116份芝麻種質資源葉綠素含量多樣性的比較分析
zhimashiwoguozhongyaodeyouliaozuowuzhiyi，yeshichuantongdeyoushichukouchuanghuizuowu，zaiguojiashiyongyougonggeianquanhezhongzhiyejiegoutiaozhengzhongzhanyouzhongyaodiwei。zhimazaiwoguofenbuguangfan，geshengshijunyouzhongzhi，qizhongzhiziyuanyongyouliangzhanquanshijiezongshude1/4，多樣性十分豐富。芝麻種質資源的多樣性研究已經在表型性狀、同工酶和DNA分fen子zi多duo態tai性xing等deng方fang麵mian開kai展zhan，但dan是shi基ji於yu單dan一yi性xing狀zhuang的de多duo樣yang性xing研yan究jiu尚shang未wei見jian報bao道dao。而er隨sui著zhe研yan究jiu的de深shen入ru，複fu雜za性xing狀zhuang構gou成cheng因yin子zi的de逐zhu一yi剖pou析xi與yu遺yi傳chuan研yan究jiu日ri臻zhen重zhong要yao。葉ye綠lv素su是shi植zhi物wu進jin行xing光guang合he作zuo用yong的de主zhu要yao色se素su，是shi構gou成cheng植zhi物wu光guang合he特te性xing的de重zhong要yao因yin子zi，其qi含han量liang的de高gao低di直zhi接jie影ying響xiang植zhi物wu正zheng常chang的de光guang合he作zuo用yong甚shen至zhi新xin陳chen代dai謝xie。葉ye綠lv素su含han量liang表biao征zheng了le作zuo物wu的de生sheng產chan能neng力li，與yu光guang合he速su率lv、產量形成密切相關。已有的報道表明，葉綠素含量的遺傳多樣性、QTL分析等遺傳研究已經在小麥、水稻、玉米、大豆、棉花等作物中廣泛開展。本研究對116份芝麻種質資源蕾期、盛花期和終花期的葉片葉綠素含量進行了多樣性分析，為芝麻育種潛力的遺傳改良和葉綠素相關研究提供參考。
1 材料與方法
1.1 供試材料
供試材料為國內外地方種質85份，改良品種(係)31份，共計116份(表1)。於夏季5月底播種於中國農業科學院油料作物研究所試驗基地(湖北武昌)，栽培措施和田間管理按常規方法進行，每小區4行(行距40 cm，株距20 cm)，設置重複3次。
1.2 葉綠素含量測定與分析
利用葉綠素含量儀對種質資源的葉綠素含量進行快速測量。
1.3 數據處理與分析
多樣性指數計算參考文獻，先計算參試材料的總體平均數(x)和標準差(s)，然後劃分為10級，即第一級[Xi<(x-2s)]到第十級[Xi>(x+2s)]，每0.5s為一級，每一級的相對頻率用於計算多樣性指數，公式為H′=-∑Pi×lnPi，式中Pi為某一性狀第i級別內材料份數占總份數的百分比。總體平均多樣性指數為各個單項性狀多樣性指數的平均值。聚類分析在SPSS分析軟件上進行，按照歐氏最小距離法對3個生育時期的9個葉綠素含量相關指標進行聚類。其他數據處理和分析在Excel和SPSS上進行。
2 結果與分析
2.1 116份種質資源葉綠素含量的多樣性
測定結果顯示，每份種質資源在蕾期、盛花期和終花期的葉片葉綠素含量依次明顯增加，終花期為最高。由表2可見，葉綠素a、b和總含量的平均值為終花期最高，盛花期和蕾期次之；變異係數為盛花期最大，其次是終花期，蕾期最小；多(duo)樣(yang)性(xing)指(zhi)數(shu)為(wei)蕾(lei)期(qi)和(he)終(zhong)花(hua)期(qi)相(xiang)近(jin)，而(er)盛(sheng)花(hua)期(qi)較(jiao)低(di)。可(ke)見(jian)，盛(sheng)花(hua)期(qi)是(shi)種(zhong)質(zhi)間(jian)葉(ye)片(pian)葉(ye)綠(lv)素(su)含(han)量(liang)差(cha)異(yi)較(jiao)大(da)的(de)一(yi)個(ge)時(shi)期(qi)，但(dan)是(shi)並(bing)不(bu)是(shi)多(duo)樣(yang)性(xing)指(zhi)數(shu)最(zui)大(da)的(de)時(shi)期(qi)。3個生育時期葉綠素a、b和總含量的總體多樣性指數為1.8950，可見，芝麻種質資源間葉綠素含量存在較大的差異，多樣性指數較大，豐富度高。
