摘要
探讨滇龙胆(Gentiana rigescens Franch.)表型多样性并建立优良种源综合评价方法。采集分布于云南的477株个体19个性状数据,结合遗传多样性指数、主成分分析、隶属函数、偏最小二乘等方法,开展滇龙胆种质资源评价。结果显示477株滇龙胆根、茎、叶性状遗传多样性指数范围:1.59~2.06;各性状中根粗(H'=2.00)、茎粗(H'=2.00)、根质比(H'=2.02)和根含水量(H'=2.06)遗传多样性指数较高,地上部分干重遗传多样性指数最低(H'=1.59)。不同地理来源的滇龙胆植株性状差异较大(P<0.05),分布于滇南的滇龙胆根部产量性状数值显著高于其他分布区的植株(P<0.05)。综合得分D值计算显示,477株滇龙胆D值变化范围:0.50~2.45,采自滇西、滇西北(D=1.17±0.03)及滇南(D=1.19±0.37)的植株综合评分较高,滇中(D=1.00±0.30)和滇东南(D=1.00±0.32)样品综合评分较低;云县居群植株综合评分高(D=1.24±0.14),且居群内个体间性状差异小(CV=11.02%),属最优种源。偏最小二乘-回归分析(PLS-R)与偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)发现,根鲜重、根干重、全草干重、分枝数、根数、地上部分干重、茎粗及叶长是区分优劣种源的关键性状(VIP>1.00);土壤属性、生长期降水、最干季平均气温等环境因子则与滇龙胆高产性状的形成紧密相关(VIP>1.00);土壤沙土含量过高、粘土含量过低,干旱高温可能促使根鲜重、干重和根数数值呈降低趋势;4月、5月及11月降水增加则对根部性状提高有积极作用。
滇龙胆(Gentiana rigescens Franch.)根部入药,是传统保肝中药龙胆的主要基原植
表型分析过程中如何科学建立优良种源评价指标,化繁为简从众多性状中快速确定关键性状一直是种质资源评价重点关注的研究内
云南是滇龙胆主要分布区及药材来源
本研究基于2018年课题组对云南怒江、临沧、楚雄、昆明、玉溪、红河、文山等地野生滇龙胆种质资源调查;调查范围涵盖云南境内滇龙胆主要分布区,共收集23个居群477份单株样品(
编号 No. | 居群 Population | 采样地 Location of sample collection | 地区 Regions | 样品数 Sample size |
---|---|---|---|---|
1 | NLL | 云南怒江泸水 | 滇西北 | 10 |
2 | LLS | 云南怒江兰坪 | 滇西北 | 10 |
3 | LF | 云南临沧云县 | 滇西 | 7 |
4 | CYW | 云南楚雄姚安 | 滇中 | 19 |
5 | CNS | 云南楚雄南华 | 滇中 | 20 |
6 | CNZ | 云南楚雄南华 | 滇中 | 20 |
7 | CDL | 云南楚雄大姚 | 滇中 | 20 |
8 | CLX | 云南楚雄禄丰 | 滇中 | 19 |
9 | YYX | 云南玉溪易门 | 滇中 | 20 |
10 | YHD | 云南玉溪红塔区 | 滇中 | 20 |
11 | YJZ | 云南玉溪江川区 | 滇中 | 20 |
12 | KQZ | 云南昆明西山区 | 滇中 | 19 |
13 | KPA | 云南昆明盘龙区 | 滇中 | 40 |
14 | KXK | 云南昆明寻甸 | 滇中 | 20 |
15 | KLZ | 云南昆明禄劝 | 滇中 | 57 |
16 | KXS | 云南昆明寻甸倘 | 滇中 | 19 |
17 | HJS | 云南红河建水 | 滇南 | 20 |
18 | HGJ | 云南红河个旧 | 滇南 | 18 |
19 | HMZ | 云南红河蒙自 | 滇南 | 20 |
20 | WXJ | 云南文山小街 | 滇东南 | 20 |
21 | WPB | 云南文山坪坝 | 滇东南 | 19 |
22 | WQC | 云南文山砚山 | 滇东南 | 20 |
23 | WXC | 云南文山西畴 | 滇东南 | 20 |
实地调查过程中,详细记录采集地经度、纬度信息。植株采集后于当年统一保育于云南省农业科学院药用植物研究所种质资源圃内,2019年和2020年,滇龙胆花期(10月)连续两年对保育成活的植株进行性状测量,同时采集种子用于后续种质资源的保育;除干重外,最终分析数据为每份样品2年性状测量数据的平均值。
本研究选取与滇龙胆药材质量等级划分关系紧密的性状进行调查统计。根部性状:根粗、根长、根数、根鲜重、根干重、比根长、根质比、根冠比、根含水量;茎部性状:株高、茎粗、株高/茎粗、株高/地上干重、分枝数;叶部性状:叶长、叶宽、叶形指数;此外还测定了地上部分干重及全草干重。
