滇牡丹，屬漸危物種，是國家二級保護植物。為培育滇牡丹新品種，拯救稀有品種，本篇農(nóng)業(yè)類論文發(fā)表對滇牡丹現(xiàn)存的花色品類進行研究分析，發(fā)現(xiàn)所有性狀在整體類群內(nèi)均存在顯著差異，但具體到某些類群間，性狀差異則不顯著。通過分析其花色遺傳背景，構(gòu)建雜交組配方式，以培育新品種。

　　推薦期刊：核心期刊《植物遺傳資源學(xué)報》報道內(nèi)容:大田作物、同藝作物、觀賞植物、藥用植物、林木、牧草及其他一切經(jīng)濟植物的有關(guān)遺傳資源基礎(chǔ)理論研究、應(yīng)用研究方面的研究報告、學(xué)術(shù)論文和高水平綜述或評論。諸如,種質(zhì)資源的考察、收集、保存、評價、利用、創(chuàng)新、信息學(xué)、管理學(xué)等:以及起源、演化、分類等系統(tǒng)學(xué):基因發(fā)掘、鑒定、克隆、基因文庫建立、遺傳多樣性研究等。重點介紹本學(xué)科研究的新進展、新成果、新方法和新技術(shù)。歡迎從事植物遺傳資源以及相關(guān)學(xué)科的科技人員、大專院校師生踴躍投稿。有關(guān)期刊有核心期刊《植物科學(xué)學(xué)報》國家級期刊《中國花卉園藝》

　　關(guān)鍵詞：滇牡丹;花色;性狀變異;育種

　　生長于云南、四川、西藏的滇牡丹(Paeo鄄nia delavayi Franch) (中國科學(xué)院昆明植物研究所, 2000) 為西南地區(qū)特有種, 花色豐富, 呈白色至暗紅色的連續(xù)變異, 從而成為珍貴的牡丹育種材料。國外利用其中的黃色及紫色類型作為雜交親本培育出‘L憶Esperance爺(‘金帝爺)、‘LaoLorraine爺 (‘金陽爺) 等黃色品種及‘中國龍爺、‘黑海盜爺?shù)茸仙贩N, 尤其是當今世界上所有育成黃色牡丹品種的黃色種質(zhì)均來源于滇牡丹(王志芳等, 2007; 成仿云等, 1998)。遺憾的是, 至今未見中國利用滇牡丹進行新品種培育的報道, 使得創(chuàng)育具自主知識產(chǎn)權(quán)的黃色牡丹新品種成為中國園藝界的一個夢想。滇牡丹花色組成復(fù)雜, 國內(nèi)外諸多學(xué)者曾據(jù)花色將滇牡丹分為幾個種及變種(潘開玉, 1979; 方文培, 1958; 龔洵等, 2003), 1998 年Hong 等(1998) 又將該復(fù)合群處理為一個種, 即滇牡丹。這一處理逐漸得到認可( Stephen, 2001; 趙敏桂和廉永善,2002; 龔洵等, 2003; 楊淑達等, 2005), 本文采用該分類觀點。

　　要以滇牡丹為親本培育新品種, 必須充分掌握其種質(zhì)特性, 表型性狀研究則是一種重要的研究手法。Hong 等(1998) 以居群為單位進行的調(diào)查認為花色僅與分布區(qū)域有弱相關(guān), 與其它性狀無相關(guān)性, 但該研究并未按花色類群進行統(tǒng)計學(xué)上的分析。本文在對滇牡丹居群廣泛調(diào)查基礎(chǔ)上,按可識別的花色特征分為10 個花色類群, 對各類群18 個表型性狀進行調(diào)查及統(tǒng)計分析, 旨在揭示不同類群形態(tài)變異式樣及類群間分化水平, 為滇牡丹雜交育種及系統(tǒng)學(xué)研究提供更多科學(xué)依據(jù)。

　　1搖材料與方法

　　1. 1搖材料

　　前期調(diào)查發(fā)現(xiàn), 滇牡丹在其自然分布區(qū)存在多種花色, 雖然有的花色呈連續(xù)變異, 但據(jù)主色及斑點色仍能分為可明顯識別的類群。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)了前人未報道過的綠色類群, 且于綠色類群中發(fā)現(xiàn)數(shù)量較多的變態(tài)株, 如雌蕊或雄蕊或雌、雄蕊均瓣化甚至變型為細葉狀, 更有少量植株的花呈重閣狀, 故將此特殊變異另歸一類, 即綠色變態(tài)類群。

