2025年9月23日 4:20 星期二
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广东大蒜种质资源系统收集与鉴定评价  PDF

    贾俊婷
    ✉
    戴彰言
    吉浴芳
    吴志媛
    高家东
    张文虎
    吴柔贤
    刘军
    ✉
广东省农业科学院农业生物基因研究中心/广东省农作物种质资源保存与利用重点实验室,广州 510640

最近更新:2025-09-19

DOI:10.13430/j.cnki.jpgr.20250403002

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EN 引
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摘要
关键词
1 材料与方法
1.1 地方资源系统调查与收集
1.2 田间扩繁与性状观测
1.3 数据分析
2 结果与分析
2.1 大蒜种质资源地区分布及类型
2.2 大蒜种质资源数量性状遗传多样性分析
2.3 大蒜种质资源质量性状遗传多样性分析
2.4 聚类分析
2.5 相关性分析
2.6 优异的大蒜地方种质资源
3 讨论
参考文献

摘要

为深入了解广东省大蒜种质资源的现状,明晰其遗传多样性特征,本研究依托 “第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”和“广东省农作物种质资源普查与收集”,于2016-2022年对广东省122个县(市、区)进行实地资源调查收集工作,并于2022-2023年期间,通过田间种植和室内考种,对所收集大蒜的15个农艺性状(9个数量性状和6个质量性状)进行鉴定评价。研究结果表明,此次共收集到大蒜地方品种和野生资源共200份。从地理分布上看,涵盖了全省15个地级市的58个县(市、区)。其中,清远市收集到的数量最多,达23份;其次是云浮市(22份)、肇庆市(21份)、韶关市(19份)等地。广东大蒜地方种质资源表现出较为丰富的遗传多样性,各性状差异显著。例如株高范围在41.00~85.00 cm,株幅为15~60 cm,单头鳞茎重为13.35~49.49 g;株型、鳞茎皮色等质量性状呈现多态性。聚类分析将资源划分为4个主要类群,相关性分析显示株高与单头鳞茎重、叶长均呈显著正相关。最终筛选出5份适宜广东地区种植的优异大蒜资源,其鳞茎横径>6 cm,单头鳞茎重45~50 g,叶长42~56 cm,呈扁圆球形,兼具高产、品质优良及风味独特等特点。本研究系统地梳理了广东大蒜地方品种资源,为大蒜新品种选育提供了重要的参考依据,同时也为遗传资源的保护与利用奠定了基础。

关键词

大蒜; 广东; 种质资源; 普查与收集; 鉴定评价

大蒜(Allium sativum L.)隶属百合科(Liliaceae)葱属(Allium L.),为二年生草本植物,别名蒜、胡蒜、葫,是重要的经济作物,兼具蔬菜、香料与药用价值[

参考文献 1-2
1-2]。其营养丰富,嫩苗、花茎和鳞茎皆可食,加工产品多样。大蒜起源于中亚地区,自古埃及时期起,因其食用和药用价值成为世界上种植范围最广且消费量最大的园艺作物之一[
参考文献 3
百度学术    
3]。大蒜虽无性繁殖,但环境适应能力和表型可塑性惊人,在不同栽培地区形成了丰富资源,在叶片、鳞茎、抽薹性、大蒜素含量等方面差异显著 [
参考文献 4-5
4-5]。这些丰富的种质资源有助于拓宽大蒜遗传多样性,为品种选育和遗传研究提供便利。

农业种质资源是保障国家粮食安全与农产品供给的战略性资源,也是农业科技原始创新与现代种业发展的物质基础[

参考文献 6
百度学术    
6]。做好种质资源普查和保护是打好种业翻身仗的第一仗。广东省是中国南部的农业大省,气候和土壤条件独特,适宜多种作物生长。广东省的地方品种和野生种质资源具有丰富的遗传多样性,对作物品种创新和改良具有重要意义。但近年因气候变化、土地利用变化、现代农业技术和新品种的推广,加之工业化和城镇化进程加快等问题,使地方品种和野生近缘植物资源面临加速消失的风险,其蕴含的优良基因与传统农耕文化将随之消失,生物多样性受影响。因此,地方品种普查与收集有助于保留遗传资源,为品种保护、选育和农业可持续发展奠定物质基础。在农业农村部统一部署下,依据相关文件(农办种[2015]26号、2021年中央一号文件、粤农农函[2021]235号)要求,广东省自2016年起开展第三次全国农作物种质资源普查与收集行动。本研究对广东省21个地市的122个县(市、区)的农作物种质资源开展了普查,抢救性收集古老地方品种、育成品种、野生近缘种及珍稀濒危野生植物种质资源近1万份,并整理分析了广东省大蒜种质资源普查、鉴定与评价结果,为其保存和创新利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 地方资源系统调查与收集

在“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”中,2016-2018年,广东省农业科学院调查队采用普查征集与系统调查收集相结合的方式,对广东省92个县(市、区)地方种质资源的现状及利用情况进行系统调查与收集。2021-2022年,针对尚未完成作物种质资源系统调查和抢救性收集工作的农业县和30个非农业县开展资源收集工作。广东省农业科学院组织对征集和收集到的各类农作物种质资源进行繁殖、鉴定、评价、整理编目,并提交国家作物种质库(圃)保存。

