基于种子数量性状的西番莲遗传多样性分析

徐 丽，高 玲，陈 媚，冯红玉，赵亚南

(1 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业农村部植物新品种测试儋州分中心，海南儋州，571737；2 华中农业大学，武汉，430070)

西番莲为西番莲科(Passifloraceae)西番莲属(Passiflora)多年生爬藤植物，大约有576种，主要来自南美洲的热带和温带地区[1]，在鲜食、药用[2]和观赏领域得到广泛应用[3]。我国种植的食用种主要为紫果种PassifloraedulisSims和黄果种P.edulisf.flavicarpaDegener以及二者的杂交种，俗称“百香果”，主要分布在海南、福建、广东、广西、云南、贵州等热带和亚热带地区[4]。目前制约该产业的主要因素为病毒病[5-6]及茎基腐病等病害[7]，而控制这些病害的有效途径为选育抗病品种[8]。由于西番莲许多品种全年开花，花期较长，种间杂交较为容易[9]，而丰富的种质资源是开展种间杂交选育抗病品种的关键。

我国种植的可食用西番莲为舶来品，20世纪60年代从国外引入[10]，国内种质资源相对较少，主要来源于国外。冷言峰[11]、章希娟等[12]先后对西番莲叶、花、果实等表型性状进行了分析，应东山等[13]、夏玲等[14]从分子生物学角度对西番莲种质资源遗传多样性进行了分析，而对西番莲种子多样性的研究未见报道。由于种子性状较为稳定，在植物分类学上具有一定价值，探究种子表型数量性状的变化能为品种选育提供一定的参考[15-16]。因此，笔者对35份西番莲种质的种子性状进行多样性分析，以期为西番莲种质资源的合理利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

本研究于2020年10月至2022年3月进行。35份西番莲种质均来自农业农村部植物新品种测试儋州分中心西番莲资源圃(见表1)。

表1 35份西番莲种质信息

1.2 方法

利用万深SC-G型扫描仪扫描每份种质种子30粒，并对种子图像进行分析，得到种子长度、宽度、长宽比、直径和周长。种子千粒质量采用电子天平(0.01 g)称量1 000粒种子的质量，重复3次。

1.3 数据分析

数据利用Excel整理，SPSS Statistics 26软件进行相关性分析、方差分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 种子性状

结果可以看出，6个种子数量性状的变异系数均大于12%，变异程度均很大。其中种子千粒质量变异系数最大，为53.06%；ZY-4千粒质量最小，为1.67 g，ZY-30最大，为37.96 g，两者相差21.7倍。种子长宽比的变异系数最小，但也达到12.51%。种子长与种子直径变异系数相当，分别为23.81%和23.29%；种子宽和种子周长变异系数也相当，分别为24.39%和24.67%(见表2)。

表2 35份西番莲种质种子性状变异情况

2.2 种子数量性状相关性分析

结果可以看出，种子周长、直径、长、宽及种子千粒质量相互之间存在极显著相关性，种子长宽比与种子周长、直径、长、宽间不存在相关性或显著相关性(见表3)。说明种子形状与种子千粒质量极显著相关。

表3 35份西番莲种质种子性状间的相关性

2.3 种子数量性状聚类分析

聚类分析可以看出，在欧式距离为6.5时，可以将35份种质聚为5大类(见表4和图1)。对不同类群种质种子同一性状进行方差分析，发现不同类群间种子周长、直径、长、宽、千粒重存在显著性差异，而种子长宽比无显著性差异。5个类群种子千粒质量从小到大依次为：第Ⅱ类、第Ⅰ类、第Ⅲ类、第Ⅳ类、第Ⅴ类。

图1 35份西番莲种质种子性状聚类

表4 35份西番莲种质不同类群种子数量性状比较

第Ⅰ类种子有7份种质，隶属于4个种。该群体种子千粒质量7.67～9.68 g之间，种子千粒质量、周长、直径、长、宽变异系数分别为8.02%、6.19%、3.19%、8.06%、8%，种子长宽比变异系数较大，为15.94%。该类群种子偏扁，千粒质量较低。

第Ⅱ类种子有4份种质，分别属于不同种。在5个类群中千粒质量均值最小，范围1.67～5.05 g，变异系数最大，达55.24%。此外，种子周长、直径、长、宽变异系数也较大，分别为18.02%、16.23%、17.72%、17.78%。该类群种子偏小，形状各异。

第Ⅲ类种子有8份种质，分别属于5个种。种子周长、直径、长、宽、千粒质量变异系数较小，分别为7.70%、6.12%、7.83%、6.95%、6.89%，种子长宽比变异系数较大，为15.22%。该类群种子长、宽、千粒质量中等。

第Ⅳ类种子有13份种质，分别属于4个种。种子周长、直径、长、宽、长宽比、千粒质量变异系数分别为7.58%、5.95%、8.66%、6.29%、8.91%、8.22%，变异系数较小，均小于10%。该类群种子直径、长、质量中等，形状为椭圆形。

第Ⅴ类有3份种质，分别属于2个种。该类种子直径、长、周长变异系数最小，小于5%，分别为2.34%、2.75%、3.37%；种子宽的变异系数较小，为6.82%；长宽比和千粒质量的变异系数也不大，变异系数均小于10%，变异程度不大。该类群种子大小、质量较大，种子较扁平。

3 结论与讨论

种子繁殖为西番莲繁殖方式之一[17]，相对于其他器官，种子形态特征受环境影响较小，比较稳定，在分类学上具有重要意义。本研究对35份西番莲种质资源种子数量性状的多样性分析结果表明，35份种质的种子变异较大，种子周长、直径、长、宽、千粒质量变异系数均大于23%，且种子千粒质量变异系数达到了53.06%。种子性状相关性分析结果表明，种子周长、直径、长、宽及千粒质量间存在极显著相关性，种子长宽比与种子周长、直径、长、宽、千粒质量间不存在相关性或显著相关性。可见种子形状与种子千粒质量极显著相关。35份种质种子6个数量性状聚类分析发现，可将35份种质分为5类，其千粒质量从低到高依次为第Ⅱ类，千粒质量2.78 g；第Ⅰ类，千粒质量8.26 g；第Ⅲ类，千粒质量16.13 g；第Ⅳ类，千粒质量20.93 g；第Ⅴ类，千粒质量35.01 g。综合研究结果发现，西番莲不同种质种子性状差异较大，同种内不同品种间种子性状较为相似。目前已经报道的西番莲种质资源中对种子研究相对较少，《中国植物志》[18]中对西番莲种子的描述也仅有种子形状和长度，偶有种子直径或颜色。本研究较深入地分析了西番莲种质资源种子的遗传多样性，为西番莲种质资源遗传多样性评价、种质创制和深入挖掘利用提供了参考。