金銀花是一種常用中藥材，具有清熱解毒、涼散風熱的功效，金銀花在我國有著悠久的種植歷史，河南、山東等地都是金銀花的主要種植區，在金銀花的栽培過程中，把握金銀花的性狀特征進行分類種植取得良好效果。

　　《土壤與作物》(季刊)創刊于2012年3月，黑龍江省科學院主管，中國科學院東北地理與農業生態研究所主辦，是我國又一個有關土壤學、農業生態學及其相關基礎學科的綜合性學術期刊。將認真貫徹“雙百”方針，面向國際科技前沿和國家需求，旨在介紹土壤與作物系統研究的最新成果，促進土壤管理的優化和農田生產力的持續提升，為相關學科的人才培養和國內外學術交流提供交流平臺，推動區域農業可持續性發展，在科學性、規范性、嚴謹性和實用性上體現出刊物的特色。

　　通過資源調查與收集，觀察和測量了金銀花栽培種質41個分類群共743份植物樣本的株高、葉長、葉寬、花藥長、單枝花蕾數、花蕾顏色等63個性狀，采用主成分分析法，從63個編碼性狀中篩選出6個主成分因子共16個關鍵性狀，作為新的變量，采用Ward聯接法和平方Euclidean距離對41個OTUs進行聚類分析。結果顯示，以遺傳距離11.84為閾值，41個種質被分為5組。因子分析的結果表明，葉形和株型、花蕾性狀、被毛及新枝顏色等性狀對金銀花栽培種質內的分類鑒別有重要的意義。該研究為進行金銀花核心種質的篩選和良種選育奠定基礎。

　　經過長期的自然選擇與人工選擇，使其種質發生明顯的變異和分化，形成了很多農家品種或品系，種質資源十分豐富[2]。近年來，隨著金銀花價格的不斷走高，其栽培面積不斷的擴大，但各地間引種混亂，造成不同地區出現同質異名或異質同名的情況，導致生產中缺乏統一的優良品種，限制了生產發展和種植效益的提高。盡管研究已表明農家品種或品系在植株形態、藥材質量和產量均呈現出明顯差異，且引種后其植株形態、藥材質量和產量也會發生變化[3]，但至今尚未發現有關多個產地金銀花種質農藝性狀數據進行系統分析。

　　本研究通過收集金銀花主要產區山東、河南、河北、江蘇的743份種質材料，對其農藝性狀特征進行描述，并基于表型數據進行數量分類，探討不同地區農家品種或品系的性狀差異，篩選用于不同類型材料鑒別的主要性狀，為金銀花種質資源的整理以及核心種質資源的構建提供依據。

　　1材料與方法

　　1.1植物樣品于5月下旬分別前往山東、河南、江蘇和河北等金銀花主產區進行實地調查，并收集金銀花種質資源，共計743份種質材料，涉及41個農家種或品系，其中包括變種紅金銀花種質55份作為外類群，被用于數量分類研究，見表1。采集樣品包括二白期花蕾、帯葉新枝、帶花新枝等，單株取樣，樣品用硅膠保存。

　　1.2農藝性狀調查通過參閱文獻[4-6]，確定了金銀花主要農藝性狀35個作為調查的性狀指標，并明確了相應的調查方法。調查的性狀指標包括株型、分枝多少、纏繞情況、葉形、葉面顏色及被毛、葉背顏色及被毛、葉脈及葉柄顏色、花型、花蕾顏色及被毛、花絲顏色、花萼形狀、花期、花頂膨大與否、新枝及莖干顏色、株高、葉長與葉寬、葉柄長、花長、花梗長、新枝節間長、單枝花蕾數等。

