒、耐瘠薄，栽培范围广，易管理，经济价值高，是我国三北地区重要的生态经济林树种[2-3]。选育优良仁用杏新品种是杏育种者最关注的课题之一，但仁用杏良种化程度低阻碍了仁用杏新品种选育的发展[4-5]。

目前对仁用杏种质资源分类及评价的研究中，张树林等人[6-7]认为多数仁用杏起源于普通杏与西伯利亚杏的天然杂交种，部分还可能直接起源于普通杏；章秋平等[8]认为仁用杏种质资源的变异类型丰富，按照它们的起源类型，可将仁用杏划归到普通杏、山杏或华仁杏等不同的分类群中；孙浩元[9]认为研究的方法不同会导致结果迥异，还说明了仁用杏群体的起源问题尚需进一步的研究；刘梦培等[10]通过对甜仁仁用杏优株的 23 个果实形态性状进行了分析及评价,认为果实形态性状之间存在密切的相关性。

仁用杏果实性状是实生选育的重要指标[11-17]，果核及果仁是仁用杏资源分类鉴定的重要依据，出核率和出仁率的大小是决定仁用杏产量的关键因素[18]，但其影响因素很多，各因素之间存在相对独立性，因此，我们将在果核及果仁等形态特征上对资源圃内现保存的仁用杏种质资源进行系统地调查，并在此基础上探讨洛阳农林科学院杏属种质资源圃内23个优良单株仁用杏的分类及资源类型利用，对资源圃23个优良单株果实数量性状以及性状间的关联性进行了定量研究和定性描述[19]，以期对仁用杏资源的深入了解、评价提供重要的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地情况

洛阳农林科学院杏属种质资源圃，位于河南省洛阳市伊滨区门庄村，东经112.65°，北纬34.65°，滩涂地，沙质壤土，栽植株行距3 m×4 m，年降雨631 mm、无霜期209～220 d，≥0 ℃以上的积温5 198～5 287 ℃。

1.2 试验材料

资源圃内23个仁用杏优株的果核及果仁。23个仁用杏优株2012年春季栽植，小冠疏层形整形。每年冬季休眠期修剪，果实采收后夏剪，春季发芽前喷洒500～600倍的果树清园剂。花芽萌动期、果实膨大期、硬核期、入冬前分别灌水，常规管理。

1.3 试验方法

优株果实成熟后，按每个优株所在畦数（试验地畦数由东向西开始排序）及所在畦的棵数（试验地棵数由南向北开始排序）编号，在每个优株的东南西北4个方向随机抽选20个无病虫害和无机械损伤的成熟果实与编号一起放到塑封袋内备用。拿到实验室后，掰开果肉，取出杏核，洗净，待表面晾干后，测量核纵径、核横径及核厚径，标记杏核测量的顺序；阴干杏核，按标记的顺序称取单核质量，敲开杏核取出杏仁，称取单仁质量，测量核壳厚、仁纵径、仁横径及仁厚径。

1.4 数据分析

采用Excel软件记录数据；采用STST方差软件包对数据进行方差分析；采用SPSS19.0数据分析软件对各指标数据进行聚类分析、相关性分析，并采用主成分分析法对优株进行评价。

2 结果与分析

2.1 优株聚类分析

2.1.1 核纵径聚类分析

23个仁用杏优株中1-33的核纵径平均值最大，达到2.86 cm，9-28的核纵径平均值最小，只有2.05 cm，见图1。由图1可看出，当欧氏距离为5.5时，23个仁用杏优株的核纵径类型可以分为6类。6类的群集成员如表1所示，其中极长核占总数的17.4%，较长核和中核占总数的65.2%。

图1 核纵径组间欧氏距离聚类分析结果Fig.1 Result of cluster analysis based on Euclidean distances between nutlet longitudinal diameter groups

表1 核纵径组间的群集成员Table1 Cluster among nutlet longitudinal diameter groups

23个优株核纵径不同类型群集的多重比较分析见表2。由表2可知，除Ⅴ类和Ⅵ类的差异不显著之外，其它类型之间的差异均显著，由此说明可以把Ⅴ类和Ⅵ类合并为一类，所以23个优株核纵径的类型可以划分为5类，即极长核、长核、较长核、中核、短核。

表2 核纵径不同类型群集的多重比较分析†Table2 Multiple comparisons of different types of nutlet longitudinal diameter cluster

2.1.2 核横径聚类分析

23个仁用杏优株中10-25的核横径平均值最大，达到2.29 cm，13-19的核横径平均值最小，只有1.50 cm，见图2。由图2可看出，当欧氏距离为4时，23个仁用杏优株的核横径类型可以分为5类。5类的群集成员如表3所示，其中宽核占总数的17.4%，较宽核和中核占总数的65.2%。

图2 核横径组间欧氏距离聚类分析结果Fig.2 Result of cluster analysis based on Euclidean distances between nutlet transverse diameter groups

表3 核横径组间的群集成员Table3 Cluster among nutlet transverse diameter groups

23个优株核横径不同类型群集的多重比较分析见表4。由表4可知，5个类型群集之间差异极显著，由此说明23个优株核横径的类型划分为5类合理，即宽核、较宽核、中核、较窄核，窄核。

