番茄种质资源的多样性和聚类分析

2018-03-13温仕达郎小平许小勇

中国瓜菜 2018年2期

张静，白瑞，贾莹，温仕达，郎小平，许小勇

（1.山西农业大学园艺学院山西太谷 030801； 2.山西省设施蔬菜提质增效协同创新中心山西太谷 030801）

番茄（Lycopersicon esculentumMill.）是茄科番茄属一年生或多年生草本植物，起源于南美洲，又名西红柿，洋柿子[1]。番茄果实口感好，富含多种维生素及矿物质，对人体健康非常有益，是全球广泛栽培的重要蔬菜作物，在我国栽培面积较大[2]。我国并非番茄起源中心，因此收集番茄种质资源至关重要，对种质资源进行鉴定评价并选出优良种质是对种质资源进行利用的基础。番茄种质资源可以从形态学[3-9]、花粉学[10]、同工酶[11-13]和分子标记[14-20]4 个水平进行鉴定评价，其中形态学标记简单直观，也为进一步的分子鉴定、分类及种质资源利用提供基本的参考依据[21]。笔者在收集番茄种质资源的基础上，通过分析32份番茄种质的主要形态性状，并以此为依据进行聚类分析，从而进行鉴定评价，为番茄新品种的培育提供重要依据。

1 材料与方法

1.1 材料

32份番茄种质编号及来源见表1，包括1个品种（‘卡蜜尔’，编号 V1），9 个品系（编号 L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8 和 L9），22 个自交系（编号 S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19、S20、S21 和 S22）。

表1 供试32份番茄种质来源及主要特性

1.2 方法

1.2.1 田间试验设计供试材料于2016年3月22日浸种催芽，3月27日播种至72孔穴盘，5月10日定植于山西农业大学园艺站试验田。采用随机区组设计，3次重复，露地栽培，株行距为40 cm×80 cm，每小区定植30株，常规田间管理。

表2 番茄种质资源形态性状观测方法及赋值情况

1.2.2 观测项目及记录标准在番茄生长发育时期，每个种质随机调查10株，记录其下胚轴颜色、株高、叶片类型、始花期、单花序花数、果形、成熟果色和裂果性等22项主要形态指标（表2）。质量性状采用直接观察法，数量性状采用具体测量法，观测标准参照《番茄种质资源描述规范和数据标准》[22]。

1.2.3 数据统计和分析采用Excel 2010进行数据的整理分析与相关计算，利用SAS 8.1软件采用距离类平均法进行聚类分析，绘制树状聚类图。

2 结果与分析

2.1 番茄种质资源形态性状多样性分析

对32份番茄种质资源的22个形态性状进行了分析。结果表明（表3），不同材料之间存在很大的差异，不同性状在不同材料之间表现出不同程度的多样性。从番茄种质资源植株形态性状多样性来看，茎叶茸毛和叶片着生状态表现出较大的差异，变异系数分别为51.25%和39.66%。下胚轴颜色、株高、叶片类型、叶片形状和叶裂刻的变异系数均在30%以下，其中下胚轴颜色无变异。从番茄种质资源花形态性状多样性来看，单花序花数和单花序果数表现出很大的变异，变异系数分别为48.98%和44.06%，始花期和花序类型的变异系数均在30%以下。从番茄种质资源果实形态性状多样性来看，果形、果实横切面形状、裂果性、果肉颜色和果实横径的变异较大，变异系数分别为54.11%、40.07%、36.99%、33.28%和30.27%，成熟果色、果顶形状、果肩形状、果实纵径、果肉厚度和果实心室数变异系数均在30%以下（表3）。综合表3中结果可以看出供试番茄材料的遗传改良潜力较大。

表3 番茄种质资源形态多样性基本统计数据

2.2 基于形态性状的聚类分析

图1 32份番茄种质资源聚类图

根据对番茄形态性状的观测指标值，通过SAS系统软件Cluster过程，采用距离类平均法进行聚类，最后由Tree plot程序得到树状图（图1）。结合聚类树状图和形态性状调查结果将32份番茄种质资源划分为6大类群，类群Ⅰ包括24份材料，即S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S19、S20、S21、S22、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8 和 L9，特点为叶裂刻较深，果肩形状微凹，商品果为中果或大果，S3的商品果横径最大，为7.01 cm，S20的商品果横径最小，为5.43 cm；类群Ⅱ包括S16和S18，其成熟果色为橙黄，果肉颜色为浅黄色，商品果为小果；类群Ⅲ包括1份材料，即S17，特点为叶裂刻中等，商品果为小果，成熟果色及果肉颜色为红色，果形为长梨形；类群Ⅳ包括3份材料，即S13、S14和S15，特点是花序类型为双歧花序，商品果为小果，果肩形状为平，无裂果现象；类群Ⅴ包括材料V1，其商品果为大果，商品果横径为7.06 cm，果形及果实横切面形状均为不规则形状；类群Ⅵ包括S12，其特点为番茄植株较高，叶片类型为普通叶型，叶片形状为羽状复叶，商品果为小果，成熟果色及果肉颜色为粉红色。

3 讨论与结论

从研究结果可以看出，不同性状在不同番茄种质之间表现出不同程度的多样性。其中，果形、茎叶茸毛、单花序花数、单花序果数和果实横切面形状的变异系数较高，均超过了40%。果形的变异系数达到了54.11%，32份种质果形各异，其中19份为圆形，3份为扁圆形，3份为卵圆形，2份为长梨形，1份为扁平形，1份为长圆形，1份为高圆形，1份为桃形，1份为不规则形状。另外，有11份番茄种质抗裂果性较强，分别为 S4、S13、S14、S15、S16、S20、S21、L3、L5、L6 和 L8。有一些性状的变异系数较低，如花序类型、叶片类型和叶片形状等。下胚轴颜色无变异。

基于笔者对番茄形态性状记载的资料，通过距离类平均法聚类，把供试番茄种质划分为6大类群。其中类群Ⅰ商品果为大果或中果，要培育大果型或中果型番茄应该从第Ⅰ类群选择亲本比较有效。

综上所述，在供试的32份番茄种质中，果形、茎叶茸毛、单花序花数、单花序果数和裂果性等形态性状方面存在着较大的遗传差异。另外，收集的番茄种质中还具有一些特殊性状，如橙黄色的番茄以及桃形、长梨形、不规则形状的番茄材料，这些丰富的遗传背景将为以后的番茄育种提供丰富的资源，也为进一步利用番茄种质资源提供参考依据。

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