　　在采樣的地點首先記錄樣本的采集地信息，包括采集地名稱、陰坡陽坡生長、生長年限等，然后觀測單株的株型、纏繞情況、分枝多少、臨花對生情況、枝間結花性狀并記錄，記錄單枝花蕾數及花期，用卷尺測量株高并記錄，用數顯游標卡尺測量新枝莖干直徑并記錄。然后采集樣本封袋標號，用硅膠保存。觀察并記錄所有樣本性狀特征，包括葉面顏色、葉背顏色、葉柄顏色、葉脈顏色、花形、花蕾顏色、花絲顏色、花萼形狀、新枝及莖干顏色等，用數顯游標卡尺測量其數量性狀并記錄，包括葉長、葉寬、葉柄長、花長、花藥長、花藥寬、花梗長等，用體式顯微鏡觀察樣本的葉被毛及花蕾被毛長短情況并記錄。其中花性狀全部測量二白期的花蕾，葉片厚度的測量不考慮次級葉脈的影響。

　　1.3性狀及編碼性狀的編碼方法取決于性狀的類型。對所獲得的數據進行整理，區分出二元性狀、有序多態性狀及數值性狀并進行分解，分解的性狀及編碼見表2。數值性狀無需編碼，直接取其度量值[7];對于二元性狀，肯定的狀態賦值為1，否定的狀態賦值為0;無序的多態性狀如花蕾顏色等，則將其分解為多個新的二元性狀，按二元性狀編碼方式處理[8];有序多態性狀按狀態的等級依次編碼為1，2，3……。最后實際上獲得了63個性狀。

　　1.4分析方法數量分類通常是通過數學方法將所有的分類性狀加以等權處理，再以性狀間的相似性來進行歸類。借助計算機技術能夠對大量、多元的數據進行綜合分析，分類效率和分類的客觀性都比傳統的分類方法大為提高[9]。本研究采用因子分析的方法對63個編碼后的性狀進行處理，篩選出對于區分不同栽培種質材料有較大權重的因子。為了避免對分類產生無意義的加權，對于無序多態性狀最多篩選出一個編碼性狀。

　　采用SPSS19.0軟件進行數據分析。為確保篩選出的因子是具有代表性的性狀，能夠作為金銀花栽培種質分類的依據，本研究首先利用主成分分析法(principlecomponentanalysis)對金銀花743份材料的63個性狀變量進行因子分析，然后用正交轉軸法中的最大變異數法(varimaxmethod)萃取因子，保留因子特征值(eigenvalue)大于1的成分[10]，并選用因子負荷量表(factorloading)中絕對值大于0.50的變量，最終篩選獲得16個主要分類性狀。利用16個主要性狀數據對41份金銀花栽培種質進行系統聚類分析，度量區間采用平方Euclidean距離，并通過對組間聯接、組內聯接、最近鄰元素、最遠鄰元素、質心聚類法、中位數聚類法、Ward法等7種聚類方法[11]進行分析比較，選擇合適的方法構建聚類分析樹狀圖。

　　2結果與分析

　　2.1數量性狀統計分析將測定的金銀花各個農家種或品系的數量性狀經統計分析后見表3，包括最大值、最小值、平均值、標準差及變異系數。結果表明，株高和花梗長度的變異系數較大，分別為0.353，0.462，表明各農家種或品系在株高和花梗長度上存在較大差異。從表3還可以看出，在所收集的材料中，江蘇大毛花和河南大毛花單枝花蕾數最多，河南野生2最少，山東野生3次之;河南野生1植株最高，山東亞特立本最矮;河北四季花葉長和葉寬值均為最大，山東大毛花和河南野生2均最小;江蘇四季花花蕾最長，山東野生3最短;河北九豐一號花直徑、花藥長和花藥寬均最大，河南野生1、河南線花和河南野生大毛花均最小;山東野生3花梗長度最大，河北大毛花最小;山東亞特青蕾新枝莖干直徑最大，河北紅銀花最小。

