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部分牡丹栽培品种数量分类学研究

龚双军  
【摘要】:牡丹是我国的传统名贵花卉,长期以来被人们视为富贵吉祥,繁荣兴旺的象征。随着生活水平的提高和花卉业的发展,人们对高品质牡丹品种的需求与日俱增。 数量分类学是将数学的方法和计算机技术引入植物分类学研究中,目前已广泛应用于·多种观赏植物的品种分类,并获得了比较理想的效果。 本研究首先用光学显微镜和扫描电子显微镜对22个牡丹栽培品种进行花粉形态观测,然后对96个牡丹栽培品种进行外部形态观测记录。采用牡丹花粉的量化指标及外部形态指标进行数量分类,从而揭示不同品种群间的亲缘关系。通过主成分分析,探讨对牡丹品种分类有重要作用的花粉性状指标和形态性状指标。通过数量分类以期为牡丹植物的分类、亲缘关系鉴定、遗传育种、进化及开发利用提供有价值的参考依据。在此基础上也补充了有关牡丹栽培品种间数量分类系统研究的内容。试验结果如下 1.各牡丹栽培品种群花粉形态特点。花粉形态在各栽培品种群之间差异相对比较明显。中原牡丹品种群和日本牡丹品种群之间花粉形态差异较小,所以与中原牡丹品种群有很近的遗传相似性。中原牡丹品种群与西北牡丹品种群的花粉形态差异相对比较显著。由此可知,中原牡丹品种群与日本牡丹品种群间的亲缘关系相对较近,与西北牡丹品种群间的亲缘关系相对较远些。以上结果表明,花粉形态在牡丹栽培品种群间有差异,可以作为牡丹品种群分类的依据之一 2.Q型聚类分析结果。以82个牡丹栽培品种为分类运算单位进行Q型聚类分析。结果显示,单纯依据形态性状进行分类是完全可行的。聚类结果表明,部分中原牡丹品种与国外牡丹品种(主要指日本牡丹品种)亲缘关系较近。但是,部分中原牡丹品种与西北牡丹品种也聚为一组。西北牡丹品种的主要特点是花瓣基部有斑块,与此相聚的中原牡丹品种多数也存在浅斑或晕。从聚类图上综合来看,国外牡丹品群(主要指日本牡丹品种)与西北牡丹品种群的亲缘关系相对于中原牡丹品种群近一些。综合形态性状和花粉性状对22个品种进行Q型聚类分析。结果显示,西北牡丹品种群首先与中原牡丹品种群和国外牡丹品种群分离开,然后才是中原牡丹品种群和日本牡丹品种群的分离。由此可知,西北牡丹品种群与中原牡丹品种群和国外牡丹品种群的亲缘关系较远。综上所述,数量分类法是我们进行分类的一种有益的辅助方法,克服了前人定性确定类群间亲缘关系的不足。通过运用数量分类法能够较理想地将牡丹不同栽培品种群区分开,表明其亲缘关系远近。本研究揭示出中原牡丹品种与国外牡丹品种(主要指日本牡丹品种)间亲缘关系相对近些,与西北牡丹品种的亲缘关系相对远些。 3.R型聚类分析结果。数量分类中性状的选取直接决定着聚类分析结果的可靠性,因而有必要通过对性状进行R型聚类分析,这样就可以在揭示各个性状间关系的同时又能对Q型聚类分析的性状选取是否合理进行验证。从聚类结果可以看出:复叶长与复叶类型及花拱高与花型存在着较强的相关性。所以,在以后聚类分析性状选取时,我们可以从每一组中选取一个易于观测的性状即可;其他性状没有明显的聚为几组,大部分性状是独立的。虽有少数几个性状在聚类图上表现两两相关或关系密切而聚为一组,但是它们代表的是不同器官之间的形态差异,之间没有明显的逻辑关系,故这些性状应该保留。从聚类结果看,对于牡丹性状的选取基本上是正确的,这也为今后再进行性状观测和取舍时提供了参考依据。 4.主成分分析结果。对牡丹栽培品种形态性状和花粉性状进行主成分分析,结果显示综合性状指标贡献率相对较大的是:纹饰类型、网孔直径、极轴长P、赤道轴长E、P/E、花瓣基着色、花直径、花拱高、花期、花色、当年枝长、小叶形、顶小叶一裂状态、叶柄长、叶柄凹槽色、叶宽、叶面晕、生长势、株态等。由此可知,花粉性状指标相对于形态性状指标在牡丹栽培品种分类中具有更重要的作用。结果佐证了营养器官是分类的次要性状,生殖器官性状相对于营养器官性状在分类中具有更重要作用。


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