植物种质资源研究--多样性指数计算公式介绍
无患子属种质资源种实性状变异及综合评价
无患子属种质资源种实性状变异及综合评价刘济铭;史双龙;贾黎明;翁学煌;陈仲;孙操稳;王连春;何秋阳;戴腾飞;姚娜;高世轮;赵国春【摘要】[目的]对我国及越南无患子属3种1变种的天然种质资源进行综合评价并定向筛选最优种质,为无息子属良种选育提供理论支撑和选育材料.[方法]基于我国14省(市、自治区)及越南1地区的无患子、川滇无患子、毛瓣无息子及石屏无患子共200份无患子属种质资源,针对20个种实性状,利用相关性、聚类和主成分分析等统计方法,分析种实性状变异,量化评价各种质.[结果]1)无患子属种实性状变异系数(CV)在5.46％～38.19％,平均变异系数为17.42％,以果皮皂苷质量分数(CV=38.19％)、种仁百粒质量(30.23％)和果皮百粒质量(30.29％)变异较大,果型指数(5.46％)和种型指数(5.70％)变异较小.种实性状多样性指数在1.47～2.04之间,平均多样性指数为1.95.2)果实百粒质量与果皮百粒质量(r2=0.927)、种子百粒质量(0.768)呈极显著正相关;种子百粒质量与种壳百粒质量(0.863)、种仁百粒质量(0.635)呈极显著正相关,而油脂质量分数与果皮皂苷质量分数(-0.382)呈极显著负相关.3)聚类分析将种质划分为3大类群,类群Ⅰ为小果型,类群Ⅲ为中果型,类群Ⅱ为大果型.无息子主要属于类群Ⅰ,川滇无患子、毛瓣无息子、石屏无患子主要属于类群Ⅱ、Ⅲ.类群Ⅱ集中分布于贵州、云南区域.4)针对无患子产业油用、皂用及综合利用开展主成分分析,筛选出3类无患子属优良种质各10份,主要为无患子、毛瓣无患子种质,综合利用优良种质较平均水平增益36.85％.[结论]无息子属果皮皂苷质量分数、种仁百粒质量和果皮百粒质量为代表的产量指标变异幅度最大,为无患子良种选育提供了丰富的资源和极大的空间;无患子属对皂苷产物积累过程投入的增加要以减少对油脂积累的投人为代价,这体现了无患子属在特定生态环境中的权衡策略;筛选出油用、皂用及综合利用3类各10份无患子属最优种质,普遍分布于云南、贵州区域,推测这些区域拥有更适合发展无患子产业的优良种质和环境条件.【期刊名称】《林业科学》【年(卷),期】2019(055)006【总页数】11页(P44-54)【关键词】无患子属;种实性状;变异;综合评价【作者】刘济铭;史双龙;贾黎明;翁学煌;陈仲;孙操稳;王连春;何秋阳;戴腾飞;姚娜;高世轮;赵国春【作者单位】北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心北京100083;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心北京100083;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心北京100083;福建源华林业生物科技有限公司三明354500;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心北京100083;南京林业大学南京210037;西南林业大学林学院昆明650224;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心北京100083;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心北京100083;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心北京100083;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心北京100083;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心北京100083【正文语种】中文【中图分类】S722.3无患子属(Sapindus)是无患子科(Sapindaceae)落叶乔木，广泛分布在亚洲和美洲的热带、亚热带低山丘陵及石灰岩地区(Chhetri et al.， 2008)，在我国主要在秦岭淮河以南散生或居群分布。
种质资源学实验报告
实验名称：植物种质资源鉴定与分析实验日期：2023年11月15日实验地点：植物种质资源实验室实验人员：张三、李四、王五一、实验目的1. 学习植物种质资源的鉴定方法。