测定干重时,植株放入牛皮纸袋置于烘箱中烘干至恒重(80 ℃条件下)称定重量;分枝数为植株一级分枝数;与长度相关的性状用直尺测量;根粗、茎粗数据用游标卡尺测定;一些性状计算方法如下:比根长=根长 / 根干重;根质比=根干重 / 全草干重;根冠比=根干重 / 地上部分干重;根含水量=(根鲜重-根干重)/根鲜重×100%;叶形指数=叶长 / 叶宽。
本研究所用56个环境因子主要包括植物生长海拔,土壤因子及植株生长期(4-12月)水热气候因子。其中土壤总磷含量数据源自He
分类 Classification | 因子 Factors | 缩写 Abbreviation | 单位 Unit |
---|---|---|---|
海拔Elevation | 海拔 | Ele | m |
土壤因子 Soil factors | 0~10 cm土壤总磷含量 | P0-10 | mg/kg |
10~20 cm土壤总磷含量 | P10-20 | mg/kg | |
20~30 cm土壤总磷含量 | P20-30 | mg/kg | |
表层土壤沙含量 | Sand | % | |
表层土壤粘土含量 | Clay | % | |
表层土壤淤泥含量 | Silt | % | |
表层土壤有机碳含量 | Toc | % | |
表层土壤酸碱度 | PH | — | |
表层土壤容重 | Bulk |
g/ | |
气候因子Climatic factors | 4-12月平均降水量 | Prec04~Prec12 | mm |
4-12月平均太阳辐射 | Srad05~Srad12 |
kJ/ | |
4-12月平均温度 | Tavg04~Tavg12 | ℃ | |
年平均温度 | Bio01 | ℃ | |
平均气温日较差 | Bio02 | ℃ | |
等温性 | Bio03 | — | |
温度季节性变化 | Bio04 | — | |
最热月最高温度 | Bio05 | ℃ | |
最冷月最低温度 | Bio06 | ℃ | |
温度年较差 | Bio07 | ℃ | |
最湿季平均气温 | Bio08 | ℃ | |
最干季平均气温 | Bio09 | ℃ | |
最热季平均气温 | Bio10 | ℃ | |
最冷季平均气温 | Bio11 | ℃ | |
年平均降水量 | Bio12 | mm | |
最湿月降水量 | Bio13 | mm | |
最干月降水量 | Bio14 | mm | |
降水量季节性变化 | Bio15 | — | |
最湿季降水量 | Bio16 | mm | |
最干季降水量 | Bio17 | mm | |
最暖季降水量 | Bio18 | mm | |
最冷季降水量 | Bio19 | mm |
平均值、中位数、标准差、四分位数用于性状数值的分布统计,变异系数(CV,coefficient of variation)用于评价性状数值的离散程度,遗传多样性指数(H',Shannon-Wiener diversity index)用于评价滇龙胆19个性状的多样
滇龙胆表型性状的综合评价:首先计算各性状隶属函数值,随后结合主成分分析结果计算各性状权重,最后利用19个性状的隶属函数值与性状权重计算每份样品表型性状的综合评
相关性分析与偏最小二乘-回归(PLS-R,partial least square-regression analysis)分析用于分析变量间的相互关系,偏最小二乘-判别分析(PLS-DA,partial least square-discriminant analysis)用于不同种源的区分研究,变量投影重要性分析用于筛选重要植物性
对477株滇龙胆个体19个性状进行统计,结果显示(
性状 Traits | 均值 Mean | 标准差 Standard deviation | 中位数 Median | 四分位数Quartile | 最小值 Min. | 最大值 Mix. | 遗传多样性指数 H' | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
P25 | P75 | |||||||
根粗(cm)RD | 0.28 | 0.07 | 0.27 | 0.23 | 0.33 | 0.12 | 0.50 | 2.00 |
根长(cm)RL | 11.87 | 4.46 | 11.00 | 8.90 | 13.65 | 3.50 | 29.70 | 1.98 |
根数FB | 9.51 | 5.55 | 8.00 | 5.00 | 12.00 | 1.00 | 35.00 | 1.92 |
根鲜重(g)RFW | 2.14 | 1.84 | 1.62 | 0.93 | 2.64 | 0.23 | 10.79 | 1.69 |
