1代苗期农艺性状研究> 铁皮石斛F1代苗期农艺性状研究(1)
[摘要]目的：选育铁皮石斛优良交配组合。方法：选取4个种源26个优良亲本设计26个交配组合，测量统计各组合F1代农艺性状，用DPS等软件分析数据。结果：不同交配组合F1代家系间农艺性状存在显著差异，全同胞家系间变异显著高于半同胞家系，全同胞家系内变异显著低于半同胞家系；12个农艺性状简化为4个主成分，累计贡献率达84.13%，26个交配组合划分为6个类群，其中第Ⅴ与第Ⅵ类群综合性状表现较好。结论：在铁皮石斛杂交优势利用时，应重视杂交亲本的选择与控制，开展全同胞F1代选择与利用比半同胞能获得更高的遗传增益，家系内一致性更好；在参试的26个家系中，初步筛选出8个苗期农艺性状较好的全同胞家系(83×34，66×9，68×2，91×69，66×65，69×91，17×66，66×17)。
[关键词]铁皮石斛；F1代；苗期农艺性状；主成分分析；聚类分析
铁皮石斛Dendrobium officinale Kimura et Migo是传统名贵珍稀中药材，具有益胃生津、滋阴清热等独特的功效[1]。铁皮石斛每年种苗需求量数以亿计，因其自花基本不育，纯化难，纯合体少[2]，导致优良品种选育严重滞后，并成为当前制约铁皮石斛产业发展的主要瓶颈[3]。开展铁皮石斛杂交育种技术研究，选育出既充分发挥杂交优势又保证品种内一致性、世代之间遗传稳定性的优良品种，对铁皮石斛产业发展具有重要意义。
, http://www.100md.com
1材料和方法
育种群体栽培于浙江农林大学智能温室，经种质资源遗传多样性、多糖含量、抗寒能力、生长势、萌蘖能力等测定与评价[4-6]，2009年6月根据育种目标、亲缘关系、性状互补等原则，选择浙江雁荡山、浙江四明山、浙江庆元、云南广南4个种源26个亲本进行人工控制授粉(表1)。共获得24个全同胞F1代，6个半同胞F1代，2个自交后代(表2)。
2009年11月10日至12日果实成熟时进行无菌播种，培养3个月后幼苗高约1.5 cm时转接于直径7.0 cm，高11.5 cm的玻璃瓶内。采用完全随机区组设计，以1瓶为1个处理，每瓶15株，设3个重复(其中家系83×34，69×91，80×27设6个重复)。2010年8月1日至5日对全部子代进行苗期农艺性状测定，用直尺测量每株种苗高度与根系长度，用数显游标卡尺测量其茎基部粗、茎中部粗、顶端3片叶片长与宽，用电子天平称量每处理15株种苗培养基上部与培养基下部生物量，统计每株苗木萌条、叶片与根系数量。数据采用DPS 7.05版数据处理软件进行分析，先将参试家系的12个主要农艺性状进行方差分析，然后对显著性状开展主成分分析和聚类分析[7]。
, 百拇医药
叶面积估算，选取大小不同的铁皮石斛组培苗新鲜叶片150片，用直尺与数显游标卡尺测量叶长(叶片中脉长)、叶宽，用方格纸法[8]测量叶面积，用SPSS 17.0与Excel软件对数据进行相关性与回归分析，结果显示铁皮石斛叶面积与叶长宽积相关性最高，相关系数R2达到0.987 7，回归方程为S= 0.797 7X+2.405(S为叶面积，X为叶长宽积)，各交配组合叶面积按方程估算。
2结果与分析
2.1不同交配组合农艺性状比较26个交配组合间各农艺性状差异均极显著(表3)，其中，86×86叶片最狭长，叶片长宽比达到6.3；99×131茎萌条数最多，平均萌条数为9.1条；66×9叶面积最大，单叶平均叶面积达到92.1 mm2；4×4叶片最多，平均叶片数为23.5片；83×34苗最高，平均苗高为6.7 cm；83×34茎基部最粗，达到2.1 mm；66×65茎中部最粗，达到3.1 mm；99×131家系根系数量最多，达到14.4条；86×86家系根系最长，平均根系长8.0 cm；78×75家系根系鲜重最大，根与茎叶鲜重比达0.6。研究结果表明，各交配组合间农艺性状遗传多样性丰富，通过选择优良亲本控制授粉，创制F1代，可最大限度地利用铁皮石斛杂种优势。
, 百拇医药