　　本研究主要考慮花色類群間及類群內(nèi)個體間的變異,為了減少環(huán)境因素影響, 盡可能選擇地理距離最近的居群進行采樣調(diào)查, 且在同一居群中盡可能選擇數(shù)量足夠統(tǒng)計分析的多種花色類群植株。據(jù)此原則, 在滇牡丹的自然分布區(qū)選取10 個不同花色類群進行研究(表1)。

　　1. 2搖方法

　　每類群隨機選擇30 株盛花期個體進行調(diào)查, 相同花色類群樣株間距5 m 以上。調(diào)查株高、地徑、分枝數(shù)、單株花枝數(shù)、單株花朵數(shù)、萼片數(shù)(由于苞片和萼片很難區(qū)分則統(tǒng)記為萼片數(shù))、花瓣數(shù)、花冠直徑、心皮數(shù)、萼片長、萼片寬、花瓣長、花瓣寬等13 個數(shù)量性狀和花絲色、花藥色、子房色、柱頭色、花著生方式等5 個質(zhì)量性狀。萼片數(shù)、花瓣數(shù)、心皮數(shù)、花冠直徑每株隨機選3 朵花進行測量, 花瓣及花萼的長、寬則每株隨機選取5 片測量?；ú款伾肦HS 比色卡(Voss, 1992;Wang 等, 2004) 確定。測量植株高精確到1 cm, 其它性狀精確到0. 01 cm。

　　1. 3搖數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

　　(1) 表型性狀變異系數(shù)(CV): 表示表型性狀離散程度, CV =S / x, 式中S 為標準差, x 為平均值(明軍和顧萬春, 2006)。

　　(2) 對各性狀采用巢式方差分析, 線性模型為:Yijk =滋+子i +啄(i)j +著(ij)k , 式中: Yijk為第i 個類群第j 個植株第k 個觀測值, 滋為總平均值, 子i 為類群間效應(yīng)值,啄(i)j 為類群內(nèi)效應(yīng)值, 著(ij)k 為隨機誤差(王婭麗等,2008)。

　　(3) 表型分化系數(shù)(Vst ): 表示類群間變異占遺傳總變異的百分比, Vst = [ (滓t/ s 2 ) / (滓t/ s 2 +滓s 2 )] 伊100,式中: 滓t/ s 2 為類群間方差分量, 滓s 2 為類群內(nèi)方差分量(葛頌等, 1988)。

　　(4) 其它統(tǒng)計運算按照常規(guī)方法進行, 并運用SPSS15. 0, SAS8. 0 軟件進行相關(guān)程序運行。

　　2搖結(jié)果與分析

　　2. 1搖滇牡丹花色類群花部質(zhì)量性狀及其頻率因綠色變態(tài)類群植株的花各部常變態(tài)呈瓣狀或細葉狀, 故未作質(zhì)量性狀的進一步調(diào)查。其余9 個花色類群花部質(zhì)量性狀及其出現(xiàn)頻率見表2?；ńz、花藥、子房、柱頭四個器官中, 子房顏色變異最小。在此次調(diào)查中所有花朵子房均為綠色, 但在前期調(diào)查中發(fā)現(xiàn)德欽縣奔子欄居群的橙黃色花類群中存在少量紅色子房個體, 說明子房顏色并非絕對一致。

　　花絲顏色變異較為豐富, 共出現(xiàn)5 種可明顯識別的顏色, 其中紫紅及暗紅花類群的花絲色最為穩(wěn)定, 均只有紫紅色花絲; 綠色花類群花絲色最豐富, 綠、黃綠、紫紅色花絲出現(xiàn)頻率分別為40. 00%、13. 33%和46. 67%，且是唯一出現(xiàn)綠色花絲的類群;其余類群花絲均出現(xiàn)兩種顏色，但均有一種顏色占絕對優(yōu)勢，出現(xiàn)頻率在70. 00%以上，純黃色及黃綠色基部紫紅斑類群以綠黃色花絲為主，紫紅色中部黃斑類群以亮紅色花絲為主，黃色基部紅斑、淡黃色基部紅斑及橙黃色類群均以紫紅色花絲為主。

