三种西番莲表型性状评价和相关性分析

刘文 ，林佳婷，谢月亮,，刘季平，董斌

（1.广东农工商职业技术学院，广东 广州 510507；2.仲恺农业工程学院 农业与生物学院，广东 广州 510225）

西番莲(Passiflora edulisSims)又名百香果、情人果，为西番莲科(Passifloraceae)西番莲属(Passiflora L.)多年生藤本植物，广泛种植于热带和亚热带地区，因其果汁能散发出多种水果的复合香味，故称之为百香果[1]。西番莲属植物种类繁多，全球约550 种，其农艺性状存在丰富的遗传多样性[2]。我国西番莲有19 个种，其中13 种原产于我国，6 种为引进[5]，生产上最常见的为杂交种、黄果和紫果3 类品种。

我国目前种植的可食用西番莲品种主要是20世纪60 年代从国外引入[3]，国内种质资源相对匮乏，由于种植业起步较晚，存在种质资源研究进展较慢的现象。目前从西番莲叶、花、果实等表型性状进行分析[4-5]，从种子性状来探究种子表型数量性状的变化规律等多方面都进行了研究[6]，或者从分子生物学角度对西番莲种质资源遗传多样性进行分析[7-8]。与分子标记的遗传多样性研究相比，利用表型性状来研究群体的遗传多样性更直观和快速，是目前种质资源研究的重要组成部分，对西番莲的鉴定与保存，遗传改良及开发利用均具有重要意义[7]。西番莲种质资源运用表型分析的研究大部分是进行性状比较和形态亲缘关系聚类分析，而对西番莲营养生长和生殖生长，或形态与果形特征之间相关性的研究未见报道，因此，对西番莲叶、茎、花、果和种子的22 个表型性状进行相关性分析，对西番莲种质资源科学评价和品种选育具有重要指导意义。

一、材料与方法

（一）材料

研究所用的三种西番莲为台农、紫香和“果期长”实生苗品系，均为紫果。台农和紫香是目前商品化栽培的主导品种，果期长品系的亲本源于越南西番莲（紫果）自交实生苗选育，该品系挂果期长（全年挂果期10 个月）、单产高、耐冷性好，能够低温开花。三种西番莲的茎、叶、花、果实、种子采集于广东省肇庆市德庆县官圩镇五福村西番莲种植基地。选取台农、紫香和“果期长”3 个品种（品系），各随机15 个果实和10 个带花和叶的枝条，材料采集后用保鲜袋保湿、冷藏封袋，立刻运回广州实验室进行冷测定表型指标测试。

（二）方法

1.表型性状调查和统计

共调查和统计叶片、茎、花、种子和果实的22 个表型性状。主要有叶片表型3 个：叶长，叶宽，叶柄长；茎表型3 个：茎节长，茎粗，卷须长；花表型5 个：花直径，雄蕊长，雄蕊宽，柱头长，子房宽；种子表型5 个：种子长，种子宽，种子厚，种子百粒重，单果种子数；果实表型6 个：单果重，单果长，单果宽，果柄长，果皮重，可食率。

2.数据统计和分析

数据测定后，用Excel 计算各个性状的平均值和标准差。果长和果宽的箱型图分析采用Sigma Plot 软件，表型性状相关性采用SPSS17.0 软件分析。

二、结果与分析

（一）三种西番莲的表型性状调查

三种西番莲的22 个性状调查结果显示3 个品种表型差异明显（见表1）。台农在叶长、叶宽、叶柄长、茎节长、茎粗、茎卷须长、雄蕊长、种子长、种子宽、种子厚、单果种子数、单果重、果宽、果皮重等14个表型性状指标比其他两个品种高，可见台农的叶片、茎、种子和果实总体较大。

表1 三种西番莲的22 个表型性状调查

果期长在叶长、茎节长、茎粗、雄蕊长、柱头长、种子长、种子宽、种子厚、单果种子数、单果重、果长、果宽、果皮重等13 个表型性状指标最小，但是种子百粒重、果柄长和可食率3 个表型较其他两个品种大，特别是果期长的可食率55.00%，明显高于台农的42.41%和紫香的45.73%。

