秦鈺乾，岳潤(rùn)，王金耀，侯非凡，張偉，楊文靜，李森，邢國(guó)明*

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，山西 晉中 030801；2.大同黃花產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院，山西 大同 037004）

萱草屬（Hemerocallisspp.）為阿福花科多年生草本植物［1-2］，在我國(guó)已經(jīng)有3000 多年的栽培歷史［3］，被譽(yù)為“中華母親花”［4］。我國(guó)具有豐富的萱草屬種質(zhì)資源，《中國(guó)植物志》記載全屬有14 種，我國(guó)就有11 種［5］。萱草屬植物作用廣泛，“觀(guān)為花、食為菜、用為藥”，尤其是作為觀(guān)賞植物被廣泛應(yīng)用于地被、花壇以及花境等［6］，市場(chǎng)需求不斷增加［7］。研究萱草屬植物花被片顏色遺傳規(guī)律有助于促進(jìn)萱草的選育，提高萱草品質(zhì)，更好的滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

花色是萱草重要的觀(guān)賞性狀，其品種繁多、花朵美麗碩大，花色豐富、鮮艷奪目，極具觀(guān)賞價(jià)值，與玉簪、鳶尾并列為國(guó)際公認(rèn)3大宿根花卉［4］。萱草花色通常是指花朵本身的顏色，即花瓣部顏色，而不是圖案色、邊緣色或喉部色彩。野生萱草主要是黃色、橙色等；20 世紀(jì)20 年代，美國(guó)育種學(xué)家Stout成功培育出世界上第1 個(gè)萱草紅色品種“Theron”，隨后的幾十年里，紫色、粉色萱草、金邊的四倍體萱草也相繼問(wèn)世，使萱草的花色得到極大豐富［9］。目前，萱草花色的研究主要集中在萱草花色分類(lèi)［10-11］、花瓣色素研究［12-14］和花色性狀數(shù)量性狀基因座（QTL）研究［15-16］。

傳統(tǒng)的花色測(cè)定方法大都采用RHSCC（Royal Horticultural Society Color Chart）比色卡進(jìn)行花色比對(duì)，該方法簡(jiǎn)單方便，但易受人為主觀(guān)因素和外在環(huán)境的影響，不能實(shí)現(xiàn)花色的標(biāo)準(zhǔn)化分類(lèi)［17］。分光測(cè)色計(jì)很好地避免了人為和環(huán)境的影響，將花色表型轉(zhuǎn)換成數(shù)值，可以更為準(zhǔn)確地描述花朵顏色。目前，該方法已經(jīng)在小蒼蘭［18］、菊花［19］、百合［20］、牡丹［17，21］、玉蘭［22］、月季［23］等觀(guān)賞植物中普遍應(yīng)用。近年來(lái)，在植物數(shù)量性狀的遺傳研究中，多采用蓋鈞鎰等［24-25］建立的主基因+多基因混合遺傳模型來(lái)解析復(fù)雜數(shù)量性狀，已廣泛應(yīng)用于月季［23］、菊花［26］、甜瓜［27］、玉米［28］等植物來(lái)分析多種農(nóng)藝性狀。通過(guò)不同農(nóng)藝性狀的不同基因效應(yīng)，選擇合適的育種方案，為優(yōu)良性狀選育提供科學(xué)依據(jù)。

為闡明萱草屬植物花被片顏色的遺傳機(jī)制，本研究使用分光測(cè)色計(jì)對(duì)萱草屬植物雜交群體進(jìn)行田間花被片顏色表型調(diào)查研究，采用主基因+多基因混合遺傳模型對(duì)萱草花色性狀進(jìn)行遺傳分析，以探究萱草屬植物內(nèi)外花被片顏色的遺傳規(guī)律，為萱草花色遺傳機(jī)理研究、花被片顏色性狀基因定位和新型花色品種培育提供可借鑒的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以單色花品種‘六月花’為母本（內(nèi)、外花被片均為黃色；圖1A），雙色花品種‘海爾范’為父本（內(nèi)花被片為橙紅色、外花被片為黃色；圖1B）于2018年構(gòu)建了F1雜交群體。本研究隨機(jī)選取390 株F1代為試驗(yàn)材料，供試的雜交親本和F1代植株均露天種植于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)萱草屬植物種質(zhì)資源圃中，生長(zhǎng)環(huán)境一致，養(yǎng)護(hù)管理規(guī)范，生長(zhǎng)狀況良好，花色表型穩(wěn)定。