　　花藥也出現(xiàn)5種顏色，其中純黃色及黃綠色基部紫紅斑類群花藥均為淺黃綠色，其余類群花藥均存在2~3種顏色。綠色花類群以綠色花藥為主 (80.00%)，且是唯一存在綠色花藥的類群。黃色基部紅斑類群以綠黃色花藥為主(96.67%)，紫紅色中部黃斑類群以淡橙色花藥為主 (76.67%)，紫紅色及暗紅色類群花藥以淡綠、黃色為主( 60. 00%、63. 64%)，淡黃色基部紅斑及橙黃色兩個類群花藥均存在綠黃色、黃綠色、淡橙色3種花藥色，頻率約為5:4:1。

　　柱頭共出現(xiàn)4種顏色，綠色花類群儀有綠色柱頭，黃色基部紅斑及黃綠色基部紅斑類群均以黃綠色柱頭為主( 63. 33%、62. 50%)，淡黃色基部紅斑類群以綠色柱頭為主(70.00%)，紫紅色中部黃斑、紫紅色、暗紅色3種類群以淡紫紅色柱頭為主(均>70. OO%)，純黃色和橙黃色類群柱頭均有3種以上顏色，每種比例均不超過50. 00%。

　　花朵著生方式共有卣立、平伸和下垂3種。僅綠色類群存在直立著生方式，頻率達60. 00%，純黃色和黃色基部紅斑類群花朵均為平伸，淡黃色基部紅斑及橙黃色類群均為下垂，紫紅色中部黃斑及黃綠色基部紅斑類群均有平伸及下垂兩種著生方式，且以下垂為主( 90. 00%、87. 50%)，暗紅色類群也有該兩種著生方式，但以平伸為主(90.00%)。紫紅色類群平伸及下垂著生方式頻率相當，分別為56. 67%和43. 33%。

　　從花色與其它質(zhì)量性狀的連鎖看，綠色類群均具綠色柱頭，而且是唯一存在直立花朵、綠色花絲、綠色花藥的類群，因此該類群可作為培育花朵直立且所有花部器官均為綠色的品種的親本。

　　2.2滇牡丹花色類群數(shù)量性狀變異特征

　　對滇牡丹不同花色類群13個數(shù)量性狀的統(tǒng)計值及多重比較結(jié)果見表3。

　　結(jié)果表明，所有性狀在整體類群內(nèi)均存在顯著差異，但具體到某些類群間，性狀差異則不顯著。綜合所有性狀看，暗紅色類群最為獨特，其株高、地徑、分枝數(shù)、花瓣數(shù)、花冠直徑、心皮數(shù)、萼片長和寬、花瓣長等性狀平均值均顯著高于其它類群，充分艟示出其巨大性。

　　所有類群平均株高( 72. 95 +28. 94) cm，暗紅色類群平均株高( 151. 05 +48. 73) cm，顯著高于其它類群，紫紅色類群次之，平均株高(96. 47+24. 17)rm;最矮的為橙黃色類群，平均株高( 52. 7+19. 94) cm，與黃綠色基部紅斑類群無顯著差異，但顯著矮于其它類群?？紤]到類群內(nèi)單株間變幅，株高呈連續(xù)一性分布(圖1)。

　　其余性狀與株高類似，均為某一類群與部分其它類群無顯著差異，而與部分其它類群差異濕著.從與觀賞價值密切相關(guān)的單株花朵數(shù)、花瓣數(shù)、花冠直徑看，單株花朵數(shù)以紫紅色中部黃斑、純黃色及紫紅色類群最多，三者間無顯著差異;花瓣數(shù)以暗紅色類群最多，調(diào)查時發(fā)現(xiàn)最多的一朵花瓣數(shù)達24瓣，平均11. 45瓣/朵，顯著多于其它類群;花冠直徑也以暗紅色類群最大，平均7.99 cm，顯著大于其它類群。

