南京林业大学学报(自然科学版) ›› 2023, Vol. 47 ›› Issue (1): 171-179.doi: 10.12302/j.issn.1000-2006.202109004
李建挥1(), 李柏海1,*(
), 吴思政1, 柏文富1, 禹霖1, 聂东伶1, 严佳文1, 熊颖1, 向祖恒2, 彭先凤2
收稿日期:
2021-09-01
接受日期:
2021-10-23
出版日期:
2023-01-30
发布日期:
2023-02-01
基金资助:
LI Jianhui1(), LI Bohai1,*(
), WU Sizheng1, BAI Wenfu1, YU Lin1, NIE Dongling1, YAN Jiawen1, XIONG Ying1, XIANG Zuheng2, PENG Xianfeng2
Received:
2021-09-01
Accepted:
2021-10-23
Online:
2023-01-30
Published:
2023-02-01
摘要: 【目的】 了解湘西地区核桃(Juglans regia)资源表型特征和多样性状况,为湖南省核桃资源的开发和利用提供理论参考。【方法】 以湖南省龙山县、泸溪县、靖州县、石门县采集的223份核桃资源为研究对象,测定了坚果表型的质量性状和数量性状,对其21个表型性状进行多样性和聚类分析。【结果】 湘西地区核桃坚果质量性状的变异系数为20.62%~79.21%,Simpson 指数为0.171~0.823,Shannon-Wiener指数 0.450~2.760,数量性状的变异系数8.37%~27.49%。单果质量5.28~31.70 g,<7 g的小果资源和>22 g的大果资源各有4份。基于核桃属DUS测试指南描述的坚果表型性状,补充了3种种形、3种沿缝合线纵切面形状、1种横切面形状和1种核仁皮色等质量性状。表型性状分析表明,表型分化系数平均为64.03%,21个坚果表型性状的群体间变异大于群体内变异。聚类分析结果显示,在欧氏距离15处,可以将15个群体划分为4个类群。Mantel检验结果表明,群体间的欧氏距离与其地理距离存在显著正相关性(R=0.502,P=0.023)。【结论】 湘西地区核桃坚果表型多样性丰富,特异性明显。
中图分类号:
李建挥,李柏海,吴思政,等. 湘西地区核桃坚果表型特征及多样性研究[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2023, 47(1): 171-179.
LI Jianhui, LI Bohai, WU Sizheng, BAI Wenfu, YU Lin, NIE Dongling, YAN Jiawen, XIONG Ying, XIANG Zuheng, PENG Xianfeng. Research on the nutphenotypic traits and diversities of walnut in western Hunan[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2023, 47(1): 171-179.DOI: 10.12302/j.issn.1000-2006.202109004.
表1
采样地基本信息及样本数"
群体名及代码 populations code | 地理位置 geographic location | 海拔/m altitude | 年降水量/mm annual rainfall | 年均气温/ ℃ temperature | 取样数量/株 samples |
---|---|---|---|---|---|
茨岩CY | 龙山县茨岩塘镇(109°36'25″E,29°25'6″N) | 412~1 456 | 1 286 | 13.4 | 10 |
靛房DF | 龙山县靛房镇(109°34'45″E,28°58'50″N) | 291~1 192 | 1 367 | 16.8 | 39 |
红岩溪HYX | 龙山县红岩溪镇(109°38'21″E,29°17'49″N) | 340~1 175 | 1 573 | 16.4 | 5 |
洛塔LT | 龙山县洛塔乡(109°32'7″E,29°12'24″N) | 325~1 430 | 1 300 | 13.0 | 41 |
茅坪MP | 龙山县茅坪乡(109°30'4″E,29°20'42″N) | 587~1 385 | 1 278 | 13.1 | 5 |
农车NC | 龙山县农车镇(109°38'20″E,29°10'45″N) | 434~1 057 | 1 568 | 15.2 | 45 |
石牌SP | 龙山县石牌镇(109°35'56″E,29°34'38″N) | 550~1 737 | 1 304 | 15.8 | 8 |
洗车XC | 龙山县洗车河镇(109°32'25″E,29°04'19″N) | 256~1 197 | 1 388 | 16.4 | 14 |
洗洛XL | 龙山县洗洛乡(109°28'37″E,29°24'39″N) | 520~1 335 | 1 305 | 15.7 | 14 |
咱果ZG | 龙山县咱果乡(109°21'41″E,29°01'52″N) | 220~1 197 | 1 417 | 15.8 | 7 |
