1. 引言
兰花是兰科植物的总称,是我国十大名花之一,有着悠久的栽培历史,深受我国人民的喜爱,兰科兰属的植物通常被称为兰花,也称为“国兰” [1] 。世界上兰花大约有795个属,近17,500种,4万多个人工杂交种。除极地和极端干旱的沙漠地区外,它们广泛分布在各种陆地环境中。中国共有173个属和1240种,占世界总属的21.76%,以中国西南、华南和台湾省为数量最多的地区 [2] 。它的分布几乎遍布世界各地,可以说,它是一个典型的生物种群,具有物种多样性、遗传多样性、种群和生态多样性的结合。因此,从学术、生物多样性保护和可持续产业发展等方面对其进行研究具有重要意义。
海南省位于中国的最南端,其特殊的地理位置改善了兰花进化、扩散、物种和基因交换的独特地理条件。因此,海南的兰花有许多种类和特有的兰花 [3] [4] 。
兰科植物具有非常独特的生态特征。其生存环境特殊,到目前为止,大部分种群的生理和生态价值还没有被人类所理解。在某种程度上,保护兰花就是对地球未来生物多样性的保护 [5] 。调查研究兰花植物资源和生态特征,是有效保护野生种质资源的基础。本文对建兰、墨兰的表型和结构特征进行了科学分析,以提高对建兰、墨兰的认识,为其进一步的研究开发和利用提供数据支撑。
2. 材料与方法
2.1. 调查与取样
采集地点在海南省五指山市、琼中县、白沙县、保亭县等中部山区,该地区气候温暖湿润,为兰属植物的适宜生长区域。时间2018年2月~6月。
2.2. 性状调查
将收集的建兰、墨兰,选取花序轴长、花序轴粗、中萼片长、中萼片宽、左花瓣长、左花瓣宽、唇瓣长、唇瓣宽、合蕊柱长及合蕊柱宽等进行测量 [6] [7] [8] 。
2.3. 数据处理
将建兰、墨兰性状测量所得数据用SPSS程序分析,表述它们种内几个性状之间的相关关系,采用相关系数的方法进行数据分析。
3. 结果分析
3.1. 建兰、墨兰花的各性状分布及变异分析
表1、表2分别显示:建兰、墨兰花序轴长在30 cm~50 cm之间出现一个峰值,为36.74 cm,而最小的为26.77 cm;花序轴粗大部分都集中在0.2 cm~0.3 cm之间,分布相对花序轴长稳定。同时显示花的各个性状分布均匀,尤以建兰、墨兰的合蕊柱长与合蕊柱宽的分布最为稳定。
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Table 1. Distribution of characters in Cymbidium ensifolium (cm)
表1. 建兰各性状分布(cm)
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Table 2. Distribution of characters in Cymbidium sinense (cm)
表2. 墨兰各性状分布(cm)
3.2. 建兰、墨兰花的各性状相关关系分析
3.2.1. 建兰花的各性状相关关系
建兰花各性状之间的相关关系见表3。可以看出建兰花序轴长除了与花序轴粗呈正相关关系,且关系不显著外,与其他性状都呈负相关,关系系数如表所示。花序轴粗与花序轴长、中萼片长、中萼片宽、合蕊柱长呈正相关,关系不显著,与左花瓣长、左花瓣宽、唇瓣长、唇瓣宽、合蕊柱宽呈负相关。中萼片长与花序轴长呈负相关,关系系数为−0.447,与其他8个性状呈正相关,其中,与合蕊柱宽呈正相关,且极显著。左花瓣长与花序轴长、花序轴粗呈负相关,关系不显著,与其他7个性状呈正相关,其中,与合蕊柱宽呈正相关,且极显著。唇瓣长与花序轴粗、中萼片宽、合蕊柱长、花序轴长、唇瓣宽呈负相关,关系依次减弱,与其他4个性状呈正相关,关系不显著。合蕊柱长与花序轴长、唇瓣长呈负相关,与其他7个性状呈正相关,其中,与唇瓣宽呈正相关,且极显著。
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Table 3. Analysis table of correlation among characters of Cymbidium ensifolium
