20份石斛兰资源形态学多样性研究

李和平 何炎森 余松金

摘 要：植物形态学特征的观察描述为植物遗传学分析提供依据。通过观测20份从国内各花卉公司引进的石斛兰资源形态学性状，并基于观测性状分析这些品种资源的亲缘关系。根据花朵数量、花大小、花香、花色等因素，从20份被观察石斛兰中筛选出6份观赏性强、开发价值高的石斛兰品种，包括布兰诗歌、澳洲泼墨石斛、金钗石斛、聚石斛、胭脂和桃花依旧。对20份引进的石斛兰品种资源进行形态学的聚类分析，发现各资源间遗传差异较大，相似系数在0.78～0.91，相似系数在0.90以上的有4组，分别是澳洲红花石斛与澳洲金边石斛、糖果线条与尊贵、布兰诗歌与三亚阳光、阿当绿与桃花依旧，这对石斛兰育种、栽培和应用均有重要的指导作用。

关键词：石斛兰;形态学;遗传多样性;资源

中图分类号：S 567.239   文献标志码：A   文章编号：0253-2301（2021）06-0015-07

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.06.003

Abstract： The observation and description of plant morphological characteristics can provide a basis for the plant genetics analysis. The morphological characters of 20 Dendrobium nobile resources imported from various domestic flower companies were observed， and the genetic relationships of these variety resources were analyzed based on the observed characters. According to the factors such as the number of flowers， flower size， flower fragrance， and color， 6 varieties of Dendrobium nobile with strong ornamental value and high development value were screened out from the 20 varieties of Dendrobium nobile， including Bulanshige， Dendrobium lichenastrum， Dendrobium nobile Lindl.， Dendrobium lindleyi， Yanzhi， and Taohuayijiu. The morphological cluster analysis of the introduced 20 varieties of Dendrobium nobile resources was conducted， showing that there were significant genetic differences among the varieties， with the similarity coefficients ranging from 0.78 to 0.91. The four groups with the similarity coefficients above 0.90 were Dendrobium miyakei and Dendrobium nobile Lindl.， Tangguoxiantiao and Zungui， Bulanshige and Sanyayangguang， Adanglv and Taohuayijiu， respectively. These results had important guiding effect on the breeding， cultivation and application of Dendrobium nobile.Key words： Dendrobium Nobile; Morphology; Genetic diversity; Resources

石斛属Dendrobium植物是蘭科植物中继石豆兰属之后的第二大属，为多年生草本附生植物。全球原生种有1500多种，除个别种外，皆属附生兰类。从全球来看，石斛属分布比较广，主要分布在北纬15°31′至南纬25°12′的热带及亚热带地区，在我国则主要分布在秦岭、淮河以南[1-2]。石斛兰以其优美的花形、花姿，艳丽多彩，种类繁多，花期长，气味芳香等优异特点成为一种观赏价值极高的花卉，具有良好的市场前景[3-4]。

我国野生石斛兰种类繁多，资源丰富，前人已采用模糊数学法[5]、Q型聚类分析法[6]及层次分析法[7]等对石斛兰观赏价值及品种群进行宏观划分，但微观评价指标仍然不足。随着石斛兰人工选育和新品种引进的进行，越来越多的石斛兰品种出现在市场中，对这些品种资源的形态学特征的详细观察描述记录是不可或缺的步骤。因此，本研究对国内各花卉公司选育或引进的20份石斛兰进行相同种植环境下的形态学性状观察，并分析这些资源的亲缘关系，为石斛兰的育种、开发利用、品种引进与筛选等提供参考。

1 材料与方法

1.1  试验材料

供试的20份石斛兰原生种或杂交种（表1）来源于国内各花卉公司，目前保育在福建省漳州市农业科学研究所内。根据不同种石斛兰的生态习性，以发酵松树皮∶珍珠岩=10∶1为栽培基质，置于空气流通、自动加湿的温室大棚内。

1.2 石斛兰性状观测方法

2018年春至2020年春，连续2年对保育在漳州市农业科学研究所的石斛兰品种进行调查。以进入盛花期的植株为观测对象，选取植株生长健康一致的10株，进行连续花期观察、记录和拍照。茎、叶、花、植株等形态特征借鉴尹俊梅等[8]石斛兰种质资源描述规范和数据质量控制规范以及马良等[9]石斛兰观赏价值评价的标准进行观测。选取植株、茎、叶、花各部位性状共计69个，删除品种共有的性状、明显相关和有重复应用可能的性状，最后选取12个数量性状和48个特征性状进行分析（表2～3）。

1.3 数据处理与聚类分析

NTsys 2.10e是一款用于分子标记结果分析的一种软件，可以做PCoA分析、聚类分析、群体结构分析[10]。通过NTSYS能够根据标记位点的多态性，计算遗传相似系数和遗传距离，并根据遗传距离进行聚类分析。形态学性状也可作为多态性标记位点用NTSYS2.1进行计算和聚类分析作图。性状的编码采用0和1矩阵编码的方法，二元性状按0和1进行编码，多态性状用分解法分解为多个0和1矩阵进行编码。

