Genetic Diversity Analysis of Phenotypic Traits of Rhus chinensis in Different Regions of Guizhou Province

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2023.04.013

Abstract

Abstract:

Rhus chinensis is an important economic tree species.The diversity and variation of 10 phenotypic traits of Rhus chinensis in 13 regions of Guizhou Province were analyzed by field investigation.The results showed that the Shannon-Weaver index of 10 phenotypic traits ranged from 1.16 to 2.02,with an average of 1.88,and the diversity index was relatively high for leaf margin serration number,ground diameter and number of inflorescence.The genetic variation coefficient ranged from 10.72% to 39.44%,with an average of 25.80%.Among these traits,the genetic variation coefficient was relatively large for the traits of ground diameter,crown width,and plant height of Rhus chinensis.Correlation analysis showed that there was a significantly positive correlation between plant height,crown width,ground diameter and number of branching,and there was a significant positive correlation between inflorescence number and leaf margin serration number.Principal component analysis simplified 10 phenotypic traits into 4 principal components,with a cumulative contribution rate of 84.37%.The core traits with high contribution rate were ground diameter,plant height,leaf width,leaf shape index,leaflet number and inflorescence number.Cluster analysis revealed that Rhus chinensis populations from 13 regions were divided into four clusters based on 10 traits.Rhus chinensis germplasm resources in Bijie and Shibing were clustered into Class Ⅰ,Xifeng Rhus chinensis germplasm resources into Class Ⅱ,Kaili and Guiding Rhus chinensis germplasm resources into Class Ⅲ,and the remaining 8 areas into Class Ⅳ.In conclusion,the 13 regions of Guizhou Province exhibit a significant level of genetic variation in Rhus chinensis germplasm resources,and their plant morphology,leaf and inflorescence traits are rich in genetic diversity.

Key words: Rhus chinensis, phenotypic traits, genetic diversity, principal component analysis, cluster analysis

CLC Number:

Q944

YUAN Yang, ZENG Bing, WANG Yinchen, ZHAO Tian, DENG Mengqing, YANG Ling, LIAO Yan. Genetic Diversity Analysis of Phenotypic Traits of Rhus chinensis in Different Regions of Guizhou Province[J]. FOREST RESOURCES WANAGEMENT, 2023, (4): 107-114.

Figures/Tables 7

Tab.1

Tab.2

Tab.3

Tab.4

Tab.5

Analysis of plant morphology and inflorescence index of Rhus chinensis in different regions

性状	株高		冠幅		地径		分枝数		花序数
性状	( $x ˉ$ ±SD)/m	CV/%	( $x ˉ$ ±SD)/m	CV/%	( $x ˉ$ ±SD)/cm	CV/%	( $x ˉ$ ±SD)/个	CV/%	( $x ˉ$ ±SD)/个	CV/%
凯里	5.07±1.79bcd	35.31	3.63±1.70bcd	46.83	23.33± 5.77bc	24.73	6.00±1.73a	28.83	62.22±10.51a	16.89
石阡	7.09±2.48bc	34.98	3.79±1.00bcd	26.39	31.00±11.48abc	37.03	8.00±2.65a	33.13	47.19± 5.33bcde	11.29
施秉	3.40±1.01d	29.71	2.53±0.45d	17.79	15.00± 7.00c	46.67	6.33±1.53a	24.17	41.11±13.09de	31.84
湄潭	10.87±1.43a	13.16	6.23±1.91a	30.66	42.33±12.10a	28.58	8.33±1.53a	18.37	43.33± 4.00cde	9.23
凤冈	6.00±1.74bcd	29.00	3.93±1.73bcd	44.02	30.25± 9.81abc	32.43	8.75±2.06a	23.54	42.08± 2.80cde	6.65
开阳	5.58±1.74bcd	31.18	4.17±0.93bcd	22.30	26.83± 7.52abc	28.03	6.50±1.64a	25.23	51.78±12.54abcd	24.22
贵定	3.50±0.87d	24.86	2.50±0.87d	34.80	15.00± 5.00c	33.33	5.33±0.58a	10.88	45.00± 5.60bcde	12.44
桐梓	6.94±2.22bc	31.99	4.43±1.50abcd	33.86	37.17±13.84ab	37.23	7.25±2.18a	30.07	41.00± 9.94de	24.24
息烽	6.20±1.16bcd	18.71	5.18±0.60abc	11.58	36.50±10.08ab	27.62	7.90±3.28a	41.52	43.00± 9.73cde	22.63
毕节	4.29±2.04cd	47.55	3.14±1.80cd	57.32	24.57±10.49bc	42.69	5.29±2.06a	38.94	34.67± 5.94e	17.13
修文	6.28±1.28bcd	20.38	4.22±1.09abcd	25.83	31.78± 7.40ab	23.29	7.44±2.01a	27.02	56.97±12.23ab	21.47
黔西	6.00±1.41bcd	23.50	4.00±1.10bcd	27.50	31.50±15.22ab	48.32	6.33±1.63a	25.75	42.61± 8.98cde	21.07
贵阳	7.38±3.20b	43.36	5.36±2.57ab	47.95	39.13±14.78ab	37.77	6.00±2.78a	46.33	55.08± 8.56abc	15.54