根干重(g)RDW | 0.81 | 0.73 | 0.60 | 0.33 | 0.99 | 0.07 | 4.90 | 1.69 |
比根长SRL | 25.00 | 22.02 | 18.98 | 11.04 | 31.10 | 2.73 | 207.50 | 1.66 |
根质比RBR | 0.31 | 0.13 | 0.28 | 0.20 | 0.39 | 0.08 | 0.78 | 2.02 |
根冠比RSR | 0.51 | 0.40 | 0.39 | 0.25 | 0.64 | 0.09 | 3.50 | 1.70 |
根含水量(%)RWC | 61.57 | 8.59 | 63.18 | 56.49 | 67.51 | 26.09 | 84.83 | 2.06 |
株高(cm)PH | 24.65 | 11.54 | 23.30 | 17.20 | 30.55 | 2.50 | 87.00 | 1.97 |
茎粗(cm)SD | 0.21 | 0.06 | 0.21 | 0.17 | 0.24 | 0.10 | 0.61 | 2.00 |
株高/茎粗PS | 119.08 | 52.71 | 112.15 | 86.33 | 142.61 | 7.11 | 435.00 | 1.94 |
株高 / 地上干重PD | 17.66 | 11.32 | 15.43 | 10.97 | 21.18 | 0.93 | 116.50 | 1.77 |
分枝数BN | 2.88 | 2.21 | 2.00 | 1.00 | 4.00 | 1.00 | 14.00 | 1.82 |
叶长(cm)LL | 3.52 | 1.12 | 3.27 | 2.83 | 3.93 | 1.83 | 9.53 | 1.86 |
叶宽(cm)LW | 1.02 | 0.34 | 0.97 | 0.80 | 1.17 | 0.40 | 3.87 | 1.86 |
叶形指数LI | 3.57 | 0.86 | 3.48 | 3.03 | 3.91 | 0.78 | 8.43 | 1.90 |
地上部分干重(g)ADW | 1.93 | 1.77 | 1.44 | 0.96 | 2.35 | 0.10 | 19.41 | 1.59 |
全草干重(g)PDW | 2.75 | 2.27 | 2.10 | 1.39 | 3.32 | 0.17 | 22.47 | 1.68 |
RD: Root diameter; RL: Root length; FB: Fiber number; RFW: Root fresh weight; RDW: Root dry weight; SRL: Specific root length; RBR: Root/Biomass ratio; RSR: Root/Shoot ratio; RWC: Root water content; PH: Plant height; SD: Stem diameter; PS: Plant height/Stem diameter; PD: Plant height/Dry weight of aerial part; BN: Branch number; LL: Leaf length; LW: Leaf width; LI: Leaf index; ADW: Dry weight of aerial part; PDW: Dry weight of plant; The same as below
通过比较滇中、滇南、滇东南、滇西和滇西北采集的滇龙胆植株表型性状,分析发现不同地理来源植株性状差异明显,19个性状中除叶形指数外,其余性状在不同地区间均呈现出极显著的差异(P<0.01)(
性状 Traits | 滇西与滇西北 Western and Northwest Yunnan | 滇中 Central Yunnan | 滇南 Southern Yunnan | 滇东南 Southeastern Yunnan | F值 F value |
---|---|---|---|---|---|
根粗(cm)RD | 0.25±0.09 | 0.28±0.07 | 0.32±0.07 | 0.28±0.07 |
6.7 |
根长(cm)RL | 15.54±5.50 | 11.23±4.25 | 14.27±4.32 | 11.37±3.83 |
15.4 |
根数FB | 6.15±4.13 | 9.50±5.28 | 9.22±5.74 | 10.87±6.40 |
5.0 |
根鲜重(g)RFW | 2.04±2.15 | 1.92±1.62 | 3.37±2.56 | 2.13±1.55 |
10.8 |