圖1 A：‘六月花’（♀） B：父本‘海爾范’（♂）Fig.1 A：Hemerocallis cv. ‘Liu Yue Hua’（♀） B： Hemerocallis cv. ‘Frans Hals’（♂）

1.2 花色表型測(cè)定

于2021 年6-8 月每天早晨6：30-8：00 和晚上9：00-12：00 采摘新鮮花朵，并立即用分光測(cè)色計(jì)（CM-700d，KONICA MINOLTA）對(duì)雜交親本及F1代的內(nèi)、外花被片顏色進(jìn)行測(cè)量。分光測(cè)色計(jì)采用8 mm 目標(biāo)罩，使用前需用白色板校正。在D65/2°光源下用分光測(cè)色計(jì)對(duì)花被片瓣部進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得明度值（L*）、紅度值（a*）、黃度值（b*）。每個(gè)株系選取3 朵開(kāi)放的花朵，每朵花有3個(gè)內(nèi)花被片和3 個(gè)花外被片，以每個(gè)株系內(nèi)、外花被片瓣部數(shù)據(jù)的平均值分別代表內(nèi)、外花被片花色。

1.3 主基因+多基因遺傳分析

采用植物數(shù)量性狀分離分析方法進(jìn)行花色遺傳分析，因萱草基因組高度雜合，雜交F1代與純合親本的F2代相似，在林木等雜合作物上常稱(chēng)為“假F2代”［26］，采用F2群體的分離分析方法。基于雜交F1代的色光值和花被片顏色分級(jí)使用SEA 軟件建立遺傳模型，根據(jù)AIC 值最小原則，篩選候選模型，結(jié)合適合性檢驗(yàn)，確定最優(yōu)遺傳模型，并進(jìn)行遺傳參數(shù)分析。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2010 統(tǒng)計(jì)花色性狀基本參數(shù)，并計(jì)算彩度（C*）、色相角（h°）和內(nèi)花被片顏色（E2）、外花被片顏色（E1），色光值，內(nèi)外花被片的色差值（△E）采用歐氏距離計(jì)算，計(jì)算公式：

使用 R 4.2.0 ggtree 包對(duì)F1代內(nèi)外花被片顏色的L*、a*、b*值進(jìn)行Euclidean 距離聚類(lèi)分析，繪制群體花色聚類(lèi)圖；用corrplot 包進(jìn)行相關(guān)性分析并繪制熱圖，SEA 包進(jìn)行主基因+多基因遺傳分析。使用Origin 2021 軟件繪制各色系的L*、a*和b*箱線(xiàn)圖及二維、三維分布圖。運(yùn)用IBM SPSS Statistics 23軟件制作花色表型數(shù)據(jù)密度分布直方圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 親本及F1代內(nèi)、外花被片花色性狀的表型分析

對(duì)雜交親本及雜交F1代390 個(gè)株系進(jìn)行內(nèi)、外花被片顏色分析（圖2）。結(jié)果顯示，母本‘六月花’內(nèi)、外花被片均為黃色；父本‘海爾范’內(nèi)花被片為橙紅色、外花被片為黃色，其雜交F1代出現(xiàn)從黃色到紅色的花色分離。

圖2 ‘六月花’、‘海爾范’及其雜交F1代的花被片顏色性狀Fig.2 Color traits of perianth slices of Hemerocallis cv. 'Liu Yue Hua'， H. cv. 'Frans Hals' and their F1 hybrids

