39个菠菜品种在上海地区的适应性评价

2021-07-19蔡晓锋彭枫徐晨曦王小丽葛晨辉王全华

中国瓜菜 2021年5期

蔡晓锋彭枫徐晨曦王小丽葛晨辉王全华

摘要：为了筛选适宜上海地区的优良菠菜品种，为菠菜品种推广提供科学依据，以39个来自不同地区的菠菜品种为材料，在上海地区大棚内进行品种适应性试验，对参试菠菜的10个数量性状和13个质量性状进行变异水平评价、主成分分析。结果表明，供试材料具有豐富的遗传多样性，数量性状的变异系数为11.4%～42.8%，遗传多样性指数（H′）为1.81～2.01;前6个主成分的累计贡献率为76.97%，包含了全部指标的大部分信息。聚类分析将供试菠菜分成6个类群。根据植物学性状、抗性、产量性状、等权关联度分析及口感评价分析，抗病全能王、沪菠6号、圆宝、山东菠菜和沪菠5号产量高、口感好、抗性强，有较高推广价值。

关键词：菠菜;植物学性状;产量;品种

中图分类号：S636.1 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）05-087-06

Adaptability evaluation of 39 spinach cultivars in Shanghai

CAI Xiaofeng1， 2， PENG Feng1， XU Chenxi1， WANG Xiaoli1， GE Chenhui1， WANG Quanhua1

（1. Shanghai Engineering Reasearch Center of Plant Germplasm Resources/Collaborative Innovation Center for Plant Germplasm Resources Development/College of Life Sciences， Shanghai Normal University， Shanghai 200234， China; 2. Ningxia Zhongqing Agricultural Science and Technology Co.， Ltd.， Yinchuan 750002， Ningxia， China）

Abstract： In order to select suitable spinach varieties with good comprehensive performance in Shanghai， and provide a scientific basis for the promotion of excellent spinach varieties， 39 spinach varieties from different regions were used as materials in this research， and species comparison experiments was conducted in Shanghai. The variation level and principal component analysis of 10 quantitative and 13 qualitative traits of spinach were investigated. The results showed that the test materials were found rich genetic diversity， the coefficient of variation of quantitative traits was 11.4%-42.8%， and the Shannon-Wiener （H '） was 1.81-2.01. The cumulative contribution rate of the first six principal components was 76.97%， which contained most information of all indexes. The experimental spinach varieties were divided into 6 groups by cluster analysis. According to the analysis of botanical traits， resistance， yield traits， equal-weight correlation and taste evaluation， the Kangbing Quanneng Wang， Hubo No. 6， Yuanbao， Shandong Bocai and Hubo No. 5 were exhibited high yield， good taste， strong resistance and high promotion value.

Key words： Spinach; Botanical characters; Yield; Cultivar

菠菜（Spinacia oleracea L.）属于苋科藜亚科菠菜属植物[1]，是以绿叶为主要产品器官的一、二年生草本植物。菠菜具有很高的营养价值，富含类胡萝卜素、叶黄素以及多种维生素，还含有丰富的钙、铁、磷、钾和钠等矿物质元素[2]。同时又有研究表明菠菜是营养比较全面的蔬菜种类之一，具有降脂、降糖、抗氧化、抗癌、增强体力、护理皮肤，改善视力，调节血压，预防年龄相关性黄斑变性和血友病等作用[3-4]。

菠菜由于适应性较强、栽培方式多样，可以实现周年供应，作为鲜食和加工品种在各国普遍种植，为我国分布最广泛、群众食用最普遍的蔬菜之一[5]。目前，针对国内菠菜种质资源的收集和评价已有大量报道，并筛选出适宜于当地环境条件栽培的菠菜品种[6-10]，但这些研究主要以评价植物学性状、产量、品质指标和田间抗病性为主，缺乏对其口感指标的评价，并且评价分析的菠菜品种材料较少，评价方法比较片面，仅通过对上述指标的比较筛选所需的菠菜品种。