　　對同一居群中不同花色類群問的性狀進行比較，純黃色、黃色基部紅斑類群均為德欽升平一中后山居群，兩類群的株高、地徑、萼片數(shù)、花冠直徑、心皮數(shù)、萼片長、花瓣長等7個性狀無顯著差異，純黃色類群的分枝數(shù)、開花枝數(shù)、單株花朵數(shù)、花瓣數(shù)、萼片寬、花瓣寬等6個性狀均顯著高于黃色基部紅斑類群。紫紅色中部黃斑類群、橙黃色類群、紫紅色類群均位于中甸滑雪場居群內(nèi)，三種花色類群間儀萼片寬無顯著差異，株高、地徑、花瓣數(shù)、心皮數(shù)、花瓣寬等5個性狀均存在顯著差異，其中株高、地徑、花瓣寬均為紫紅色類群>紫紅色中部黃斑類群>橙黃色類群，而花瓣數(shù)和心皮數(shù)則為紫紅色中部黃斑類群>紫紅色類群>橙黃色類群，其余性狀均只在兩個類群間差異顯著。以上分析說明，同一居群中不同植株不僅發(fā)生花色上的變異，而且花色類群問的部分性狀也發(fā)生了相應(yīng)的變異，因處于同一局群中，基本可排除環(huán)境飾變作用，從而可推測這些變異應(yīng)具有相應(yīng)的遺傳基礎(chǔ)。

　　變異系數(shù)表示性狀值離散性特征，變異系數(shù)越大，性狀值離散程度越大。滇牡丹花色類群性狀變異系數(shù)分析揭示(表4)，類群間所有性狀的平均變異系數(shù)范圍為32. 80%~50. 56%，變異系數(shù)最大的類群較最小的類群高50. 00%以上，說明不同類群中個體間的性狀穩(wěn)定性差異較大。所有花色類群性狀整體平均變異系數(shù)范圍為19.22%~83. 69%，其中與植株年齡相關(guān)的性狀如單株開花枝數(shù)、單株花朵數(shù)及單株分枝數(shù)變異系數(shù)最高，均達75. 00%以上，說明各類群個體間的差異除受環(huán)境，遺傳因素影響外，個體的年齡組成也可能是造成這些性狀差異的主要原因之一。三個花萼相關(guān)性狀的變異系數(shù)也高達46. 00%~54. OO%，且調(diào)查中發(fā)現(xiàn)萼片形態(tài)變異較大，部分呈細長葉片狀，是性狀最小穩(wěn)定的花部器官，花瓣相關(guān)性狀則相對穩(wěn)定，變異系數(shù)均在29. 00%以下。

　　2.3 滇牡丹花色類群分化程度

　　巢式方差分析結(jié)果(表5)表明，13個數(shù)瞳性狀中除斤花枝數(shù)、每株花朵數(shù)、萼片數(shù)及萼片寬外，其余性狀在類群間均存在極顯著差異;除萼片長、寬外其余性狀在類群內(nèi)均存在極顯著差異。這說明滇牡丹各數(shù)量性狀在類群問和類群內(nèi)都存在著廣泛的變異。

　　各方差分量占總變異的比例計算結(jié)果(表6)表明，類群間的方差分量占總變異的30. 22%，類群內(nèi)的方差分量占54. 21%，機誤占15. 57% 13個數(shù)量性狀的表型分化系數(shù)范圍為13.45%—91.48%，平均為42. 25%，說明花色類群的表型變異主要來源于類群內(nèi)，類群問的表型變異也很突出。