‘六月花’與‘海爾范’F1雜交群體的箱型圖（圖3）表明：從外花被片來(lái)看，母本‘六月花’L*值高達(dá)79.45，父本‘海爾范’L*值為77.25，其雜交F1代L*分布范圍為74.81～86.36，極差為11.55；‘六月花’a*值很低，僅-11.17，而‘海爾范’a*高達(dá)20.35，雜交F1代主要分布在-7.78～15.41，極差為23.19；‘六月花’的b*為61.49，‘海爾范’b*為74.94，其雜交F1代b 值波動(dòng)范圍介于54.90～82.87，極差為27.97。從內(nèi)花被片來(lái)看（圖3），母本‘六月花’L*值高達(dá)86.55，父本‘海爾范’L*較低為45.52，其雜交F1代L*分布范圍為34.01～86.81，極差達(dá)52.80，表明F1代在明度上有著明顯的變異；‘六月花’a*值為-9.31，顏色偏綠，而‘海爾范’a*高達(dá)38.71，顏色偏紅，雜交F1代主要分布在-4.45～28.82，極差達(dá)33.27，表明F1代在紅度上有變異；‘六月花’的b*為68.38，‘海爾范’b*為43.06，其雜交F1代b*值變化范圍介于20.42～86.29，極差達(dá)65.87，表明F1代在黃度上有著明顯的變異。

圖3 ‘六月花’（♀）和‘海爾范’（♂）及其F1代內(nèi)、外花被片顏色L*、a*、b*值的差異Fig.3 The differences of chromaticity values in labellum color among Hemerocallis cv. ‘Liu Yue Hua' （♀）， H. cv. ‘Frans Hals'（♂） and their F1 hybrids

上述結(jié)果表明：雜交F1代內(nèi)花被片L*、a*、b*值分布范圍比外花被片大，內(nèi)花被片顏色更加豐富；內(nèi)、外花被片L*、a*、b*值皆有部分?jǐn)?shù)值區(qū)域重疊，重疊區(qū)域表明內(nèi)花被片和外花被片顏色相同即為單色花，非重疊區(qū)域表明內(nèi)、外花被片顏色不相同為雙色花，說(shuō)明該F1雜交群體不同株系有著明顯的單、雙花色變化。

2.2.1 F1雜交群體內(nèi)花被片花色聚類(lèi)分析

基于‘六月花’與‘海爾范’的F1雜交群體內(nèi)花被片顏色表型L*、a*、b*值進(jìn)行聚類(lèi)分析。在分類(lèi)距離13 處繪制跳變線(xiàn)（圖4A），可將‘六月花’（♀）與‘海爾范’（♂）390 株雜交后代分為5 類(lèi)，分別為Ⅰ黃色、Ⅱ鮮肉色、Ⅲ淡珊瑚色、Ⅳ印度紅、Ⅴ深紅色。

圖4 基于內(nèi)花被片L* 、a* 、b*值的390 個(gè)F1代株系花色聚類(lèi)分析（A、B）Fig. 4 Cluster analysis of flower color of 390 F1 lines based on L*， a*， b* values of inner perianth slices （A， B）

在‘六月花’與‘海爾范’雜交F1代中，黃色系數(shù)量最多，有190 株，占F1代的48.72%，其次是印度紅，占群體的21.28%，深紅色數(shù)量最少，只占群體的2.82%（表1）。

表1 ‘六月花’（♀）與‘海爾范’（♂）雜交F1代花色分類(lèi)Table 1 Color classification of F1 hybrids of Hemerocallis cv. ‘Liu Yue Hua’（♀）× H.cv. ‘Frans Hals’（♂）

通過(guò)繪制箱線(xiàn)圖以探究不同花色表型的分布特點(diǎn)（圖5）。結(jié)果表明：內(nèi)花被片的L*、a*、b*值都按一定順序整齊排列，且不同色系間差異顯著（p＜0.05），按照雜交群體內(nèi)花被片顏色L*、a*、b*值進(jìn)行花色分類(lèi)很合理。內(nèi)花被片顏色不同的株叢其外花被片顏色L*、a*、b*值分布范圍很集中，不同色系間沒(méi)有明顯的變化趨勢(shì)。從內(nèi)花被片L*值的分布來(lái)看，黃色的L*值最高，深紅色最低，從黃色到深紅色其L*值逐漸降低，表明黃色到深紅色亮度逐漸變暗。從a*值的分布來(lái)看，黃色的a*值最低，為-4.45，從黃色到深紅色，其a*值逐漸增大，顏色也由黃轉(zhuǎn)紅，深紅色的a*值最高可達(dá)28.82。從b*值的分布來(lái)看，黃色的b*值是最高的，達(dá)到了86.29，深紅色的b*值最低為20.42，從黃色到深紅色，其b*值逐漸減小。外花被片顏色差異不大。

