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1、http:/ -1- 日本紫色甘薯品系的形态标记聚类分析日本紫色甘薯品系的形态标记聚类分析1 杨贤松1，高峰2 1蚌埠学院食品与生物工程系，安徽蚌埠（233030） 2华南师范大学生命科学学院，广州（510631） 摘摘 要要： 根据通用的甘薯鉴定性状及其生长期记载标准， 选择其中 26 项指标作为形态鉴定 参数对从日本引进的紫色甘薯品系进行聚类分析。结果表明，所有供试品系或品种分成 6 类。“山川紫”和新引进的日本紫色甘薯品系之间的亲缘关系相对较远；在新引进的日本紫色 甘薯中，A 组中 A1、A2、A7 等 3 个品系之间以及 A3、A4、A6 等 3 个品系之间的亲缘关 系很近；B 组中
2、B1B3 与 B7B8 的亲缘关系很近。 关键词关键词：紫色甘薯，形态标记，聚类分析 紫色甘薯是日本90年代培育成功的一种高花青素含量的甘薯(Ipomoea batatas Lam.)品种1，因其块根内部呈深紫色，俗称“黑红薯”。从其块根中提取的色素是一种天然食用色素，并具有抗氧化2和抗突变3等多种重要生理功能，有着十分广泛的应用前景和巨大的开发价值。 我国自 1993 年引进并试种日本紫色甘薯品种“山川紫”以来4，有关紫色甘薯的引种、选育、 栽培及色素提取等研究工作陆续开展5。 1999 年李坤培教授从日本引入了十几个紫色甘薯品系，并在重庆市繁育成功。由于各单位引种紫色甘薯的时间和途径不同，
3、命名的方式也不一致， 容易导致同名异物和同物异名等现象的出现， 进而直接影响紫色甘薯的进一步开发和利用。因此，对引进的紫色甘薯品种(系)的鉴定和归类是十分必要的。本研究旨在利用形态标记对十几个日本紫色甘薯品系进行聚类分析，为紫色甘薯的开发利用提供依据。 1 材料与方法材料与方法 1.1 材料材料 1.1.1 植物材料植物材料 植物材料为 A1A7、B1B3、B7B9 和“山川紫”等共计 14 个紫色甘薯品系或品种。这些紫色甘薯品系（或品种）是西南师范大学甘薯研究中心李坤培研究员于 1999 年从日本引入重庆，2003 年再从重庆引入广东，种植于华南师范大学生物园。 1.1.2 测量工具测量工具
4、 游标卡尺、直尺、皮尺、电子天平、托盘天平。 1.2 方法方法 1.2. 1 形态指标的测量形态指标的测量 根据通用的甘薯鉴定性状及其生长期记载标准6-7， 选择其中 26 项指标作为形态鉴定参数，包括：顶叶色、叶脉色、叶色、叶柄色、茎色、叶形、脉基色、柄基色、顶叶形、茎端茸毛、基部分枝数、最长蔓长、茎粗细、薯皮色、薯肉色、薯梗色、薯形、薯皮粗细、条沟有无、薯块大小、株型、单株结薯数、节间长、叶柄大小、叶片大小。 田间试验所选取的品种(系)于 2004 年在华南师范大学种植，全生育期随机抽取典型性1本课题得到广东省科技计划项目（2004B20101014）的资助。 http:/ -2- 状的植
5、株 510 株，观察、测量、记载 26 项形态标记(性状)，取平均值。 1.2.2 数量分类的性状类型及编码数量分类的性状类型及编码 要进行数量分类分析，在选定分类性状后，就必须将全部性状数量化，即对性状进行编码，对于叶色、叶形、叶脉色等这些不能用数字表达的性状，则采用评分方法进行赋值，在高等植物性状中，由于存在不同类型的性状，故在编码时必须采用多种编码方式，在上述26 项特征中有如下几种性状的特征： （1）数值性状：用自然数和实数所表示的性状成为数值性状。例如：单株结薯数，数值性状无须编码，采用实际测得的数值，直接进行数学运算； （2）二元性状：性状表现为两种性状，称为二元性状。分别取 0
6、和 1 两个值。 例如： 顶叶色有绿、紫两种性状，分别用0、1 进行编码； （3）多态性状：表现为两种形态以上的性状，称为多态性状。例如：薯肉色有四种颜色，取 0、1、2、3 进行编码。 1.2.3 聚类分析聚类分析 运用唐启义等8的 DPS 数据处理系统（v3.01 专业版） ，采用欧氏距离和类平均法（UPGMA）进行聚类分析。 2 结果与分析结果与分析 2. 1 数据测量及编码结果数据测量及编码结果 紫色甘薯形态指标测量结果见表 1。 从表 1 可以看出， 各紫色甘薯叶色差别不大， 除“山川紫”叶片为紫色和 A5 叶片为浅绿色外，其余品系的叶片均为绿色；而叶形有三角形（A1、A2、A7、
