Phenotypic Diversity of Different Provenances of Juglans mandshurica Maxim. in Heilongjiang Province

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2025.01.007

Abstract

Abstract:

To investigate the phenotypic diversity of growth and nut traits of Juglans mandshurica natural forest germplasm resources， 77 germplasms of J. mandshurica from the main distribution areas of Heilongjiang Province were used as materials， and six descriptive phenotypic traits and 10 quantitative traits were analyzed， and principal component analysis and systematic clustering method were used for comprehensive evaluation. The results showed that the variation coefficients of descriptive phenotypic traits were in range of 4.61%- 43.49%， variation coefficient of nut color（43.49%） was the highest， Shannon-weaver diversity index of depth of surface grooves（0.829） was the highest， variation coefficient（4.61%） and diversity index（0.120） of top prominence were the minimum， the phenotypic traits were stable relatively. In terms of quantitative traits， variation coefficients of factors related to nut size and growth were 4.40%-12.05% and 22.60%-35.57%， respectively； variation coefficient of yield per plant（48.50%） was the highest， and the mean value of single nut mass was 9.36 g. There were significant positive correlations between single nut mass and the indicators nut vertical diameter， horizontal diameter， lateral diameter（P<0.01）， respectively. The yield per plant was significantly positively correlated with growth factor， nut size and single nut mass（P<0.01）， respectively. The principal component analysis of 10 quantitative traits showed that the cumulative contribution rate of four indicators extracted was 88.410%. The results of cluster analysis showed that 77 germplasms could be divided into four groups， group Ⅰ could be used to breed fruit and timber， group Ⅱ could be used to breed fruit cultivars with high yield and large fruit shape. MH9 in group Ⅱand BW12 in group Ⅰ could be used as parent materials for breeding fruit cultivars with high yield and large fruit shape； BW14 in group Ⅰ could be used as parent materials for breeding timber cultivars.

Key words: Juglans mandshurica Maxim., phenotypic traits, nut, cluster analysis, breeding

CLC Number:

S718.4

Yufeng FANG, Lianfeng XU, Qiang ZHANG, Jifeng LIU, Xiancui JIANG, Xiaowei WU, Yue REN. Phenotypic Diversity of Different Provenances of Juglans mandshurica Maxim. in Heilongjiang Province[J]. Bulletin of Botanical Research, 2025, 45(1): 57-65.

Figures/Tables 8

Table 1

Table 2

Table 3

Table 4

Fig.1

Fig.2

Fig.3

Table 5

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表型性状 Phenotypic traits	测定方法和各级频率 Determination methods and frequencies/%				变异系数 C_V/%	多样性指数 H
表型性状 Phenotypic traits	1	3	5	7	变异系数 C_V/%	多样性指数 H
核壳颜色C_N	—	黄（66.23）	棕（1.30）	褐（32.47）	43.21	0.695
核壳光滑度S_N	—	光滑（3.90）	较光滑（16.88）	粗糙（79.22）	15.79	0.611
核壳表面沟纹深度D_G	平（7.79）	浅（9.09）	中（7.79）	深（75.33）	31.54	0.829
脊突出程度P_R	凹（0）	平（38.96）	凸（61.04）	—	23.11	0.669
脊宽度W_R	细（0）	窄（55.84）	中（1.30）	宽（42.86）	41.56	0.745
果核顶尖突出程度P_T	凹（0）	平（0）	凸（2.60）	尖（97.40）	4.58	0.120

统计量Statistic	H/m	D_BH/cm	B_C/m	D_V/cm	D_H/cm	D_L/cm	R	I_NS	m_N/g	Y/g
均值Mean	12.20	29.40	8.00	4.35	2.74	2.74	1.00	1.59	9.36	1 600.5
标准差Standard deviation	3.37	10.38	1.80	0.52	0.21	0.23	0.04	0.19	2.03	771.1
极小值Minimum	6.00	12.80	4.00	3.23	2.37	2.22	0.90	1.23	4.70	174
极大值Maximum	18.90	68.00	12.20	5.45	3.37	3.45	1.11	2.12	14.13	3 091
极差Range	12.90	55.20	8.20	2.22	1.00	1.23	0.21	0.89	9.43	2 917
变异系数C_V/%	27.53	35.33	22.45	11.86	7.60	8.51	4.37	11.97	21.56	48.18
多样性指数H	3.844	4.200	3.605	4.017	3.828	3.774	2.760	3.690	4.326	4.344

性状 Trait	各性状间的相关系数 Correlation coefficient between the quantitative traits
性状 Trait	H	D_BH	B_C	D_V	D_H	D_L	R	I_NS	m_N
D_BH	0.621^**
B_C	0.787^**	0.682^**
D_V	0.278^*	0.129	0.143
D_H	0.144	0.156	0.170	0.321^**
D_L	0.165	0.135	0.150	0.252^*	0.855^**
R	-0.052	0.025	0.017	0.061	0.067	-0.457^**
I_NS	0.191	0.045	0.045	0.809^**	-0.293^**	-0.282^*	0.035
m_N	0.224^*	0.127	0.132	0.487^**	0.670^**	0.727^**	-0.260^*	0.069
Y	0.474^**	0.346^**	0.388^**	0.544^**	0.530^**	0.467^**	0.016	0.219	0.745^**

性状 Trait	主成分 Principle component
性状 Trait	PC1	PC2	PC3	PC4
树高H	0.635	0.549	-0.326	-0.136
胸径D_BH	0.522	0.489	-0.470	-0.008
冠幅B_C	0.572	0.530	-0.498	-0.033
纵径D_V	0.610	0.249	0.712	0.023
横径D_H	0.713	-0.522	-0.072	0.387
侧径D_L	0.720	-0.631	-0.113	-0.134
横侧比R	-0.157	0.332	0.076	0.924
果形指数I_NS	0.173	0.585	0.759	-0.203
单个果核质量m_N	0.804	-0.389	0.225	-0.038
单株产量Y	0.846	0.037	0.160	0.151
特征值Eigen value	3.817	2.158	1.759	1.108
贡献率 Contributive percentage/%	38.166	21.575	17.587	11.082
累积贡献率 Total percentage/%	38.166	59.742	77.328	88.410

组别Group	H/m	D_BH/cm	B_C/m	D_V/cm	D_H/cm	D_L/cm	R	I_NS	m_N/g	Y/g
Ⅰ	16.5	40.4	9.8	4.6	2.8	2.9	1.0	1.7	11.0	2 285.2
Ⅱ	9.8	22.9	6.9	4.8	2.9	2.9	1.0	1.7	11.1	2 094.7
Ⅲ	12.3	29.7	8.3	4.2	2.7	2.6	1.0	1.6	7.8	1 307.5
Ⅳ	8.1	18.8	5.6	3.7	2.5	2.6	1.0	1.5	8.4	525.0