依据征集表和调查表的内容要求,详细记录每份种质资源相关信息,涵盖样品编号、采集时间、采集地点(经纬度和海拔)、种质(品种)名称、来源、生长及繁殖习性、资源特性、用途、当地播种及收获时间、种植管理要求、种植面积、采集者与样品提供者信息、与种质资源相关的历史及农户对资源的其他认知信息,并对样品拍照。通过开展“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”以及“广东省农作物种质资源普查与收集”,共收集大蒜种质资源200份。收集资源的地理分布图参照国家地理信息公共服务平台(https://www.tianditu.gov.cn/)中的“标准地图”进行制作。

1.2 田间扩繁与性状观测

所有大蒜资源于广东省农业科学院白云基地的“广东省多年生特种经济作物种质资源圃”进行扩繁与鉴定。播种时间为2021年和2022年8月中旬,次年4月上旬收获。每份资源种植于5 m×1 m的小区,种植密度为行距20 cm、株距15 cm,采用覆盖稻草的方式种植,并按照常规方法进行田间管理。

为获取稳定的数据,所有资源均每年种植。参照《大蒜种质资源描述规范和数据标准》[

参考文献 7
百度学术    
7],观察记录各资源在不同发育期的生长情况(表1)。在每个小区随机选取10株植株,对15个农艺性状(数量性状:株高、叶长、叶宽、株幅、单株叶片数、鳞茎高、鳞芽高、鳞茎横径、单头鳞茎重;质量性状:株型、叶色、叶面蜡粉、鳞茎皮色、鳞茎形状和鳞芽排列)进行田间调查,数量性状的测量值取平均值。其中,株高、叶长、株幅使用米尺测量;叶宽、鳞茎高、鳞茎横径、鳞芽高采用游标卡尺测量;单头鳞茎重以千分之一电子天平称量。本研究所用数据为2022和2023两年鉴定结果的平均值。

表1  大蒜种质资源的农艺性状描述标准
Table 1  Agronomic trait description standards of garlic germplasm resources
性状 Traits描述标准 Description standards
株高(cm) PH 蒜薹伸长期或鳞茎膨大前期,植株从土壤表面基部至叶片最高处的自然高度
叶长(cm) LL 蒜薹伸长期或鳞茎膨大前期,大蒜植株最大叶片基部到叶尖的长度
叶宽(cm) LW 蒜薹伸长期或鳞茎膨大前期,大蒜植株最大叶片在展平情况下的最宽处的宽度
株幅(cm) PB 蒜薹伸长期或鳞茎膨大前期,大蒜植株垂直投影的最大宽度
单株叶片数LN 蒜薹伸长期或鳞茎膨大前期,大蒜单株抽出并展开、长度大于2 cm的叶片数
株型PT 蒜薹伸长期或鳞茎膨大前期,大蒜带状叶基部的伸展方向与地平面的夹角
叶色LC 蒜薹伸长期或鳞茎膨大前期,大蒜植株中部完全展开叶片正面的颜色
叶面蜡粉Lwx 蒜薹伸长期或鳞茎膨大前期,完全伸展叶叶面蜡粉的有、无及多少
鳞茎高(cm) BV 鳞茎收获期,成熟鳞茎基部至顶部的高度
鳞茎皮色BC 鳞茎收获期,在正常生态环境下形成
鳞茎形状BS 鳞茎收获期,大蒜种质成熟鳞茎的形状
鳞茎横径(cm) BD 鳞茎收获期,成熟鳞茎横向最大的直径
鳞芽排列CT 鳞茎收获期,成熟大蒜鳞茎鳞芽的空间排列方式
鳞芽高(cm) CH 鳞茎收获期,成熟鳞茎的鳞芽(蒜瓣)的纵向高度
单头鳞茎重(g) BW 鳞茎收获期,单个成熟鳞茎的质量

PH: Plant height; LL: Leaf length; LW: Leaf width; PB: Plant breadth; LN: Number of leaves per plant; PT: Plant type; LC:Leaf color; Lwx: Leaf wax; BV: Vertical diameter of bulb; BC: Color of bulb skin; BS: Bulb shape; BD: Transverse diameter of bulb; CT: Bulb structure; CH: Clove high; BW: Weight per bulb;The same as below

1.3 数据分析

利用Microsoft Excel 2020软件对200份大蒜种质资源进行表型性状的汇总分析,计算各个数量性状的最大值、最小值、平均值、标准差和变异系数;利用 IBM SPSS Statistics 24.0 软件进行相关性分析、主成分分析;利用 R studio 软件进行聚类分析。

对数量性状进行分级(表2),计算出各个性状的均值(X)和各个性状的标准差(S),从第一级[Xi<(X-2S)]到第十级[Xi>(X+2S)],每 0.5 s为一级,每级的相对频率用于计算Shannon多样性指数。Shannon多样性系数H′= -∑Pi lnPi。Pi为该性状第i级别内的材料份数占总份数的百分比,ln为自然对数。