7、B1B3、 B7、B8、山川紫）、掌状（A3、A4、A6）和心形（A5、B9）3 种类型；薯皮色只有白色（A3、A4、A6）和紫色（其余品种或品系）2 种类型，薯肉色则有白色（B9）、紫带白（A3、A4、A6）和紫色（其余品种或品系）3 种类型；它们的开花习性也不尽相同，A3A6 及“山川紫”在生长期未见开花，而其余品种或品系则或多或少开花。 表 1 日本紫色甘薯品系或品种的形态指标测定结果 table 1 The measure results of morphological markers of strains or cultivars of purple sweet potato A1
8、 A2 A3 A4 A5 A6 A7 B1 B2 B3 B7 B8 B9 山川紫山川紫顶叶色顶叶色 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 紫 叶脉色叶脉色 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 紫 叶色叶色 绿 绿 绿 绿 浅绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿带紫叶柄色叶柄色 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿带紫紫 茎色茎色 绿带紫 绿带紫 绿 绿 绿带紫绿 绿带紫绿带紫绿带紫绿带紫 绿带紫 绿带紫紫 紫 叶形叶形 三角形 三角形 掌状 掌状 心形 掌状 三角形三角形三角形三角形 三角形 三角形心形 三角形脉基色脉基色 绿带紫 绿带紫 绿带紫绿
9、带紫 绿 绿带紫绿带紫绿带紫绿带紫绿 绿带紫 绿带紫紫 紫 柄基色柄基色 绿 绿 绿带紫绿带紫 绿 绿带紫绿 绿 绿 绿 绿 绿 紫 紫 顶叶形顶叶形 三角形 三角形 掌状 掌状 心形 掌状 三角形三角形三角形三角三三角形心形 三角形http:/ -3- 形 角形 茎端茸毛茎端茸毛 少 少 无 无 少 无 少 少 少 少 少 少 多 多 基部分枝数基部分枝数 中 中 中 中 中 中 中 少 少 少 中 中 中 中 最长蔓长最长蔓长 特长 特长 中 中 特长 中 特长 特长 特长 特长 特长 特长 中 长 茎粗细茎粗细 中 中 细 细 中 细 中 中 中 中 中 中 中 中 薯皮色薯皮色 紫 紫
10、 白 白 紫 白 紫 紫 紫 紫 紫 紫 紫 紫 薯肉色薯肉色 紫 紫 紫带白紫带白 紫 紫带白紫 紫 紫 紫 紫 紫 白 浅紫 薯梗色薯梗色 红 红 黄 黄 黄带红黄 红 黄带红黄带红黄带红 黄带红 黄带红黄 红 薯形薯形 纺锤形 纺锤形 短纺锤短纺锤 短纺锤短纺锤纺锤形纺锤形球形 球形 球形 球形 球形 纺锤形薯皮粗细薯皮粗细 中 中 细 细 中 细 中 粗 粗 粗 粗 粗 中 中 条沟有无条沟有无 无 无 浅 浅 深 浅 无 深 深 深 深 深 无 深 薯块大小薯块大小 小 中 大 中 中 中 中 大 大 大 大 大 大 中 株型株型 匍匐 匍匐 直立 直立 匍匐 匍匐 匍匐 匍匐 匍匐
11、 匍匐 匍匐 匍匐 匍匐 半直立单株结薯数单株结薯数 1.56 1 1.14 1.25 1.67 1.4 2.13 1 1.5 1.375 1.38 1.89 1.8 2.6 节间长节间长 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 叶柄大小叶柄大小 中 中 中 中 中 长 中 中 中 中 中 中 长 中 叶片大小叶片大小 中 中 中 中 中 中 小 中 中 中 小 中 中 中 自然开花习性自然开花习性 开花多 开花少 不开花不开花 不开花不开花开花多开花少开花少开花多 开花少 开花少不开花不开花根据紫色甘薯形态指标测量结果（表 1） ，按照所测 26 项形态指标的不同性状（数值性