2. 掌握植物种质资源的DNA提取技术。
3. 分析植物种质资源的遗传多样性。
二、实验材料与仪器材料：- 植物样本：水稻、小麦、玉米、大豆等- DNA提取试剂盒- 0.1M NaCl溶液- 1.5M NaCl溶液- 70% 乙醇- 无水乙醇- 异丙醇- DNA分子量标准品仪器：- 离心机- DNA提取仪- PCR仪- 电泳仪- 紫外分光光度计- 显微镜三、实验方法1. 植物样本采集：采集不同植物样本，确保样本的代表性。
2. DNA提取：根据试剂盒说明书，提取植物样本的DNA。
3. DNA纯度与浓度检测：使用紫外分光光度计检测DNA的纯度和浓度。
4. PCR扩增：根据目标基因设计引物，进行PCR扩增。
5. 电泳分析：将PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳，观察DNA条带。
6. 遗传多样性分析：对电泳结果进行统计分析，计算遗传多样性指数。
四、实验结果与分析1. DNA提取：成功提取了水稻、小麦、玉米、大豆等植物的DNA，A260/A280比值在1.8-2.0之间，说明DNA纯度较高。
2. PCR扩增：成功扩增了目标基因片段，片段大小与预期相符。
3. 电泳分析：不同植物样本的DNA条带存在差异，说明不同植物种质的遗传多样性。
4. 遗传多样性分析：根据遗传多样性指数，水稻、小麦、玉米、大豆等植物的遗传多样性分别为0.78、0.85、0.90、0.95。
五、实验结论1. 本实验成功提取了水稻、小麦、玉米、大豆等植物的DNA，为后续研究奠定了基础。
2. 不同植物种质的遗传多样性存在差异，为植物育种提供了丰富的遗传资源。
3. 本实验为植物种质资源鉴定与分析提供了可行的方法。
六、实验讨论1. 在DNA提取过程中，应注意操作规范，避免DNA降解。
2. PCR扩增过程中，应优化反应体系，提高扩增效率。
各种生物多样性指数计算
Shannon-wiener指数,Simpson指数计算公式生物多样性测定主要有三个空间尺度：α多样性,β多样性,γ多样性;α多样性主要关注局域均匀生境下的物种数目,因此也被称为生境内的多样性within-habitatdiversity;β多样性指沿环境梯度不同生境群落之间物种组成的的相异性或物种沿环境梯度的更替速率也被称为生境间的多样性between-habitat diversity,控制β多样性的主要生态因子有土壤、地貌及干扰等;γ多样性描述区域或大陆尺度的多样性,是指区域或大陆尺度的物种数量,也被称为区域多样性regional diversity;控制γ多样性的生态过程主要为水热动态,气候和物种形成及演化的历史;α多样性a. Gleason1922指数 D=S/lnA 式中A为单位面积,S为群落中的物种数目; b. Margalef1951,1957,1958指数 D=S-1/lnN 式中S为群落中的总数目,N为观察到的个体总数; 2Simpson指数 D=1-ΣPi2 式中Pi种的个体数占群落中总个体数的比例; 3种间相遇机率PIE指数 D=NN-1/ΣNiNi-1 式中Ni为种i的个体数,N为所在群落的所有物种的个体数之和; 4Shannon-wiener指数H’=-ΣPilnPi 式中Pi=Ni/N ; 5Pielou均匀度指数 E=H/Hmax 式中H为实际观察的物种多样性指数,Hmax为最大的物种多样性指数,Hmax=LnSS为群落中的总物种数 6举例说明例如,设有A,B,C,三个群落,各有两个物种组成,其中各种个体数组成如下：请计算它的物种多样性指数;Simpson指数：Dc=1-ΣPi2=1-ΣNi/N2=1-99/1002+1/1002=0.0198DB=1-50/1002+50/1002=0.5000Shannon-wiener指数：HC=-ΣNi/N ln Ni/N i=-0.99×ln0.99+0.01×ln0.01=0.056HB=-0.50×ln0.50+0.50×ln0.50=0.69Pielou均匀度指数：Hmax=lnS=ln2=0.69EA= H/Hmax=-1.0×ln1.0+0/0.69=0EB=-0.50×ln0.50+0.50×ln0.50/0.69=0.69/0.69=1EC=0.056/0.69=0.081从上面的计算可以看出,群落的物种多样性指数与以下两个因素有关: ①种类数目,即丰富度；②种类中个体分配上的均匀性β多样性β多样性可以定义为沿着环境梯度的变化物种替代的程度;不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少,β多样性越大;精确地测定β多样性具有重要的意义;这是因为：①它可以指示生境被物种隔离的程度；②β多样性的测定值可以用来比较不同地段的生境多样性；③β多样性与α多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性;1Whittaker指数βwβw=S/mα-1式中：S为所研究系统中记录的物种总数；mα为各样方或样本的平均物种数;2Cody指数βcβc=gH+lH/2式中：gH是沿生境梯度H增加的物种数目； lH是沿生境梯度H失去的物种数目,即在上一个梯度中存在而在下一个梯度中没有的物种数目;3Wilson Shmida指数βTβT=gH+lH/2α该式是将Cody指数与Whittaker指数结合形成的;式中变量含义与上述两式相同;γ多样性主要指标为物种数Sγ多样性测定沿海拔梯度具有两种分布格局：偏锋分布和显着的负相关格局;动物多样性及动物多样性的保护动物是生物界的一个重要组成部分;在各国科学家关心全球的生物多样性问题时,我国的动物学家对本国动物多样性受到的破坏和威胁同样深为关切;许多有识之士已认识到：现生生物的多样性及其分布格局是亿万年生物进化历史形成的;众多的现生动物不依赖于人类已生存了数千万或数亿年,而人类若一旦失去这些动物却难以生存;因而,保护动物的多样性是为人类自身的生存的一项刻不容缓的工作;生态系统是特定生态空间中所有生物及其生活环境间在物质循环和能量流动过程中所形成的统一整体;我国地域辽阔,地处寒温带、温带、暖温带、亚热带和热带;从东南沿海到西北内陆,又有湿润、半湿润、半干旱和干旱不同的地区;在动物地理学上跨越古北界和东洋界两大界;第四纪以来,由于北半球冰期的发生和青藏高原的隆起,使我国的自然分带有所增加;更因地形复杂而增加了我国生态系统的复杂性;据初步统计,我国的森林生态系统就有16个大类,约185类生态系统,还有4大类草原、7大类荒漠,以及高山植被等约460类生态系统;这样规模的生态系统的多样性是其他国家难以比拟的,是我国的一项宝贵财富;可惜由于人口增长的巨大压力,经济发展造成环境的改变和污染,以及主观认识的不足,各类生态系统遭到严重的破坏;不但造成气候恶化、土壤侵蚀、江河泛滥等恶果,而首当其冲的是其中许多动物物种遭到灭绝或濒临灭绝的厄运;如云南石屏县境内的异龙湖原先草茂鱼肥,历史上盛产鲤鱼和白鱼,还有一特有种为异龙中鲤;但50年代以来,先后在该湖挖河发电、放水造田,以及后来的全湖持续干涸等,异龙中鲤从此再未发现过;又如生存在云南洱海的20余种鱼类中有7个名贵特有种和3个云南特有鲤鱼的亚种;近30年来,由于水位下降、产卵场破坏、过度捕捞和不合理放养等原因,这10个种或亚种均处于濒危状态;洱海作为一个特殊的淡水湖泊生态系统也将消失;物种是生命存在的基本形式,也是生态系统中生物群落组成的基本单元,因此群落的物种多样性是生态系统结构和功能的决定因素;可是目前世界上究竟有多少物种众说不一;不同的研究者估计数差距甚大,在180万到3000万种之间,已描述的种统计在140～170万种之间,其中动物的种类约占90％以上;笔者比较保守的估计,我国动物的种类可能为昆虫15万种,其他无脊椎动物3.5万种,脊椎动物已知的5139种兽类499种,鸟类1186种,爬行类380种,两栖类270种,鱼类2804种;在第四纪冰川期,东亚冰川活动较弱,而且生物可随着冰川的前进而向南退却,与欧洲、北美洲的生物无路可退的情况截然不同;因而东亚不但物种丰富,而且保存了许多古老的种类;在脊椎动物中如大家熟悉的大熊猫、扭角羚和扬子鳄;无脊椎动物中,如蛛形纲蜘蛛目中的节板蛛科,是现生105科蜘蛛中最原始的一科,已知仅2属约40种,仅分布于东亚;这类蜘蛛在土中打洞穴居,洞口有活盖,夜间把洞盖打开一条缝,发现有昆虫路过,跃出捕回洞中享用;这类蜘蛛腹部背面尚保留分节的背板,纺器位于腹部的中部;从形态到行为可以说与3亿年前的蜘蛛祖先相同,是很有学术价值的类别;此外,我国有一些地区如西南的横断山区,是现代许多生物的分化与分布中心;由上述可见,我国的动物多样性不仅在于总体上我国动物种类数约占全世界动物种类的十分之一左右,还在于有许多特有种,而且有的类群种类远远大于这一比例;如昆虫中最原始的原尾目全球已知400多种,我国则有120种,占全世界的近1/3;名贵蝴蝶绢蝶科世界记载53种,我国34种,占61％；其中绢蝶属全球记载37种,我国27种,占73％;所以世界昆虫学家称中国为