圖5 ‘六月花’（♀）ב海爾范’（♂）F1代不同色系L*、a*、b*值分布圖Fig.5 Distribution of L*， a*， b* values of different color of F1 generation of Hemerocallis cv. ‘Liu Yue Hua’（♀）× H. cv. ‘Frans Hals’（♂）

F1代內(nèi)花被片a*值與b*值的二維分布圖（圖6A），結(jié)果表明：同一色系分布集中，不同色系分布趨于線(xiàn)性分布。隨著內(nèi)花被片a*值的增加，b*值逐漸減少，F(xiàn)1代內(nèi)花被片顏色從黃色逐漸加深變紅，直至成為深紅色。從內(nèi)花被片L*、a*、b*值的三維分布圖（圖6C）中可以看出，內(nèi)花被片不同色系趨于帶狀分布，同一色系集中分布，說(shuō)明根據(jù)內(nèi)花被片的CIELab 顏色系統(tǒng)進(jìn)行花色分類(lèi)，符合萱草屬植物F1雜交群體的花色分布特點(diǎn)。F1代外花被片顏色二維、三維分布圖（圖6B、6D）表明外花被片顏色分布集中，為黃色。

圖6 不同色系a*、b*值二維分布圖（A、B）和L*、a*、b*三維分布圖（C、D）Fig.6 Two-dimensional distribution of a* and b* values of different color systems （A， B） and three-dimensional distribution of L*， a*，b* （C， D）

2.2.2 F1雜交群體外花被片花色聚類(lèi)分析

基于‘六月花’與‘海爾范’F1雜交群體外花被片顏色表型值L*、a*、b*進(jìn)行聚類(lèi)分析。雜交群體的外花被片皆為黃色系，在分類(lèi)距離7 處繪制跳變線(xiàn)，可將‘六月花’（♀）與‘海爾范’（♂）390 株雜交后代外花被片顏色分為5 級(jí)，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ（圖7）。

圖7 基于F1代株系外花被片L*、a*、b*值花色聚類(lèi)分析（A、B）Fig.7 Cluster analysis of flower color based on L*， a*， b* values of outer perianth slices of F1 generation lines （A， B）

表2 結(jié)果表明：雜交F1代中外花被片全是黃色系，在五個(gè)等級(jí)中，Ⅰ級(jí)數(shù)量最多，有152 株，占F1群體的38.97%，其次是Ⅲ級(jí)，占F1群體的27.95%，Ⅳ和Ⅴ級(jí)數(shù)量很少，只占群體的9.49%和9.74%。

表2 ‘六月花’（♀）與‘海爾范’（♂）雜交F1代外花被片顏色分級(jí)Table 2 Grading of the outer tepals of the F1 generation of the hybrid of Hemerocallis cv. ‘Liu Yue Hua’（♀）× H. cv. ‘Frans Hals’（♂）

繪制5 個(gè)等級(jí)的內(nèi)、外花被片L*、a*、b*值箱線(xiàn)圖（圖8），分析雜交F1代外花被片花色的分布特點(diǎn)。從外花被片L*值來(lái)看，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)在0.05 水平上差異顯著，外花被片L*值變異較為明顯，Ⅰ級(jí)L*值是最高的，可達(dá)86.36，Ⅲ的范圍最大，極差為7.75，Ⅳ的范圍最小，極差為6.30；外花被片a*值的5 個(gè)等級(jí)間差異顯著（p＜0.05），從Ⅰ到Ⅳ的a*值逐漸增加，Ⅰ的最小值為-7.06，Ⅳ的a*值最大值為15.41，Ⅴ的a 值比Ⅰ更小，最小值為-7.78，F(xiàn)1代在a*值上有著明顯變異，可通過(guò)a*值對(duì)F1代外花被片顏色進(jìn)行分類(lèi)。內(nèi)花被片L*、a*、b*值差異不明顯。