根干重(g)RDW | 0.61±0.65 | 0.74±0.65 | 1.19±1.07 | 0.90±0.63 |
7.7 |
比根长SRL | 45.68±35.19 | 25.42±22.01 | 20.65±16.06 | 19.46±15.03 |
11.0 |
根质比RBR | 0.23±0.11 | 0.31±0.14 | 0.39±0.12 | 0.27±0.11 |
12.8 |
根冠比RSR | 0.33±0.22 | 0.52±0.42 | 0.71±0.47 | 0.41±0.25 |
8.8 |
根含水量(%)RWC | 69.7±5.28 | 61.70±7.71 | 65.56±8.41 | 55.31±8.80 |
31.2 |
株高(cm)PH | 25.00±11.07 | 22.73±11.61 | 31.10±12.98 | 27.41±7.49 |
11.1 |
茎粗(cm)SD | 0.29±0.10 | 0.20±0.05 | 0.21±0.05 | 0.21±0.05 |
19.7 |
株高 / 茎粗PS | 96.28±42.94 | 111.42±52.71 | 148.34±53.55 | 135.72±42.4 |
13.4 |
株高/地上干重PD | 18.56±14.81 | 17.16±9.63 | 24.77±18.47 | 14.09±6.00 |
11.2 |
分枝数BN | 4.37±2.91 | 2.94±2.27 | 2.00±1.36 | 2.81±1.91 |
7.5 |
叶长(cm)LL | 5.88±1.71 | 3.36±0.96 | 3.75±0.81 | 3.20±0.52 |
62.9 |
叶宽(cm)LW | 1.65±0.49 | 0.97±0.25 | 1.15±0.41 | 0.89±0.22 |
54.2 |
叶形指数LI | 3.78±1.22 | 3.55±0.90 | 3.38±0.59 | 3.70±0.70 | 2.23 |
地上部分干重(g)ADW | 2.16±1.81 | 1.76±1.50 | 1.87±1.75 | 2.59±2.49 |
4.9 |
全草干重(g)PDW | 2.77±2.29 | 2.50±1.95 | 3.06±2.68 | 3.49±2.91 |
4.5 |
性状数值为平均值±标准差,**表示P<0.01
The traits' value in the table is Mean±SD, ** means P<0.01

图1 19个性状间的相关性分析
Fig.1 Correlation analysis between 19 traits
*表示P<0.05,**表示P<0.01,下同
*means P<0.05 and **means P<0.01, the same as below
滇龙胆地上和地下性状呈现较强的相关性,为将表型评价指标进行降维并降低性状间共线性对后续评价的干扰,以19个性状为X变量进行主成分分析。分析结果显示(
性状 Traits | 主成分1 PC1 | 主成分2 PC2 | 主成分3 PC3 | 主成分4 PC4 | 主成分5 PC5 | 主成分6 PC6 |
---|---|---|---|---|---|---|
根粗RD | -0.147 | -0.037 | 0.016 | -0.088 | 0.748 | 0.033 |
根长RL | -0.013 | 0.013 | -0.044 | -0.074 | 0.073 | -0.011 |
根数FB | 0.278 | 0.140 | -0.027 | -0.058 | -0.338 | 0.013 |
根鲜重RFW | 0.166 | 0.118 | 0.007 | -0.045 | 0.043 | 0.028 |
根干重RDW | 0.158 | 0.124 | 0.000 | -0.019 | 0.005 | 0.005 |
比根长SRL | 0.003 | -0.028 | -0.025 | -0.078 | -0.322 | -0.020 |
根质比RBR | -0.013 | 0.351 | -0.051 | 0.048 | 0.024 | 0.039 |
根冠比RSR | 0.000 | 0.356 | -0.036 | 0.039 | -0.023 | 0.058 |
根含水量RWC | 0.076 | -0.007 | -0.003 | -0.097 | 0.027 | 0.051 |
株高PH | -0.028 | -0.061 | 0.391 | 0.029 | 0.095 | 0.037 |