Tab.5

Tab.6

Comparative analysis of leaf traits of Rhus chinensis plants in different regions

性状	小叶数		小叶长		小叶宽		叶缘锯齿数		叶形指数
性状	( $x ˉ$ ±SD)个	CV/%	( $x ˉ$ ±SD)/mm	CV/%	( $x ˉ$ ±SD)/mm	CV/%	( $x ˉ$ ±SD)个	CV/%	$x ˉ$ ±SD	CV/%
凯里	11.00±2.00a	18.18	117.32±15.08bc	12.85	47.93± 9.56d	19.95	41.40±5.24a	12.66	2.48±0.21a	8.47
石阡	10.78±1.20a	11.13	127.33±19.14abc	15.03	59.33±11.18cd	18.84	35.50±4.95abc	13.94	2.17±0.20bc	9.22
施秉	10.33±1.15a	11.13	133.34±28.49ab	21.37	88.00± 4.53a	50.60	36.77±3.70ab	10.06	1.98±0.15cd	7.58
湄潭	11.00±0.00a	0.00	122.22± 8.07bc	6.60	52.95± 7.76cd	14.66	32.30±5.72bc	17.71	2.33±0.21ab	9.01
凤冈	10.00±1.15a	11.50	127.19±14.99abc	11.79	57.98± 6.77cd	11.68	32.83±3.19bc	9.72	2.21±0.11bc	4.98
开阳	10.67±0.82a	7.69	134.01±15.76ab	11.76	63.16± 6.20bcd	9.82	34.22±6.66abc	19.46	2.12±0.13bc	6.13
贵定	11.67±1.15a	9.85	116.22±11.21bc	9.65	54.94± 5.93cd	10.79	37.37±0.85ab	2.27	2.13±0.06bc	2.82
桐梓	11.33±1.87a	16.50	118.50±21.42bc	18.08	64.31±20.98bcd	32.62	28.25±6.70c	23.72	2.08±0.24bcd	11.54
息烽	11.50±1.27a	11.04	103.21±11.21c	10.86	50.10± 4.83cd	9.64	33.10±3.95bc	11.93	2.08±0.22bcd	10.58
毕节	10.14±1.95a	19.23	150.76±22.76a	15.10	82.19±12.18ab	14.82	34.09±3.50abc	10.27	1.86±0.10d	5.38
修文	11.00±1.73a	15.73	126.83±23.77abc	18.74	61.09± 6.37cd	10.43	36.97±6.30ab	17.04	2.07±0.22bcd	10.63
黔西	10.33±1.63a	15.78	116.90±16.76bc	14.34	55.20± 6.48cd	11.74	30.32±9.44bc	31.13	2.13±0.12bc	5.63
贵阳	11.75±1.49a	12.68	115.02±18.61bc	16.18	70.13±14.91abc	21.26	32.99±4.52bc	13.70	1.84±0.11d	5.98