12、状、二元性状、多态性状）特征，分别进行编码（表 2）。 表 2 紫色甘薯分类群形态标记(性状)及编码 Table 2 Taxonomic characters and scores of purple sweet potato 编号 形态标记(性状) 编码数 编码类型 1 顶叶色 0=绿，1=紫 二元性状 2 叶脉色 0=绿，1=紫 二元性状 3 叶色 0=浅绿，1=绿，2=绿带紫 多态性状 4 叶柄色 0=绿，1=绿带紫，2=紫 多态性状 5 茎色 0=绿，1=绿带紫，2=紫 多态性状 6 叶形 0=三角形，1=掌状，2=心形 多态性状 7 脉基色 0=绿，1=绿带紫，2=紫 多态性状 8
13、柄基色 0=绿，1=绿带紫，2=紫 多态性状 9 顶叶形 0=三角形，1=掌状，2=心形 多态性状 10 茎端茸毛 0=无，1=少，2=多 多态性状 11 基部分枝数 0=少，1=中 二元性状 12 最长蔓长 0=中，1=长，2=特长 多态性状 http:/ -4- 13 茎粗细 0=细，1=中 二元性状 14 薯皮色 0=紫，1=白 二元性状 15 薯肉色 0=白，1=紫带白，2=浅紫，3=紫 多态性状 16 薯梗色 0=红，1=黄带红，2=黄 多态性状 17 薯形 0=球形，1=短纺锤，2=纺锤形 多态性状 18 薯皮粗细 0=细，1=中，2=粗 多态性状 19 条沟有无 0=无，1=浅，
14、2=深 多态性状 20 薯块大小 0=小，1=中，2=大 多态性状 21 株型 0=匍匐，1=半直立，2=直立 多态性状 22 单株结薯数 - 数量性状 23 节间长 0=中 - 24 叶柄大小 0=中，1=长 二元性状 25 叶片大小 0=小，1=中 二元性状 26 自然开花性 0=不开花，1=开花少，2=开花多 多态性状 编码后的紫色甘薯形态指标见表 3。 表 3 编码后的紫色甘薯形态指标 Table 3 The scored morphological markers of purple sweet potato 形态指标 A1 A2 A3 A4 A5A6A7B1B2B3B7 B8 B9
15、 山川紫顶叶色 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 叶脉色 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 叶色 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 2 叶柄色 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 茎色 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 2 2 叶形 0 0 1 1 2 1 0 0 0 0 0 0 2 0 脉基色 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 2 2 柄基色 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 2 2 顶叶形 0 0 1 1 2 1 0 0 0 0 0 0 2 0 茎端茸毛 1 1 0
16、0 1 0 1 1 1 1 1 1 2 2 基部分枝数 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 最长蔓长 2 2 0 0 2 0 2 2 2 2 2 2 0 1 茎粗细 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 薯皮色 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 薯肉色 3 3 1 1 3 1 3 3 3 3 3 3 0 2 薯梗色 0 0 2 2 1 2 0 1 1 1 1 1 2 0 薯形 2 2 1 1 1 1 2 2 0 0 0 0 0 2 薯皮粗细 1 1 0 0 1 0 1 2 2 2 2 2 1 1 条沟有无 0 0 1 1 2 1 0 2 2 2 2 2 0 2 薯块大小 0 1 2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 株型 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 1 http:/www.p