（二）三种西番莲的果形比较

果形是西番莲商品性的重要指标，西番莲一般依据果形大小进行商品分级，本研究比较了三种西番莲的单果重、果长和果宽（见图1）。结果显示台农的单果重最大，紫香的单果重略低，果期长的为最低（见图1 A）。一般在果形商品分级时，将75%以上的大果作为商品果，剩余25%小果作为次果，从果长和果宽箱型图上、下四分线来看（图1B、C），果期长的果长变化幅度为57～60 mm，果宽变化幅度52～55 mm，果长和果宽的变化幅度均最小，因此，果期长品可以更好地减少果形分级工作量和提高分级工作效率，更适合于果形分级的标准化。

图1 西番莲果实形态指标箱型图比较

（三）西番莲22 个表型性状相关性分析

应用22 个性状的相关性分析发现（见表2），叶、花、茎、果实、种子的表型之间存在不同程度的相关性。叶片和茎（叶长、叶宽、叶柄长、茎节长、茎粗、卷须长）与大部分花（花直径、雄蕊宽、柱头长、子房宽），以及部分种子（种子百粒重）、果实（果柄长、可食率）表型呈现负相关，说明西番莲营养形态基本与大部分生殖形态负相关。另外，在生殖器官中，花的雌性器官（柱头长、子房宽）与雄蕊长负相关，以及与叶片、茎表型负相关，说明西番莲雌性器官生长发育与雄蕊的长度、营养生长负相关。

单果重是西番莲生产过程中重要的表型指标。单果重与叶片（叶长、叶宽、叶柄长）、茎（茎节长、茎粗、卷须长）正相关，说明西番莲加强树体营养管理对于增加单果重量是有促进作用的。单果重还与种子4 个性状（种子长、种子宽、种子厚、单果种子数）正相关，说明种子数量和果实的重量关系较大。

（四）西番莲果实种子数量与单果重相关性

研究分析了西番莲果实种子数量与单果重的相关性（见图2）。发现台农、紫香和“果期长”的单果种子数量与单果重的相关度较高，分别为0.688、0.681 和0.699，且相关度数值表现相近。同时，三个品种中，台农和紫香的单果种子数较多、果实较大、果期长的单果种子数也少、单果重较小。上述分析表明，种子数量对果实重量的影响较大，品种内随着种子数量的增加，果实逐渐增大，品种间种子数量多的品种单果重量也较大。

图2 西番莲单果种子数量与单果重相关性分析

三、讨论与结论

西番莲属我国约有19 种，主要在我国华南、华东等地引进部分西番莲观赏种和栽培种[9]。目前西番莲的种质资源评价主要依据分子水平和形态学，或者两者相结合的方法。分子标记常用的方法有SSR、SRAP、ISSR 和DNA 条形码等[7,10-11]。形态学分析方面，一般采用植株形态，或者染色体倍性、果皮、种子等进行比较，均证明表型具有较好的遗传多样性[6,12-13]。有研究采用分子标记和形态学相结合的方法，对紫果、黄果和杂交种对62 份西番莲种质材料遗传多样性进行了研究，认为绝大多数的栽培品种之间具有较高的遗传相似性[14]。由于西番莲目前在分子水平上研究不足，而且DNA 条形码保守性强，ISSR 标记不稳定，开发的SSR 标记数量少，造成部分西番莲品种间差异鉴定困难。因此，形态学鉴定的方法依然是西番莲遗传多样性鉴定的主要方法之一。本研究通过22 个表型性状的比较后，证明品种之间的差异能够有效地通过形态学方法来进行区分。

西番莲种间表型比较主要依据叶片分裂程度及形状、腺体、被毛花序等指标，用于鉴定种间亲缘关系分析[15]。与种间比较不同，在西番莲农业生产上主要依据农艺性状比较，西番莲的叶片表型、花表型、果实表型均具有丰富的多样性,大部分性状都存在不同程度的差异[14]。本研究中，选取的3 份材料均为紫果，但是在叶片、茎、种子和果实上均存在大量的差异。

种子繁殖是西番莲繁殖的主要方式之一，相对于叶、茎、花、果等其他器官，种子形态特征受环境影响较小，比较稳定[6,16]。徐丽等人对35 份西番莲种质资源的种子周长、直径、长、宽、长宽比及千粒质量等6个数量性状进行研究，认为西番莲不同种质种子性状差异较大，种内不同品种间种子性状较为相似。但是，目前的研究尚未有报道种子与其他表型之间的关系，本研究发现了西番莲品种内的种子与单果重相关性极强，对于指导西番莲生产管理过程中加强授粉具有重要指导意义。