表4 核横径不同类型群集的多重比较分析Table4 Multiple comparisons of different types of nutlet transverse diameter cluster

2.1.3 核厚径聚类分析

23个仁用杏优株中1-3的核厚径平均值最大，达到1.36 cm，13-19的核厚径平均值最小，只有1.05 cm，见图3。由图3可看出，当欧氏距离为10时，23个仁用杏优株的核厚径类型可以分为4类。4类的群集成员如表5所示，其中厚核占总数的26.1%，较薄核占总数的60.9%。

图3 核厚径组间欧氏距离聚类分析结果Fig.3 Result of cluster analysis based on Euclidean distances between nutlet thickness diameter groups

23个优株核厚径不同类型群集的多重比较分析见表6可知，4个类型群集之间差异显著，说明23个优株核厚径的类型划分为4个类型合理，即厚核、中核、较薄核、薄核。

表5 核厚径组间的群集成员Table5 Cluster among nutlet thickness diameter groups

表6 核厚径不同类型群集的多重比较分析Table6 Multiple comparisons of different types of nutlet thickness diameter cluster

2.1.4 仁纵径聚类分析

23个仁用杏优株中1-33的仁纵径平均值最大，达到2.05 cm，13-19的仁纵径平均值最小，只有1.37 cm，见图4。由图4可看出，当欧氏距离为4时，23个仁用杏优株的仁纵径类型可以分为4类。4类的群集成员如表7所示，其中长核占总数的8.7%，较长核和中核占总数的87.0%。

图4 仁纵径组间欧氏距离聚类分析结果Fig.4 Result of cluster analysis based on Euclidean distances between kernel longitudinal diameter of groups

23个优株仁纵径不同类型群集的多重比较分析见表8。由表8可知，4个类型群集之间差异极显著，由此说明23个优株仁纵径的类型划分为4个类型合理，即长仁、较长仁、中仁、短仁。

表7 仁纵径组间的群集成员Table7 Cluster among kernel longitudinal diameter groups

表8 仁纵径不同类型群集的多重比较分析Table8 Multiple comparisons of different types of kernel longitudinal diameter cluster

2.1.5 仁横径聚类分析

23个仁用杏优株中1-33的仁横径平均值最大，达到1.40 cm，13-19的仁横径平均值最小，只有0.98 cm，见图5。由图5可看出，当欧氏距离为6时，23个仁用杏优株的仁横径类型可以分为4类。4类的群集成员如表9所示，其中宽仁占总数的8.7%，中仁占总数的47.8%，较窄仁与窄仁占总数的43.5%。

图5 仁横径组间欧氏距离聚类分析结果Fig.5 Result of cluster analysis based on Euclidean distances between kernel transverse diameter groups

表9 仁横径组间的群集成员Table9 Cluster among kernel transverse diameter groups

23个优株仁横径不同类型群集的多重比较分析见表10。由表10可知，4个类型群集之间差异极显著，由此说明23个优株仁横径的类型划分为4个类型合理，即宽仁、中仁、较窄仁、窄仁。

表10 仁横径不同类型群集的多重比较分析Table10 Multiple comparisons of different types of kernel transverse diameter cluster

2.1.6 仁厚径聚类分析

图6 仁厚径组间欧氏距离聚类分析结果Fig.6 Result of cluster analysis based on Euclidean distances between kernel thickness diameter groups

23个仁用杏优株中1-41的仁厚径平均值最大，达到0.77 cm，1-33的仁厚径平均值最小，只有0.47 cm，见图6。由图6可看出，当欧氏距离为5时，23个仁用杏优株的仁厚径类型可以分为6类。6类的群集成员如表11所示，其中极厚仁与厚仁占总数的13.0%，较厚仁占总数的30.4%，中仁和较薄仁占总数的30.4%，薄仁占总数的26.2%。

表11 仁厚径组间的群集成员Table11 Cluster among kernel thickness diameter groups

23个优株仁厚径不同类型群集的多重比较分析见表12。由表12可知，6个类型群集之间Ⅰ和Ⅱ差异不显著，Ⅳ和Ⅴ差异不显著，Ⅰ和Ⅱ可以合并为极厚类型，Ⅳ和Ⅴ可以合并为中类型，由此说明23个优株仁厚径的类型划分为4个类型比较合理，即厚仁、较厚仁、中仁、薄仁。

表12 仁厚径不同类型群集的多重比较分析Table12 Multiple comparisons of different types of kernel thickness diameter cluster

2.2 优株的核型、仁型指标、果实经济性状指标的相关性分析

优株的核型、仁型指标、果实经济性状指标的相关性分析见表13。由表13可知，核纵径与核横径、仁纵径呈极显著正相关；核纵径与仁厚径、出仁率呈显著负相关；核横径与核厚径、单核质量、仁纵径、核壳厚呈极显著正相关；单核质量与仁纵径、仁横径、核壳厚、单仁质量呈极显著正相关；单核质量与出仁率呈极显著负相关；仁纵径与仁横径呈极显著正相关；仁纵径与核壳厚、单仁质量呈显著正相关；仁横径与核壳厚、单仁质量呈极显著正相关；仁厚径与出仁率呈显著正相关，仁厚径与单仁质量呈极显著正相关；出仁率与核壳厚呈显著负相关。