結(jié)果表明（圖9A）：依據(jù)外花被片分級(jí)的5 類(lèi)的a*、b*值成塊狀分布，其a*值在0.05水平差異顯著（圖8），此方法可以將F1外花被片進(jìn)行分級(jí)區(qū)分?？梢钥闯觯▓D9B），這5 類(lèi)植株的內(nèi)花被片數(shù)值分布相似，彼此間差異不顯著，分布范圍幾乎包含分離群體所有色系，表明雜交群體內(nèi)花被片與外花被片在顏色分布上幾乎無(wú)聯(lián)系。

圖9 不同分級(jí)的a*、b*值二維分布圖（A、B）和L*、a*、b*三維分布圖（C、D）Fig.9 Two-dimensional distribution plots of a*， b* values for different classifications （A， B） and three-dimensional distribution plots of L*， a*， b* （C， D）

圖10 雜交F1代內(nèi)、外花被片的L*、a*、b*、C*、h*值和內(nèi)外花被片顏色E 值（E2和E1）及內(nèi)外花被片之間的色差△E 的相關(guān)性Fig.10 Correlation between L*， a*， b*， C*， h* values of inner and outer tepals of cross F1 generation and E values of inner and outer tepal colors （E2 and E1） and color difference △E between inner and outer tepals

2.3 相關(guān)性分析

利用R 4.2.0 軟件對(duì)雜交F1代內(nèi)、外花被片的L*、a*、b*、C*、h*值和內(nèi)外花被片顏色E 值（E2和E1）及內(nèi)外花被片之間的色差△E 共13 個(gè)表型值進(jìn)行相關(guān)性分析。

結(jié)果表明：雜交F1代內(nèi)花被片和外花被片顏色（E2和E1）之間沒(méi)有顯著的相關(guān)關(guān)系；內(nèi)花被片和外花被片之間的色差△E 與內(nèi)花被片顏色E2呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.95，與內(nèi)花被片的L*、b*、C*值呈極顯著的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.96、-0.93、-0.91；內(nèi)外花被片之間的色差△E 與內(nèi)花被片的a*值呈極顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.89，內(nèi)花被片的L*值與C*值呈極顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.94。

2.4.1 雜交F1代內(nèi)外花被片顏色表型多樣性分析

結(jié)果表明（圖11）：雜交F1代的外花被片顏色表型值基本符合正態(tài)分布，內(nèi)花被片L*、a*、b*值呈現(xiàn)單峰偏態(tài)分布，表明萱草屬植物內(nèi)外花被片顏色性狀符合主基因+多基因控制的數(shù)量性狀遺傳規(guī)律。

圖11 ‘六月花’（♀）和‘海爾范’（♂）雜交F1群體內(nèi)、外花被片顏色L*、a*、b*值的頻率分布直方圖Fig.11 Histogram of frequency distribution of color L*， a*， b* values of perianth slices inside and outside the crossed F1 population of Hemerocallis cv. ‘Liu Yue Hua’（♀） and H. cv. ‘Frans Hals’（♂）

2.4.2 雜交F1代內(nèi)花被片顏色的主基因+多基因混合遺傳分析

采用主基因+多基因混合遺傳模型的多世代聯(lián)合分析法，運(yùn)用SEA 軟件對(duì)‘六月花’（♀）和‘海爾范’（♂）雜交F1群體內(nèi)花被片顏色的色光值和內(nèi)花被片顏色分級(jí)（1～5 級(jí)）進(jìn)行遺傳分析，得到11 種遺傳模型的AIC 值。根據(jù)AIC 值最小原則從結(jié)果中選出3 個(gè)AIC 值較小的遺傳模型。對(duì)選出的遺傳模型進(jìn)行適合性檢驗(yàn)，分別統(tǒng)計(jì)3 個(gè)模型中統(tǒng)計(jì)量達(dá)0.05 水平顯著性的個(gè)數(shù)，依據(jù)試驗(yàn)群體的適合性檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量與遺傳模型差異數(shù)量越少越好的原則，篩選最優(yōu)遺傳模型。