　　2.2質量性狀統計分析經觀察所收集各農家種及品系的質量性狀，發現株型與栽培所在地有密切關系，如采自河北巨鹿的栽培種質均為樹形，采自江蘇連云港的栽培種質大多為匍匐形，株型和株高的變化會受到修剪方式的影響。就纏繞情況來看，絕大部分種質為上部纏繞，極少種質為不纏繞和全纏繞，這可能與栽培修剪方式有關。葉片形狀的變化不大，多為橢圓形至披針形，少為圓形葉。葉脈、葉柄、花蕾、莖干及新枝顏色的類型多樣，變化較明顯，且各性狀之間具有較高的一致性，如河北紅銀花、江蘇紅、山東紅金、山東亞特紅蕾的葉脈、葉柄、花蕾及新枝顏色均為淡紅或紅紫;而采自河北巨鹿種質的葉脈、葉柄和花蕾顏色多為黃綠或綠色，花絲顏色多為黃綠或黃白。花形直條和內鉤的比例相當，且與栽培地域不具相關性。絕大多數種質花蕾頂部膨大，少數種質不膨大。花萼形狀多為卵狀三角形和披針形，極少種質為三角形。僅毛花系、河北大線花和山東野生3具葉面被毛，其他種質均無毛。僅紅花系、河北大麻花和山東2個國外引種種質葉背無毛，其他種質均有毛。各種質間花蕾被毛的長短及疏密差異不明顯。

　　2.3因子分析通過初步因子分析，對本研究中初步選取的35個性狀進行嚴格的篩選，剔除種質間差異不顯著的性狀和帶有明顯重復的性狀[12]，最終篩選獲得16個影響金銀花種質分類的關鍵性狀，見表4。為確認16個關鍵性狀具有較高的相關性，對其編碼后數值進行KMO和Bartlett球形度檢驗[13]，其KMO檢驗值為0.567，Bartlett球形度檢驗給出的相伴概率為0.00，表明變量間具有極顯著相關性。

　　通過二次因子分析計算16個關鍵性狀的因子載荷值，并將其歸為5類，見表4。第1類因子為葉形和株型，包括葉長、葉柄長、葉寬和株型;第2類因子為花蕾性狀，包括單枝花蕾數、花萼形狀和花蕾顏色;第3類因子為被毛及新枝顏色，包括葉背被毛、花蕾被毛和新枝顏色;第4類因子為花梗長度和新枝節間長度;第5類因子為花期;第6類因子為花型和花絲顏色。

　　用主成分分析法對16個關鍵性狀進行分析，得到其因子特征值及貢獻率，見表5。對16個性狀的6大類因子進行旋轉平方和載入后，萃取出因子特征值大于1的因子。結果表明，第1個主因子的方差貢獻率達到了25.327%，前3個主因子的累積方差貢獻率占總貢獻率的53.32%(>50.0%)，前6個主因子的累積方差貢獻率達到了78.295%，說明依據篩選獲得的16個關鍵性狀作為變量對金銀花栽培種質進行數量分類是可靠的[14]。且結合6大因子類型及其載荷值可以看出，葉形和株型、花蕾性狀、被毛及新枝顏色等性狀對金銀花栽培種質內的分類鑒別有重要的作用。

　　2.4聚類分析以41個金銀花材料作為變量，分別將其16個關鍵性狀的數值經編碼處理后輸入SPSS19.0軟件中建立數據庫，并采用相似性矩陣對數據進行統計處理，聚類方法采用Ward聯接法，度量區間采用平方Euclidean距離進行Q型聚類分析，得到Q聚類樹狀圖，見圖1。根據各分類單位的性狀特征，通過等級結合線L1，將41個金銀花材料劃分為兩大類群，即河北紅銀花、江蘇紅、山東亞特紅蕾、山東紅金、山東-美國引種和山東-意大利引種聚為一類，其余聚為第2類。通過等級結合線L2，又將第2類中的35個金銀花材料劃分為兩大類，其中采自河北巨鹿的種質(2～15號)聚為一類，其余采自河南新密、山東臨沂和江蘇連云港的種質聚為另一類。等級結合線L3進一步將41個金銀花材料劃分為5個類群，其中變種紅金銀花單為一類，包括河北紅銀花、江蘇紅、山東亞特紅蕾和山東紅金，命名為A組;山東-美國引種和山東-意大利引種聚為一類，命名為B組;采自河北巨鹿的種質(2～15號)聚為一類，命名為C組;河南大毛花、河南小毛花、河南野生1、江蘇大毛花、江蘇亞特、山東大毛花、山東雞爪花和山東中花一號聚為一類，命名為D組;其余聚為一類，命名為E組。