上海属亚热带季风性气候区，四季分明，日照充分，雨量充沛，气候温和湿润，春秋较短，冬夏较长。菠菜具有较好的耐寒性，是补充上海市蔬菜市场淡季的主要绿叶菜品种之一，因此上海市对菠菜的需求量极大[11]。然而当地优良的菠菜品种匮乏，市面上菠菜品种品质良莠不齐，因此通过引進筛选适合当地种植的菠菜品种，为后续加大适宜于当地种植的优良菠菜品种的筛选及审定奠定基础。

笔者在本研究中对39份来自不同地区的菠菜品种进行试种比较，结合植物学性状评价、等权关联度分析及口感评价，筛选出适应上海地区种植、产量性状综合表现优良的菠菜品种，为上海地区优异菠菜品种的推广及选育提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

39个供试品种包括7个山东品种，3个香港品种，2份广东品种，2个河南品种，1个北京品种，1个河北品种，1个内蒙古品种，1个甘肃品种，8个上海品种，以及13个国外引进品种，见表1。

1.2 方法

试验于2019年4—5月在安食尚基地大棚内进行，小区面积6 m2，4月12日播种，条播，播种量50 g，土壤类型为壤土，肥力中等，常规田间管理。

1.3 测定指标及方法

5月10日进行植物学性状调查，霜霉病及抽薹调查时间为5 月15日。每个品种随机调查5株，记录菠菜的23项主要形态性状。目测质量性状，采用具体的测量方法测量数量性状[12]。观测标准参照《菠菜种质资源描述规范和数据标准》[13]。

13个质量性状：按株型、叶片挺直度、叶形、叶尖、叶基、叶面褶皱、叶光泽、叶色、叶柄色、叶裂刻、叶裂对数、霜霉病抗性、抽薹性等13个质量性状进行描述分级。

10个数量性状：按单株叶数、株高、株幅、叶片长、叶片宽、叶柄长、叶柄宽、叶绿素含量（SPAD502手持式叶绿素测量仪）、单株质量、小区产量等10个数量性状进行调查统计。

1.4 数据分析

采用 Excel 2019 对数据进行统计，并计算各质量性状类型分布频率和遗传多样性指数以及各数量性状的最小值、最大值、平均值、标准差、变异系数和多样性指数[将所有材料的每个性状利用数据的平均值和标准差进行10个等级的划分，每0.5σ为一级，σ为标准差，计算Shannon-Wiener多样性指数（H′）]，计算公式为：遗传多样性指数 H′=-Σpi×lnpi，其中pi为某一性状第i级别内材料份数占总份数的百分比，ln 为自然对数。

采用SPSS 20.0软件进行主成分分析和方差分析，基于菠菜23个表型性状，采用系统聚类组间聚合的方法对39份菠菜种质资源进行聚类，采用平方欧式距离得到近似矩阵。

对39个菠菜品种的产量、各植物学性状进行等权关联度分析及口感评价（清水煮熟后品尝评价），综合评价各个菠菜品种。

2 结果与分析

2.1 不同菠菜品种植物学性状比较

2.1.1 不同菠菜品种质量性状比较由表2可以看出，13个质量性状在供试的39个品种中共检测到34个变异类型，平均每个性状的变异类型为2.62个，各个性状的变异类型频率分布不相同。其中叶形和叶色变异类型最多，均为4个变异类型。

Shannon-Wiener多样性指数（H′）变化为0.12～1.17，其中叶色的多样性指数最高，为 1.17;叶基和霜霉病的多样性指数最小，均为0.12。在13个质量性状中，株型以半直立为主，占全部菠菜品种的76.92%，直立型仅占2.56%;叶片挺直度以挺直为主，占全部菠菜品种的89.74%;叶形以椭圆形为主，占全部菠菜品种的84.62%，卵形和戟形叶分别仅占2.56%和5.13%;叶尖性状为锐尖及尖的数量分别占了17.95%和69.23%;叶基形态以凸型为主，仅有1个菠菜品种为凹型叶基;叶面褶皱程度以微皱和平滑居多，分别占全部菠菜品种的56.41%和41.03%，皱叶仅占2.56%;叶色以绿为主，占菠菜品种比例达53.85%，深绿色占比最少，为10.26%;叶柄色中浅绿叶柄与绿叶柄分别占全部菠菜品种的41.03%和58.97%;89.74%的菠菜品种无叶裂刻;84.62%的菠菜品种抗霜霉病;74.36%的菠菜品种耐抽薹。