召市ZS | 龙山县召市镇(109°25'46″E,29°14'39″N) | 617~1 430 | 1 305 | 15.8 | 9 |
白羊溪BYX | 泸溪县白羊溪乡(110°07'14″E,28°12'43″N) | 204~792 | 1 418 | 16.0 | 7 |
渠阳QY | 靖州县渠阳镇(109°42°2″E,26°34'45″N) | 278~1 178 | 1 372 | 16.8 | 6 |
壶瓶山HPS | 石门县壶瓶山镇(110°47'25″E,29°56'28″N) | 220~2 099 | 1 899 | 9.2 | 5 |
新关XG | 石门县新关镇(111°19'6″E,29°37'24″N) | 46~204 | 1 540 | 16.7 | 8 |
总计total | 223 |
表2
核桃和泡核桃坚果表型特征赋值及描述"
性状代码 traits code | 质量性状 quality trait | 赋值及描述 description and assignment |
---|---|---|
Q1 | 沿缝合线纵切面形状 shape in longitudinal section through suture | 1.椭圆形elliptic;2.阔椭圆形broad elliptic;3.长圆形long circular;4.圆形circular;5.卵圆形ovate;6.阔卵形broad ovate;7.心形heart-Shaped;8.梯形trapezium;9.其他other |
Q2 | 垂直缝合线纵切面形状(种形) shape in longitudinal section perpendicular to suture(nut shape) | 1.圆形elliptic;2.扁圆形oblate;3.倒卵圆形inverted ovate;4.心形heart-shaped;5.阔卵圆形broad ovate;6.三角形triangular;7.方(梯)形squareness (trapezium);8.长椭圆形long circular;9.卵圆形ovate;10.其他other |
Q3 | 坚果横切面形状shape in cross section | 1.内凹扁圆形concave oblate;2.扁圆形oblate;3.圆形circular;4.椭圆形elliptic;5.其他other |
Q4 | 果顶形状shape of nut top | 1.平weak flat;2.凸medium bulge;3.尖strong pointed |
Q5 | 果肩形状shape of apex perpendicular to suture | 1.平truncate;2.圆形rounded;3.耸emarginate;4.溜pointed |
Q6 | 果底形状shape of base perpendicular to suture | 1.平flat;2.稍凸medium bulge;3.凸bulge;4.凹emarginate |
Q7 | 刻窝pit on the shell | 1.少slightly;2.中moderately;3.多strongly;4.很多embossed |
Q8 | 刻纹groove on the shell | 1.平flat;2.浅shallow;3.中medium;4.深deep |
Q9 | 缝合线条数number of pads on suture | 1.2条two;2.2~3条two-three;3.3条three;4.2~4条two-four;5.3~4条three-four;6.4条four |
Q10 | 缝合线突出程度prominence of pad on suture | 1.凸bulge;2.平flat;3.凹emarginate |
Q11 | 隔膜diaphragm texture | 1.膜质membranous;2.纸质papery;3.革质leathery;4.骨质bony |
Q12 | 内褶壁inner pleat wall of shell | 1.膜质membranous;2.革质leathery;3.骨质bony;4.退化degeneration |
Q13 | 核仁皮色skin color of kernel | 1.白(黄白) white (yellow white);2.浅黄light yellow;3.黄yellow;4.浅褐light brown;5.褐brown;6.紫褐purple brown;7.浅蓝light blue |
表3
核桃表型质量性状频率分布及多样性指数"
质量性状代码 traits code | 各级所占比例/% the proportion of each level | 变异系数/% CV | 多样性指数diversity index | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | Simpson | Shannon-Wiener | |||
Q1 | 5.38 | 16.59 | 7.62 | 30.94 | 8.97 | 14.35 | 1.35 | 12.56 | 2.24 | 46.93 | 0.823 | 2.760 | ||
