福建枳椇种质的表型特征、表型变异及表型-环境关联:其多用途利用

《Horticulturae》:Phenotypic Characterization, Phenotypic Variation, and Phenotype–Environment Associations of Hovenia acerba Germplasm in Fujian, China: Its Multipurpose Utilization

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月07日 来源:Horticulturae 3.4

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  研究人员对福建省11个种源31份枳椇(Hovenia acerba)种质进行了25个数量形态性状的测定,综合运用方差分析、时间重复力估计、相关分析、主成分分析(PCA)、聚类分析及气候-性状相关分析。结果显示种内表型变异丰富、多样性高:花序相关性状变异最大(平

  
研究人员对福建省11个种源31份枳椇(Hovenia acerba)种质进行了25个数量形态性状的测定,综合运用方差分析、时间重复力估计、相关分析、主成分分析(PCA)、聚类分析及气候-性状相关分析。结果显示种内表型变异丰富、多样性高:花序相关性状变异最大(平均变异系数CV=0.42),果实相关性状时间重复力最高(temporal repeatability=0.52),具多年表型时间一致性;营养生长与生殖生长间存在权衡倾向;一级果柄长度(LPP)与产量强关联,树高(H)可作苗期早期选择候选性状。PCA将25个性状浓缩为5个主成分,累计解释73.94%表型变异;基于综合F值筛选出6个候选评价指标,31份种质聚为5类且不与地理种源对应。气候相关分析表明年降水量(AMP)与产量性状正相关,3—4月春季高温(MMT、AMT)与花序性状负相关。研究人员初步选出8份优株候选用于食用果柄或果材兼用栽培。该研究填补了区域研究空白,为H. acerba种质保存、定向育种提供可靠表型数据集与候选材料。
研究背景方面,枳椇(Hovenia acerba,鼠李科)为集食用肉质果柄、药用种子(黄酮、多酚、生物碱)与优质木材于一体的多用途落叶乔木,自然分布于长江流域及福建等南方省份。当前中国人工栽培品种极少,生产仍依赖传统实生地方种质,虽有生态学、药理与栽培技术研究,但针对福建种质的表型遗传参数、多年性状稳定性及种质-环境互作的系统评价长期缺失,制约了定向育种与高效利用。为此,研究人员以福建省11个地理种源31份野生成年个体为对象,在2007、2017、2024三个非连续年份开展田间追踪,测定树体生长、花序架构与果实种子共25个数量形态性状,旨在构建区域表型数据集并挖掘候选优良种质。
主要技术方法上,研究人员采用固定年份、随机 accession(单株树)及 accession×年互作的线性混合效应模型,经限制最大似然(REML)估计方差组分并计算时间重复力(R);性状按树级均值聚合,以10级分级法算 Shannon–Wiener 表型多样性指数(H′);标准化后做相关矩阵PCA提取特征值≥1的主成分并构综合F值;Ward最小方差法基于平方欧氏距离聚类;环境关联以11个种源均值匹配县站18年气候常态(2007—2024),用Pearson相关并施Benjamini–Hochberg FDR校正,避免伪重复。
研究结果部分,3.1节树体生长性状中,DBH(胸径)CV最高(>0.4)、H(树高)CV最低,平均CV=0.37,R均值0.32仅H超0.5,显示树高多年一致性高。3.2节花序性状平均CV=0.42最高,WPI、PWI、BNP、GNP、FNI、YPP等CV>0.4,R均值0.47,PWI、PPW、GNP、DPP、PMC、YPP近/超0.5。3.3节果实种子性状平均CV=0.30,GRS变异最大,R均值0.52最高,PFW、FSI、SY、SD、WTS、SMC、GRS的R>0.5。3.4节相关分析表明YPP与WPI、PWI、GNP、LPP、FWI、BNP极显著正相关;H与YPP、WPI、PWI、PPW、LPP显著负相关,与PFW、FSI正相关,提示营养-生殖权衡。3.5节PCA提取5个主成分(PC1果柄产量因子、PC2果实产量因子、PC3树体生长因子、PC4种子产量因子、PC5种子质量因子)累释73.94%,综合F值前25%(F>0.4)选出的8份(Z5、J1、F1、C1、Q1、J8、L3、L2)为候选优株;F值与FWI、YPP、PWI极显著正相关,与GRS、WTS、CEW显著正相关,定6个核心指标(GRS、WTS、CEW、FWI、YPP、PWI)。3.6节Ward聚类在距离3.0切分5类:I类种子优、II类果柄产量优、III类花序质量优、IV类果实占比优、V类营养生长与综合优,且聚类不依地理种源。3.7节环境关联中AMP与YPP、WPI、PWI、BNP、FWI、FD、SNF正相关且与SY负相关;MMT、AMT与WPI、PWI、PPW、DPP负相关而与PFW、FNI、FSI正相关;Lon与DBH、PPW负、与PFW、FWI、WTS正;Lat与DBH、CEW、CNS负;Alt与DBH、CEW正与BNP负。
讨论部分,研究人员指出花序因发育复杂与资源竞争CV最高,果实受保守遗传网络控制故R最高,树体生长受立地竞争塑形致R最低;H与产量负相关仅为野生群体表型关联,需普通园试验分离遗传/环境;春季高温抑花序、降水促产量,佐证湿润生境表型稳、干旱放大分化;PCA五因子以产量改良为主目标;聚类跨地理源于自然扩散与跨区引种可能,选亲本应重表型非产地;8份候选仅具形态优株潜力,药用需另测种子化学成分。结论部分翻译如下:本研究评估福建11种源31份H. acerba种质,刻画其表型变异、多年重复力、性状相关及表型-气候探索性关联;各类性状CV均>0.30、H′均>1.60,花序变异最大、果实重复力最高、树体居中;LPP与H为产量强关联性状,H高重复力启苗期早选假设;PCA五主成分释73.94%变异,筛6核心指标(PWI、YPP、FWI、CEW、WTS、GRS);聚5类不依地理;AMP正、春高温负向关联花序;综合F值选8份候选,其中Z5、F1、C1、Q1、L2、L3适鲜食果柄,J1、J8适果材兼用,为南方H. acerba种质保存与定向育种提供系统数据与候选材料。论文发表于《Horticulturae》。
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