2.1.2 不同菠菜品种数量性状比较由表3可以看出，对39个菠菜品种的10个数量性状统计分析表明，各数量性状的变异系数为11.40%～42.84%，平均为22.53%，遗传多样性指数（H′）为1.81～2.01，多样性丰富。

小区产量的变异系数最大，为42.84%;单株叶数的变异系数最小，为11.40%;叶柄长的遗传多样性指数H′最高，为2.01;叶柄宽的H′最低，为1.81。

综合各数量性状的极差和变异系数，这10个数量性状之间存在明显的遗传差异，供试的39个品种具有丰富的遗传多样性，是重要的种质资源。

2.2 不同菠菜品种主成分分析

由表4可以看出，前6个主成分的累计贡献率为76.97%，包含了全部指标的大部分信息。

第1主成分特征值4.82，贡献率为22.97%，其中株高、叶片长和叶柄长3个指标作用最大，其特征向量均在0.35以上;第2主成分的特征值为3.42，贡献率为16.30%，主要性状为叶柄色（0.43）、叶色（0.42）、叶光泽（0.38）;第3主成分的特征值为3.14，贡献率为14.95%，主要性状是株型（0.40）和叶片宽（0.41）;第4主成分的特征值为2.42，贡献率为11.54%，主要性状为叶裂刻（0.57）和叶裂刻对数（0.57）;第5、第6主成分特征值分别为1.29和1.07，方差贡献率分别为6.13%和5.09%，分别主要反映的指标是叶形（0.49）、叶尖（-0.41）和叶片挺直度（0.58）。

2.3 不同菠菜品种的聚类分析

由图1可以看出，对13个测定指标进行聚类分析，将39个菠菜品种分为6大类群，不同组群菠菜品种的表型性状具有一定差异。

第1组群包含3个品种，主要特点：株型半直立，叶片挺直，叶片椭圆形，叶面光滑，叶尖圆尖，叶基凸，叶色浅绿色，无裂刻，长势强，不抗霜霉病，不耐抽薹;平均单株质量9.5 g。

第2组群包含5个品种，主要特点：株型半直立，叶片挺直，叶片椭圆形，叶面光滑，叶尖圆尖，叶基凸，叶色浅绿色或绿色，无裂刻，长势较强，抗霜霉病，不耐抽薹;平均单株质量13.1 g。

第3组群包含8个品种，主要特点：株型半直立或开展，叶片挺直，叶片圆尖叶，叶面微皱，叶尖圆尖，叶基凸，叶色绿色，无裂刻，长势中，抗霜霉病，耐抽薹;平均单株质量10.7 g。

第4组群包含7个品种，主要特征：株型半直立，叶片挺直，叶片椭圆形，叶面微皱，叶尖圆尖，叶基凸，叶色绿色，无裂刻，长势强，少数不抗霜霉病，不耐抽薹;平均单株质量16.4 g。

第5组群最多（12个品种），占供试品种的30.77%，主要特点：株型半直立，叶片挺直，叶片椭圆形，叶面微皱，有光泽，叶尖圆尖，叶基凸，叶色绿色，无裂刻，长势较强，抗霜霉病，耐抽薹;平均单株质量13.8 g。

第6组群包含4个品种，主要特点：株型半直立或开展，叶片挺直，叶片椭圆形，叶面微皱，叶尖圆尖，叶基凸，叶色深绿色，无裂刻，长势中等，抗霜霉病，耐抽薹;平均单株质量8.2 g。