Tab.6

Fig.1

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地区	采集日期	纬度	经度	海拔/m
凯里	2020.8	26°33'N	108°0'E	735~800
石阡	2020.8	27°27'—27°40'N	107°96'—108°5'E	469~916
施秉	2020.8	27°38'N	108°2'E	644~694
湄潭	2020.9	27°37'—27°77'N	107°32'—107°53'E	739~753
凤冈	2020.9	27°78'N	107°74'—107°75'E	1 490~1 600
开阳	2020.8	27°1'—27°3'N	106°51'—106°51'E	1 228~1 376
贵定	2020.8	26°37'N	107°15'E	1 018~1 038
桐梓	2020.8	26°31'—28°4'N	106°47'—106°56'E	546~1 347
息烽	2020.8	26°59'—27°4'N	106°41'—106°47'E	1 249~1 468
毕节	2020.8	27°16'—27°35'N	105°10'—105°37'E	1 083~1 874
修文	2020.8	26°58'—27°1'N	106°26'—106°40'E	738~1 303
黔西	2020.8	26°58'—27°0'N	105°49'—105°54'E	1 245~1 423
贵阳	2020.8	26°31'—26°34'N	106°46'—106°47'E	809~1 101

性状	最大值	最小值	极差	平均值	标准差	变异系数/%	多样性指数
株高/m	12.10	2.00	10.10	6.22	2.32	37.29	1.93
冠幅/m	10.00	1.00	9.00	4.23	1.59	37.48	1.97
地径/cm	60.00	10.00	50.00	31.55	12.44	39.44	2.01
分枝数	14.00	3.00	11.00	6.99	2.36	33.71	1.95
小叶数	13.00	7.00	6.00	10.96	1.50	13.70	1.16
小叶长/mm	197.09	87.87	109.22	122.87	21.21	17.26	2.00
小叶宽/mm	138.94	37.09	101.85	62.25	16.38	26.31	1.77
叶缘锯齿数	45.80	17.30	28.50	33.58	6.08	18.10	2.02
叶形指数	2.73	1.68	1.04	2.08	0.22	10.72	1.99
花序数	74.67	24.67	50.00	46.41	11.15	24.03	2.01

性状	株高	冠幅	地径	分枝数	小叶数	小叶长	小叶宽	叶缘锯齿数	叶形指数	花序数
株高	1
冠幅	0.840^**	1
地径	0.844^**	0.824^**	1
分枝数	0.619^**	0.488^*	0.654^**	1
小叶数	-0.110	-0.030	-0.057	-0.366	1
小叶长	-0.216	-0.355	-0.219	-0.179	-0.196	1
小叶宽	-0.137	-0.136	-0.052	-0.189	-0.074	0.680^**	1
叶缘锯齿数	-0.273	-0.345	-0.408^*	-0.180	0.095	0.265	-0.118	1
叶形指数	-0.001	-0.050	-0.211	0.109	-0.150	-0.268	-0.699^**	0.243	1
花序数	0.015	0.032	-0.097	-0.142	0.280	-0.222	-0.329	0.503^*	0.252	1

性状	主成分1	主成分2	主成分3	主成分4
株高	0.898	-0.020	0.063	0.271
冠幅	0.887	0.004	0.212	0.130
地径	0.916	-0.177	0.156	0.153
分枝数	0.747	-0.012	-0.390	0.189
小叶数	-0.169	0.223	0.846	-0.090
小叶长	-0.432	-0.608	-0.216	0.499
小叶宽	-0.249	-0.876	0.146	0.230
叶缘锯齿数	-0.483	0.402	-0.061	0.683
叶形指数	0.006	0.756	-0.491	-0.051
花序数	-0.105	0.652	0.348	0.495
特征值	3.513	2.376	1.375	1.173
贡献率/%	35.125	23.765	13.753	11.729
累计贡献率/%	35.125	58.890	72.643	84.372