一種通過葉型特征鑒定菊花品種的方法

專利名稱：一種通過葉型特征鑒定菊花品種的方法
技術領域：
本發明涉及菊花品種資源鑒別與品種權保護領域，具體地說明通過葉型特征鑒定菊花品種的方法。
背景技術：
(Dendranthema morifo丄ium Tzvel. (Chrysanthemum morifolium Ramat.)；為菊科菊屬多年生宿根草本植物，是我國十大傳統名花，世界上最早栽培的觀賞植物之一，具有很高的經濟和觀賞價值，在花卉產業中占據重要的地位，自栽培使用以來，備受花卉育種家的注意，國內外已經積累了數量眾多的品種。目前，我國選育的菊花品種約有4000多個，全球品種總數在2萬之上(陳俊愉，2001)，是世界上商品產值最高的花卉(Boaes，1997)。由于菊花生產上采用扦插繁殖，該繁殖技術環節簡單，成苗率一般在90%以上。切 花菊、盆栽菊因為其市場規模大，其種苗生產帶有優厚的利潤，通常優良品種推向市場后，很容易被非法擴繁和銷售，而侵害育種者的權益，進而影響整個產業的健康發展。所以在菊花產業中亟需要有準確而簡便的品種鑒別技木。以蛋白質、DNA為基礎的分子標記，如蛋白質與同エ酶、RFLP、RAPD、SSR、ISSR等分析技術應用于品種鑒別雖然日益成熟，但在實施時涉及復雜的技術環節，并對樣品的質量、檢測試劑及測試設備等都有嚴格要求，且成本高，鑒定的操作人員要經過專門培訓，很難在生產企業和一般的育種者中普及。以往利用形態確定品種的技術建立在菊花傳統四級分類基礎上，鑒別依據主要是花序特征，除了花色、瓣型特征，還涉及多達30余種花型，但花型之間的界定需要經驗積累，難以準確把握，且菊花產業中規模最大的切花菊、盆栽小菊的花型變化不豐富，此種方法應用于切花菊、盆栽小菊品種鑒定的可借鑒之處不多。目前，我國菊花新品種保護所依據的菊花品種新穎性、特異性、穩定性測試的65個性狀中含有40余個數量性狀，這類性狀采集工作量大，且易受環境影響而變化，且在品種鑒定時必須要有多年多點數據，鑒定周期長，實用性不強。目前通過葉型特征鑒定菊花品種的方法未見報道。

發明內容
本發明的目的是提供ー種可準確鑒定品種，提高鑒定效率，顯著降低鑒定成本的通過葉型特征鑒定菊花品種的方法。本發明的目的是通過以下方式實現的一種通過葉型特征鑒定菊花品種的方法，該方法包括如下步驟a)測定菊花植株不同葉位的葉型指標，確定植株葉型保守的葉位；b)采集菊花品種不同單株間保守的葉位的葉型指標，并將該葉型指標在不同品種間作差異顯著性分析，確定在不同品種間存在顯著性差異的葉型指標為特異性葉型特征指標；c)將多個特異性葉型特征指標通過多元判別分析法進行品種判定。上述植株葉型保守的葉位為葉片葉型指標的變化幅度在均值的1%以內時的葉位，優選植株莖段中點上下各2 — 3個葉位的葉片。植株葉型保守的葉位的選取判定標準是當該莖段葉位葉片的長寬比、柄葉長比等葉型指標的變化幅度在均值的1%以內吋，定為葉型穩定葉位，也就是葉型保守的葉位。所述的特異性葉型特征指標可以為葉長寬比、柄葉比、頂裂片長寬比、右上裂片長寬比、左上裂片長寬比、右下裂片長寬比、左下裂片長寬比、上裂深度比(即上裂刻深度/葉身長)、下裂深度比(即下裂刻深度/葉身長)、上裂寬度比(即上裂刻寬度/葉身寬)、下裂寬度比(即下裂刻寬度/葉身寬)、尖削度、下裂開張度、上裂開張度、上側脈交點比、下側脈交點比。上述多個特異性葉型特征指標為2個以上特異性葉型特征指標。其中，葉長、葉身長、葉寬、葉柄長這4個指標參考“農業部植物新品種測試分中 心.植物新品種特異性、一致性和穩定性測試指南-菊花[S].中華人民共和國農業行業標準，2004. ”。