Q2 | 30.04 | 23.77 | 7.62 | 0.90 | 3.59 | 1.79 | 20.18 | 0.90 | 2.69 | 8.52 | 79.21 | 0.797 | 2.302 | |
Q3 | 84.30 | 15.25 | 0.45 | 18.71 | 0.266 | 0.657 | ||||||||
Q4 | 4.04 | 37.67 | 58.30 | 22.61 | 0.517 | 1.171 | ||||||||
Q5 | 37.67 | 21.97 | 19.28 | 21.08 | 52.16 | 0.728 | 1.942 | |||||||
Q6 | 30.94 | 43.05 | 12.11 | 13.90 | 47.44 | 0.685 | 1.812 | |||||||
Q7 | 42.60 | 31.39 | 21.97 | 4.04 | 47.57 | 0.670 | 1.717 | |||||||
Q8 | 14.35 | 59.64 | 22.87 | 3.14 | 32.19 | 0.570 | 1.490 | |||||||
Q9 | 89.24 | 6.73 | 0.45 | 3.59 | 51.79 | 0.198 | 0.616 | |||||||
Q10 | 90.58 | 9.42 | 26.75 | 0.171 | 0.450 | |||||||||
Q11 | 4.04 | 6.73 | 65.47 | 23.77 | 21.96 | 0.509 | 1.342 | |||||||
Q12 | 52.91 | 26.01 | 21.08 | 29.87 | 0.608 | 1.465 | ||||||||
Q13 | 5.83 | 13.90 | 26.46 | 39.46 | 13.45 | 0.45 | 0.45 | 32.24 | 0.733 | 2.061 |
表4
核桃表型数量性状的变异情况"
数量性状代码 traits code | 数量性状 quantitative trait | 最大值 max | 最小值 min | 极差 range | 均值 mean | 标准差 SD | 变异系数/% CV |
---|---|---|---|---|---|---|---|
q14 | 单果质量/g nut weight | 31.70 | 5.28 | 26.42 | 13.07 | 3.59 | 27.49 |
q15 | 纵径/mm longitudinal diameter | 44.47 | 22.13 | 22.34 | 31.83 | 3.56 | 11.17 |
q16 | 横径/mm transverse diameter | 37.68 | 22.20 | 15.48 | 29.50 | 2.50 | 8.48 |
q17 | 侧径/mm lateral diameter | 42.16 | 25.84 | 16.32 | 32.01 | 2.86 | 8.92 |
q18 | 三径均值/mm geometric mean diameter | 40.97 | 23.58 | 13.79 | 30.98 | 2.76 | 8.92 |
q19 | 果形指数nut shape index | 1.25 | 0.74 | 0.51 | 0.97 | 0.08 | 8.37 |
q20 | 壳厚/mm shell thickness | 2.91 | 0.56 | 2.35 | 1.51 | 0.40 | 26.48 |
q21 | 出仁率/% kernel rate | 67.32 | 29.60 | 48.03 | 37.32 | 6.21 | 12.92 |
表5
坚果表型性状变异系数及多重比较"
性状代码 traits code | 群体变异系数/% population CV | 均值 mean | |||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CY | DF | HYX | LT | MP | NC | SP | XC | XL | ZG | ZS | BYX | QY | XG | HPS | |||||||||||||||||
Q1 | 30.17 | 41.10 | 66.33 | 42.91 | 68.18 | 47.86 | 51.56 | 50.48 | 56.73 | 27.85 | 36.06 | 72.04 | 53.96 | 31.35 | 51.35 | 48.53 f | |||||||||||||||
Q2 | 78.59 | 87.45 | 131.23 | 77.83 | 93.54 | 80.44 | 87.71 | 66.37 | 74.66 | 56.61 | 84.85 | 73.19 | 38.73 | 63.63 | 78.74 | 78.24 g | |||||||||||||||
Q3 | 0.00 | 13.00 | 0.00 | 18.28 | 20.33 | 15.05 | 16.64 | 19.23 | 36.11 | 0.00 | 21.43 | 21.35 | 22.13 | 20.57 | 21.07 | 16.35 abcd | |||||||||||||||
