广西天冬种质资源农艺性状的分析与评价

万凌云 付金娥 潘丽梅 柯芳 韦树根

摘要：对广西壮族自治区天冬种质资源进行系统的分析与评价，旨在为广西天冬种质资源的合理利用及天冬品种选育和改良提供科学依据。以24份广西天冬种质资源为试验材料，分析8个农艺性状的变异系数和多样性指数，并对其进行主成分分析和聚类分析。结果表明：（1）8个农艺性状的变异系数范围为10.49%～58.36%，多樣性指数范围为1.37～1.95，两者结果均表明广西天冬种质资源具有比较丰富的多样性。（2）相关性分析显示，各个指标之间存在着较强的相关性，表明它们之间存在信息上的重叠，可进行主成分分析;主成分分析将8个农艺性状聚为2个主成分，累计贡献率达79.222%，第1主成分反映块根长度，第2主成分反映单株块根总鲜质量。（3）在主成分分析的基础上进行聚类分析，24份种质资源划分为4大类群，其中第Ⅱ类群的广西天冬种质资源的农艺性状表现均是最好的，该类群具有培育成良种的潜力，是主要分布在玉林、钦州等桂南地区的种质资源。结果表明，广西天冬种质资源多样性较为丰富，广西玉林、钦州的天冬种质资源具有培育良种的潜力，该研究结果对广西天冬育种工作将起到一定的指导作用。

关键词：天冬;种质资源;农艺性状;主成分分析;聚类分析;变异系数;多样性指数

中图分类号： S567.23+9.02  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2020）24-0124-04

天冬（Asparagus cochinchinensis）为我国的传统中药材，始载于《神农本草经》，并被历代本草收录。天冬性寒、味甘、微苦，具有养阴润燥、生津止渴、清肺等功效，主治内热消渴、咽干口渴、肺热燥咳等症。天冬以百合科天门冬属天冬的干燥块根入药[1]。历代以来，天冬以野生资源来源为主，但随着冬天市场需求的不断加大，盲目过度地采挖导致天冬野生资源逐渐枯竭，已成为国家重点保护的野生药材物种之一[2]。因此，野生变人工栽培是实现天冬资源可持续发展的重要途径之一，虽然天冬人工栽培技术研究在全国各地有所开展，但其种源主要是野生种质且来源杂乱，导致天冬的优质高产难以保障。

天冬品种的选育和改良是保障和提升天冬优质高产的重要手段，而种质资源又是品种选育和改良最基本的遗传物质基础，野生资源、地方品种及选育品种等均是种质资源的重要来源[3]。广西壮族自治区是我国天冬药材的重要产地之一，但目前广西市场上天冬药材的来源既有野生采挖，也有人工栽培，导致天冬的质量参差不齐[4]。而广西天冬种质资源的数量和质量状况是培育适应性强、高产优质广西天冬新品种的决定因素，更直接关乎到广西天冬药材产业的可持续发展，但目前尚不清楚广西天冬种质资源的状况。本研究对在广西收集的天冬种质资源进行系统地分析与评价，旨在为广西天冬种质资源的合理开发利用及天冬品种选育和改良提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为24份广西天冬种质资源，收集的种质资源分布地区覆盖了广西7个地级市，包括野生资源和人工栽培资源。天冬种质资源的编号、分布地区和来源详见表1。

1.2 试验方法

试验在广西壮族自治区药用植物园科研基地（108.379 3°E、22.850 6°N）进行。试验采用随机区组设计，以每种天冬种质资源为处理，共24个处理，小区面积为6 m2，种植密度为30 cm×40 cm，重复3次。本试验于2018年12月在每种天冬种质资源小区取5株，分别调查地上部分的枝蔓长、枝蔓数、枝蔓基部茎粗及地下部分的块根长、块根直径、块根鲜质量、块根数量及单株块根总鲜质量共8个农艺性状。

1.3 数据分析

应用Excel 2016统计天冬植株8个农艺性状的平均值、最大值、最小值、极差、标准差、变异系数和多样性指数，其中变异系数为标准差与平均值的比值，多样性指数则为 Shannon-Weaver 信息指数。为便于数量化和统计分析，将数量性状进行分级，具体分级方法如下：根据各个农艺性状的平均数（X）和标准差（d），从第1级[Xi<（X-2d）]到第10级[Xi>（ X+2d）]，i∈[1，10]，每0.5d为1级，共分为10个等级，而以各个农艺性状在每级的相对频率计算多样性指数（H′），H′=-∑PilnPi，式中：Pi为某农艺性状第i级别的相对频率;ln为自然对数[5]。利用SPSS 22.0数据处理系统对8个农艺性状分别进行相关分析、主成分分析及聚类分析，主成分以特征值大于1的原则，筛选主成分因子，根据特征向量的绝对值将不同农艺性状划分在不同的主成分之中[6]。以筛选出的主成分因子值采样组之间链接和平方Euclidean距离进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 农艺性状的变异性分析

由表2可知，24份材料8个农艺性状的变异系数范围为10.49%～58.36%，其中块根数量、块根长和单株块根总鲜质量的变异系数达到50%以上，分别为58.36%、52.27%、50.40%;枝蔓长、枝蔓基部茎粗和块根直径的变异系数相对较小，分别为17.01%、10.49%、16.32%。8个农艺性状多样性指数范围为1.37～1.95，其中块根直径的多样性指数最高，为1.95;块根长的多样性指数最低，为1.37。

2.2 农艺性状间的相关分析

对8个农艺性状进行相关分析，由表3可知，15对性状相关性达到显著或极显著水平。12对性状呈显著或极显著正相关，其中9对性状达到极显著水平;3对性状达到显著或极显著负相关，其中2对性状达到极显著水平。单株块根总鲜质量与枝蔓数、块根直径、块根数量达到极显著正相关;块根鲜质量与枝蔓数呈显著负相关关系，而与枝蔓长、块根长、块根直径达到极显著正相关，与枝蔓基部茎粗呈显著正相关关系。

2.3 农艺性状主成分分析