2.2 改良品種和地方種質葉綠素含量的多樣性比較
對31份改良品種(係)和85份地方種質的葉綠素含量的多樣性進行分析表明(見表3)，改良品種(係)在3個時期的葉綠素a、b和總含量的最大值、最小值和平均值上均大於地方種質，這可能與芝麻高產育種改良過程中的選擇有關，因為葉綠素含量與光合效率及產量成正相關，致使改良品種(係)葉綠素含量普遍高於地方種質。但是，改良品種(係)3個生育時期葉綠素含量的多樣性指數除蕾期葉綠素a略高於地方種質外，其他指標的多樣性指數均低於地方種質，地方種質葉綠素含量的總體多樣性指數(1. 9094)明顯高於改良品種(係)(1.7740)，可見地方種質的葉綠素含量的多樣性要高於改良品種(係)。
江淮和長江流域的種質為中部種質(66份)，往南的廣東、廣西、貴州、四川、海南等地的種質為南方種質(14份)，往北的遼寧、內蒙古、山東、山西、陝西、河北等地種質為北方種質(27份)，結果如表4。不同地域來源的種質間葉綠素含量存在較大的差異，葉綠素含量平均值在蕾期和終花期以北方種質為大，盛花期則以南方種質稍大；變異係數在蕾期和盛花期以南方區為大，而終花期則以中部為大；多樣性指數在蕾期和終花期表現為中部最大，南方區和北方區相近；總體多樣性指數為北方種質(1.8354)和中部種質(1. 8323)相近，其次為南方種質(1.7366)，最小的為國外種質(1.6793)。可ke見jian我wo國guo中zhong部bu地di區qu和he北bei方fang地di區qu的de芝zhi麻ma種zhong質zhi資zi源yuan在zai葉ye綠lv素su含han量liang上shang多duo樣yang性xing豐feng富fu程cheng度du明ming顯xian高gao於yu其qi他ta資zi源yuan分fen布bu區qu，這zhe與yu中zhong部bu和he北bei方fang分fen別bie是shi我wo國guo芝zhi麻ma主zhu產chan區qu和he第di二er主zhu產chan區qu，其qi間jian資zi源yuan豐feng富fu度du較jiao高gao有you關guan。供gong試shi種zhong質zhi中zhong，我wo國guo種zhong質zhi資zi源yuan葉ye綠lv素su含han量liang的de多duo樣yang性xing指zhi數shu明ming顯xian高gao於yu國guo外wai種zhong質zhi，可ke見jian我wo國guo作zuo為wei芝zhi麻ma主zhu產chan國guo，種zhong質zhi資zi源yuan的de多duo樣yang性xing異yi常chang豐feng富fu。但dan是shi，本ben試shi驗yan國guo外wai種zhong質zhi較jiao少shao，不bu能neng較jiao好hao地di代dai表biao國guo外wai種zhong質zhi資zi源yuan的de整zheng體ti水shui平ping。
2.4 聚類分析
利用歐氏最小距離法對116份芝麻種質資源蕾期、盛花期和終花期3個生長時期的葉片葉綠素a、葉綠素b和總葉綠素含量等共計9項指標進行聚類分析。分析結果表明(圖1)：聚類結果與種質來源和種質類型沒有明顯的規律性；116份芝麻種質資源明顯被聚為兩個大類群，類群Ⅰ為葉片葉綠素含量低的類群，具62份種質，占供試種質的53.45%，類群Ⅱ為葉片葉綠素含量高的類群，具54份種質，占46.55%；其中，類群Ⅰ中又明顯分為兩個小類群，Ⅰ-1類具17份種質，占總供試種質的14.66%，為葉綠素含量最低類群，Ⅰ-2類具45份種質，占38.79%，為葉綠素含量較低類群；類群Ⅱ中也明顯劃分為兩個小類群，Ⅱ-1類具17份種質，占14.66%，為葉綠素含量最高類群，Ⅱ-2類具37份種質，占31.90%，為葉綠素含量較高類群。
聚類結果綜合地篩選出山西八棱芝麻、駐芝11、豫芝11、陝西芝麻(表1編號100)、廣東白芝麻、中芝11、湖北犀牛角、安徽芝麻(表1編號17)、山西分杈芝麻、激光2號、陝西一邊順、遼寧芝麻(表1編號86)、河北小八股杈、廣西新和黑芝麻、貴州灰芝麻、塔世幹122和河南二郎花等17份葉綠素含量高的種質，可作為相關育種改良與遺傳研究的種質材料加以利用。
3 討論
