野菊种质资源表型多样性分析

摘要 将12份不同地理居群的野生野菊种质移栽至资源圃，于盛花初期对其生物学性状、产量、蒙花苷含量等10个表型进行调查和测定，采用相关性分析、主成分分析、聚类分析等方法进行数据分析。结果表明，野菊表型遗传多样性指数为2.37～3.57，变异系数为12.84%～125.53%;主成分分析结果显示花心直径、花柄长度、头状花序直径、顶梢头状花序数量为野菊表型多样的主要表现性状;野菊花蒙花苷含量与头状花序直径、花心直径、舌状花数量、头状花序百粒量、花柄长度呈负相关，与顶梢头状花序数量呈正相关;10个表型可将12份野菊种质聚为4类群，野菊表型变异与地理无明显相关性。

关键词 野菊;种质资源;表型;遗传多样性

中图分类号 S 682.1+1  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2022）17-0153-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.17.038

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Phenotypic Diversity Analysis of  Chrysanthemum indicum  Germplasm Resources

LI Jian-ling1， 3，XU Lei1，CHI Lian-feng1 et al

（1.China Resources Sanjiu Medicial & Pharmaceutical Co.，Ltd.，Shenzhen，Guangdong 518110;2.Qinghai Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Xining， Qinghai 810016;3.Institute of Medicinal Plant Development，Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College，Beijing 100193）

Abstract  C.indicum g ermplasms from different geographical populations were transplanted into the resource garden，10 phenotypes such as biological characters，yield，and linarin content were investigated and determined at the early flowering stage，and correlation analysis，principal component analysis，cluster analysis and other methods were used for data analysis.The results showed that the genetic diversity index and coefficient of variation of  C.indicum  phenotypes was 2.37-3.57，12.84%-125.53%，respectively.The results of principal component analysis showed that the diameter of the flower center，the length of the flower stalk，the capitulum diameter，and the number of the tip capitulum were the main characteristics of the phenotype of  C.indicum; Linarin content of  C.indicum  germplasms was negatively correlated with the capitulum diameter，the diameter of the flower center，the number of ligulate flowers，the capitulum weight and the length of the flower stalk，and was positively correlated with the number of the apical flower head.The twelve  C.indicum  germplasm could be divided into 4 group by their phenotypes，and there was no significant relationship between phenotypes and geographical distribution of  C.indicum.

Key words  Chrysanthemum indicum  L.;Germplasm resources;Phenotype;Genetic diversity

野菊花（Chrysanthemi Indici Flos）为菊科（Compositae）植物野菊（ Chrysanthemum indicum  L.）的干燥头状花序，具有清热解毒、泻火平肝之功效[1]，是感冒灵颗粒、夏桑菊颗粒、乙肝清热解毒颗粒等120余种中成药的主要原料药材，年需求量近万吨[2]。野菊花野生资源丰富，我国东北、华北、华中、华南及西南地区均有分布[3-4]。由于野菊具有丰富的遗传多样性，不同地理的居群形态特征、农艺性状、化学成分等均存在较大差异[5-7]。已有研究结果显示，不同地理居群野菊染色体倍性、花序大小、叶片形态不同[8-10]，野菊花中蒙花苷、木犀草苷、绿原酸、咖啡酸、芹菜素等化学成分含量差异明显，其中近60%产地的野菊花蒙花苷含量低于《中国药典》2020年版标准[3，11-12]。野菊花药材品质差异大，造成以野菊花为原料的药品质量不稳定。

目前，种植野菊花逐渐成为湖北、安徽、河南、陕西等省份脱贫摘帽地区重要的乡村振兴产业，2021年种植面积超过0.67万hm2。野菊花种植面积快速增加，但良种选育工作滞后。野菊种质良莠不齐，不但造成株型、花期不一致，而且导致产量低且品质不稳定，药农种植收益不佳[3]。开展野菊表型多样性研究，解析野菊外在形态特征与内在化学成分间的关系，对开展野菊种质资源发掘和利用、指导野菊优良品种选育具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 供试植物 2012年9—10月，从安徽、重庆、河南、湖南、湖北5个省（市）收集12份野菊种质（表1），将其移栽至湖北省黄石市阳新县野菊资源圃。2013—2019年，连续使用嫩枝扦插方式进行无性扩繁。2019年，采用随机区组试验，每个种质3个重复，每个重复10 m 种植密度为3株/m2。田间管理同常规大田生产[12]。

1.2 表型调查及测定

野菊作为花类入药植物，头状花序、药材产量、药效成分等表型为品种选育重点关注表型性状。2020年11月野菊花盛花初期（舌状花展开，管状花部分展开），每个重复随机选择2株，统计植株高度，每株随机选取5个头状花序，调查统计头状花序和花心直径、舌状花和管状花数量、花柄长度以及枝条顶端20 cm 头状花序数量。为对比不同种质产量差异，将各小区头状花序全部采摘，60 ℃烘16 h称重，统计野菊单位面积产量。采用水分测定仪测定头状花序百粒重。按照《中华人民共和国药典》2020年版[1]方法测定头状花序中指标性成分蒙花苷含量。