2.3 仁用杏优株的核、仁的数量性状及果实经济性状指标的主成分分析

对23个仁用杏优良单株核、仁的数量性状及果实经济性状指标的主成分分析结果见表14。由表14可知，前3个成分的累计贡献率达到82.981%，接近累计贡献率85%，可以涵盖23个仁用杏优良单株核、仁的数量性状及果实经济性状的大部分信息。根据主成分解析表达式系数（见表15）可以看出，第一主成分除X7与X8的系数为负值，其余指标的系数都较大，反映了综合性状；第二主成分仁的数量性状和仁的果实经济性状系数大，反映仁的性状，第三主成分X1、X5、X6、X8的系数较大，反映了核纵径与仁的性状。

表13 优株的核型、仁型指标、果实经济性状各指标的相关性分析†Table13 Correlation analysis of the indexes of nutlet, kernel and fruit economic characteristics of superior plants

表14 主成分分析结果Table14 Result of principal component analysis

表15 主成分解析表达式系数†Table15 Coefficients of principal component analytic expression

根据主成分分析，各优株的综合得分及排名如表16所示，其排序依次如下：10-25、1-48、34-4、1-33、1-29、1-3、6-5、4-24、1-6、46-6、14-21、1-41、16-28、9-28、9-10、1-47、42-8、8-14、1-29、1-15、44-9、36-9、1-16、13-19。

表16 主成分得分及排名Table16 Principal component scores and rankings

3 结论与讨论

23个仁用杏优株中的核纵径平均值范围在2.05～2.86 cm之间，在欧氏距离为5.5时，23个优株核纵径可以划分为5个类型，即极长核、长核、较长核、中核、短核，5个类型之间的差异显著；核横径平均值范围在1.50～2.29 cm之间，当欧氏距离为4时，核横径可以划分为5个类型，即宽核、较宽核、中核、较窄核，窄核，5个类型之间的差异显著；核厚径平均值范围在1.05～1.36 cm之间，当欧氏距离为10时，核厚径可以划分为4个类型，即厚核、中核、较薄核、薄核，4个类型之间的差异显著；仁纵径平均值范围在1.37～2.05 cm之间,当欧氏距离为4时，仁纵径可以划分为4个类型，即长仁、较长仁、中仁、短仁，4个类型之间的差异显著；仁横径平均值范围0.98～1.40 cm，当欧氏距离为6时，仁横径可以划分为 4个类型，即宽仁、中仁、较窄仁、窄仁，4个类型之间差异显著；仁厚径平均值范围为0.47～0.77cm，当欧氏距离为5时，仁厚径可以划分为4个类型，即厚仁、较厚仁、中仁、薄仁，4个类型之间差异显著。

23个仁用杏优良单株的出仁率与核纵径、核横径、单核质量、仁厚径及核壳厚的相关性显著或极显著，其中与仁厚径为正相关，与其它4个性状呈负相关；出仁率与核厚径、仁纵径、仁横径及单仁质量相关性不显著。单仁质量与核横径、仁纵径、仁横径相关性显著刘梦培、杜红岩[10]等研究表明，出仁率与核横径、核质量、仁侧径、核型指数相关性显著或极显著，其中仁侧径与出仁率呈正相关，核横径、单核质量与出仁率呈负相关，与本文结论一致。魏浩华等研究表明杏仁干质量除与核侧径、核型指数相关不显著外，与核纵径相关系数最大，其次为仁纵径、仁横径。出仁率与仁干质量、核纵径、仁纵径、仁侧径极显著正相关，与仁横径呈显著正相关。出仁率与核横径、核侧径、核干质量相关不显著[20]。与本文的结论部分一致，部分不符。不符的原因在于选择的材料有差异，本文选择的材料为仁用杏优株，而魏浩华等选择的材料是普通杏，通过结论的对比说明两者既具有其本身的特异性，又有同属的一致性。

优株10-25在23个仁用杏优良单株核、仁的数量性状及果实经济性状指标的主成分分析中综合排名第1，且第一主成分与第二主成分的排名分别为第1和第3，说明优株10-25的各项指标优秀，可作为新品种选育的重点备选品系；优株1-48的综合排名第2，但核壳极厚，不作为选育的对象。34-4综合排名第3，且第一主成分与第二主成分的排名分别为第7和第4，说明各项指标较优秀，可作为综合性状好的亲本。9-28、6-5、16-28的第二主成分与第三主成分排名靠前，说明9-28、6-5、16-28的仁的性状优秀，可作为仁性状优秀的理想亲本。

本研究利用聚类分析为23个优株进行分类，利用主成分分析法对仁用杏种质资源进行综合评价，简化了资源描述中需要的评价指标，增加了工作效率，为选择不同类型亲本和种质资源的分类做出了科学的依据。但本研究的不足之处在于调查的数量性状指标太少，需进一步增加调查的指标，从而为仁用杏种质资源系统、合理的评价提供更准确的依据。

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