表2  大蒜种质资源的数量性状分级标准
Table 2  Quantitative trait grading standards for garlic germplasm resources

性状

Traits

第一级

Grade 1

第二级

Grade 2

第三级

Grade 3

第四级

Grade 4

第五级

Grade 5

株高(cm) PH ≤49.25 (49.25,53.15 ] (53.15 ,57.05] (57.05,60.95] (60.95,64.86]
株幅(cm) PB ≤21.18 (21.18,25.26] (25.26,29.33] (29.33,33.41] (33.41,37.49]
叶长(cm) LL ≤33.38 (33.38,36.25] (36.25,39.12] (39.12,41.99] (41.99,44.86]
叶宽(cm) LW ≤1.90 (1.90,2.08] (2.08,2.25] (2.25,2.43] (2.43,2.61]
单株叶片数LN ≤7.41 (7.41,7.82] (7.82,8.24] (8.24,8.65] (8.65,9.07]
单头鳞茎重(g)BW ≤17.04 (17.04,20.83] (20.83,24.61] (24.61,28.39] (28.39,32.18]
鳞茎高(cm) CH ≤3.27 (3.27,3.53] (3.53,3.79] (3.79,4.04] (4.04,4.30]
鳞茎横径(cm) BD ≤4.49 (4.49,4.75] (4.75,5.00] (5.00,5.25] (5.25,5.51]
鳞芽高(cm) CH ≤3.63 (3.63,3.90] (3.90,4.18] (4.18,4.46] (4.46,4.73]

性状

Traits

第六级

Grade 6

第七级

Grade 7

第八级

Grade 8

第九级

Grade 9

第十级

Grade 10

株高(cm) PH (64.86,68.76] (68.76,72.66] (72.66,76.56] (76.56,80.46] >80.46
株幅(cm) PB (37.49,41.56] (41.56,45.64] (45.64,49.72] (49.72,53.79] >53.79
叶长(cm) LL (44.86,47.72] (47.72,50.59] (50.59,53.46] (53.46,56.33] >56.33
叶宽(cm) LW (2.61,2.78] (2.78,2.96] (2.96,3.13] (3.13,3.31] >3.31
单株叶片数LN (9.07,9.48] (9.48,9.90] (9.90,10.31] (10.31,10.73] >10.73
单头鳞茎重(g)BW (32.18,35.96] (35.96,39.75] (39.75,43.53] (43.53,47.31] >47.31
鳞茎高(cm) CH (4.30,4.56] (4.56,4.82] (4.82,5.08] (5.08,5.34] >5.34
鳞茎横径(cm) BD (5.51,5.76] (5.76,6.01] (6.01,6.27] (6.27,6.52] >6.52
鳞芽高(cm) CH (4.73,5.01] (5.01,5.28] (5.28,5.56] (5.56,5.84] >5.84

2 结果与分析

2.1 大蒜种质资源地区分布及类型

此次行动收集到的200份大蒜品种资源来自广东省15个地级市的58个县(市、区),其采集编号、具体名称和采集地点等基本信息见表3。从资源的地理分布来看,清远市收集到23份大蒜种质资源,数量最多,其次是云浮市(22份)、肇庆市(21份)、韶关市(19份)、梅州市(18份)、揭阳市(18份),这6个地区收集的大蒜资源占总数的60.5%。深圳市、东莞市、中山市、珠海市、汕头市和阳江市等6个地级市未收集到大蒜品种资源(图1)。

表 3  广东省大蒜种质资源汇总表
Table 3  Overview of the garlic germplasm resources in Guangdong province
序号Code

