金丝皇菊与阴歧油菊杂交F1代的部分遗传表现

姜自红 ，卢 漫

（1.滁州职业技术学院 食品与环境工程学院，安徽 滁州 239000，2.南京农业大学 园艺学院，江苏 南京 210095）

菊花（茶用或药用）为菊科菊属植物（Chrysanthemum morifolium）的头状花序，具备散风清热，平肝明目的药效，食用历史在我国由来已久[1]。菊花含有黄酮类、萜类、挥发油类等多种具有卫生保健功能的活性成分[2]。近年来，由于茶用及药用菊花等保健作用日益受到重视，凉茶、药品等产品不断开发，其需求量逐渐增大，其中，金丝皇菊是近几年种植面积和市场销售量增长较快的茶用菊花品种，如何改善其药用成分和选育优良品种是亟待解决的一个重要课题。菊花的杂交育种是培育菊花新品种的主要手段，尤其是远源杂交[3-5]。本文通过研究亲本和杂交后代菊花中总黄酮含量与叶片及花器的相关性，为菊花新优品种杂交选育提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为茶用菊金丝皇菊（Chrysanthemum morifolium‘huangju’），野生菊阴歧油菊（C.okiense）及其27 个杂交F1后代，保存在南京农业大学锁石村菊花种质资源中心。

1.2 试验方法

于2016 年11 月进行杂交。第二年3 月于塑料大棚内播种，4 月定植后正常管理。

1.3 性状统计

于2017 年10 月中旬至11 月下旬，进行花、叶表征统计，参照李鸿渐[6]方法，统计亲本连同杂种 F1代叶片长（叶柄基部到叶尖）、叶片宽度（最宽处）、叶柄长度，花序直径、花心直径、舌状花数、管状花数、舌状花长度和舌状花宽（最宽处），计算叶形指数（叶形指数=叶长/叶宽）。

1.4 总黄酮含量

于盛花期采摘开放程度达到70%左右的鲜花，置80 ℃烘箱中烘干至恒重，置于5 mL 离心管中，使用Scientz-48 组织研磨器粉碎20 s。采取亚硝酸钠－硝酸铝法测定[7]。

1.5 数据处理

用Excel 进行绘图制表和数据统计分析，用Duncan（新复极差法）检测差异显著性。以总黄酮含量为参考值，用SPSS 20.0 软件对总黄酮的含量，植物叶片、花器官的性状进行了分析。

2 结果与分析

2.1 总黄酮含量与叶片和花器性状分析

分析了27 个杂交F1后代群体和亲本的总黄酮含量，叶片和花器性状的变异程度，结果见表1。在表1 中，总黄酮含量、叶片性状、花器管性状间均有明显变异。其中总黄酮含量变异程度最大，最高值为118.376，最小值为2.139。叶形指数的变异程度最小，其变异系数为15.9。根据变异系数的不同，将10 个指标分为3 类：强变异型（CV ＞80%），即总黄酮含量；中变异型（40%＜CV ≤80%）的是花序直径、花心直径、舌状花数、管状花数、舌状花长和舌状花宽6 个性状指标；弱变异型（CV ≤40%），是叶长、叶宽、叶柄长和叶形指数4 个性状指标。

表1 金丝黄菊和阴歧油菊及杂交F1 代总黄酮含量与叶片和花器性状分析

2.2 杂交后代群体与亲本总黄酮含量与叶片和花器性状相关性分析

由表2 可知，金丝皇菊与阴歧油菊及杂交F1代的叶片性状与总黄酮含量呈负相关；花器性状中，除舌状花数量与总黄酮含量相关性不显著外，花序直径、花心直径、管状花数量、舌状花长和舌状花宽皆与总黄酮含量在0.01 水平上呈显著正相关，相关系数（绝对值）的大小顺序为，管状花数量与总黄酮含量＞花心直径与总黄酮含量＞舌状花长与总黄酮含量＞舌状花宽与总黄酮含量大于＞花序直径与总黄酮含量。