雜交群體內(nèi)花被片色光值的2MG-AD、1MGAD、2MG-A 三個(gè)遺傳模型的AIC 值較小（表3）。通過(guò)適合性檢驗(yàn)（表4），這3 個(gè)遺傳模型的統(tǒng)計(jì)量均未達(dá)顯著水平，說(shuō)明遺傳模型與分離群體分布吻合度非常好，達(dá)到100%，依據(jù)AIC 值最小原則，2MGAD 模型為內(nèi)花被片色光值最優(yōu)模型。雜交F1代的內(nèi)花被片顏色分級(jí)的2MG-ADI、2MG-EA、2MGAD 3 個(gè)模型的AIC 值較?。ū?）。2MG-ADI 和2MG-AD 模型有5 個(gè)統(tǒng)計(jì)量達(dá)到顯著水平，2MGEA 模型有4 個(gè)統(tǒng)計(jì)量達(dá)到顯著差異。2MG-EA 模型差異顯著性統(tǒng)計(jì)量最少，為內(nèi)花被片顏色分級(jí)的最優(yōu)模型。

表3 F1代內(nèi)花被片顏色遺傳模型的AIC 值Table 3 Akaike information criterion （AIC） value of genetic model of color of tepals in F1 generation

表4 內(nèi)花被片顏色遺傳模型的適合性檢驗(yàn)Table 4 Compatibility test of the color genetic model for the inner flower cover

以上結(jié)果表明：萱草屬植物內(nèi)花被片顏色受2對(duì)主效基因控制，只是不同指標(biāo)主基因是否存在顯性效應(yīng)不同。內(nèi)花被片色光值遺傳模型（2MG-AD模型）與分離群體的吻合度達(dá)100%，而內(nèi)花被片顏色分級(jí)的最優(yōu)模型2MG-EA 模型吻合度較差，故內(nèi)花被片顏色最優(yōu)遺傳模型為2 對(duì)加性-顯性主基因模型（2MG-AD）。

上述結(jié)果表明，萱草屬植物內(nèi)花被片顏色受2對(duì)加性-顯性主基因控制。表5結(jié)果表明：內(nèi)花被片色光值第1主效基因和第2主效基因的加性效應(yīng)（da（d）、db）分別為17255.130和2521.073，且|da（d）|＞|db|，表明第1 主效基因的加性效應(yīng)更強(qiáng)，第1 主效基因和第2 主效基因的顯性效應(yīng)（ha（h）、hb）分別為-323.6525和-3692.223，且|ha（h）|＜|hb|，表明第2主效基因的顯性效應(yīng)更強(qiáng)。內(nèi)花被片色光值的主基因遺傳率為85.070%，內(nèi)花被片顏色的主基因遺傳率較大，表明該性狀不太容易受環(huán)境影響。

表5 ‘六月花’（♀）和‘海爾范’（♂）雜交F1代內(nèi)花被片遺傳參數(shù)估計(jì)值Table 5 Hemerocallis cv. ‘Liu Yue Hua’（♀）and H. cv. ‘Frans Hals’（♂） hybrid F1 generation inner flower infographic genetic parameter estimates

2.4.3 雜交F1代外花被片顏色的主基因+多基因混合遺傳分析

由表6 可得，雜交F1代外花被片色光值的2MG-AD、2MG-EA、2MG-A 三個(gè)遺傳模型的AIC 值較小為候選模型。通過(guò)適合性檢驗(yàn)（表7），這3 個(gè)遺傳模型統(tǒng)計(jì)量均無(wú)差異顯著，依據(jù)AIC 值最小原則，2MG-AD 模型為外花被片色光值的最優(yōu)模型，即2 對(duì)加性-顯性主基因模型。雜交F1代的外花被片顏色分級(jí)的2MG-ADI、2MG-EA、2MGAD 三個(gè)模型的AIC 值較小（表6）。通過(guò)適合性檢驗(yàn)（表7），這3 個(gè)遺傳模型均有5 個(gè)統(tǒng)計(jì)量達(dá)顯著水平，依據(jù)AIC 值最小原則，選2MG-ADI 模型為外花被片顏色分級(jí)的最優(yōu)模型，即2 對(duì)加性-顯性-上位性主基因模型。