采集编号

Collection number

品种名称

Variety

采集地

Collection area

序号Code

采集编号

Collection number

品种名称

Variety

采集地

Collection area

1 2018441012 本地蒜 潮州市潮安区 14 2018441383 大蒜 潮州市饶平县
2 2018441090 蒜 潮州市潮安区 15 2018441357 大蒜 潮州市饶平县
3 2018441045 蒜 潮州市潮安区 16 2018441219 胡蒜 潮州市饶平县
4 2018441112 本地蒜 潮州市潮安区 17 2019443171 大蒜 佛山市高明区
5 2018441134 本地蒜 潮州市潮安区 18 2019443188 大蒜 佛山市高明区
6 2018441162 蒜 潮州市潮安区 19 2019443216 大蒜 佛山市高明区
7 2018441077 蒜 潮州市潮安区 20 2019443280 大蒜 佛山市高明区
8 2018441127 本地蒜 潮州市潮安区 21 2019443299 大蒜 佛山市高明区
9 P445122037 本地蒜 潮州市饶平县 22 2019442782 大蒜 佛山市三水区
10 2018441244 胡蒜 潮州市饶平县 23 2019442817 大蒜 佛山市三水区
11 P445122031 本地蒜(红) 潮州市饶平县 24 2019442902 大蒜 佛山市三水区
12 2018441248 胡蒜 潮州市饶平县 25 2017443540 本地蒜 广州市从化区
13 2018441288 软蒜 潮州市饶平县 26 2021449024 大蒜 广州市花都区
27 2019441883 土蒜头 广州市增城区 66 P445222009 蒜 揭阳市揭西县
28 2019441986 大蒜 广州市增城区 67 2018442360 蒜(软) 揭阳市普宁市
29 2019441384 大蒜 河源市和平县 68 2018442232 蒜 揭阳市普宁市
30 2019441395 大蒜 河源市和平县 69 2018442183 本地蒜 揭阳市普宁市
31 2019441403 蒜 河源市和平县 70 2018442269 本地蒜 揭阳市普宁市
32 2019441333 大蒜 河源市和平县 71 2018442322 本地蒜 揭阳市普宁市
33 2019441357 早蒜 河源市和平县 72 2018442214 蒜 揭阳市普宁市
34 2019441490 蒜 河源市龙川县 73 2018442304 本地蒜 揭阳市普宁市
35 2019441516 大蒜 河源市龙川县 74 2018442243 本地蒜 揭阳市普宁市
36 2019441533 大蒜 河源市龙川县 75 2021444027 蒜 茂名市电白区
37 2019441592 蒜 河源市龙川县 76 2021444080 蒜 茂名市电白区
38 2019441613 蒜 河源市龙川县 77 2021444088 蒜 茂名市电白区
39 2019441633 大蒜 河源市龙川县 78 P440923035 大蒜 茂名市电白区
40 2021448033 大蒜 河源市源城区 79 2018442427 本地蒜 茂名市高州市
41 2021444115 蒜 河源市紫金县 80 2018442460 蒜 茂名市高州市
42 2021444186 本地小蒜 河源市紫金县 81 2021442088 大蒜 茂名市茂南区
43 2021444229 蒜 河源市紫金县 82 2021442102 大蒜 茂名市茂南区
44 2021444259 老蒜头 河源市紫金县 83 2018442534 本地蒜 茂名市信宜市
45 2018442884 本地蒜 惠州市博罗县 84 2018442558 蒜 茂名市信宜市
46 2021441069 大蒜 惠州市惠东县 85 2018442528 本地蒜 茂名市信宜市
47 2021441087 大蒜 惠州市惠东县 86 2019443417 大蒜 梅州市丰顺县
48 P441323030 蒜 惠州市惠东县 87 2019443442 大蒜 梅州市丰顺县
49 2021441499 本地蒜 惠州市惠阳区 88 2019443539 大蒜 梅州市丰顺县
50 2021441510 本地蒜 惠州市惠阳区 89 2019443583 大蒜 梅州市丰顺县
51 P441324033 土蒜 惠州市龙门县 90 2019443494 蒜 梅州市丰顺县
52 2022449005 蒜 江门市开平市 91 2021443049 大蒜 梅州市梅县区
53 2022449059 蒜 江门市开平市 92 2021443100 大蒜 梅州市梅县区
54 2022449093 蒜 江门市开平市 93 2019442062 大蒜 梅州市平远县
55 P440711002 黄苗大蒜 江门市蓬江区 94 2019442086 大蒜 梅州市平远县
56 P440711030 大蒜 江门市蓬江区 95 2019442114 蒜 梅州市平远县
57 2022441460 本地蒜 揭阳市揭东区 96 2019442140 蒜 梅州市平远县
58 2022441490 蒜头 揭阳市揭东区 97 2019442153 蒜 梅州市平远县
59 2018441748 大蒜 揭阳市揭西县 98 2019442162 蒜 梅州市平远县
60 2018441758 大蒜 揭阳市揭西县 99 2019442201 大蒜 梅州市平远县
61 2018441725 大蒜 揭阳市揭西县 100 2019442210 大蒜 梅州市平远县
62 2018441683 软蒜 揭阳市揭西县 101 2021445027 大蒜 梅州市五华县
63 2018441696 蒜 揭阳市揭西县 102 2019443083 大蒜 清远市连州市