茎粗SD | -0.015 | -0.094 | -0.207 | 0.318 | 0.214 | 0.125 |
株高 / 茎粗PS | -0.040 | 0.007 | 0.524 | -0.078 | -0.050 | -0.024 |
株高 / 地上干重PD | -0.089 | 0.228 | 0.272 | -0.014 | -0.209 | 0.003 |
分枝数BN | 0.238 | -0.036 | -0.050 | -0.047 | -0.195 | -0.049 |
叶长LL | -0.060 | 0.099 | 0.029 | 0.527 | -0.114 | 0.172 |
叶宽LW | -0.032 | 0.031 | 0.038 | 0.471 | -0.169 | -0.482 |
叶形指数LI | -0.027 | 0.072 | 0.018 | 0.080 | 0.003 | 0.703 |
地上部分干重ADW | 0.191 | -0.130 | 0.056 | -0.044 | -0.059 | -0.043 |
全草干重PDW | 0.199 | -0.061 | 0.043 | -0.041 | -0.044 | -0.032 |
特征值E | 5.870 | 3.088 | 2.030 | 1.735 | 1.342 | 1.022 |
方差贡献率(%) CR | 30.90 | 16.25 | 10.68 | 9.13 | 7.07 | 5.38 |
累计贡献率(%)CCR | 30.90 | 47.15 | 57.83 | 66.96 | 74.03 | 79.41 |
E: Eigenvalue;CR: Contribution rate;CCR: Cumulative contribution rate
通过计算各性状的主成分得分可知,第1主成分主要包括根数、根鲜重、根干重、比根长、根含水量、分枝数、地上部分干重及全草干重,可代表与药材产量相关的大部分性状;第2主成分主要为根质比和根冠比,与植株根部干物质分配紧密相关;第3主成分则主要包括株高、株高/茎粗和株高/地上干重等3个性状,这些性状主要与植株生长高度及地上干物质分配有关;第4主成分主要为茎粗、叶长及叶宽,代表了植株茎、叶形态特征;第5主成分包括根粗和根长,反映了根部的形态特征;第6主成分为叶形指数,代表了叶片的长宽比及叶片形状。
6个主成分的权重系数分别为0.41、0.21、0.14、0.12、0.09和0.07,结合19个性状的隶属函数值对477株个体表型性状进行综合评分(D值)(
指标 Index | 滇西与滇西北 Western and Northwest Yunnan | 滇中 Central Yunnan | 滇南 Southern Yunnan | 滇东南 Southeastern Yunnan | 所有样品 All samples |
---|---|---|---|---|---|
平均值Mean | 1.17 | 1.00 | 1.19 | 1.00 | 1.03 |
标准差SD | 0.33 | 0.30 | 0.37 | 0.32 | 0.32 |
中位数Median | 1.07 | 0.91 | 1.06 | 0.94 | 0.95 |
最小值Min. | 0.80 | 0.55 | 0.53 | 0.50 | 0.50 |
最大值Max. | 2.43 | 2.25 | 2.20 | 2.45 | 2.45 |
变异系数(%)CV | 28.00 | 30.30 | 31.42 | 32.21 | 31.38 |
23个居群植株D值及变异系数统计分析显示(

图2 D值及其变异系数在居群水平的变化
Fig.2 The variation of D value and CV at population level
红色虚线框内为云县分水岭(LF)居群数值
The value of LF population can be found in the red dashed box
选取综合评分最高的个体(前top 5%)与评分最低个体(后top 5%)(
D值最高top 5% The top 5% with the highest D value | D值最低top 5% The top 5% with the lowest D value | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
编号 No. |
所属居群 Population |
D值 D value |
代号 Code name |
编号 No. |
所属居群 Population |
D值 D value |
代号 Code name | |
