楸树远缘杂交种花器官性状变异分析

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.02.007

摘要/Abstract

摘要：

为明确楸树（Catalpa bungei）远缘杂交种花器官性状的表型变异程度和变异规律，以12株楸树远缘杂交种为材料，采用方差分析、相关分析、聚类分析等统计分析方法，对楸树远缘杂交种的花期物候特征、花序性状、花朵性状和花色性状指标进行研究。结果表明：楸树远缘杂交种的花期物候特征差异明显，楸梓杂交种为假三叉分枝，花芽分化能力强，嫁接当年持续多轮开花，花期长达100 d以上，表现出母本性状。楸梓杂交种的花器官特征差异显著，花序轴共7~9轮侧枝，主轴为无限花序，侧枝为二歧聚伞花序，从底层到顶层过度为聚伞花序，处于楸树有限花序到梓树无限花序的过渡性状。花总长度、花筒直径、花筒长度、花冠宽度、花梗长度、雌蕊长度、花药长度、雄蕊长度、不育雄蕊长度的变幅分别为35.42~50.36，10.84~16.13，16.57~24.68，31.58~44.87，9.07~31.99，19.44~27.52，4.85~5.89，13.93~21.10，3.66~6.79 mm，变异系数为10.88%~31.02%，多样性指数（ $H'$ ）为1.36~1.93，并以9个性状指标将12株杂交种聚为大花型、中花型、小花型3类。楸树杂交种间花色差异显著，以L*、a*、b*值将12株杂交种的唇瓣花斑颜色聚为3类，分别是粉紫色型、紫红色型和紫色型。

关键词: 楸树, 远缘杂交, 花器官, 遗传变异

Abstract:

In order to clarify the phenotypic variation degree and regularity of flower organ traits in distant hybrids of Catalpa bungei， 12 distant hybrid species of C. bungei were used as materials， statistical analysis methods such as variance analysis， correlation analysis， and cluster analysis were used to study their phenological characteristics， inflorescence traits， flower traits， and color traits during flowering. The results showed that there were significant differences in phenological characteristics during the flowering period of the distant hybrid species of C. bungei. The hybrid of C. bungei and C. ovata was pseudo three-branch， with strong differentiation ability of flower buds， and multiple rounds of flowering in the year of grafting， and the flowering period of over 100 days， exhibited maternal traits. The floral organ characteristics of hybrid species of C. bungei were significantly different， with seven to nine rounds of lateral branches in the inflorescence axis， and the main axis was an infinite inflorescence， and the lateral branches were dichasium， and the transition from the bottom to the top was a cyme inflorescence， which was a transitional trait from a limited inflorescence of C. bungei to an infinite inflorescence of C. ovata. The variation ranges of total flower length， flower tube diameter， flower tube length， corolla width， peduncle length， pistil length， anther length， stamen length， and sterile stamen length were 35.42-50.36， 10.84-16.13， 16.57-24.68， 31.58-44.87， 9.07-31.99， 19.44-27.52， 4.85-5.89， 13.93-21.10， 3.66-6.79 mm， respectively. The variation coefficient ranged from 10.88%-31.02%， and the diversity index ranged from 1.36-1.93. Based on the nine traits， the 12 hybrids were clustered into three types： large flower type， medium flower type and small flower type. There were significant differences in flower color among C. bungei hybrids.The values of L*， a* and b* were used to cluster the labellum flower spots color of the 12 hybrids into three categories， namely pinkish purple， purplish red and purple.

Key words: Catalpa bungei, distant hybridization, floral organ, genetic variation

中图分类号:

S685.99

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图/表 13

表1

图1

表2

表3

图2

表4

表5

不同单株花大小性状分析

单株 Individuals	花总长度 Total length of flower/mm	花筒直径 Flower tube diameter/mm	花筒长度 Flower tube length/mm	花冠宽度 Corolla width/mm	花梗长度 Peduncle length/mm
20-004	35.42±1.65e	10.84±0.60d	16.57±0.95g	31.58±1.94e	9.07±0.50f
20-006	36.94±2.35de	11.42±0.66d	16.88±0.94g	34.26±2.41de	10.73±1.29ef
19-001	43.57±3.40bc	14.58±1.48b	17.59±1.54gf	44.87±5.60a	13.43±2.30e
19-002	40.78±5.22c	14.11±0.92b	18.70±1.01ef	40.86±10.00abc	26.89±4.89bc
BRH-001	42.50±4.04c	14.42±1.35b	19.90±1.83de	43.04±4.34ab	23.38±2.88d
BRH-002	40.37±3.87cd	13.63±1.05bc	18.54±1.35f	40.95±4.96abc	25.60±6.49cd
BRH-003	46.50±5.712b	16.13±1.25a	22.05±1.75b	42.39±5.69ab	26.67±2.44bc
‘洛楸4号’	50.36±2.14a	15.75±1.26a	24.68±1.51a	43.44±3.64ab	31.99±3.93a
D-3	42.08±2.95c	12.76±0.67c	21.55±1.27bc	35.26±4.65de	29.82±4.69ab
X-1	42.68±3.89c	14.62±1.35b	21.05±1.59bcd	39.86±4.60bc	25.56±3.69cd
D-1	43.66±3.39bc	14.17±1.69b	20.68±1.32cd	37.55±3.72cd	26.05±3.23cd
S-1	40.93±6.36c	14.11±1.67b	21.08±2.22bcd	37.20±6.51cd	29.72±3.96ab
标准差 S_D	4.98	1.81	2.89	6.46	7.71
均值 Mean	42.08	14.24	20.35	40.35	24.85
最大值 Max	50.36	16.13	24.68	44.87	31.99
最小值 Min	35.42	10.84	16.57	31.58	9.07
F	10.46	25.68	61.95	11.65	70.14
变异系数/% C_V	11.83	12.74	14.20	16.01	31.02
多样性指数 $H'$	1.53	1.83	1.83	1.66	1.69

表5

表6

不同单株花蕊性状分析

单株 Individuals	雌蕊长度 Pistil length/mm	花药长度 Anther length/mm	雄蕊长度 Stamen length/mm	不育雄蕊长度 Sterile stamen length/mm
20-004	19.49±1.17d	5.04±0.39cd	17.56±1.77e	3.66±0.49f
20-006	19.44±0.88d	5.04±0.34cd	17.25±1.40e	3.95±0.55f
19-001	22.76±1.81c	5.65±0.58ab	14.52±2.27de	4.35±1.89ef
19-002	20.29±1.14d	5.82±0.57a	15.54±1.00cd	5.37±1.05cd
BRH-001	24.27±1.49b	4.99±0.59cd	13.93±1.53e	4.16±0.58f
BRH-002	22.69±1.75c	5.64±0.35ab	16.25±2.63c	5.71±0.84bc
BRH-003	24.87±1.59b	4.85±0.44d	16.05±1.91c	4.55±0.64def
‘洛楸4号’	24.93±1.67b	5.89±0.57a	21.10±1.91a	6.79±1.18a
D-3	24.72±0.82b	5.16±0.33cd	16.61±1.29c	5.11±0.78cde
X-1	27.52±1.48a	4.99±0.35cd	18.55±1.04b	5.22±0.50cde
D-1	24.30±0.81b	5.14±0.30cd	19.22±0.67b	6.28±0.68ab
S-1	22.79±2.46c	5.33±0.39bc	19.34±2.16b	5.96±0.72abc
标准差 S_D	2.59	0.58	2.84	1.40
均值 Mean	23.40	5.36	17.11	5.17
最大值 Max	27.52	5.89	21.10	6.79
最小值 Min	19.44	4.85	13.93	3.66
F	40.33	13.21	35.83	16.88
变异系数/% C_V	11.06	10.88	16.62	27.04
多样性指数 $H'$	1.93	1.36	1.93	1.93

表6

表7

图3

图4

图5

图6

参考文献 28

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编号 Num	单株 Individuals	母本 Female parent	父本 Male parent	树高 Height/m	胸径 D_BH/cm
1	20-004	‘百日花’楸树（C. bungei ‘Bairihua’）	梓树（C. ovata）	4.5	5.5
2	20-006	‘百日花’楸树（C. bungei ‘Bairihua’）	梓树（C. ovata）	5.5	6.0
3	19-001	‘洛楸4号’（C. bungei ‘Luoqiu4’）	梓树（C. ovata）	7.5	15.7
4	19-002	‘百日花’楸树（C. bungei ‘Bairihua’）	梓树（C. ovata）	7.0	12.8
5	BRH-001	‘洛楸4号’（C. bungei ‘Luoqiu4’）	‘滇楸2号’（C. fargesii f. duclouxii ‘Dianqiu2’）	7.5	11.7
6	BRH-002	‘洛楸4号’（C. bungei ‘Luoqiu4’）	‘滇楸2号’（C. fargesii f. duclouxii ‘Dianqiu2’）	8.0	11.9
7	BRH-003	‘洛楸4号’（C. bungei ‘Luoqiu4’）	‘滇楸2号’（C. fargesii f. duclouxii ‘Dianqiu2’）	19.0	30.0
8	‘洛楸4号’	楸树（C. bungei）	长果楸（C.longicarpa）	21.0	34.0
9	D-3	楸树（C. bungei）	滇楸（C. fargesii f. duclouxii）	15.0	29.0
10	X-1	楸树（C. bungei）	滇楸（C. fargesii f. duclouxii）	13.0	21.0
11	D-1	楸树（C. bungei）	灰楸（C. fargesii）	12.0	19.5
12	S-1	长果楸（C.longicarpa）	灰楸（C. fargesii）	20.0	26.0