表3. 建兰各性状相关关系分析表
*相关性在0.05水平(2-tailed)具有重要意义。**相关性在0.01水平(2-tailed)上是显著的(下同)。
3.2.2. 墨兰花的各性状相关关系
墨兰花各性状之间的相关关系见表4。由表4可以看出与墨兰花序轴长呈负相关关系的有4个,分别为中萼片长、中萼片宽、左花瓣长、合蕊柱宽,关系系数分别为−0.229、−0.253、−0.284、−0.018,而与花序轴粗、左花瓣宽、唇瓣宽、唇瓣长、合蕊柱长呈正相关,关系不明显。花序轴粗与中萼片宽、左花瓣长、唇瓣长、合蕊柱长、合蕊柱宽呈负相关,与花序轴长、中萼片长、左花瓣宽、唇瓣宽呈正相关,关系不明显。与中萼片长呈负相关关系的只有花序轴长,相关系数为−0.229;中萼片长与其他的性状均为正相关,关系不明显。左花瓣长与花序轴长、花序轴粗、唇瓣宽呈负相关,关系不明显;与其他6个性状呈正相关,关系不明显。唇瓣长与花序轴粗、唇瓣宽呈负相关,关系不明显,与其他7个性状呈正相关关系,其中,与合蕊柱长正相关系系数为0.714,且极显著。合蕊柱长与花序轴粗、唇瓣宽呈负相关,关系不明显,与其他7个性状呈正相关关系,其中极为显著的分别是唇瓣长、合蕊柱宽,关系系数分别为0.714、0.811。
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Table 4. Analysis table of correlation among characters of Cymbidium sinense
表4. 墨兰各性状相关关系分析表
3.3. 两种兰花花器官的变异性分析
从表5可以看出建兰合蕊柱长、中萼片宽、花序轴粗、合蕊柱宽、唇瓣长、中萼片长、花序轴长与唇瓣宽变异系数相对较高,较低的是左花瓣长、左花瓣宽。同样,从表6中可以看出墨兰唇瓣宽、合蕊柱长、花序轴粗、中萼片宽、左花瓣宽、中萼片长相对其他变异系数较高,变异系数较低的为花序轴长与左花瓣长,其他几个指标都相对稳定。
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Table 5. Analysis of variation coefficients of indicators of flower of Cymbidium ensifolium
表5. 建兰花各指标变异系数分析
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Table 6. Analysis of variation coefficients of indicators of flower of Cymbidium sinense
表6. 墨兰花各指标变异系数分析
3.4. 建兰、墨兰花的各变异分析
表5、表6可见建兰、墨兰花的各性状变异范围的比较。墨兰的花序轴较建兰更长、更宽;两种花的中萼片、花瓣相差不大;墨兰的唇瓣、合蕊柱较建兰的更长、更宽,墨兰与建兰的花序轴长与花序轴粗的变异范围比较大。而其他各项变异范围相对较稳定。
4. 结论
通过对上述表型结构的分析,得出以下结论:
1) 花表型数量性状的差异多为正常分布。
2) 各性状之间,有的呈正相关,但关系不显著,有的呈正相关,关系显著。有的具有负相关关系,但相关性程度不紧密,因此在种群中,单一性状的外观不明显,但多重性状的组合也会出现,且存在较大差异。
3) 在变异性研究中,发现花瓣与隔片和唇瓣的相关性非常重要,表明它们的生物学特性密切相关,各性状的变异系数相对较小,表明其生物特性相对稳定。
所以这也是把花作为一个基础依据更多的用在分类上 [9] [10] 。
基金项目
海南省属科研院所技术开发专项(KYYS-2016-08、SQ2017JSKF0021)资助。
NOTES
*通讯作者。