2 结果与分析

2.1 石斛兰数量性状特征分析

对20份石斛兰资源主要数量性状进行测定，发现在漳州地区无调控自然环境下，各个品种石斛兰表型存在一定的差异。通常较好的观赏性状为花香、花朵数量、花朵大小、花色等，因此，对石斛兰主要观赏性状观测结果的描述如下：有香味的有6种，包含聚石斛、霍山石斛、金钗石斛、铁皮石斛、澳洲泼墨石斛和澳洲红花石斛;多花型品种主要有布兰诗歌、聚石斛、铁皮石斛、红龙、阿当绿和金钗石斛;大花型品种主要有卡罗琳、安德烈、三亚阳光和粉黛，小花型品种主要有霍山石斛、铁皮石斛、澳洲泼墨石斛和澳洲红花石斛;花色丰富的主要有三亚阳光、桃花依旧、布兰诗歌、胭脂和澳洲泼墨石斛（图1、表2～3）。

2.2 形态学性状聚类分析

NTsys 2.10e可以处理质量性状与连续数量性状，并据此计算多种距离矩阵，根据距离矩阵采取适当的聚类方法得到聚类图，此方法已在短莛飞蓬等植物遗传关系上得到应用[10]。本研究使用UPGMA法进行聚类分析，聚类结果（图2）显示，20份石斛兰品种间遗传差异较大，相似系数在0.78～0.91，相似系数在0.90以上的有4组，分别是红花石斛与金边石斛、糖果线条与尊贵、布兰诗歌与三亚阳光、阿当绿与桃花依旧，其中阿当绿和桃花依旧2个品种相似系数最高，亲缘关系最近。澳洲泼墨石斛、澳洲红花石斛与澳洲金边石斛属于澳洲鸽石斛组，亲缘关系较近[11];林榕燕等[12]利用SRAP分子标记技术分析显示铁皮石斛和霍山石斛聚在同一类群，出水芙蓉与三亚阳光聚在同一大类中，这与本研究结果类似。

3 结论与讨论

石斛兰不仅是重要的园艺品种，部分品种同时也是珍贵的中药材[12]，在新编的《中国药典》2015版中收录了4种石斛品种，分别是铁皮石斛、金钗石斛、流苏石斛、鼓槌石斛[13]。在中药及观赏花卉产业，对品种准确的鉴定显得尤为必要，这是保证药用石斛安全性和观赏石斛新品种选育的重要前提[14-15]。由于石斛兰种质资源极其丰富，因此不能对其进行简单形态学描述，必需加强对石斛兰形态学标记的发现和记录。尹俊梅等[8]通过对中国热带农业科学院品种资源研究所收集、引进、保存的300份优异石斛兰种质进行鉴定和评价，并编著了《石斛兰种质资源描述规范和数据质量控制规范》，为石斛兰种质资源描述奠定了基础。

本研究根据花朵数量、花大小、花香、花色等因素，从20份被观察石斛兰中筛选出6份观赏性强、开发价值高的石斛兰品种，包括布兰诗歌、澳洲泼墨石斛、金钗石斛、聚石斛、胭脂和桃花依旧。对20份引进的石斛兰品种资源进行亲缘关系分析，这对石斛兰育种、栽培和应用均有重要的指导作用，同时，这也为后期进行石斛兰分子标记工作奠定基础。

参考文献：

[1]XIANG X G，SCHUITEMAN A，LI D Z，et al.Molecular systematics of Dendrobium （Orchidaceae， Dendrobieae） from mainland Asia based on plastid and nuclear sequences[J].Molecular Phylogenetics and Evolution，2013，69：950-960.

[2]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京：科学出版社，1990.

[3]龚建英，王华新，孙利娜，等.九种引种石斛生物学特性和栽培适应性研究[J].北方园艺，2013（20）：75-78.

[4]张宇和.观赏植物遗传多样性及品种分类浅谈[J].北京林业大学学报，1998，20（2）：6-11.

[5]武荣花.我国石斛属植物资源及其亲缘关系研究[D].北京：中国林业科学研究院，2007.

[6]李静.石斛兰种质资源鉴定评价[D].海口：海南大学，2010.

[7]鲜小林，陈睿，万斌，等.西南地区野生春石斛资源搜集、保存与观赏利用价值评价[J].西南农业学报，2013，26（3）：1184-1189.

[8]尹俊梅，任羽，杨光穗.石斛兰种质资源描述规范和数据质量控制规范[M].北京：中国农业出版社，2008.

[9]马良，陈松泉，庄莉彬.35种石斛兰观赏价值评价[J].亚热带植物科学，2019，48（3）：269-273.

[10]JIANG N H， ZHANG G H， ZHANG J J， et al. Analysis of the Transcriptome of Erigeron breviscapus Uncovers Putative Scutellarin and Chlorogenic Acids Biosynthetic Genes and Genetic Markers[J]. PLOS ONE， 2014， 9（6）： e100357.

[11]江南，陸晓珊，莫晓茹，等.澳洲鸽石斛组植物的育种情况分析[J].中国园艺文摘，2018，34（6）：10-16.

[12]林榕燕，叶秀仙，钟淮钦，等.基于SRAP分子标记的石斛兰种质资源遗传多样性分析[J].福建农业学报，2018，33（5）：469-473.

[13]陈慧玲，刘宗坤，杨彦伶，等.基于层次分析法的药用石斛种质资源评价[J].西南林业大学学报，2017，37（1）：82-87.

[14]国家药典委员会.中华人民共和国药典2015版[M].北京：中国医药科技出版社，2015：169，472.

[15]李杰，章金辉，朱根发，等.石斛属植物种质资源鉴定及指纹图谱应用研究进展[J].中国农学通报，2013，29（16）：63-68.

（责任编辑：柯文辉）