Q4 | 21.08 | 24.39 | 15.97 | 24.18 | 21.07 | 25.15 | 25.71 | 25.13 | 20.75 | 20.79 | 18.75 | 17.98 | 22.13 | 0.00 | 15.97 | 19.94 bcde | |||||||||||||||
Q5 | 50.41 | 58.43 | 39.12 | 51.08 | 61.24 | 58.67 | 25.20 | 55.42 | 43.54 | 50.85 | 42.86 | 40.18 | 44.26 | 59.28 | 51.60 | 48.81 f | |||||||||||||||
Q6 | 33.33 | 37.40 | 39.12 | 45.47 | 61.24 | 40.72 | 45.25 | 55.31 | 45.03 | 22.01 | 36.49 | 50.07 | 44.26 | 63.82 | 47.14 | 44.44 f | |||||||||||||||
Q7 | 35.14 | 43.24 | 34.40 | 52.21 | 0.00 | 42.12 | 59.15 | 48.04 | 51.31 | 32.20 | 56.69 | 33.07 | 55.78 | 60.05 | 59.27 | 44.18 f | |||||||||||||||
Q8 | 35.86 | 30.99 | 21.07 | 31.16 | 22.82 | 31.98 | 31.33 | 26.74 | 26.61 | 0.00 | 54.67 | 32.20 | 30.98 | 37.80 | 33.33 | 29.84 e | |||||||||||||||
Q9 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 56.81 | 0.00 | 45.03 | 73.09 | 31.77 | 70.08 | 0.00 | 60.00 | 33.07 | 0.00 | 0.00 | 37.27 | 27.14 e | |||||||||||||||
Q10 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 29.53 | 0.00 | 34.40 | 31.43 | 0.00 | 24.94 | 33.07 | 36.08 | 33.07 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 14.83 abc | |||||||||||||||
Q11 | 10.20 | 14.56 | 15.21 | 24.81 | 15.97 | 21.32 | 25.20 | 11.55 | 11.55 | 28.63 | 25.86 | 15.59 | 30.98 | 53.45 | 0.00 | 20.33 cde | |||||||||||||||
Q12 | 15.06 | 23.93 | 21.07 | 33.05 | 26.31 | 32.18 | 28.34 | 29.24 | 32.04 | 23.01 | 30.00 | 19.25 | 15.49 | 37.64 | 37.27 | 26.92 e | |||||||||||||||
Q13 | 44.20 | 35.98 | 0.00 | 28.56 | 40.75 | 33.67 | 32.77 | 18.58 | 30.66 | 34.88 | 33.54 | 0.00 | 31.62 | 35.19 | 28.28 | 28.58 e | |||||||||||||||
q14 | 21.20 | 19.11 | 25.29 | 24.22 | 22.44 | 25.82 | 25.56 | 28.15 | 27.77 | 8.98 | 14.77 | 20.00 | 36.64 | 38.46 | 38.92 | 25.16 de | |||||||||||||||
q15 | 11.49 | 9.49 | 8.56 | 9.57 | 6.57 | 10.03 | 8.55 | 9.06 | 11.07 | 5.71 | 14.76 | 9.02 | 9.89 | 18.39 | 13.67 | 10.39 ab | |||||||||||||||
q16 | 8.59 | 6.80 | 6.38 | 7.36 | 3.99 | 7.54 | 9.12 | 10.47 | 8.80 | 4.25 | 10.05 | 7.58 | 10.59 | 11.78 | 11.34 | 8.31 a | |||||||||||||||
q17 | 7.13 | 7.38 | 6.82 | 7.25 | 5.84 | 8.59 | 6.11 | 11.37 | 11.57 | 2.47 | 10.47 | 6.86 | 12.54 | 12.68 | 15.45 | 8.84 a | |||||||||||||||
q18 | 8.77 | 7.29 | 6.11 | 7.76 | 4.57 | 7.97 | 6.07 | 9.91 | 8.71 | 3.12 | 11.81 | 7.39 | 10.73 | 14.73 | 13.37 | 8.55 a | |||||||||||||||
