浙江省萝卜种质资源表型多样性分析

林志寅， 庄文雅， 汪精磊， 胡天华， 包崇来*

(1.瑞安市顺泰毛芋专业合作社，浙江 瑞安 325200； 2.浙江省农业科学院 蔬菜研究所，浙江 杭州 310022)

萝卜(RaphanussativusL.，2n=18)为十字花科萝卜属作物，是我国重要的传统蔬菜，并在世界各地广泛种植。目前我国常年的萝卜种植面积约120万hm2，年产量为4 500万t，我国是世界萝卜第一生产国和主要出口国[1]。浙江省萝卜商品化基地集中在萧山、上虞、兰溪、金华婺城、庆元、仙居等地，其中萧山萝卜干、兰溪小萝卜是国家地理标志农产品，远近闻名。萧山区种植萝卜约4 700 hm2，是全省面积最大的产区，年产量约10万t，产值超过10亿元，其中加工、出口约占50%。

浙江省位于我国东南沿海，地形十分复杂多样，包括山地、丘陵、平原、盆地和岛屿，且以山地为主，形成相对独立的区域，因而地方品种具有较强的多样性。地方品种能够很好地适应本地的气候环境和栽培条件，是新品种选育的优异资源库。自浙江第三次全国农作物种质资源普查与收集行动开展以来，本单位在浙江共收集到32份持续种植的萝卜地方品种和1份野生品种。为了对浙江萝卜种质资源多样性进行评价，了解不同类型及其特点，本研究于2020年调查了33份浙江萝卜种质资源的15个农艺性状，并研究了其多样性。本研究将为浙江地区萝卜地方品种优异农艺性状的发掘及野生萝卜资源的保护提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为浙江省第三次种质资源普查工作收集到的浙江地区萝卜种质资源，由浙江省农业科学院蔬菜所收集与鉴定。

1.2 处理设计

表型鉴定在浙江省农业科学院乔司农场(杭州)开展。材料于2020年9月中旬播种，12月上旬收获调查。田间常规管理。参考《萝卜种质资源描述规范和数据标准》调查表型数据[2]。调查数据包括株高、株幅、叶片数、叶型、叶裂刻、小裂片对数、叶长、叶宽、叶色、叶柄色、肉根总长、肉质根入土深度、肉根粗、肉根形状、肉根基部形状、地上皮色、地下皮色、肉根重和根肉色共19个性状。每份种质资源调查3个重复，每个重复调查6株。

1.3 数据处理

表型数据录入Microsoft Excel 2016进行整理统计。并将可测量性状包括株高、株幅、叶片数、小裂片对数、叶长、叶宽、肉根总长、肉质根入土深度、肉根粗和肉根重共10个数量性状分别分成10个等级并从1到10赋值，1级定义为小于或等于X-2δ(X为平均值，δ为标准差)，10级定义为大于或等于X+2δ，每级间差0.5δ。对叶型、叶裂刻、叶色、叶柄色、肉根形状、肉根基部形状、地上皮色、地下皮色和根肉色9个质量性状按照《萝卜种质资源描述规范和数据标准》赋值。香农多样性指数使用每级的相对频率计算[3-4]。主成分与相关性分析使用SPSS 16.0软件计算，聚类分析使用R编程语言采用Ward法计算。

2 结果与分析

2.1 种质资源的分布情况

2017年6月至2020年6月，通过对浙江省内种质资源系统调查，共收集萝卜种质资源33份(表1)，其中，收集于舟山市嵊泗县的海萝卜(P330900003)为野生萝卜，其他均为地方品种。分布在浙江省10个地级市的23个县级行政区(市、区、县)。其中杭州市5份，金华市4份，舟山市4份，丽水市4份，宁波市4份，衢州市4份，台州市3份，绍兴市2份，嘉兴市2份，湖州市1份。

表1 33份萝卜种质资源材料

2.2 遗传多样性分析

利用遗传多样性指数分析收集的萝卜种质资源的遗传多样性，结果表明，各性状变异丰富。对33份萝卜种质资源的19个农艺性状统计分析表明，供试材料表型性状的遗传多样性较丰富，且各材料之间存在较大的形态差异。10个数量性状变异系数为17.47%～85.08%，其中，最大为小裂片对数，最小为株幅。从大到小排序为小裂片对数(85.08%)>肉质根入土深度(49.80%)>肉根总长(36.20%)>肉根重(34.10%)>叶宽(24.30%)>株高(22.40%)>肉根粗(20.90%)>叶长(20.20%)>叶片数(19.70%)>株幅(17.47%)。

10个数量性状的香农遗传多样性指数范围在1.24～2.05，其中株高、叶长与叶宽最高，小裂片对数最低(表2)。

表2 萝卜10个数量性状的变异及遗传多样性分析

9个质量性状中，萝卜肉色均为白色，没有变异，其他8个性状变异系数为15.00%～62.19%，从大到小排序为地上皮色(62.19%)>叶柄色(59.32%)>肉根形状(52.24%)>叶裂刻(51.06%)>叶型(45.31%)>地下皮色(37.03%)>肉根基部形状(27.00%)>叶色(15.00%)。8个质量性状的香农遗传多样性指数范围在0.30～1.83，其中肉根形状最高，地下皮色最低(表3)。