随机选取3个全同胞F1代进行家系内主要性状差异比较(表4)。叶长宽比，萌条数，茎中部粗家系内稳定，3个抽选家系内均不存在显著差异，叶长，叶宽，叶片数，苗高，茎基部粗，根系数量与根系长度存在显著差异，叶面积变异最大，表明全同胞F1代植株家系内农艺性状较家系间稳定但仍然存在变异。
2.2半同胞F1代农艺性状比较将19个全同胞家系，根据母本控制原则整合成6个半同胞家系(表5)。30×R家系叶片最狭长，叶长宽比达到4.8；80×R家系的叶片数、萌条数、苗高、根系长度最大，分别为17.5片，4.3条，5.2 cm，6.1 cm；66×R家系茎基部最粗，达到1.7 mm；17×R家系根系数量最多，达到9.9条；66×R家系茎中部最粗，叶面积最大，分别达到2.9 mm与72.5 mm2；68×R家系根系鲜重比最大，根和茎叶鲜重比达到0.4。半同胞家系间农艺性状表现出相当丰富的遗传多样性，表明铁皮石斛新品种选育在半同胞家系间的选择也有明显效果。以80×R家系为例，比较全同胞F1代与半同胞F1代家系内主要农艺性状变异幅度(表6)，结果表明，半同胞F1代家系内变异幅度明显高于全同胞F1代，全同胞F1代家系内主要性状较半同胞F1代稳定。
, 百拇医药
由表7可见，第1主成分特征根值为4.58，贡献率为38.18%，贡献率最大，其中，叶面积、叶长与叶宽特征向量值较大，且为正值，对第1主成分影响最大，叶数为较大负值，第1主成分可以称为叶生长因子；第2主成分特征值为2.71，贡献率为22.55%，此成分中根系长度、根茎鲜重比与根系数量构成变异主要来源，第2主成分可以称为根系主因子；第3主成分特征值为1.66，贡献率为13.81%，此成分中茎基部粗、苗高、茎中部粗与萌条数特征向量正值且较大，构成变异主要来源，故称之为茎产量因子，叶长宽比特征向量也较大，但为负值，表明叶长宽比越小即宽叶铁皮石斛[6]在苗期表现出较好的茎部性状。第4主成分特征值为1.15，贡献率9.59%，此成分中根系长度向量值为最大负值，根系数量为最大正值，称之为根系副因子。对12个农艺性状进行主成分分析有效地避免了在筛选优良指标过程中单一指标的片面性和不稳定性，为新品种选育奠定了基础。, 百拇医药(刘志高 朱波 斯金平 章晓玲 高亭亭 朱玉球)
[关键词]铁皮石斛；F1代；苗期农艺性状；主成分分析；聚类分析
铁皮石斛Dendrobium officinale Kimura et Migo是传统名贵珍稀中药材，具有益胃生津、滋阴清热等独特的功效[1]。铁皮石斛每年种苗需求量数以亿计，因其自花基本不育，纯化难，纯合体少[2]，导致优良品种选育严重滞后，并成为当前制约铁皮石斛产业发展的主要瓶颈[3]。开展铁皮石斛杂交育种技术研究，选育出既充分发挥杂交优势又保证品种内一致性、世代之间遗传稳定性的优良品种，对铁皮石斛产业发展具有重要意义。
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1材料和方法
育种群体栽培于浙江农林大学智能温室，经种质资源遗传多样性、多糖含量、抗寒能力、生长势、萌蘖能力等测定与评价[4-6]，2009年6月根据育种目标、亲缘关系、性状互补等原则，选择浙江雁荡山、浙江四明山、浙江庆元、云南广南4个种源26个亲本进行人工控制授粉(表1)。共获得24个全同胞F1代，6个半同胞F1代，2个自交后代(表2)。
2009年11月10日至12日果实成熟时进行无菌播种，培养3个月后幼苗高约1.5 cm时转接于直径7.0 cm，高11.5 cm的玻璃瓶内。采用完全随机区组设计，以1瓶为1个处理，每瓶15株，设3个重复(其中家系83×34，69×91，80×27设6个重复)。2010年8月1日至5日对全部子代进行苗期农艺性状测定，用直尺测量每株种苗高度与根系长度，用数显游标卡尺测量其茎基部粗、茎中部粗、顶端3片叶片长与宽，用电子天平称量每处理15株种苗培养基上部与培养基下部生物量，统计每株苗木萌条、叶片与根系数量。数据采用DPS 7.05版数据处理软件进行分析，先将参试家系的12个主要农艺性状进行方差分析，然后对显著性状开展主成分分析和聚类分析[7]。