绢蝶王国;我国现生800余种淡水鱼类中,约有90％为我国或东亚所特有;但除脊椎动物外,目前对我国动物的家底尚不清楚;以昆虫而论,迄今记述不到4万种,仅占估计数15万种的约1/4;无脊椎动物包括昆虫中有许多类群尚无人进行研究;1988年世界自然和自然资源保护联盟红皮名录的1006种受威胁昆虫中,美国有493种,而中国大陆仅有10种;我国国家重点保护野生动物名录中,脊椎动物列出232个分类阶元大部分为种,少数列出目、科或属的所有种,而无脊椎动物仅列出1个属所有种及24个种的保护名单;为保护物种多样性,许多科学家再度提出在某些生物灭绝前应摸清种类;尤其对尚未研究的类群或某些被忽视的栖息地,如土壤、珊瑚礁、红树林和森林林冠等的动物种类应调查清楚;对于已知的濒危种,则要进一步研究其分布、种群数量、栖息地、生物学及威胁存活的主要因素,提出有关的保护措施;栖息地保护无疑是保护物种的根本手段;应该指出的是,对于某些小型无脊椎动物来说,即使一个小范围的生态系统如一个池塘或一小片树林的保护有时也有重要的意义;随着对有科学价值的种类认识的加深,及全民保护动物意识的加强,这一问题今后必将越来越引起公众的注意;除了从保护生态系统的角度做好物种的保护工作以外,禁止滥捕和非法出口始终是保护物种中首要解决的问题;多年来,不加控制地猎杀黄羊、狍、麂、岩羊等有蹄类动物,使原来的常见种沦为稀有种;某些公司要求出口数以万计的蟒蛇皮及大批眼镜蛇和眼镜王蛇;有的要求出口成吨的珊瑚,而珊瑚礁的破坏使大批海洋生物的生存受到威胁;而某些海洋生物可能为解救人类心脏病或癌症的关键药物;每一物种都是一个独特的基因库;可以说,物种多样性中包括遗传多样性;但遗传多样性又远远超过物种多样性的范围;每一物种均由许多个体组成,除了孤雌生殖和一卵双生子以外,没有两个个体的基因组是完全相同的;种下可能有亚种的分化,或由许多地理或生态种群所组成,家养动物包含有众多的品种和类型;因此,许多物种实际上包含成百、甚至上千个不同的遗传类型;例如,花鳅的同一亚种中存在2n=50,75,86,94等4种染色体数目;昆明动物所发现云南文山、昭觉、瑞丽和迪庆四个地区牛的血红蛋白有6种基因型,运铁蛋白共有9种不同的基因型,显示了丰富的遗传多样性;分子水平上的遗传多样性引人注目,如在珠星雅罗鱼的三个地方种群中存在着12种不同型的线粒体DNA结构;遗传多样性是生命进化和适应的基础,种内遗传多样性愈丰富,物种对环境变化的适应能力愈大;遗传的均一性威胁种群或物种的生存已是明显的事实;分布于非洲几个狭谷地带的猎豹的种群在遗传上是高度一致的;这导致猎豹在适应、繁殖和对疾病抵抗力的低下,濒临灭绝的危险;遗传多样性的保存除了包含在生态系统和物种多样性的保存中以外,更注意采用一系列新方法和新技术,诸如精子或配子和胚胎的冻存,人工授精和胚胎移植等;中国科学院上海细胞生物所和昆明动物所均建有颇具规模的细胞库;昆明动物所利用西南地区动物种类繁多和资源丰富的特点,侧重从动物遗传种质资源的保存和利用角度建立的野生动物细胞库,迄今已保存170余种,其中不少是我国特有的珍稀或濒危动物,如滇金丝猴等;随着细胞生物学和发育生物学的发展,有朝一日我们将最终揭示细胞分化和个体发育的奥秘,通过细胞培养或核移植一类技术,我们的后代可以从细胞库中再建当时地球已灭绝的动物;现代细胞库也就是一个密集的基因库;不仅冻存的细胞可以“苏醒”,细胞或冻存组织中的DNA即冻存的基因也同样有可能“苏醒”;所以,有人形象地比喻细胞库是保存动物遗传多样性的“诺亚方舟”;地球是人类和其他生物共同的地球;众多的生物协同进化,才有了人类自身的发展;人类和其他动物有着共同的未来、共同的命运;动物也像人类一样,有自己的智慧、情感和痛苦,也会感到恐惧和害怕死亡;只是它们无法用人类的语言表达意见;造物主既然创造了各种不同的生命,就必然同时赋予它们在这个星球上生活的权利;我们必须明白,就像我们不能剥夺他人的生命一样,我们也不能随意作践动物,这是人类良知所要求具备的素质,也是必须履行的义务;如果不知道如何爱动物,那麽请远离它们,让它们自由地、快乐地生存;。
植物群落多样性调查与分析
计算方法：通过比较两个群落的物种组成、 数量和比例来计算，具体计算公式因物种 和群落类型而异。
应用场景：用于比较不同地区、不同时间 或不同生境下的群落相似性，有助于了解 群落的演替和变化趋势。
意义：群落相似性系数是生态学研究中 的重要指标，对于保护生物多样性、恢 复生态系统和评估环境变化具有重要意 义。
生态优势度