1.3 数据分析 试验数据采用SPSS v21对各表型进行Pearson相关性分析及主成分分析;采用Microsoft Office Excel进行遗传多样性分析，计算Shannon-Wiener多样性指数 （H′ ）[13];采用TBtools进行聚类分析[14]。

2 结果与分析

2.1 不同野菊种质表型变异分析 从表2可以看出，野菊种内具有丰富的遗传多样性，不同种质野菊表型存在较大变异和多样性指数，各表型变异系数变幅为12.835%～125.526%，平均为37.981%;蒙花苷含量的变异系数最大（125.526%），舌状花数量的变异系数最小（12.835%），按照《中华人民共和国药典》2020年版标准，12份种质蒙花苷合格率为41.7%。变异系数从大到小依次为蒙花苷含量>顶梢头状花序数量>花柄长度>产量>管状花数量>头状花序百粒重>株高>头状花序直径>花心直径>舌状花数量。不同种质表型的多样性指数变幅为1.643～2.477，平均为2.363;舌状花数量具有最大多样性指数（2.477），花柄长度具有最小多样性指数（1.643）;各表型多样性指数从大到小依次为舌状花数量>头状花序直径>蒙花苷含量>株高=头状花序百粒重>管状花数量>产量>花心直径>顶梢头状花序数量>花柄长度。

2.2 不同种质野菊表型相关性分析 从表3可以看出，野菊的不同表型存在一定相关性。野菊株高、产量与其他表型均无显著相关性。蒙花苷含量与头状花序直径、花心直径、花柄长度、头状花序百粒重、舌状花数量呈显著或极显著负相关，与顶梢头状花序数量呈极显著正相关。头状花序直径与花心直径、花柄长度、管状花数量、头状花序百粒重、舌状花数量呈显著或极显著正相关，与顶梢头状花序数量呈显著负相关。花心直径与花柄长度、头状花序百粒重、管状花数量、舌状花数量呈极显著正相关，与顶梢头状花序数量呈显著负相关。花柄长度与头状花序百粒重、管状花数量和舌状花数量呈显著或极显著正相关，与顶梢头状花序数量呈显著负相关。头状花序百粒重与舌状花数量呈显著正相关，与顶梢头

状花序数量呈极显著负相关。管状花数量和舌状花数量与顶梢头状花序数量呈显著负相关。研究结果显示，蒙花苷含量高的野菊种质，头状花序直径、花心直径、头状花序百粒重较小，花柄短，舌状花数量少，且顶梢头状花序密集。

2.3 不同种质野菊表型主成分分析

从12份种质的10个表型主成分分析结果（表4～5）可以看出，特征值大于1的主成分有2个，前2个主成分累计贡献率为77.387%，能够代表野菊表型的大部分信息。第1主成分的特征值为5.936，贡献率为59.362%，花心直径、花柄长度、头状花序直径、顶梢头状花序数量为主要指标，特征向量分别为0.373、0.362、0.358、-0.353，其特征向量间的关系显示花心直径越大，花柄越长，头状花序越大，顶梢头状花序数量越少，与“2.2”相关性分析结果一致。第2主成分的特征值为1.80 贡献率为18.025%，株高为主要指标，特征向量为0.379。10个表型中，花心直径、花柄长度、头状花序直径、顶梢头状花序数量是野菊表型多样的主要表现性状。

2.4 不同种质野菊聚类分析 12份种质10个表型聚类分析结果见图1和表6。12份不同地理居群野菊种质可聚为4个类群，第Ⅰ类群仅有1份种质（YX），主要表现为顶梢头状花序密集，头状花序直径、花心直径和头状花序百粒重较小，管状花和舌状花数量较少;第Ⅱ类群共3份种质（TC、JZ、DW），主要表现为蒙花苷含量高，头状花序小，花柄短;第Ⅲ类群共2份种质（HC、MC），主要表现为产量和株高较高;第Ⅳ类群共6份种质（QJ、TJ、DY、XX、WX、HS），主要表现为蒙花苷含量、产量低，植株矮，头状花序直径、头状花序百粒重、花柄长度、花心直径大，管状花和舌状花数量多。研究结果显示，不同地理居群野菊表型多样，即使来自同一省份同一地级市的不同种质也难以聚为一类。

3 结论与讨论

开展作物种质资源表型多样性分析，有利于掌握种质资源丰富程度，为种质资源的鉴定、开发和利用提供参考依据[15]。该研究对12份野菊种质10个表型进行了研究，结果显示野菊种内表型具有丰富的多样性，即使来自同一地级市的野菊种质表型也存在明显差异，聚类分析时被划分在不同类群，该研究结果与张鲜艳等[7]的研究结果基本一致。该研究发现野菊花头状花序直径与舌状花数量、花心直径呈正相关，而马晓蓉[10]研究结果显示野菊花头状花序与舌状花数量和花心直径无显著相关性。这可能是野菊生长环境不同造成的，该试验所用材料为同一生境下人工栽培的野菊种质，而马晓蓉的试验材料则为源自不同生境的野生野菊种质。该研究测得12份种质野菊花蒙花苷含量合格率为41.7%，与刘菲等[16]的研究结果基本一致，合格率略高于贺丹霞等[17]、胡小莉等[18]的测定结果，这可能是由于该研究样本量过少造成的，同时生境不同可能也会对野菊花蒙花苷含量产生一定影响。