叶长与叶宽、叶形指数和叶柄长在0.01 水平上呈显著正相关；叶宽与叶形指数呈负相关，叶宽与叶柄长在0.01 水平上呈显著正相关。

除花心直径与舌状花数量相关性不显著，舌状花数量与管状花数量呈负相关外，其余花器性状之间相互在0.01 水平上呈显著正相关。

叶片的性状与花心直径和管状花数量呈负相关，叶长、叶形指数和叶柄长与花序直径、舌状花长、舌状花宽呈负相关，叶宽与花序直径、舌状花长、舌状花宽相关性不显著。叶长和叶宽分别与舌状花数量在0.01 水平上呈显著正相关，叶形指数与叶柄长分别与舌状花数量呈负相关。

表2 金丝黄菊和阴歧油菊及杂交F1 代总黄酮含量与叶片和花器性状的相关分析

2.3 杂交后代总黄酮含量与叶片和花器性状的主成分分析

对性状指标进行了主成分分析。各主成分的表征值、贡献率及积累贡献率的分析结果见表3。由表3 可知，前4 个主成分的特征值皆大于1，其累积贡献率为78.658%，说明它能更完整地反映原始数据的信息。4 个主成分的特征向量见表4。

由表4 可知，在第1 主成分中，花序直径、花心直径、管状花数量、舌状花长、叶长和叶宽的贡献率系数均较大，这6 个性状指标可归纳为部分花形和叶形因子，其特征值为3.120，贡献率为28.364%；在第2 主成分中，叶长、叶柄长和叶形指数的贡献率系数均较大，3 项性状指标可归纳为叶形因子，其特征值为2.390，贡献率为21.730%。在第3 主成分中，花序直径和舌状花长的贡献率系数均较大，这2 个性状指标可以概括为花形因子，其特征值为2.036，贡献率为18.506%。在第4主成分中，总黄酮含量的贡献率系数较大，可归纳为总黄酮含量因子，其特征值为1.107，贡献率为10.059%。

表3 主成分的特征值、贡献率及累积贡献率

表4 4 个主成分相关矩阵的特征向量

3 结论与讨论

对11 个性状变异程度的分析结果表明，测试菊株间存有丰富的表型变异，且其花器官性状和总黄酮含量的变异显著[8]，这使菊花优质品种的选育成为可能。本研究结果表明，总黄酮含量存在最大的遗传变异性，变异系数达到80%以上，其次是花器性状，包括花序直径、花心直径、舌状花数、管状花数、舌状花长、舌状花宽，变异系数均为40%～51%，这些性状在试验菊株间的变化相对稳定；变异系数较小的指标有叶长、叶宽、叶形指数和叶柄长，变异系数均在15%～40%之间，其中叶形指数的变异系数最低，为15.866%。这一研究结果说明，测试菊株表现出了较为丰富的遗传多样性。

在对相关性极强的性状组进行选择时，如果对其中一个性状进行改良，可能可以同时影响其他性状，这样在性状选择上提供了不同的改良方向和选择标准[9-11]。由相关性分析结果可知，花序直径、花心直径、管状花数量、舌状花长和舌状花宽皆与总黄酮含量在0.01 水平上呈显著正相关，据此可以推知，在初步筛选黄酮含量高的菊株时，可根据与总黄酮含量性状相关程度较大的几个花器性状进行初筛，如可选择大花型的菊株作为优良品质菊株。

菊花具有多种生物学性状，它们之间存有复杂的关系，使得提供的信息互相重叠，不易得到一个简明的规律。而主成分分析法用来对多个相关变量综合分析，将其用于菊花杂交后代优良品种的选择中，既能掌握品种的综合性状表现，又能简化选择程序，且更具有科学性[12-14]。主成分分析结果表明：第1 主成分为部分花形和叶形因子，第2 主成分为叶形因子，第3 主成分为部分花形因子，第4主成分为总黄酮含量因子，其特征值为1.107，其累积贡献率为78.658%。这些因子都是能较完整地表现出亲本与杂交后代各性状间的关系的主导因素。

本研究分析了金丝皇菊与阴歧油菊及杂种后代性状间的相关性，通过主成分分析确定了影响总黄酮类化合物的主要因素。在菊花优良品种选育中，应以花器官特征作为选择指标。