表6 F1代外花被片顏色遺傳模型的AIC 值Table 6 Akaike information criterion （AIC） value of genetic model of color of outer tepals in F1 generation

表7 外花被片顏色候選模型的適合性檢驗(yàn)Table 7 Suitability test of the outer tepal color candidate model

結(jié)果表明，雜交F1代外花被片顏色主要受2 對(duì)主基因控制，且主基因間存在加性效應(yīng)，只是主基因間是否存在上位性效應(yīng)略有不同。因2MG-AD模型與分離群體的吻合度達(dá)100%，故2MG-AD 模型為外花被片顏色的最優(yōu)模型，即2 對(duì)加性-顯性主基因模型。

由表8 可得，外花被片顏色2MG-AD 模型的第1 主效基因和第2 主效基因的加性效應(yīng)（da（d）、db）分別為7 404.582 和2 865.893，且|da（d）|＞|db|，表明第1 主效基因的加性效應(yīng)更強(qiáng)，第1 主效基因和第2主效基因的顯性效應(yīng)（ha（h）、hb）分別為-4694.11 和2 247.91，且|ha（h）|＞|hb|，表明第1 主效基因的顯性效應(yīng)更強(qiáng)。外花被片顏色的主基因遺傳率為36.049%。

表8 ‘六月花’（♀）和‘海爾范’（♂）雜交F1代外花被片顏色遺傳參數(shù)估計(jì)（2MG-AD 模型）Table 8 Estimated genetic parameters of the color of the outer tepals of the F1 generation of the cross between Hemerocallis cv. ‘Liu Yue Hua’（♀） and H. cv. ‘Frans Hals’（♂）（2MG-AD model）

3 討論

3.1 ‘六月花’與‘海爾范’雜交F1 代花色性狀的分離

花色是觀(guān)賞植物體現(xiàn)觀(guān)賞價(jià)值的重要性狀，探究花色遺傳規(guī)律可為培育新型花色品種提供理論基礎(chǔ)。萱草屬植物顏色豐富，其內(nèi)、外花被片顏色不盡相同，存在不同的遺傳規(guī)律，是研究?jī)?nèi)、外花被片花色性狀的理想材料。萱草根據(jù)花部顏色圖案可分為單色、混色、多色、雙色等多種類(lèi)別，其中單色是指除花眼或花邊外，內(nèi)外花被片顏色和明暗完全相同；雙色是指內(nèi)花被片和外花被片的顏色完全不同。本研究采用單色品種和雙色品種的雜交組合，雜交后代出現(xiàn)了不同于親本的花色，F(xiàn)1代的內(nèi)花被片出現(xiàn)了黃色到深紅色的花色分離，內(nèi)花被片L*、a*、b*值也呈現(xiàn)單峰偏態(tài)分布；外花被片呈現(xiàn)不同程度黃色的花色分離，其L*、a*、b*值的頻率分布直方圖也呈現(xiàn)正態(tài)分布趨勢(shì)，存在明顯的花色表型變異，符合數(shù)量性狀遺傳特點(diǎn)。

聚類(lèi)分析常被用于植物花色分類(lèi)。洪艷等［19］對(duì)811 個(gè)菊花品種L*、a*、b*值進(jìn)行聚類(lèi)分析，將菊花分為白色和淺粉色、黃色和黃綠色等共10 類(lèi)；郭鑫［17］等通過(guò)聚類(lèi)分析將190 個(gè)紫斑牡丹分為為白色、粉色、紅色、紫紅色和黑紅色5 個(gè)色系；周熠瑋［29］等將‘白姜花’與‘金姜花’雜交F1代共計(jì)114 個(gè)雜交后代株系分為橙色系和白色系兩類(lèi)。本研究通過(guò)對(duì)萱草屬植物內(nèi)花被片L*、a*、b*值進(jìn)行聚類(lèi)分析，將390 個(gè)F1代株系分成黃色、鮮肉色、淡珊瑚色、印度紅、深紅色共5 類(lèi)色系，各色系間差異顯著，花色分離明顯；外花被片分為5 級(jí)黃色，分析發(fā)現(xiàn)其L*和a*值間存在顯著差異，可通過(guò)L*和a*值進(jìn)行分級(jí)區(qū)別，這為萱草屬植物花色分類(lèi)提供了有效的方法。通過(guò)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1代內(nèi)、外花被片顏色（E2和E1）之間沒(méi)有顯著的相關(guān)關(guān)系，推測(cè)內(nèi)、外花被片顏色可能為獨(dú)立遺傳。