q19 | 8.37 | 8.32 | 6.42 | 8.21 | 6.51 | 7.93 | 9.57 | 6.77 | 10.44 | 5.83 | 8.03 | 8.05 | 6.28 | 8.26 | 3.08 | 7.47 a | |||||||||||||||
q20 | 22.61 | 19.79 | 32.77 | 23.04 | 24.19 | 26.38 | 29.00 | 26.97 | 21.71 | 51.02 | 31.30 | 23.10 | 33.95 | 24.87 | 5.15 | 26.39 e | |||||||||||||||
q21 | 10.26 | 10.82 | 13.64 | 11.20 | 8.88 | 12.25 | 14.94 | 9.06 | 13.17 | 15.19 | 23.84 | 7.08 | 18.52 | 10.61 | 10.90 | 12.69 abc | |||||||||||||||
均值mean | 21.55 | 23.78 | 23.31 | 29.26 | 24.50 | 29.29 | 30.59 | 26.17 | 30.35 | 20.31 | 31.54 | 25.24 | 25.21 | 28.69 | 27.29 | 26.47 |
表6
核桃坚果表型性状的方差分量和表型分化系数"
性状代码 traits code | 方差分量 variance component | F | 方差分量百分比/% percentage of variance portion | 表型分化系数/% coefficient of phenotype differentiation | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|
群体间 inter-population | 群体内 intra-population | 群体间 inter-population | 群体内 intra-population | ||||
Q1 | 5.543 3 | 4.306 8 | 1.29 | 56.28 | 43.72 | 56.28 | |
Q2 | 6.632 7 | 9.770 0 | 0.68 | 40.44 | 59.56 | 40.44 | |
Q3 | 0.204 1 | 0.163 5 | 1.25 | 55.52 | 44.48 | 55.52 | |
Q4 | 0.286 3 | 0.333 3 | 0.86 | 46.21 | 53.79 | 46.21 | |
Q5 | 1.888 3 | 1.326 8 | 1.42 | 58.73 | 41.27 | 58.73 | |
Q6 | 2.521 3 | 0.879 4 | 2.87* | 74.14 | 25.86 | 74.14 | |
Q7 | 1.136 5 | 0.772 0 | 1.47 | 59.55 | 40.45 | 59.55 | |
Q8 | 0.833 9 | 0.454 0 | 1.83* | 64.75 | 35.25 | 64.75 | |
Q9 | 0.127 2 | 0.082 9 | 1.53 | 60.55 | 39.45 | 60.55 | |
Q10 | 0.833 9 | 0.454 0 | 1.84* | 64.75 | 35.25 | 64.75 | |
Q11 | 1.285 5 | 0.404 9 | 3.18* | 76.05 | 23.95 | 76.05 | |
Q12 | 1.110 4 | 0.609 9 | 1.82* | 64.55 | 35.45 | 64.55 | |
Q13 | 1.914 0 | 1.183 4 | 1.62 | 61.79 | 38.21 | 61.79 | |
q14 | 35.718 2 | 11.370 6 | 3.14* | 75.85 | 24.15 | 75.85 | |
q15 | 35.469 9 | 11.111 0 | 3.19* | 76.15 | 23.85 | 76.15 | |
q16 | 13.360 7 | 5.772 4 | 2.31* | 69.83 | 30.17 | 69.83 | |
q17 | 11.137 3 | 7.951 8 | 1.40 | 58.34 | 41.66 | 58.34 | |
q18 | 23.617 7 | 8.162 4 | 2.89* | 74.32 | 25.68 | 74.32 | |
q19 | 0.012 9 | 0.006 2 | 2.08* | 67.54 | 32.46 | 67.54 | |
q20 | 0.343 3 | 0.147 7 | 2.32* | 69.92 | 30.08 | 69.92 | |
q21 | 80.603 3 | 35.691 8 | 2.26* | 69.31 | 30.69 | 69.31 | |
均值mean | 10.694 3 | 4.807 4 | 2.22* | 64.03 | 35.97 | 64.03 |
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