　　3討論

　　3.1聚類分析結果的討論結合因子分析和主成分分析的結果，可以看出，A組主要依第二類因子中的花蕾顏色聚為一類，均為紅色。B組為2個栽培引種，分別引種自美國和意大利，與本土栽培種質有明顯的表型特征的差異，在等級結合線L2處與A組紅花系聚在一起，表明其與A組的親緣關系較近一些，B組的花蕾顏色在花蕾底部偏紅，新枝顏色葉為紅紫色，葉背淡紫紅色，葉形也與A組相似。C組均采自河北省巨鹿縣，主要依第一類因子中的葉長、葉寬、葉柄長和株型聚為一類，這14個種質的修剪方式和生長環境一致，巨鹿地區是平原地區，與山東臨沂、河南新密山地林下栽培有較大的不同，這可能是造成其形狀特征趨同，且與其他栽培種質區分開的原因。D組和E組為采自河南新密、山東臨沂和江蘇連云港的種質，在等級結合線L3處分成2組，大致可分為毛花組(D組)和雞爪花組(E組)，其花萼形狀多為披針形，與其他3組有明顯的區別，主要依第3類因子中的葉背被毛、花蕾被毛和第4類因子中的花梗長度、新枝節間長劃分。結合性狀數據可以看出，毛花組的花蕾被毛短而密，雞爪花組的花蕾被毛短而疏，雞爪花組的平均花梗長度顯著大于毛花組，表明花蕾被毛和花梗長度可以作為區分毛花系和雞爪花系的性狀指標。這2組在等級結合線L2處與C組分開，這3個地點均在北緯34度附近，低于C組河北巨鹿的北緯37.22度，因此可能是受日照等氣候因素的影響，導致D組和E組栽培種質的性狀特征與C組產生了差異，有待后面從化學成分等方面做進一步的研究工作。

　　3.2依據農藝性狀特征進行數量分類，對金銀花種質資源的保護與引種栽培具有重要的意義本次采樣過程中發現，不同地區相互引種導致同一栽培種在不同地區不同名，或者不同栽培種在不同地區同名的現象，并存在引進的種質重新引回原產地的現象(如河北巨鹿的巨花一號引種至山東，稱為四季花，后又引入河北巨鹿)，造成一定程度的引種混亂，給其種質資源的保護和種質的鑒定研究帶來困難。因此，本次研究將每個栽培種質看做是孤立的樣本，不考慮其在不同地區間的引種關系，給其名稱前加上采集地的標簽，從表觀特征性狀做數值化處理來描述和探討不同栽培品種間的差異和親緣關系遠近，從而避免了重復引種帶來的影響。種質資源越豐富，研究越深入，在中藥材品種改良、新品種培育越有針對性和預見性，因此，所掌握的種質資源數量和對其性狀表現是十分重要的。本研究用主成分分析、因子分析和聚類分析的數學方法對金銀花栽培品種依農藝性狀進行了定量分析，為金銀花栽培品種的分類、種質資源保護和引種栽培提供了可靠的依據。

　　3.3關鍵性狀及核心種質的篩選對開展金銀花良種選育具有重要的價值由于自然選擇、人工引種栽培和長期的生態適應，金銀花形成了一些地方品種、農家品種，是極其寶貴的自然財富。本研究大量選取栽培金銀花的性狀特征并篩選出對金銀花種質分類具有重要意義的關鍵性狀，以期找出與金銀花有效成分含量相關的表征性狀，從而篩選出能夠代表絕大多數金銀花栽培種質核心種質，并對金銀花良種選育進行評價。因此，采用數量分類學篩選獲得的金銀花種質關鍵性狀和核心種質的研究對新品種的選育、特異種質材料的利用以及種質創新具有重要意義。

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