2.4 不同菠菜品种的等权关联度分析及口感评价

由表5可以看出，根据植物学性状、抗性、产量性状、等权关联度分析及口感评价分析结果，绿野平均产量最高，达3 969.6 kg·667 m-2，抗病全能王次之，昌邑3的产量最低，仅291.8 kg·667 m-2;等权关联度分析表明，绿野、抗病全能王、绿凤凰二号排前三位，等权关联度分别为0.80、0.75、0.72，等权关联度最低的为昌邑3。

综合分析表明，抗病全能王、沪菠6号、圆宝、山东菠菜和沪菠5号等有较高推广价值。

3 讨论与结论

菠菜选育的重要指标包括产量和品质，产量指标的构成因素主要包括株高、株幅、叶片大小、单株叶数以及单株质量等;品质性状包括商品品质性状，例如叶色、叶形等，以及营养品质性状，例如草酸含量、维生素C含量等[14]。目前，已有学者利用植物学性状对菠菜种质资源进行分类。吴娅妮等[15]将33份菠菜種质依据植物学性状分为2大类群，进一步分为6个组群，各组群具有一定的形态学特征。姚远等[16]对来源不同的40份菠菜种质资源进行形态性状调查及分析，将其分为4个亚类群，通过聚类分析又将4个亚类分成两类。

本研究中对39个菠菜品种的13个植物学性状进行聚类分析，将其分为6类：第1类仅含3个品种，其中1份来自上海，2份来自山东，综合表现居中，各植物学性状表现均不突出，叶色较浅，长势强但不抗霜霉病，不耐抽薹;第2类群5个品种，来源于山东、香港及国外的荷兰和日本，叶片大，整体表现较好，植物学性状表现较好，商品性良好，长势较强，抗霜霉病但不耐抽薹;第3类群包含8个品种，来源包括上海、甘肃及国外的日本等不同地区，叶面微皱，长势中，抗霜霉病，耐抽薹，产量较低;第4类群包含7个品种，长势强，产量高，综合表现最好，具有极高的商品价值;第5类群占大多数（12个品种），大多数来自上海及国外的丹麦等地区，长势较强，抗霜霉病，耐抽薹，产量较高，商品性良好;第6类群包含4个品种，分别来源于丹麦和荷兰，叶色深绿，长势中，抗霜霉病，耐抽薹，但产量低，商品性一般。本研究中归于一类的品种来自不同地区，而来自同一地区的品种并未被归于一类，表明品种之间的遗传差异性与地区之间并没有相关性，推测聚类分析结果是由于菠菜植物学性状表型受内部遗传与外界环境共同调节的影响[17-18]。

主成分分析法可以通过降维的方式将作物多个复杂性状指标转化为少数几个综合指标，从而去除冗余信息，简化评价和筛选资源时的程序，又可反映85%以上的性状信息，进而为菠菜材料综合评价提供了参考[19]。主成分的特征值和贡献率是选择主成分的依据，以特征值大于1为标准提取成分[20]。笔者将21个指标转化为6个主成分，能代表绝大部分遗传信息。根据贡献率特征值的大小从主成分中所选择的株高、叶片长、叶柄长、叶色、株型、叶片宽、叶形/叶裂刻和单株质量等性状是造成菠菜种质资源表型差异和影响产量的重要因素，可视为今后菠菜创新育种中进行种质资源评价和亲本选择的主要形态指标，与吴娅妮等[15]、姚远等[16]的研究结果类似。

等权关联度分析法是一种简便有效的分析方法，尤其在作物品种的综合评判中得到广泛应用[21]。笔者以39个菠菜品种23个性状进行等权关联度分析，发现绿野在参试品种中表现最优，其次是抗病全能王、绿凤凰二号。

综上所述，对在上海地区温室种植的39个菠菜品种的多种性状指标分析表明，抗病全能王、沪菠6号、圆宝、山东菠菜和沪菠5号等具有明显优势，株型大，产量高，口感好，有较高推广价值。

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