葉長寬比=葉長/葉寬，葉長為葉先端到葉柄末端長度，葉寬為葉身最寬處寬度；柄葉比=葉柄長/ (葉身長+葉柄長);頂裂片長寬比=頂裂片長/頂裂片寬，頂裂片長為葉先端到頂裂片裂刻基部水平連線的垂直距離，頂裂片寬為頂裂片最寬處寬度；右上裂片長寬比=右上裂片長/右上裂片寬，右上裂片長為右上裂片先端到右上裂片中脈與葉片中脈交點連線的長度，右上裂片寬為右上裂片最寬處寬度；左上裂片長寬比、右下裂片長寬比、左下裂片長寬比的定義同右上裂片長寬比的定義，不同之處在于區分為左上、右下和左下裂片；上裂深度比=上裂刻深度/葉身長，上裂刻深度為葉先端到頂裂片裂刻基部水平連線垂直距離；下裂深度比=下裂刻深度/葉身長，下裂刻深度為葉先端到右下和左下裂片裂刻基部水平連線垂直距離；上裂寬度比=頂裂片裂刻間水平距離/葉寬；下裂寬度比=右下和左下裂片裂刻間水平距離/葉寬；尖削度為右上裂片先端與左上裂片先端分別與頂裂片先端連線的夾角；下裂開張度為兩下側裂片先端到葉柄起點處連線的夾角；上裂開張度為兩上側裂片先端到葉柄起點處連線的夾角；上側脈交點比為葉先端到第一側脈(自上往下計)與主脈交點的垂直距離/葉身長；下側脈交點比為葉先端到第四側脈(自上往下計)與主脈交點的垂直距離/葉身長，詳見圖13-圖17。所述的品種判定特異性葉型特征指標是葉型指標在同一品種的不同單株間是定值，在某兩個品種間可能不同，多個品種相比存在顯著性差異，該指標對于品種判別就是特異性葉型特征指標。但單因素多重比較(采用Ducan’multiple range test,即新復極差法)結果表明僅用某一個指標不足于區分所有參試品種，因此選擇至少兩種特異性葉型特征指標進行判別。葉型特異性指標差異顯著性分析、多重比較分析及葉型指標多元判別分析，使用商業統計軟件SAS運行。對多元判別分析方法的原理和程序運行及結果的解讀，參見高惠玄編寫.實用統計方法與SAS系統[M].北京北京大學出版社，2001:135-180。本發明通過多元判別分析進行品種判定結果可將所有品種均歸類于本品種，在判別分析過程中，判別擬合率達到80%以上的，才認為判別有效。通過多元判別分析進行品種判定后可以再運用獨立的葉片特異性指標數據進行驗證，所驗證的品種準確地歸屬應有類別，誤判率為0(誤判率+判別擬合率=1，誤判率=誤判葉片數/參與判別的葉片總數)。本發明方法所述的菊花植株葉片的取樣時間最好在品種花蕾顯色期。與現有技術比較本發明的有益效果(I)本發明檢測的葉片樣品無特殊處理，只要葉片鮮活、無病蟲害和機械損壞，并處于莖段中點上下各2 — 3個葉位即可，取樣時間在品種花蕾顯色期，樣品易得。(2)本發明僅需要普通掃描儀和具備相對長度測量和角度測量功能的圖像分析軟件即可完成對樣品的測定，成本低廉，簡單易行，可操作性強，具有實用性。(3)本發明可基于對待測樣品16個特異性葉型指標中的2個以上指標進行多元判別分析，以多元判別結果為品種歸類依據，檢測特異性強，靈敏度高。


圖I為品種‘紅小’單株不同葉位的葉片大小變化圖(葉位序號從上到下計，以頂端最先出現的平展葉為第一葉位，下同)；圖2為品種‘紅小’單株不同葉位的葉長/葉寬、柄葉比的比值變化圖；圖3為品種‘南農玉珠’單株不同葉位的葉片大小變化圖；圖4為品種‘南農玉珠’單株不同葉位的葉長/葉寬、柄葉比的比值變化圖；圖5為品種‘南農勛章’單株不同葉位的葉片大小變化圖；圖6為品種‘南農勛章’單株不同葉位的葉長/葉寬、柄葉比的比值變化圖；圖7為品種‘紅小’同一葉位不同單株間的葉片大小變化圖；圖8為品種‘紅小’同一葉位不同單株間的葉長/葉寬、柄葉比的比值變化圖；圖9為品種‘南農玉珠’同一葉位不同單株間的葉片大小變化圖；圖10為品種‘南農玉珠’同一葉位不同單株間的葉長/葉寬、柄葉比的比值變化圖；圖11為品種‘南農勛章’同一葉位不同單株間的葉片大小變化圖；圖12為品種‘南農勛章’同一葉位不同單株間的葉長/葉寬、柄葉比的比值變化圖；圖13為3個特異性葉型指標示意圖葉長寬比即葉長/葉寬比(A/B)、上裂寬度比(D/B)、下裂寬度比(D2/B)；圖14為3個特異性葉型指標示意圖上側脈交點比(F/A)、下側交點比(F2/A)、柄葉比(H-A/H)；圖15為2個特異性葉型指標示意圖上裂深度比(S/A)、下裂深度比(S2/A)；圖16為5個特異性葉型指標示意圖頂裂片長寬比(L1ZiW1)、左上裂片長寬比(L2/W2)、右上裂片長寬比(L3/w3)、左下裂片長寬比(l4/w4)、右下裂片長寬比(l5/w5)；圖17為3個特異性葉型指標示意圖尖削度(α)、上裂開張度(β)、下裂開張度(Y)。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作更進ー步的說明。