3.2 雜交F1代內(nèi)、外花被片顏色的主基因+多基因混合遺傳模型分析

由于萱草基因組龐大且高度雜合，其雜交F1代與純合親本的F2代相似，月季、菊花等觀(guān)賞植物也有同樣的遺傳特性。姜珊等［23］以粉色系月季雜交F1代為試驗(yàn)材料，通過(guò)聚類(lèi)分析進(jìn)行花色分級(jí)，采用F2群體的主基因+多基因混合遺傳分析，確定月季雜交群體花色受1 對(duì)加性-顯性主基因控制；馬杰［26］等以切花菊品種‘南農(nóng)雪峰’、‘蒙白’及其119 個(gè)雜交F1代株系為試驗(yàn)材料，采用F2群體的主基因+多基因遺傳模型對(duì)F1舌狀花半致死溫度進(jìn)行遺傳分析，確定舌狀花的耐寒性無(wú)主基因控制，而由微效多基因控制。本研究基于花被片色光值和顏色分級(jí)值進(jìn)行主基因+多基因混合遺傳分析，確定‘六月花’與‘海爾范’雜交F1代內(nèi)花被片顏色的遺傳模型為2MG-AD 模型，受2 對(duì)加性-顯性主基因控制，且第1 主基因加性效應(yīng)更強(qiáng)，第2 主基因顯性效應(yīng)更強(qiáng)，這就可以很好地解釋F1代內(nèi)花被片顏色頻率分布直方圖呈偏態(tài)分布的原因。外花被片顏色遺傳模型為2MG-AD，受2 對(duì)加性-顯性主基因控制，但在2 對(duì)主基因中第1 主基因的加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)都強(qiáng)于第2 主基因，且顯性效應(yīng)為負(fù)效應(yīng)，故F1代外花被片顏色頻率分布直方圖呈正態(tài)分布。內(nèi)、外花被片主基因間遺傳效應(yīng)不同，側(cè)面反映出內(nèi)、外花被片顏色可能為獨(dú)立遺傳。后續(xù)可通過(guò)雜交群體花色表型結(jié)合遺傳圖譜，進(jìn)行數(shù)量性狀座位（QTL）定位分析，挖掘控制內(nèi)、外花被片顏色的基因，加快萱草屬植物育種進(jìn)程，培育出新型豐富花色的萱草品種。

4 結(jié)論

本研究以單色花品種‘六月花’與雙色花品種‘海爾范’雜交F1代為試驗(yàn)材料，對(duì)其內(nèi)、外花被片顏色的遺傳規(guī)律進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，雜交F1代內(nèi)花被片產(chǎn)生了黃色到深紅色的變異，而外花被片為不同程度的黃色。通過(guò)對(duì)F1代內(nèi)、外花被片的L*、a*、b*聚類(lèi)分析，把內(nèi)花被片分成了5 類(lèi)，外花被片分成5 個(gè)黃色等級(jí)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)F1代內(nèi)、外花被片顏色分布特點(diǎn)進(jìn)行了分析；基于色光值和花被片顏色分級(jí)，確定內(nèi)、外花被片顏色模型都為2 對(duì)加性-顯性主基因模型（2MG-AD），受2 對(duì)主基因控制，但內(nèi)、外花被片顏色主基因間的遺傳效應(yīng)不同。本研究結(jié)果可為花被片顏色性狀基因定位和新型花色品種培育提供可借鑒的理論基礎(chǔ)。