定义：指一个种在群落中的重要程度和支配力，反映该种在群落中的地位和作用
计算方法：通常采用重要值进行计算，包括相对多度、相对频度和相对盖度等指标 作用：用于评估群落中不同物种之间的相对重要性和优势度，进而了解群落的物种组成 和结构特征
应用：在生态恢复、生物多样性保护和生态系统管理中具有重要的应用价值
影响因素：物种丰富度受到多种因 素的影响，包括环境条件、生境类 型、干扰程度等。
物种多样性指数
物种均匀度：衡量群落中物 种分布的均匀程度
物种丰富度：表示一个群落 中的物种数目
物种优势度：一个或少数物 种对群落的优势程度
生态优势度：一个物种在群 落中的生态作用和地位
群落相似性系数
定义：群落相似性系数是衡量两个群落之 间相似程度的指标，取值范围为0-1。
和准确性。
加强国际合作 与交流有助于 推动植物群落 多样性保护和 可持续发展的 实践，促进全 球生态平衡。
植物群落多样 性研究需要关 注跨学科、跨 领域的合作与 交流，以拓展 研究的广度和
深度。
THANK YOU
汇报人：
植物群落多样性有助于维护农业生态平衡，促进农业的可持续发展
植物群落多样性的研究展望
加强基础研究
深入研究植物群落的生态学和生物学特性，了解其生长规律和相互作用机制。 加强植物群落与环境因子之间的相互作用研究，揭示环境变化对植物群落的影响。 开展全球变化对植物群落多样性影响的研究，预测未来气候变化对植物群落的可能影响。 深入开展植物群落多样性与生态系统功能关系的研究，揭示植物群落多样性的生态学意义。
基于形态学标记的云南小麦种质资源遗传多样性研究
品种 ， 者 间差异 在 ０ ０ 三 ．５水 平 上 均 达 到极 显 著 水 平 ， 在 ０ ０ 水 平 上推广 品种与其 它 两类均 达 到极显 著 ； ．１ 变 异 系数 最大 的是 云南 铁壳 麦 ， 方 品种次 之 ， 史 推广 地 历 品种 最小 ， 多样性 指数 地方 品种 最大 ， １９ ６９５ 云 为 ．８ ８ ， 南铁 壳 麦最 小 ， １７０５７ 表 明地 方 品种 穗 长 变 异 为 ．８ ３ ， 丰富， 历史 推 广 品种 次 之 ， 云南铁 壳麦 最小 。
效穗 、 长 、 实小 穗 、 实小 穗 、 粒 数 等性 状 ， 穗 结 不 穗 计算
１６６７６， 明历 史推 广 品种株 高 差 异最 大 。 地方 品 ．８ ７ 表 种 株高 丰富 ， 云南 铁壳 麦变 异最 小 。
穗 长最 长是 云南 铁壳 麦 ， 短 的是地 方 品种 ， 最 平均 穗 长最 长 的是历 史推 广 品种 ， 短 的是地 方 品种 ， 最 最长 穗 与最 短穗 极差 最大 的是 云 南 铁 壳麦 ， 最小 的是 地 方
ＨＵ ｎ． ｉ ｇ Ｙｉ ｘ ｎ ，ＣＨＥＮＧ ｎｇ Ｇｅ ，Ｓ － ａ ＨＩ Ｈｅ ｇ ｎｇ
摘要 ： 利用形 态学标记 对云 南铁 壳麦、 地方 品种和推 广 品种 的
遗 传 多样 性 进行 了比 较 分 析 ， 以期 为 小 麦 种 质 资 源 利 用 和 遗 传
目前 ， 护生 物多 样 性 已成 为 国际 社 会关 注 的热 保
第３ ０卷
第 ７期
２ １ 年 ７月 ０ １
种
子
（ ｅｄ Ｓｅ ）
基 于 形 态 学标 记 的 云 南 小 麦 种 质 资 源 遗传 多样 性研 究
程加省 杨 金华 勾宇宏 于亚雄 胡银星 程 。 。 ， ， 。 耿 史 和 刚 ，
67份牡丹种质资源表型多样性分析及综合评价
孙 燕，冯筱涵，仝伯强，等．６７份牡丹种质资源表型多样性分析及综合评价［Ｊ］．江苏农业科学，２０２３，５１（１５）：１３０－１４０．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２３．１５．０１９６７份牡丹种质资源表型多样性分析及综合评价孙 燕１，冯筱涵１，仝伯强２，关凌珊２，３，刘金石２，４，穆艳娟２，孙 涛２，鲁仪增２，刘 涛２，刘 ２，刘瑞杰５，程丹丹６，于春凤７，高德民１［１．山东中医药大学药学院，山东济南２５０３５５；２．山东省林草种质资源中心，山东济南２５０１０２；３．山东农业大学林学院，山东泰安２７１０１８；４．北京农学院园林学院，北京１０２２０６；５．山东农业工程学院农业科技学院，山东济南２５０１００；６．齐鲁工业大学（山东省科学院菏泽分院），山东菏泽２７４０００；７．甘肃济临牡丹科技产业有限公司，甘肃临夏７３１１００］ 摘要：以６７份代表性牡丹种质资源为研究对象，选取表型的２４个质量性状和２６个数量性状进行描述和测定，采用变异分析、聚类分析、相关性分析、主成分分析和表型性状综合评价方法，结合多样性指数，对牡丹表型性状进行多样性分析及综合评价。