以下實施例中的葉片均是在花蕾顯色期采集，在鮮活狀態下，使用AGFAe40型掃描儀掃描記錄，掃描參數分辨率200dp，圖片保存格式jpg，使用圖像測量分析軟件SmartScape-2002 (上海復日科技有限公司)測量葉長、葉身長、葉寬等各指標，并計算葉柄長/葉長、葉長/葉寬等特異性指標的比值。實施例I不同葉位的葉型指標變化在花蕾顯色期，隨機選用‘南農勛章’、‘南農玉珠’、‘紅小’三個切花菊各一株。以頂端的充分展開葉為第I葉，依次編號取樣至植株基部。‘紅小’的葉長度在不同葉位分布范圍在8. 24-12. 12厘米之間，而其中部上下3個葉位葉片的葉長約為10. 84厘米，葉身長度分布范圍在6. 18-8. 56厘米，而其中部葉片的葉長約為7. 48厘米，葉身寬度分布范圍在3. 69-6. 10厘米，而其中部上下3個葉位葉片的葉 寬約為5. 48厘米(如圖I)。‘南農玉珠’和‘南農勛章’葉片的葉長、葉身長、葉寬從植株自頂端到葉基部呈現出與‘紅小’類似的變化由小到大再減小，中部上下3個葉位的葉片指標變化相對較小(如圖3、圖5);三個品種葉長/葉寬比、柄葉比除了在植株兩端變化略有波動，柄葉比的比值基本保持不變，圍繞其平均值僅有I. 01-3. 24%的變化幅度，且中段上下各2個葉位圍繞其平均值的變化幅度小于1% (如圖2、圖4、圖6)。由長度指標及比值指標的變化情況得出，按照變化幅度小于均值1%的標準，植株葉型保守的葉位為植株莖段中點上下各2 — 3個葉位。不同單株間的葉型指標變化選用‘南農勛章’、‘南農玉珠’、‘紅小’三個切花菊各10株，按上述采樣并測定數據，比較10株之間同一葉位的變化。同一品種10株單株固定葉位(植株莖段中點上下各2-3個葉位)的葉長、葉身長、葉寬在不同單株間圍繞其平均值有10-30%的變化幅度，而葉長/葉寬比、柄葉比的比值在不同單株間圍繞其平均值僅有I. 55-3. 61%的變化(如圖7-圖12)，所以，對于特定品種，其葉長/葉寬比、柄葉比的比值在單株間較保守，是能代表品種特征的特異性指標。采用SAS統計軟件進行多元判別分析進行品種判定。結果是南農勛章’、‘南農玉珠’、‘紅小’三個品種均準確地歸類于本品種，誤判率為0，判別擬合率為100%。運用獨立的葉片特異性指標數據進行驗證。結果是所驗證的‘南農勛章’、‘南農玉珠’、‘紅小’三個品種準確地歸屬應有類別，誤判率為O。實施例2按照實施例I方法確定11個切花菊品種特異性葉型特征指標的比值類指標13個，葉型角度指標三個，共16個葉型指標。分別為葉長寬比(葉長/葉寬)、柄葉比(葉柄長/葉長)、頂裂片長寬比、右上裂片長寬比、左上裂片長寬比、右下裂片長寬比、左下裂片長寬比、上裂深度比(即上裂刻深度/葉身長)、下裂深度比(即下裂刻深度/葉身長)、上裂寬度比(即上裂刻寬度/葉身寬)、下裂寬度比(即下裂刻寬度/葉身寬)、尖削度、下裂開張度、上裂開張度、上側脈交點比、下側脈交點比(如圖13-圖17)。11個切花菊品種的葉型結構參數見表I。采用SAS統計軟件進行多元判別分析進行品種判定。結果是所有品種均準確地歸類于本品種，誤判率為O (11個切花菊品種的判別擬和率均為100%，具體見表2)。運用獨立的葉片特異性指標數據進行驗證。結果是所驗證的所有品種準確地歸屬應有類別，誤判率為O (見表2)。本發明所使用的材料或品種來源或渠道如下