单株 Individuals	开花持续时间 Flowering duration/d	开花树龄 Flowering age/a	开花习性 Flowering habit	侧枝量 Lateral branch number	花粉量 Pollen quantity
20-004	100	1	持续开花Continuous flowering	少Little	多Many
20-006	100	1	持续开花Continuous flowering	多Many	少Little
19-001	100	1	持续开花Continuous flowering	多Many	多Many
19-002	100	1	持续开花Continuous flowering	多Many	无Nothing
BRH-001	100	1	持续开花Continuous flowering	多Many	多Many
BRH-002	100	1	持续开花Continuous flowering	多Many	多Many
BRH-003	100	1	持续开花Continuous flowering	多Many	无Nothing
‘洛楸4号’	10~15	6	单次开花Single flowering	少Little	多Many
D-3	10~15	6	单次开花Single flowering	少Little	少Little
X-1	10~15	6	单次开花Single flowering	少Little	少Little
D-1	10~15	6	单次开花Single flowering	少Small	无Nothing
S-1	10~15	6	单次开花Single flowering	少Small	多Many

单株 Individuals	花序类型 Inflorescence types	花序轴轮数 Number of inflorescence axis whorls	花序每轮分枝数 Number of branches per round of inflorescence	花序每轮分枝花数 The number of flowers on each branch of an inflorescence	单花序花数 Number of flowers on a single inflorescence
20-004	顶生二歧聚伞圆锥花序Panical and dichasium	7~8	3	1~7	60~81
20-006	顶生二歧聚伞圆锥花序Panical and dichasium	8~9	3~4	1~7	72~110
19-001	顶生二歧聚伞圆锥花序Panical and dichasium	6~7	3	1~5	45~63
19-002	顶生伞房总状花序Raceme and corymb	2~5	3	1	6~15
BRH-001	顶生伞房总状花序Raceme and corymb	2~5	3	1	6~15
BRH-002	顶生伞房总状花序Raceme and corymb	2~5	3	1	6~15
BRH-003	顶生伞房总状花序Raceme and corymb	2~5	3	1	6~15
‘洛楸4号’	顶生聚伞总状花序Raceme and cyme	2~4	3	1~3	6~18
D-3	顶生伞房总状花序Raceme and corymb	2~4	3	1	6~12
X-1	顶生聚伞总状花序Raceme and cyme	2~5	3	1~3	6~18
D-1	顶生伞房总状花序Raceme and corymb	2~4	3	1~3	6~12
S-1	顶生聚伞总状花序Raceme and cyme	2~4	3	1~3	6~18

性状指标 Character index	花总长度 Total length of flower	花筒直径 Flower tube diameter	花筒长度 Flower tube length	花冠宽度 Corolla width	花梗长度 Peduncle length	雌蕊长度 Pistil length	花药长度 Anther length	雄蕊长度 Sterile stamenlength
花总长度 Total length of flower	—
花筒直径 Flower tube diameter	0.896^**	—
花筒长度 Flower tube length	0.853^**	0.718^**	—
花冠宽度 Corolla width	0.733^**	0.857^**	0.376	—
花梗长度 Peduncle length	0.661^*	0.664^*	0.851^**	0.374	—
雌蕊长度 Pistil length	0.708^**	0.690^**	0.758^**	0.463	0.640^**	—
花药长度 Anther length	0.297	0.246	0.099	0.437	0.257	-0.054	—
雄蕊长度 Stamen length	0.269	-0.067	0.525	-2.790	0.338	0.221	0.120	—
不育雄蕊长度 Parastamen length	0.592^*	0.513	0.694^*	0.273	0.797^**	0.430	0.537	0.662^**

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