1 | WPB | 2.45 | WPB-11 | 1 | KLZ | 0.67 | KLZ-03 | |
2 | NLL | 2.43 | NLL-07 | 2 | KLZ | 0.67 | KLZ-11 | |
3 | YHD | 2.25 | YHD-06 | 3 | KLZ | 0.67 | KLZ-14 | |
4 | YJZ | 2.20 | YJZ-11 | 4 | WQC | 0.67 | WQC-15 | |
5 | HGJ | 2.20 | HGJ-13 | 5 | CDL | 0.66 | CDL-04 | |
6 | HGJ | 2.19 | HGJ-18 | 6 | KPA | 0.66 | KPA-13 | |
7 | HGJ | 2.13 | HGJ-10 | 7 | KPA | 0.65 | KPA-36 | |
8 | KXS | 2.09 | KXS-05 | 8 | WPB | 0.65 | WPB-09 | |
9 | CNS | 2.08 | CNS-01 | 9 | KPA | 0.64 | KPA-16 | |
10 | YJZ | 1.98 | YJZ-10 | 10 | KPA | 0.64 | KPA-18 | |
11 | KQZ | 1.98 | KQZ-19 | 11 | HGJ | 0.63 | HGJ-08 | |
12 | HGJ | 1.94 | HGJ-17 | 12 | WQC | 0.63 | WQC-17 | |
13 | HGJ | 1.90 | HGJ-06 | 13 | KLZ | 0.62 | KLZ-06 | |
14 | CYW | 1.86 | CYW-01 | 14 | KPA | 0.61 | KPA-03 | |
15 | KXK | 1.82 | KXK-13 | 15 | KXK | 0.61 | KXK-20 | |
16 | HJS | 1.82 | HJS-19 | 16 | KLZ | 0.60 | KLZ-11 | |
17 | KQZ | 1.78 | KQZ-08 | 17 | KPA | 0.59 | KPA-25 | |
18 | KXS | 1.76 | KXS-18 | 18 | KLZ | 0.59 | KLZ-50 | |
19 | KXS | 1.75 | KXS-19 | 19 | KPA | 0.58 | KPA-37 | |
20 | NLL | 1.74 | NLL-08 | 20 | WXJ | 0.58 | WXJ-13 | |
21 | HJS | 1.74 | HJS-20 | 21 | KLZ | 0.56 | KLZ-21 | |
22 | WXC | 1.73 | WXC-02 | 22 | CLX | 0.55 | CLX-34 | |
23 | WXC | 1.71 | WXC-15 | 23 | HGJ | 0.53 | HGJ-02 | |
24 | CNS | 1.69 | CNS-04 | 24 | WQC | 0.50 | WQC-02 |
表格中居群对应采集地信息详见表1
The corresponding location information of population capital letters is shown in Table 1
PLS-DA分析显示得分较高的种源与得分较低的种源性状差异大,两组样品被明显区分(

图3 D值最高(top 5%)与D值最低(top 5%)样品的偏最小二乘判别分析
Fig.3 The PLS-DA of samples with the highest D value and the lowest D value
A:得分最高样品与为得分最低样品的PLS-DA得分图;B:基于PLS-DA分析的Bioplot图,图中同心圆左侧性状用于区分得分较高样品,右侧性状用于区分得分较低样品;C:基于PLS-DA分析的性状VIP图
A: PLS-DA score plot of the samples had the highest D value and the samples had the lowest D value; B: Bioplot based on the PLS-DA; In the figure, the traits on the left side of concentric circles are used to distinguish samples with higher D value, and traits on the right side of concentric circles are used to distinguish samples with lower D value; C: VIP plot of traits based on PLS-DA