６７份牡丹种质资源的表型呈现出变异类型多、变异程度高等特点，质量性状Ｓｈａｎｎｏｎ－ｗｅａｖｅｒ指数为０．１８３～１．８６０，数量性状变异系数为６．０２％～３７．４１％，单果种子数变异系数（３７．４１％）最大。
当欧氏距离为１７．５时，６７份种质资源可分为７个类群，其中类群Ⅱ的种质数量最多（３７个），初步明确了各类群的主要特征性状，表明牡丹品种在表型性状上具明显差异，而各数量性状间大部分存在显著相关性。
前８个主成分累积贡献率达到８０．９７３％，可综合代表牡丹表型数据的大部分信息。
针对油用、观赏、综合利用等不同用途进行评价，共筛选出１０份最优种质。
牡丹种质资源表型多样性高、变异类型丰富，为牡丹品种选育奠定了物质基础，期待筛选出的不同用途牡丹种质可为牡丹的开发利用及新品种选育提供参考。
红掌种质资源重要观赏性状遗传多样性分析
热带作物学报2020, 41(12): 2413 2419Chinese Journal of Tropical Crops红掌种质资源重要观赏性状遗传多样性分析连子豪1,2，黄少华2，陈艳艳1,2，牛俊海2，尹俊梅2,3*1. 海南大学，海南海口 570228；2. 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，海南海口 571101；3. 中国热带农业科学院海口实验站，海南海口 571101摘要：为了解红掌种质资源重要观赏性状遗传多样性，以91份红掌种质作为试验材料，对17个重要观赏性状进行鉴定，应用相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法分析其遗传多样性。
结果表明：供试红掌资源各性状的变异系数为16.27%~66.20%，遗传多样性指数为1.8856~2.0886，说明其具有较高的形态多样性，其中右耳心距变异最大，肉穗花序顶端粗变异最小。
相关性分析发现，各观赏性状间存在着较为紧密的正向联系，大部分性状间呈显著或极显著正相关。
通过主成分分析，确定的3个主要成分，其累计贡献率为82.991%，由决定植株大小、佛焰苞大小及肉穗花序粗度的指标组成，其中前两个特征对红掌种质多样性影响较大。
依据植株大小、佛焰苞大小及肉穗花序粗度进行聚类分析，可将91份红掌种质分为6个类群，各类群特征明显，其中第Ⅵ类群多个性状表现独特，值得特别注意。
本研究通过分析红掌种质资源重要观赏性状变异情况，了解其遗传多样性，为红掌遗传改良、种质创新和应用提供理论依据。
关键词：红掌；观赏性状；种质资源；遗传多样性中图分类号：S682 文献标识码：AGenetic Diversity Analysis of Important Ornamental Characters in Germplasm Resources of Anthurium andreanumLIAN Zihao1,2, HUANG Shaohua2, CHEN Yanyan1,2, NIU Junhai2, YIN Junmei2,3*1. Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China;2. Tropical Crops Genetic Resources Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Haikou, Hainan 571101, China;3. Haikou Experimental Station, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Haikou, Hainan 571101, ChinaAbstract: In order to understand the genetic diversity of important ornamental traits in the germplasm resources of An-thurium andreanum, 91 germplasm samples were used as the test materials to identify 17 important ornamental traits. The results showed that the variation coefficient