高等植物葉片所含的葉綠素a和b是(shi)葉(ye)綠(lv)體(ti)中(zhong)主(zhu)要(yao)的(de)光(guang)合(he)色(se)素(su)，對(dui)光(guang)能(neng)的(de)吸(xi)收(shou)和(he)利(li)用(yong)起(qi)著(zhe)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)，進(jin)而(er)影(ying)響(xiang)光(guang)合(he)作(zuo)用(yong)的(de)效(xiao)率(lv)，葉(ye)綠(lv)素(su)含(han)量(liang)與(yu)作(zuo)物(wu)產(chan)量(liang)形(xing)成(cheng)密(mi)切(qie)相(xiang)關(guan)。劉(liu)紅(hong)豔(yan)等(deng)研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)芝(zhi)麻(ma)葉(ye)片(pian)葉(ye)綠(lv)素(su)含(han)量(liang)與(yu)單(dan)株(zhu)產(chan)量(liang)呈(cheng)中(zhong)等(deng)強(qiang)度(du)正(zheng)相(xiang)關(guan)，與(yu)株(zhu)高(gao)、主莖果軸長度和千粒重等產量性狀呈顯著或極顯著正相關，認為通過提高葉綠素含量來實現增產是一條切實可行的途徑。在水稻、玉米、xiaomaidengzuowuzhongyepianyelvsuxiangguandeyichuanyanjiuriyishoudaoyanjiuzhemendeguanzhu，qiwangtongguofajueliyongyelvsuhanlianggaodezhongzhiziyuanlaitigaozuowuguangnengliyonglvhechanliangqianli。
本研究發現，芝麻改良品種(係)的(de)葉(ye)綠(lv)素(su)含(han)量(liang)要(yao)明(ming)顯(xian)高(gao)於(yu)地(di)方(fang)種(zhong)質(zhi)，可(ke)見(jian)，一(yi)直(zhi)以(yi)來(lai)以(yi)提(ti)高(gao)產(chan)量(liang)為(wei)目(mu)的(de)的(de)芝(zhi)麻(ma)改(gai)良(liang)過(guo)程(cheng)中(zhong)，葉(ye)綠(lv)素(su)在(zai)無(wu)意(yi)中(zhong)得(de)到(dao)了(le)提(ti)高(gao)，這(zhe)也(ye)佐(zuo)證(zheng)了(le)通(tong)過(guo)提(ti)高(gao)葉(ye)綠(lv)素(su)含(han)量(liang)來(lai)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)產(chan)量(liang)潛(qian)力(li)的(de)觀(guan)點(dian)。但(dan)本(ben)實(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)顯(xian)示(shi)改(gai)良(liang)品(pin)種(zhong)(係)葉綠素含量的多樣性指數要明顯低於地方種質，因此，進一步發掘利用高葉綠素含量的種質資源是進一步遺傳育種研究的需要，在116份芝麻種質資源葉綠素含量的多樣性分析中，發現種質間葉綠素含量差異較大，多樣性較豐富，並聚類分析出山西八棱芝麻、駐芝11等17份(fen)高(gao)葉(ye)綠(lv)素(su)含(han)量(liang)的(de)種(zhong)質(zhi)，不(bu)僅(jin)為(wei)芝(zhi)麻(ma)高(gao)葉(ye)綠(lv)素(su)含(han)量(liang)的(de)遺(yi)傳(chuan)改(gai)良(liang)提(ti)供(gong)了(le)可(ke)能(neng)，也(ye)為(wei)相(xiang)關(guan)育(yu)種(zhong)改(gai)良(liang)與(yu)遺(yi)傳(chuan)分(fen)析(xi)提(ti)供(gong)了(le)直(zhi)接(jie)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)的(de)種(zhong)質(zhi)材(cai)料(liao)。