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_ Ι Α 1 +農 + i:選 ff, . 公 H 品特, 12011. 39( |*)j| 1413-^ ! !415實施例3通過聚類分析選出葉型相似的18個品種，16個特異性葉型特征指標為葉長寬比、柄葉比、頂裂片長寬比、右上裂片長寬比、左上裂片長寬比、右下裂片長寬比、左下裂片長寬比、上裂深度比、下裂深度比、上裂寬度比、下裂寬度比、尖削度、下裂開張度、上裂開張度、上側脈交點比、下側脈交點比，按照實施例I方法進行分析判別，結果如下18個切花菊品種采用SAS統計軟件進行多元判別分析的結果見表3，表3顯示，18個品種當中，‘精云’、‘秋黃’等6個品種的8張葉片均能準確歸類，判別擬合率為100% ；‘精海’、‘月黃’等5個品種各自的8張葉片中各有I張葉片歸類到相似品種，判別擬合率稍低為87. 5%; ‘中菊白’、‘三寶’、‘希望之光’等5個品種各自的8張葉片中各有2張葉片歸類到相似品種，判別擬合率為75% ； iSalva white’判別擬合率為62. 5%, ‘廣菊’判別擬合率為50%，這兩個品種的判別效果較差。18個品種總體判別擬合率為84. 72%，除了兩個判別效果較差的，16個總體判別擬合率為88. 28%，判別效果較好，能達到鑒別品種的目的。本發明鑒定方法通過對葉片特征的測定，綜合品種的葉型特征指標進行類別(品種)判定，檢測成本低廉，易實施，特異性強，準確度高。本發明實施例所用菊花品種均來自于市售或公知品種。表I 11個切花菊品種的葉型結構參數
權利要求
1.一種通過葉型特征鑒定菊花品種的方法，其特征在于該方法包括如下步驟 a)測定菊花植株不同葉位的葉型指標，確定植株葉型保守的葉位； b)采集菊花品種不同單株間保守的葉位的葉型指標，并將該葉型指標在不同品種間作差異顯著性分析，確定在不同品種間存在顯著性差異的葉型指標為特異性葉型特征指標； c)將多個特異性葉型特征指標通過多元判別分析法進行品種判定。
2.根據權利要求I所述的通過葉型特征鑒定菊花品種的方法，其特征在于所述的保守的葉位確定為葉片葉型指標的變化幅度在均值的1%以內時的葉位。
3.根據權利要求I所述的通過葉型特征鑒定菊花品種的方法，其特征在于植株葉型保守葉位的葉片為植株莖段中點上下各2 — 3個葉位的葉片。
4.根據權利要求I所述的通過葉型特征鑒定菊花品種的方法，其特征在于所述的特異性葉型特征指標為葉長寬比、柄葉比、頂裂片長寬比、右上裂片長寬比、左上裂片長寬比、右下裂片長寬比、左下裂片長寬比、上裂深度比、下裂深度比、上裂寬度比、下裂寬度比、尖削度、下裂開張度、上裂開張度、上側脈交點比、下側脈交點比。
5.根據權利要求I所述的通過葉型特征鑒定菊花品種的方法，其特征在于所述的多元判別分析采用SAS統計軟件運行。
6.根據權利要求I所述的通過葉型特征鑒定菊花品種的方法，其特征在于所述的通過多元判別分析法進行品種判定，判別擬合率達到80%以上。
7.根據權利要求I所述的通過葉型特征鑒定菊花品種的方法，其特征在于通過多元判別分析法進行品種判定后運用獨立的葉片特異性葉型特征指標數據進行驗證，所驗證的品種能歸屬應有類別，誤判率為O。
8.根據權利要求I所述的通過葉型特征鑒定菊花品種的方法，其特征在于菊花植株葉片的取樣時間在品種顯色期。
全文摘要
本發明公開了一種通過葉型特征鑒定菊花品種的方法，屬于菊花品種資源鑒別與品種權保護領域，該方法包括測定菊花植株不同葉位的葉型指標，確定植株葉型保守的葉位；采集菊花品種不同單株間保守的葉位的葉型指標，并將該葉型指標在不同品種間作差異顯著性分析，確定在不同品種間存在顯著性差異的葉型指標為特異性葉型特征指標；將多個特異性葉型特征指標通過多元判別分析法進行品種判定。本發明鑒定方法通過對品種成熟葉片特征的測定，綜合品種的葉型特征指標進行類別(品種)判定，檢測成本低廉，易實施，特異性強，準確度高。
文檔編號A01G7/00GK102860222SQ20121025978
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者管志勇, 陳發棣, 陳素梅, 房偉民, 蔣甲福, 劉兆磊, 滕年軍 申請人:南京農業大學