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叶面积估算，选取大小不同的铁皮石斛组培苗新鲜叶片150片，用直尺与数显游标卡尺测量叶长(叶片中脉长)、叶宽，用方格纸法[8]测量叶面积，用SPSS 17.0与Excel软件对数据进行相关性与回归分析，结果显示铁皮石斛叶面积与叶长宽积相关性最高，相关系数R2达到0.987 7，回归方程为S= 0.797 7X+2.405(S为叶面积，X为叶长宽积)，各交配组合叶面积按方程估算。
2结果与分析
2.1不同交配组合农艺性状比较26个交配组合间各农艺性状差异均极显著(表3)，其中，86×86叶片最狭长，叶片长宽比达到6.3；99×131茎萌条数最多，平均萌条数为9.1条；66×9叶面积最大，单叶平均叶面积达到92.1 mm2；4×4叶片最多，平均叶片数为23.5片；83×34苗最高，平均苗高为6.7 cm；83×34茎基部最粗，达到2.1 mm；66×65茎中部最粗，达到3.1 mm；99×131家系根系数量最多，达到14.4条；86×86家系根系最长，平均根系长8.0 cm；78×75家系根系鲜重最大，根与茎叶鲜重比达0.6。研究结果表明，各交配组合间农艺性状遗传多样性丰富，通过选择优良亲本控制授粉，创制F1代，可最大限度地利用铁皮石斛杂种优势。
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随机选取3个全同胞F1代进行家系内主要性状差异比较(表4)。叶长宽比，萌条数，茎中部粗家系内稳定，3个抽选家系内均不存在显著差异，叶长，叶宽，叶片数，苗高，茎基部粗，根系数量与根系长度存在显著差异，叶面积变异最大，表明全同胞F1代植株家系内农艺性状较家系间稳定但仍然存在变异。
2.2半同胞F1代农艺性状比较将19个全同胞家系，根据母本控制原则整合成6个半同胞家系(表5)。30×R家系叶片最狭长，叶长宽比达到4.8；80×R家系的叶片数、萌条数、苗高、根系长度最大，分别为17.5片，4.3条，5.2 cm，6.1 cm；66×R家系茎基部最粗，达到1.7 mm；17×R家系根系数量最多，达到9.9条；66×R家系茎中部最粗，叶面积最大，分别达到2.9 mm与72.5 mm2；68×R家系根系鲜重比最大，根和茎叶鲜重比达到0.4。半同胞家系间农艺性状表现出相当丰富的遗传多样性，表明铁皮石斛新品种选育在半同胞家系间的选择也有明显效果。以80×R家系为例，比较全同胞F1代与半同胞F1代家系内主要农艺性状变异幅度(表6)，结果表明，半同胞F1代家系内变异幅度明显高于全同胞F1代，全同胞F1代家系内主要性状较半同胞F1代稳定。
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由表7可见，第1主成分特征根值为4.58，贡献率为38.18%，贡献率最大，其中，叶面积、叶长与叶宽特征向量值较大，且为正值，对第1主成分影响最大，叶数为较大负值，第1主成分可以称为叶生长因子；第2主成分特征值为2.71，贡献率为22.55%，此成分中根系长度、根茎鲜重比与根系数量构成变异主要来源，第2主成分可以称为根系主因子；第3主成分特征值为1.66，贡献率为13.81%，此成分中茎基部粗、苗高、茎中部粗与萌条数特征向量正值且较大，构成变异主要来源，故称之为茎产量因子，叶长宽比特征向量也较大，但为负值，表明叶长宽比越小即宽叶铁皮石斛[6]在苗期表现出较好的茎部性状。第4主成分特征值为1.15，贡献率9.59%，此成分中根系长度向量值为最大负值，根系数量为最大正值，称之为根系副因子。对12个农艺性状进行主成分分析有效地避免了在筛选优良指标过程中单一指标的片面性和不稳定性，为新品种选育奠定了基础。, 百拇医药(刘志高 朱波 斯金平 章晓玲 高亭亭 朱玉球)