306份月季种质资源主要表型性状的数量分类研究

李东丽 高述民 陈迎迎 赵惠恩

摘 要：【目的】月季作为世界四大切花之一，具有极高的观赏和经济价值，月季种质命名、分类尚无统一的标准和规定，给育种工作造成极大困扰;通过对其进行数量分类研究，为月季优良品种选育提供基础。【方法】以306份月季种质资源为材料，对其花色、花径、花型、花瓣数、花量、小叶大小、株高、茎刺量等8个主要表型性状进行观测分析，并采用主成分分析和聚类分析进行分类研究。【结果】8个表型性状的变异系数为20.46%～69.12%，其变异程度为花型>花色>茎刺量>株高>小叶大小>花瓣数>花量>花径。相关性分析发现，8个性状之间的相关性较弱，花部性状之间存在一定关联。主成分分析表明，前6个主成分累积贡献率为88.48%，第一主成分贡献率为28.36%，特征向量为花型、花径、小叶大小等。聚类分析在平方欧式距离为10时将306份月季种质资源分为5组。【结论】月季8个表型性状相对独立，花型、花色、花径在不同种质资源之间表现出显著差异，可作为种质资源分类的重要标准。

关键词：月季;表型性状;数量分类

中图分类号：S 602.3 文献标识码：A文章编号：1008-0384（2019）08-894-11

Abstract：【Objective】 Numerical taxonomy based on the morphology of the ever-increasingly popular Rosa hybrida on the flower market was studied.【Method】Morphological characteristics of 306 cultivars of R. hybrida were statistically compared for the classification.【Result】The variation coefficients of 8 morphological indicators ranging from 20.46% to 69.12% ranked in the order of： flower type>flower color>number of stem thorns>plant height>leaflet size>petal count> flower count>flower diameter. Other than some floral characteristics， there seemed to be no significant correlation among the 8 traits. The principal component analysis indicated that the 6 top-ranking indicators contributed to 88.48% of the variation， with the first principal component delivered 28.36%. And the eigenvectors were flower type， flower diameter and leaflet size. The cluster analysis divided the 306 germplasms into 5 groups at the squared Euclidean distance of 10. 【Conclusion】All morphological characteristics observed of R. hyrida affected the phenotype of the plants to varying extents. However， the type， color and diameter of the flowers were considered the most promising indicators to be applied for the classification.

Key words：Rosa hybrida; morphological characteristics; numerical taxonomy

0 引言

【研究意義】月季Rosa hybrida L.为蔷薇科Rosaceae蔷薇属Rosa种质资源的统称，国内外约有200种[1]，我国现采用世界月季协会联合会（World Federation of Rose Societies）通过的月季园艺分类法将其分为野生蔷薇、古代月季和现代月季三大类[2]。月季作为中国十大传统名花之一，深受人们的喜爱和关注[3];在园林绿化、城市美化、环境保护等方面发挥着重要作用[4]。近年来，切花月季[5]、盆栽月季[6]和月季深加工产品[7-8]等不断涌现到市场，创造出十分可观的经济效益。【前人研究进展】目前关于月季的研究主要集中在育种技术[9-10]、观赏品质和抗性[11-14]、分子生物学[15-17]等方面。在月季种质资源研究方面，对月季远缘杂交和亲缘关系的研究较多，其中杨逢玉等[18]以7种新疆野生蔷薇为母本、21个现代月季品种和1个紫枝玫瑰为父本进行杂交，发现疏花蔷薇Rosa laxa Retz.、伊犁蔷薇Rosa ilicnsis、托木尔蔷薇Rosa laxa var.tomurensis作为母本的杂交种子出苗率明显高于其他组合;张非亚等[19]发现月季种质资源的倍性、亲缘关系、母本自然授粉结实率等是影响杂交亲和性的重要因素;Li等[20]发现二倍体中国月季起源于古老月季种间杂交，而三倍体和四倍体现代月季是中国古老月季与欧洲古老月季杂交的产物;邱显钦等[21]对48份云南月季资源的聚类分析，再次验证了现代月季是古代月季和野生蔷薇种质杂交的结果。【本研究切入点】随着月季产业化的加速发展，优良品种的选育显得尤为重要，月季种质资源收集、鉴定和分类等研究是品种选育的基础，但目前关于月季种质资源分类的研究报道甚少，通过对月季种质资源进行数量分类研究，对促进月季品种选育工作具有十分重要的指导意义。【拟解决的关键问题】月季株型、花型、花色、花径、茎刺量、小叶大小等表型性状，不仅是描述月季种质的主要特性，也是区分不同资源的重要性状。本研究对306份月季种质资源的上述性状进行数量分类研究，进行分析采用变异系数、相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法，旨在为月季种质鉴定、资源保护和利用、品种选育等工作提供基本参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

材料于2016年先后取自北京市园林科学研究院月季苗圃、河南南阳月季基地（表1），在历年观察和资源收集的基础上，选择了306份月季资源作为研究对象，每份资源选择3～5株生长健壮的植株进行统计，并取其平均值。参考薛麒麟等[22]的分类系统，可将306份月季资源分为96份杂交茶香月季（Hybrid Tea， HT），6份壮花月季（Grandifloras， Gr），17份微型月季（Miniature， Min），30份藤本月季（Climbers， Cl），76份灌丛月季（Shrubs， S），61份丰花月季（Floribundas， F）， 20份古老月季（China Roses， Ch）。