为量化各表型性状与植株综合评分的关系,以477株滇龙胆综合评分D值为Y变量,19个性状为X变量,建立Y与X的偏最小二乘回归模型(PLS-R)。基于所有性状的PLS-R与VIP分析显示(

图4 滇龙胆样品D值与19个性状的偏最小二乘回归分析
Fig.4 The PLS-R of D value of Gentiana rigescens Franch. samples and 19 traits
A:19个性状与477株样品综合评分D值的拟合结果;B:基于PLS-R分析的性状VIP图;C:重要性状(VIP > 1.00)与477株样品综合评分D值的拟合结果;D:基于重要性状的PLS-R模型200次置换重要性检验结果
A: Fitting results of 19 traits with D values of 477 samples; B: VIP plot based on the PLS-R analysis; C: Fitting results of important traits (VIP > 1.00) with D values of 477 samples; D: The result of 200 permutation test of PLS-R model based on important traits
通过对滇龙胆分布区环境因子数据进行收集整理,结合PLS-R和相关性分析,探讨生境海拔、土壤、气候等因素对优良种源形成的影响作用。首先建立56个环境因子(X)与477份样品D值的PLS-R模型,结果显示环境因子对样品D值有较明显的影响作用(模型

图5 滇龙胆样品D值与环境因子的偏最小二乘回归分析
Fig.5 The PLS-R of D value of Gentiana rigescens Franch. samples and 19 traits
A:56个环境因子与477株样品综合评分D值的拟合结果;B:PLS-R模型200次置换重要性检验结果;C:重要环境因子VIP图(VIP>1.00)
A: Fitting results of 56 environmental factors with D values of 477 samples; B: The result of 200 permutation test of PLS-R model;C: VIP plot of important environmental factors (VIP>1.00)
基于PLS-R分析结果,将上述18个环境因子与根鲜重(RFW)、根干重(RDW)、全草干重(PDW)、根数(FB)、地上部分干重(ADW)和分枝数(BN)进行相关性分析(

图6 环境因子与关键性状的相关性分析
Fig.6 Correlation analysis between environmental factors and the key traits
*表示P<0.05,**表示P<0.01
* means P<0.05 and ** means P<0.01
野生种质资源筛选、驯化初期,重要表型性状数据可与后续分子生物学、化学分析等研究获取的信息进行关联,为药材质量评价、特异种质挖掘等提供更全面的科学依
龙胆苦苷是滇龙胆重要药效成分,同时也是《中国药典》2020版龙胆药材质量优劣的主要评价指
本研究477株滇龙胆综合得分平均值为1.03,D值变异系数为31.38%。云南临沧云县分水岭(LF)的滇龙胆综合评分均值较高(>1.03),且居群内个体间变异系数仅为11.02%,表明云县居群内个体性状差异小,优良性状较稳定,属最优种源地。将评分最高的种质资源(D值排名前5%)与评分最低的种质资源(D值排名后5%)的性状进行比较,结合PLS-DA分析发现,根鲜重、根干重、比根长、全草干重、分枝数、根数、地上部分干重、茎粗和叶长是区分优劣种源的关键性状。PLS-R分析则发现,仅用根干重、根鲜重、全草干重、根数、地上部分干重及分枝数也能较好预测植株综合评分;因此后续高产种源筛选可进一步减少评价指标,并在选育过程中关注上述根、茎指标。
报道显示滇龙胆根、茎、叶等营养器官的性状变异与分布区经度及降水变化有
植物表型性状的变化受到个体遗传、生境条件的综合影响。本研究通过滇龙胆植物性状、居群分布区环境因子数据分析,初步掌握了不同地理种源产量相关性状的变化规律。同时也发现,优良种源的形成与特定分布区独特的水热条件有关。因此,后续种源筛选研究还需基于本研究筛选的种质资源开展同质园实验和同一种源异地栽培的迁地试验;结合性状测量、有效成分定量分析、遗传变异分析等方
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