　　3搖討論

　　3. 1搖關(guān)于滇牡丹的起源中心

　　袁濤和王蓮英(2003) 在討論牡丹革質(zhì)花盤亞組形態(tài)演化趨勢時認為, 粉紅色是最原始的花色, 而后演化為白色和其它帶粉紅色成分的花色, 黃色則較為進化, 綠色為退化類型, 基部淡紫色暈到小紫斑一直演化到大而明顯的紫斑。滇牡丹分布于橫斷山區(qū)的東南邊緣, 從東部邊緣(昆明) 經(jīng)大理、麗江、中甸到西藏察隅,生態(tài)幅較廣(龔洵等, 2003), 花色變異極為豐富, 從白色帶粉紅色斑、純白色、純黃色、黃色基部紅斑一直到純紅色、純暗紫色均有, 同時也發(fā)現(xiàn)綠色類型。從花色進化與起源中心的關(guān)系分析, 起源中心應(yīng)具有最為原始的花色。本研究在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn), 云南省德欽縣紅坡居群具有相對最多的原始花色類型, 該居群發(fā)現(xiàn)2 株純白色花, 3 株白色帶粉紅色斑, 另有近10% 為純綠色, 其中少量綠色花雄蕊及花瓣變態(tài)為細葉狀。與此居群直線距離約30 000 m 的明永冰川居群發(fā)現(xiàn)綠色及綠色變態(tài)類型, 但無白色及白色具粉紅斑類型。另距紅坡居群直線距離不足10 000 m的升平居群則僅有純黃色及黃色基部紫紅色斑類型。在德欽境內(nèi)未發(fā)現(xiàn)以紅色或紫色為主的花色類群。

　　Hong 等(1998) 于迪慶州中甸汶水居群也發(fā)現(xiàn)白色花類型, 本文作者所在研究小組則在中甸滑雪場居群100 m伊100 m 范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)至少7 種花色類型, 表明這一地區(qū)具有極為豐富的遺傳多樣性。表型是遺傳與環(huán)境互作的結(jié)果, 但在相似的環(huán)境條件下產(chǎn)生的表型差異更多由遺傳因素決定。滇牡丹在同一個居群內(nèi)有多個花色類型存在, 說明花色主要由遺傳決定, 這就為花色新品種的培育奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

　　除云南省迪慶州外, 尚未發(fā)現(xiàn)粉紅色或白色花滇牡丹。因此, 結(jié)合本研究結(jié)果, 初步推測迪慶州中甸、德欽一帶可能為滇牡丹的起源中心,并由此向外輻射, 花色由粉紅色、白色逐漸演化為黃色乃至紫紅色, 而不適應(yīng)現(xiàn)今環(huán)境的類型退化為綠色及綠色變態(tài)類型, 并因部分不能正常結(jié)實而易被淘汰。

　　3. 2搖關(guān)于滇牡丹花色類群在新品種培育中的應(yīng)用在本研究調(diào)查過程中未發(fā)現(xiàn)花色類型單一的居群, 個別居群存在7 種花色類型, 這些居群及其中的花色類群可能均具較高雜合度, 雖不適宜作為單一目標的育種親本, 卻是極好的多目標育種親本。

　　本研究僅以花瓣主色及色斑劃分花色類群,而花絲、花藥等其它花部顏色也是牡丹品種的重要觀賞性狀, 因此培育新品種必須注意親本各花部的顏色。本研究中, 每一個花色類群的其它花部性狀均存在多種顏色, 沒有發(fā)現(xiàn)所有性狀均只有一個顏色的類群。因此, 在進行雜交親本選擇時, 須在各類群中進一步選擇所需目標性狀的個體, 且還須考慮這些個體的純合性。

　　花色的遺傳背景較為復(fù)雜, 除正常的孟德爾式重組分離外, 有的明顯偏母性遺傳, 有的則不表現(xiàn)偏母性遺傳特征, 有的為不完全顯性, 有的則具鑲嵌現(xiàn)象或獨立遺傳(栗茂騰等, 2005; 曹建軍和梁宗鎖, 2008)。因此, 正確選配雜交組合是滇牡丹雜交育種成功的關(guān)鍵之一。

　　上述研究結(jié)果可為今后牡丹育種工作中以滇牡丹為親本的雜交組配的選擇提供借鑒, 對滇牡丹更多花色類群色素組成則有待進一步深入研究。

　　農(nóng)業(yè)類論文發(fā)表滇牡丹論題拓展：滇牡丹(Paeonia delavayi Franch.)為芍藥科(Paeoniaceae)芍藥屬(Paeonia)牡丹組(Sect. Moutan DC.)灌木或亞灌木,為中國西南地區(qū)的特有種。滇牡丹具豐富的花色變異,是一種極具觀賞價值和開發(fā)潛力的野生花卉資源。本文主要從形態(tài)性狀、EST- SSR分子標記及孢粉學(xué)等方面對滇牡丹10個花色類群的遺傳背景進行了研究,以期為制定正確的選育種策略和系統(tǒng)進化研究提供理論依據(jù)。