1.2 表型性狀观测

月季8个表型性状均在开花期进行观测，包括花型Flower type（FT）、花色Flower color（FC）、花径Flower diameter（FD）、花量Number of flowers （FN）、花瓣数Number of petals（PN）、小叶大小Leaflet size（LS）、茎刺量Number of stem thorns（STN）、株高Plant height（PH）。使用英国皇家园艺学会比色卡（RHSCC）测定月季资源的花色;游标卡尺用于测量月季资源的较小花径、小叶大小;计数器用于统计花瓣数、花量和茎刺量;直尺和卷尺用于测量花径较大的月季资源和株高。将原始测量数据进行性状编码，见表2。

1.3 数据分析

使用Excel 2003进行数据整理，计算平均值、标准差、变异系数;采用SPSS19.0进行相关性分析、主成分分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 月季种质资源表型性状变异分析

306份月季种质资源的表型性状变异分析结果见表3。由表3可见，8个表型性状的变异系数为20.46%～69.12%，平均变异系数为35.86%，变异程度为花型>花色>茎刺量>株高>小叶大小>花瓣数>花量>花径，说明8个表型性状在不同月季资源之间表现出明显差异，其中花型（69.12%）和花色（50.95%）的差异最为突出，说明月季资源具有丰富的花型和花色。不同园艺类型的变异系数为27.69%～38.14%，变异程度为丰花月季>灌丛月季>古老月季>藤本月季>微型月季>壮花月季>杂交茶香月季，可见丰花月季、灌丛月季类型的月季资源不同个体表现出较大的差异，说明这两种园艺类型的月季资源有丰富多样的表型组合。

2.2 月季资源表型性状相关性分析

306份月季资源的表型性状相关性分析结果见表4。从表4可以看出，花径与花型、花瓣数、小叶大小呈显著正相关;花型与花瓣数、小叶大小呈显著正相关;花量与花径、花型、花瓣数呈显著负相关;茎刺量与花型呈显著负相关。月季的花型、花径、花瓣数三者之间存在相关性，花型复杂的月季资源往往表现出瓣数多、花径大的特点;花量与花径、花型、花瓣数之间存在负相关，表明一方的正增量与另一方的负增量相伴而生;花量与花型之间呈现出较高的负相关，可能存在一定的遗传规律，还需进一步研究。

2.3 月季资源表型性状主成分分析

306份月季种质资源的表型性状主成分分析结果见表5，前6个主成分的累积贡献率达88.48%。第1主成分贡献率为28.36%，特征向量绝对值较大的是花型、花径、花瓣数，其特征向量都在0.53以上，尤其是花型和花径达到0.751、0.744，主要反映了花部特性。第2主成分贡献率为13.91%，特征向量绝对值较大的是小叶大小，其中小叶大小特征向量为0.481。第3主成分贡献率为12.71%，特征向量绝对值较大的是茎刺量，其特征向量为0.586。第4主成分贡献率为12.08%，特征向量绝对值较大的是花色，其特征向量为0.756。第5主成分贡献率为11.22%，特征向量绝对值较大的是株高，其特征向量为0.595。第6主成分贡献率为10.20%，特征向量绝对值较大的是花瓣数和花量，其特征向量分别为0.675、0.561。

2.4 月季资源表型性状聚类分析

利用平方欧式距离，采用UPGMA方法对306份月季种质资源的花型、花色、花径、花量、花瓣数、小叶大小、茎刺量、株高等8个表型性状进行聚类分析，结果如图1所示。聚类结果表明，在平方欧式距离为10时，可将供试材料划分为5组：I、II、III、IV和V。I组包括160份月季资源，主要特征为：花型主要为平瓣盘状和牡丹芍药型，花色以白色、黄色、粉色、红色为主，花量和茎刺量均较多。II组包括87份月季资源，主要特征为：花型以卷边杯状或翘角杯状为主，花色以黄色、粉色居多，花量多。III组包括25份月季资源，主要特征为：花型以平瓣盘状为主、少卷边盘状或平顶型，花色多为双色或混色，小叶较大，花量和茎刺量均较多。IV组包括31份月季资源，主要特征为：花型以卷边杯状为主，花色多为双色、混色、少蓝紫色或绿色，小叶较大，茎刺少。V组包括3份月季资源，分别是仙境、阿姆斯特芬和白梅朗，主要特征为：花型均为平瓣盘状，花色为白色或粉色。

3 讨论与结论

数量分类研究已广泛用于果树、花卉和其他作物等种质资源分类、遗传多样性分析、亲缘关系分析等，如梨[23]、龙眼[24]、橄榄[25]、澳洲坚果[26]、紫斑牡丹[27]、杜鹃花[28]、木槿[29]、芍药[30]、玉兰[31]、郁金香[32]等。本研究通过对306份月季种质资源的8个表型性状进行数量分类研究，结果表明306份月季资源的变异系数为20.46%～69.12%，其中花型（69.12%）变异系数最大，花色（50.95%）次之，花型和花色作为观赏植物重要的品质性状，也是月季育种的主攻方向之一。通过本研究进一步证实了月季资源表型性状差异较大，尤其是花部性状变异丰富，对月季资源分类有重要意义，与王辉等[33]研究结果相吻合。

本研究对306份月季资源表型性状的主成分分析表明，第一主成分中花型（0.751）、花径（0.744）的特征值均在0.7以上，可见二者在很大程度上反映了月季种质资源的特异性;聚类分析发现同组中花型和花色表现出高度一致性，通过对杂交组合以及亲本的分析，发现相同花型的资源之间亲缘关系更近，这与罗丹[34]研究结果基本吻合。本研究为月季品种选育提供理论基础，促进月季产业化的发展。

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（责任编辑：黄爱萍）