64 2018441664 蒜头 揭阳市揭西县 103 2019443102 大蒜 清远市连州市
65 2018441732 大蒜 揭阳市揭西县 104 P441882028 广蒜 清远市连州市
105 2021443190 蒜 清远市清城区 144 2019441750 蒜 韶关市仁化县
106 2021443254 蒜 清远市清城区 145 2019441770 蒜 韶关市仁化县
107 2018441453 本地蒜 清远市阳山县 146 2019441790 香蒜 韶关市仁化县
108 2018441402 本地蒜 清远市阳山县 147 2019441808 大蒜 韶关市仁化县
109 P441424032 双头火蒜 梅州市五华县 148 2019441859 蒜 韶关市仁化县
110 P441481052 火蒜 梅州市兴宁市 149 P440232035 香蒜 韶关市乳源县
111 2021446035 蒜头 清远市连南县 150 2021441424 大蒜 韶关市新丰县
112 2021446066 小蒜头 清远市连南县 151 2022441863 蒜 韶关市浈江区
113 2019442977 独蒜 清远市连州市 152 2018442825 大蒜 云浮市罗定市
114 2019443004 大蒜 清远市连州市 153 2018442793 大蒜 云浮市罗定市
115 2019443059 大蒜 清远市连州市 154 2018442800 大蒜 云浮市罗定市
116 2019443067 大蒜 清远市连州市 155 2018442852 本地蒜 云浮市罗定市
117 2018441503 本地蒜 清远市阳山县 156 2018442716 本地蒜 云浮市罗定市
118 2018441471 火蒜 清远市阳山县 157 2018442685 蒜 云浮市罗定市
119 2018441416 火蒜 清远市阳山县 158 2018442732 本地蒜 云浮市罗定市
120 2018441493 独瓣蒜 清远市阳山县 159 2018442791 大蒜 云浮市罗定市
121 2018441526 本地蒜 清远市阳山县 160 2018442816 大蒜 云浮市罗定市
122 2018441430 本地蒜 清远市阳山县 161 2021447091 蒜头 云浮市新兴县
123 2018441595 大蒜 清远市阳山县 162 2018442002 本地蒜 云浮市郁南县
124 2018443032 蒜 清远市英德市 163 2018442126 大蒜 云浮市郁南县
125 2018443068 蒜 清远市英德市 164 2018442022 本地蒜 云浮市郁南县
126 2018443175 本地蒜 清远市英德市 165 2018442144 本地蒜 云浮市郁南县
127 2019441102 大蒜 汕尾市海丰县 166 2018442058 火蒜 云浮市郁南县
128 2019441135 大蒜(硬) 汕尾市陆河县 167 2018442158 本地蒜 云浮市郁南县
129 2019441149 软蒜 汕尾市陆河县 168 2018442067 大蒜 云浮市郁南县
130 2019441153 大蒜 汕尾市陆河县 169 2021441921 大蒜 云浮市云安区
131 2019441208 蒜 汕尾市陆河县 170 2021441971 大蒜 云浮市云安区
132 2019441243 蒜 汕尾市陆河县 171 2021441989 大蒜 云浮市云安区
133 2022449240 蒜 韶关市乐昌市 172 2021441847 大蒜 云浮市云城区
134 2022449286 蒜 韶关市乐昌市 173 P445302039 蒜 云浮市云城区
135 2022449327 蒜 韶关市乐昌市 174 2018442914 大蒜 湛江市廉江市
136 2022449335 蒜 韶关市乐昌市 175 2018442933 大蒜 湛江市廉江市
137 2022449365 蒜 韶关市乐昌市 176 P440811024 蒜 湛江市麻章区
138 2022441756 蒜 韶关市曲江区 177 2021441308 蒜 湛江市遂溪县
139 2022441794 蒜 韶关市曲江区 178 P440823027 大蒜 湛江市遂溪县
140 2019441665 大蒜 韶关市仁化县 179 P440823031 本地蒜 湛江市遂溪县
141 2019441673 大蒜 韶关市仁化县 180 2022441316 蒜 肇庆市德庆县
142 2019441694 大蒜 韶关市仁化县 181 2022441042 火蒜 肇庆市鼎湖区
143 2019441721 蒜 韶关市仁化县 182 2022441072 本地蒜 肇庆市鼎湖区
183 2022441109 本地小蒜 肇庆市端州区 192 2021441601 大蒜 肇庆市广宁县
184 2022441121 本地蒜 肇庆市端州区 193 2019442504 大蒜 肇庆市怀集县
185 2019442257 小香蒜 肇庆市封开县 194 2019442527 大蒜 肇庆市怀集县
186 2019442282 大蒜 肇庆市封开县 195 2019442541 蒜 肇庆市怀集县
187 2019442318 蒜 肇庆市封开县 196 2019442576 蒜 肇庆市怀集县
188 2019442337 大蒜 肇庆市封开县 197 2019442634 大蒜 肇庆市怀集县
189 2019442383 大蒜 肇庆市封开县 198 2019442656 蒜 肇庆市怀集县
190 2019442403 大蒜 肇庆市封开县 199 2019442672 蒜 肇庆市怀集县
191 P442821083 本地香蒜 肇庆市高要区 200 2022448028 蒜 肇庆市四会市