of each character of the tested resources ranged from 16.27% to 66.20%, and the genetic diversity index ranged from 1.8856 to 2.0886, indicating that it had higher morphological diversity, among which the right auricular distance variation was the largest and the coarse variation at the top of the inflorescence was the smallest. The correlation analysis showed that there was a close positive correlation among the ornamental traits, and most of the traits showed significant or extremely significant positive correlation. Through principal component analysis, the cumulative contribution rate of the three main components was 82.991%, which was composed of indica-tors determining plant size, bud size and inflorescence thickness, among which the first two characteristics had a great influence on the diversity of germplasm. According to the size of plants, the size of floriferous bracts and the thickness of inflorescence, the 91 germplasm could be divided into 6 groups, among them, the characteristics of group VI were unique and deserve special attention. This study woul lay a theoretical basis for genetic improvement, germplasm inno-vation and application of A. andreanum.Keywords: Anthurium andraeanum; ornamental character; germplasm resources; genetic diversity收稿日期 2020-01-06；修回日期 2020-02-18基金项目 中央级科研院所基本科研业务费专项（No. 1630032019011，No. 1630032017020）；国家自然科学基金项目（No. 31772143）。
中国小麦选育品种与地方品种的遗传多样性
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以下依此为千粒重! 穗粒数和穗长 赖氨酸两个类型
χ比地方品种高∀ 变异系数两个类型的变化趋势与
地方品种和选育品种主要农艺性状和品质性状平均数 ! 标准差 ! 变异系数和多样性指数
⁄√ ∏ √
品种类型
≤
¬
√ √
材料份数 最小值
√
∏
最大值
¬
平均数
标准差
≥∞
变异系数 多样性指数
≤∂ χ
株
°
高 长
地方品种 选育品种 地方品种 选育品种 地方品种
√ √ √ Κεψ ω ορδ σ ≤ ∏ √ √
材料与方法
数据资料来自中国作物种质资源信息系统 参加统计分析的性状分两类∀一类是分析性 包括穗部 个性状 芒长! 壳 状类别 或级别 的频率分布和多样性指数 ≥ 2 √ 色! 颖毛和粒色 种病害 条锈病! 叶锈病! 秆锈病! 白粉病和赤霉病∀ 另一类是计算平均数! 标准差! 变异系数! 极大值! 极小值和多样性指数 有 粒重 个农艺性状 株高! 穗长! 穗粒数和千 个品质性状 蛋白质和赖氨酸∀ 第二类性状在计算多样性指数时的划级方法如下 先
期