表3 萝卜9个质量性状的变异及遗传多样性分析

2.3 数量性状的相关性分析

数量性状之间的相关性分析表明多个性状之间具有极显著或显著相关性(表4)。株高、株幅、叶长、叶宽肉根总长、肉质根入土深度6个性状两两之间均呈极显著正相关；肉质根粗与株高、肉根总长和肉质根入土深度呈显著负相关；肉根重与肉根总长呈极显著正相关，与叶片数和肉根粗呈显著正相关。

表4 萝卜种质资源数量性状相关性分析

2.4 主成分分析

对33份萝卜种质资源的19个农艺性状进行主成分分析，结果表明，前5个主成分累计贡献率达77.590%，包含了19个主要农艺性状的绝大部分遗传信息(表5)。第一主成分特征值为6.034，方差贡献率为33.525%，特征向量绝对值较高的性状有株幅(0.189)、小裂片对数(0.185)、叶长(0.182)、叶宽(0.194)、叶型(0.200)和叶裂刻(0.195)，叶片相关性状是反应第一因子特征值的主要性状指标。第二主成分特征值为2.726，贡献率为15.147%，特征向量绝对值较高的性状有肉根总长(0.379)、肉质根入土深度(0.381)和肉根基部形状(-0.297)，肉质根相关性状是反应第二因子特征值的主要性状指标。第三主成分的特征值2.367，方差贡献率为13.150%，占主导地位的性状有叶柄色(0.341)、地上皮色(0.348)和地下皮色(0.348)，颜色相关性状是反应第三因子特征值的主要性状指标。第四主成分的特征值1.680，方差贡献率为9.334%。第五主成分的特征值1.158，方差贡献率为6.435%。

表5 萝卜各性状的主成分载荷与贡献率

2.5 农艺性状的聚类分析

采用系统聚类方法对33份萝卜种植资料聚类分析，可将供试材料分为3大类群(图1)。第Ⅰ类群有5份萝卜，包括野生萝卜(P330900003)，该类资源主要表现为地上部分生长旺盛，具体表现为叶片数目多，叶片长宽及株高株幅数值大，且叶型均为全裂。第Ⅱ类群有14份萝卜，叶片数目相对少，叶片长宽及株高株幅也较小，叶型均为花叶或中间型。第Ⅲ类群也有14份萝卜，除土萝卜(2017331101)叶型为中间型外，其他材料均为板叶。

图1 萝卜种质资源的聚类结果

3 讨论

作物种质资源丰富的变异可为品种选育提供材料基础，鉴定农艺性状是对种质资源进行评价的最简单且有效的方法[5-6]。变异系数反映了性状的离散程度，吕伟等[7]认为，当变异系数大于10%时，该性状在供试材料中存在差异较大。本研究表型多样性分析中，19个农艺性状的变异系数在15.00%～85.08%，香农遗传多样性指数在0.30～2.05，结果表明，收集的萝卜资源份数虽然不多，但性状变异丰富。变异系数大于50%的性状有：小裂片对数、叶裂刻、肉根形状、叶柄色和地上皮色。在前人不同的研究中[8-10]，肉根形状和地上皮色变异系数均超过50%，说明在这2个性状上已报道的研究中收集材料变异比较丰富。

主成分分析能够以较少的综合指标尽可能多地反映原有指标信息。本研究中前5个主成分所含信息量占总体的77.590%，可有效反映原有多个性状变量信息。前3个主成分可分别归为反映叶片表型、肉质根外观及颜色的3类性状。孔秋生[11]认为，基于表型对萝卜分类时依次考虑颜色、根部性状、叶片性状，与本研究结果性状一致，只是顺序不同。王夏[12]则认为，要考虑颜色、株型、叶部表型、根部表型和根部颜色。张素君等[9]则认为，应依次考虑肉质根外观、产量构成和叶片表型。不同研究结果有所不同，可能是选用材料或表型指标不同所致。多种方法试图从不同角度降低分类的工作量，可根据不同条件合理选择使用。在聚类分析中，叶型(花叶、板叶)及地上部分生长势是主要影响因素，在邓晓辉等人研究中，地上部分也是决定因素。选择不同的性状指标会在很大程度上影响聚类结果。

本研究选取了来自浙江地区的33份萝卜种质资源，对收获期19个农艺性状进行调查和统计分析，为萝卜种质资源的创新利用及遗传改良提供理论依据。但该研究主要基于表型性状展开，具有一定的局限性。为了更加全面了解这些资源，还需增加分子水平研究及品质、抗性的鉴定，才能更加全面准确的评价萝卜种质。