图1  广东省收集地方大蒜种质资源的地理分布

Fig. 1  Geographic distribution of collected garlic germplasm resources in Guangdong province

2.2 大蒜种质资源数量性状遗传多样性分析

根据两年观测数据,该大蒜种质资源在农艺性状上呈现出较丰富的多样性(图2)。变异系数作为衡量农艺性状变异程度的关键指标,本研究对200份大蒜种质资源农艺性状进行分析,发现数量性状差异显著。9个数量性状变异系数介于9.33%~23.80%,均值为14.07%。其中,单头鳞茎重与株幅变异系数超20%;单头鳞茎重变异系数为 23.80%,表明广东省大蒜种质资源在鳞茎产量方面变异幅度较大。多样性指数范围为1.35~2.10,排序依次为:单头鳞茎重(2.10)>鳞茎高(2.08)>株高、鳞芽高(2.07)>叶长(2.05)>鳞茎横径(2.03)>株幅(1.93)>叶宽(1.75)>单株叶片数(1.35)(表4) 。

图2  部分典型大蒜种质资源

Fig. 2  Selected typical garlic germplasm resources

图片按照株高/株型/鳞茎皮色分别进行描述;A:高/开展/白; B:较高/直立/紫条纹; C:较高/直立/紫红; D:高/半直立/紫条纹; E:较高/直立/褐色; F:较高/直立/紫红; G:较高/直立/白; H:矮/直立/白; I:较高/直立/白; J:低/半直立/紫红

The images are described according to plant height/plant type/color of bulb skin; A: Tall/open/white; B: Relatively tall/erect/purple stripe; C: Relatively tall/erect/purple-red; D: Tall/semi-erect/purple stripe; E: Relatively tall/erect/brown; F: Relatively tall/erect/purple-red; G: Relatively tall/erect/white; H: Dwarf/erect/white; I: Relatively tall/erect/white; J: Low/semi-erect/purple-red

表4  9个数量性状的多样性分析
Table 4  Genetic diversity analysis of 9 quantitative traits

性状

Traits

最大值

Max.

最小值

Min.

平均值

Mean

极差

Range

标准差

SD

变异系数(%) CV

多样性指数

H′

株高(cm) PH 85.00 41.00 64.99 44.00 7.88 12.13 2.07
株幅(cm) PB 60.00 15.00 37.60 45.00 8.12 21.60 1.93
叶长(cm) LL 62.00 30.00 44.88 32.00 5.78 12.87 2.05
叶宽(cm) LW 4.20 1.80 2.61 2.40 0.35 13.55 1.75
单株叶片数LN 11.00 6.00 9.06 5.00 0.86 9.50 1.35
单头鳞茎重(g) BW 49.49 13.35 32.22 36.14 7.67 23.80 2.10
鳞茎高(cm) BV 5.77 3.00 4.31 2.77 0.52 12.16 2.08
鳞茎横径(cm) BD 6.50 4.00 5.51 2.50 0.51 9.33 2.03
鳞芽高(cm) CH 6.13 3.47 4.74 2.66 0.55 11.71 2.07

2.3 大蒜种质资源质量性状遗传多样性分析

对6个质量性状展开多样性分析后发现,供试种质资源在各性状间呈现出不同程度的多样性(表5)。在200份大蒜资源中,株型表现为开展的数量最多,达83份,占比41.50%;其次是半直立,占34.50%;直立最少,占24.00% 。叶色方面,以绿为主,共有134份,占比67.00%;深绿次之,有63份,占比31.50%。叶面蜡粉以少为主,共158份;中次之,有42份。鳞茎形状以扁圆球为主,有143份,占比71.50%;其余为近圆球54份、高圆球3份。鳞茎皮色以白为主,有89份;浅黄38份、紫红49份、浅红16份、紫条纹8份。鳞芽排列以不规则为主,共157份,占比78.50%。6个质量性状中,多样性指数较高的分别为半直立(株型)、深绿(叶色)、中 (叶面蜡粉)、近圆球 (鳞茎形状)、 白(鳞茎皮色)、规则二轮(鳞芽排列)。

表5  6个质量性状的多样性分析
Table 5  Genetic diversity analysis of 6 qualitative traits

性状

Traits

级别

Grades

赋值

Code of grades

份数

Number

占总数的百分比(%) Percentage

多样性指数

H′

株型 PT 直立 1 48 24.00 1.07
半直立 2 69 34.50
开展 3 83 41.50
叶色 LC 黄绿 1 3 1.50 0.68
浅绿 2 0 0
绿 3 134 67.00
深绿 4 63 31.50
叶面蜡粉 Lwx 无 0 0 0 0.51
少 1 158 79.00
中 2 42 21.00
多 3 0 0
鳞茎形状 BS 扁圆球 1 143 71.50 0.65
近圆球 2 54 27.00
高圆球 3 3 1.50
鳞茎皮色 BC 白 1 89 44.50 1.35
浅黄 2 38 19.00
浅红 3 16 8.00
紫红 4 49 24.50
褐 5 0 0
紫条纹 6 8 4.00
鳞芽排列 CT 规则多轮 1 15 7.50 0.70
规则二轮 2 26 13.00
规则单轮 3 2 1.00
独头 4 0 0
不规则 5 157 78.50