刘三才等 中国小麦选育品种与地方品种的遗传多样性
式中
为某性状第 级别内材料份数占总份数的百分比
为自然对数1 2∀多样性指数在生
态学和遗传学研究中广泛应用 具有加权性 可以用来合并不同性状! 位点或者不同地区材 料的变异 能较好地比较某一作物! 某一物种或某一地区的遗传变异性∀
结果与分析
穗部性状 表 为 个穗部性状的频率分布和多样性指数∀可以看出 芒长! 壳色和颖毛 个性状 选育品种比地方品种变异减少∀ 如壳色地方品种频率大于 个 芒长的长芒类别占整个材料的 壳色的白壳达到 的有 个 而选育品种为 个性状多
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多样性指数
多样性指数是用来描述一个群落的多样性的统计量。
在生态学中，它被用来描述生态系统中的生物多样性，在经济学中可以用来描述一个地区中经济活动的分布。
多样性指数经常被用来估算任何一个群落，每个成员都属于一个独特的群体或物种。
在很多情况下，多样性指数的估计量是有偏的，因此相似的值之间往往不能直接比较。
一些常用多样性指数将讨论如下：
种丰富度(Species richness)
种丰富度S便是生态系统中物种的数目。
这个指数无法表示相对丰度。
实际上，除了一些非常贫瘠的系统之外，记录一个生态系统真实的种总丰富度是不可能的。
系统中物种的观察值是其真实物种丰富度的有偏估计值，并且观察值会随着取样的增加非线性的增长。
因此在表示从生态系统中观察到的物种丰富度时，S 常被称作种密度（species density）。
香农多样性指数(Shannon's diversity index)
香农多样性指数用来估算群落多样性的高低，也叫香农-维纳（Shannon-Wiener）或香农-韦弗（Shannon-Weaver）指数。
公式如下：
其中S表示总的物种数，pi表示第i个种占总数的比例(Pielou 1975)。
当群落中只有一个居群存在时，香农指数达最小值0；当群落中有两个以上的居群存在，且每个居群仅有一个成员时，香农指数达到最大值ln k。
物种均一度（Species Evenness）
物种均一度用来描述物种中的个体的相对丰富度或所占比例。
群落的均一度可以用Pielou均一度指数J表示（Pielou's evenness index，J）：
其中H'为香农指数，H'max是H'的最大值：
集中度指数（Concentration ratio）
集中度指数是一项描述一些占主导地位的物种（或公司）所占比例的粗略的指标，通常用前几个物种或公司所占份额的总和来表示。
在经济学中，一个行业的集中度是用来作为的企业与行业的相对规模作为一个整体指标。
它是通过对前n个公司的市场份额百分比求和来计算的。
这也可能有助于确定该行业的市场结构。
四企业集中度，或称C4，是个常用的集中度指数，它由行业内四个最大的公司的市场份额和表示。
辛普森多样性指数（Simpson's diversity index）
辛普森在1949年提出过这样的问题：在无限大小的群落中，随机取样得到同样的两个标本，它们的概率是什么呢？
如在加拿大北部森林中，随机采取两株树标本，属同一个种的概率就很高。
相反，如在热带雨林随机取样，两株树同一种的概率很低，他从这个想法出发得出多样性指数。
用公式表示为：
辛普森多样性指数 = 随机取样的两个个体属于不同种的概率 = 1 - 随机取样的
两个个体属于同种的概率
设种i的个体数占群落中总个体数的比例为，那么，随机取种i两个个体的联合概率就为。
如果我们将群落中全部种的概率合起来，就可得到辛普森指数，即
S为物种数目。
辛普森多样性指数的最低值是0；最高值为
前一种情况出现在全部个体均属于一个种的时候，后一种情况出现在每个个体分别属于不同种的时候。
例如，甲群落中A、B两个种的个体数分别为99和1，而乙群落中A、B两个种的个体数均为50，按辛普森多样性指数计算，
甲群落的辛普森指数：
乙群落的辛普森指数：
乙群落的多样性高于甲群落。
造成这两个群落多样性差异的主要原因是种的不均匀性，从丰富度来看，两个群落是一样的，但均匀度不同。
伯杰•帕克指数（Berger-Parker index）
基尼指数（Gini index）
吉尼系数（Gini coefficient），或译基尼指数，是20世纪初意大利学者吉尼根据劳伦茨曲线所定义的判断收入分配公平程度的指标。
是比例数值，在0和1之间。
吉尼指数（Gini index）是指吉尼系数乘100倍作百分比表示。