2.4 聚类分析

对200份供试种质根据9个数量性状进行聚类分析,共分为4个类群(图3),各类群具体性状特征见表6。第I类群(40份资源)的平均株高最矮、叶长最短,叶宽虽最宽,但与其他类群大蒜资源差异较小;其株幅、单头鳞茎重、鳞茎高、鳞茎横径、鳞芽高均仅优于第III类群大蒜资源。第II类群(32份资源)资源的整体表现较优,株高、株幅、叶长、单头鳞茎重、鳞茎高、鳞茎横径、鳞芽高均仅次于第IV类群大蒜资源,为第二大优类群。第III类群(64份资源)的平均株幅最小,单头鳞茎重最轻,鳞茎高最矮、鳞茎横径最窄、鳞芽高最矮,在4个类群中最差。第IV类群(64份资源)的平均株高最高、株幅最大、叶长最长、单株叶片数最多、单头鳞茎重最重、鳞茎高最高、鳞茎横径最宽、鳞芽高最高,仅叶宽稍逊于其他类群,但差距不大,为最优资源类群。4个类群大蒜资源的株型中,开展型居多,均约占40%;叶色均以绿为主,无浅绿,黄绿仅见于第III和第IV类群,占比约3%;叶面蜡粉主要呈现少的类型,不存在无和多两种类型;鳞茎形状以扁圆球为主;鳞茎皮色以白为主,约占40%;鳞芽排列多为不规则。

图 3  广东省大蒜种质资源数量性状聚类分析

Fig. 3  Cluster analysis of quantitative traits of garlic germplasm resources in Guangdong province

表6  不同类群的数量性状的变异和多样性
Table 6  Variation and diversity of quantitative traits across different groups

性状

Traits

总体

Total

第I类群

Group I

第II类群

Group II

第III类群

Group III

第IV类群

Group IV

平均

值

Mean

变异系数(%)

CV

平均值

Mean

变异系数(%)

CV

平均值

Mean

变异系数(%)

CV

平均值

Mean

变异系数(%)

CV

平均值

Mean

变异系数(%)

CV

株高(cm)PH 64.56 3.12 63.15 13.94 63.79 12.49 63.76 11.67 67.55 10.11
株幅(cm)PB 37.55 3.94 37.60 17.57 37.94 22.39 35.56 21.77 39.11 23.00
叶长(cm)LL 44.68 2.93 43.21 12.55 44.66 13.06 44.45 12.66 46.39 12.38
叶宽(cm)LW 2.61 1.13 2.65 16.09 2.59 15.14 2.61 12.12 2.58 12.36
单株叶片数LN 9.05 0.97 8.99 8.02 8.97 10.40 9.08 9.92 9.16 8.48
单头鳞茎重(g)BW 32.09 6.78 31.35 22.81 32.09 23.61 29.87 24.59 35.05 20.74
鳞茎高(cm)BV 4.31 3.37 4.32 12.21 4.33 13.90 4.12 11.68 4.47 10.09
鳞茎横径(cm)BD 5.51 2.54 5.46 8.54 5.54 9.80 5.35 9.02 5.68 8.68
鳞芽高(cm)CH 4.74 2.71 4.75 12.08 4.78 12.59 4.56 11.79 4.87 10.10

2.5 相关性分析

9个数量性状的相关性分析显示(图4),地下部分单头鳞茎重与鳞茎高、鳞茎横径、鳞芽高均呈极显著正相关。株高与株幅、叶长、叶宽、单头鳞茎重、鳞茎高、鳞芽高均呈极显著正相关。叶长与叶宽、株辐、单头鳞茎重、鳞茎高、鳞茎横径、鳞芽高均呈极显著正相关。单株叶片数与株辐、单头鳞茎重、鳞茎高、鳞茎横径、鳞芽高均呈极显著正相关。

图4  大蒜种质资源9个数量性状的相关性分析

Fig. 4  Correlation analysis of 9 quantitative traits of garlic resources

*: 在P<0.05 水平显著相关; **: 在P<0.01水平显著相关

*: Significant correlation at the P<0.05 level; **: Significant correlation at the P<0.0l level

2.6 优异的大蒜地方种质资源

对于大蒜来说,鳞茎较大且形状规整(如圆形或椭圆形)、叶片厚实、颜色深绿、叶片长度适中(在30~50 cm之间)且单株叶片数较多(一般5~8片叶较好)的植株通常更具优势。根据NY/T 1791-2009《大蒜等级规格》[

参考文献 8
百度学术    
8]对大蒜进行分级,鳞茎横径≥5 cm为一级,4~5 cm为二级。200份大蒜种质资源中有36份的鳞茎横径超过6 cm。进一步根据单头鳞茎重、叶色、叶长和单株叶片数从这36份资源中挑选出5份优异资源。其中2019442086采集于梅州市平远县,农民自留种,在当地有50年的种植历史,叶片呈绿色,单头鳞茎重48.87 g,鳞茎形状扁圆球,叶长48 cm,当地人喜用其做蒜苗炒蛋。2021444088来自茂名市电白区,当地多农户种植,单头鳞茎重49.49 g,鳞茎形状扁圆球,叶长56 cm,青蒜口感好,蒜头辛辣味适中。2018442685来自云浮市罗定市,单头鳞茎重48.65 g,鳞茎形状扁圆球,叶片长度46 cm,该资源在当地已种植30年,蒜头较大,辛辣味浓。2022449093来自江门市开平市,单头鳞茎重47.67 g,鳞茎形状扁圆球,叶长50 cm,农户反馈该资源产量高、品质好,适合做腌制品。2019441243来自汕尾市陆河县,农民自留种,当地种植超50年,单头鳞茎重45.12 g,鳞茎形状扁圆球,叶片长度42 cm(图5)。另外达到一级标准的大蒜资源有135份,达到二级标准的大蒜资源有29份。200份大蒜种质资源均具有商品销售价值。

图5  广东省优异大蒜种质资源

Fig. 5  Promising garlic germplasm resources in Guangdong province

3 讨论

农作物种质资源是保障粮食安全、建设生态文明、支撑农业可持续发展的战略性资源,是“种业芯片”。广东省地处热带和亚热带区域,是我国乃至世界农业生物多样性保护的热点地区,种质资源丰富,热带、亚热带种质资源特色优势明显。广东省先后参与了第一次、第二次、第三次全国农作物种质资源普查征集及调查收集。通过“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”和“广东省农作物种质资源普查与收集”,共收集到200份大蒜地方种质资源,覆盖了全省15个地级市的58个县(市、区)。从地理分布上看,清远市、云浮市、肇庆市、韶关市、梅州市和揭阳市等地的大蒜种质资源较为丰富,这可能与这些地区的自然条件和种植历史有关。然而,深圳市、东莞市、中山市、珠海市、汕头市和阳江市等6个地级市未收集到大蒜品种资源,这可能与这些地区的城市化进程较快、农业用地减少、大蒜种植较少有关,这与全国多省普查中遇到的情况相似[

参考文献 9-12
9-12]。

世界大蒜种质资源丰富,国家无性繁殖及多年生蔬菜种质资源圃保存了678 份大蒜资源,其中国外引进资源294 份[

参考文献 3
百度学术    
3]。种质资源的精准鉴定是资源利用的前提和基础[
参考文献 11
百度学术    
11],遗传多样性是生物遗传改良的源头。国内学者在大蒜种质资源形态鉴定与评价方面做了大量工作,何巧芸等[
参考文献 13
百度学术    
13]对保存的195份国内外大蒜资源,系统调查了11个农艺性状在湖南长沙的表型,并进行了遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析、综合评价,初步筛选出适宜南方地区种植的优质资源13份,为南方地区大蒜种质资源鉴定评价和优质新品种选育提供了参考。冷家归等[
参考文献 14
百度学术    
14]针对184份大蒜资源的农艺性状展开综合评价后发现,这些大蒜资源在遗传方面存在较大差异;其中,贵州地区的大蒜资源可作为筛选优良大蒜种质资源的优质材料。Mi等[
参考文献 15
百度学术    
15]研究发现根据挥发性物质可以鉴别大蒜的产地。本研究针对200份大蒜种质资源的15个性状进行了鉴定评价。结果显示,广东省大蒜地方种质资源蕴含着较为丰富的遗传多样性,各性状在种质资源间存在显著差异。例如,株高、株幅和单头鳞茎重等性状均表现出较大的极差。这些变异为大蒜新品种的选育提供了丰富的遗传基础。基于上述结果,本研究筛选到5份适合广东地区大蒜品种选育的资源,这些资源具有优良的农艺性状和品质性状,有望在未来的新品种选育中发挥重要作用。此外,本研究还发现,广东大蒜种质资源中存在一些独特的性状表现,如某些品种的株高较高,株幅较大,单头鳞茎重较重等。这些独特性状可能与广东地区的自然环境条件相适应,也可能与品种的遗传背景有关。因此,在未来的工作中,应进一步深入研究这些独特性状的遗传机制,以期更好地利用这些遗传资源。

近年来,随着分子生物学和生物信息学的快速发展,大蒜种质资源的鉴定评价也取得了显著进展。一方面,通过利用SSR、SNP等分子标记技术,可以更加准确、快速地鉴定大蒜种质资源的遗传多样性和亲缘关系,为新品种的选育提供更加可靠的依据[

参考文献 16-17
16-17]。另一方面,通过转录组、蛋白组和代谢组等多组学技术的应用,可以深入解析大蒜种质资源的基因表达、蛋白质合成和代谢产物积累等生物学过程,为挖掘优异基因和开发新品种提供新的思路和方法。如中国农业科学院蔬菜花卉研究所通过对501份大蒜种质资源的耐贮藏性进行鉴定,筛选了43份耐贮藏性较强的种质,并联合全基因组关联分析,挖掘到21个重要的候选基因,为大蒜育种提供了优良的贮藏性资源和重要的贮藏性调控候选基因[
参考文献 18
百度学术    
18]。综上所述,本研究系统地梳理了广东大蒜地方品种资源,为大蒜新品种的选育提供了重要的参考依据。同时,本研究也为遗传资源的保护与利用奠定了基础。在未来的工作中,应继续加强对广东省大蒜种质资源的调查和收集,深入研究其遗传特性,并结合现代分子生物学和生物信息学技术,以期更好地保护和利用这一宝贵的遗传资源,推动大蒜育种和遗传改良的持续发展。

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