《Horticulturae》：Evaluation of Ornamental and Postharvest Potential of Oil-Type Sunflower Genotypes Grown Under Dense Sowing Conditions
编辑推荐：
向日葵主要作为油料作物被广泛种植和研究，这促进了油用型种质资源中广泛遗传变异性的发展。相比之下，观赏型向日葵受到的研究关注少得多。因此，现有油用型向日葵的遗传变异性是一种宝贵资源，可被探索和测试用于观赏性状，包括采后表现和切花生产的适宜性。这一点尤为重要，因为
向日葵主要作为油料作物被广泛种植和研究，这促进了油用型种质资源中广泛遗传变异性的发展。相比之下，观赏型向日葵受到的研究关注少得多。因此，现有油用型向日葵的遗传变异性是一种宝贵资源，可被探索和测试用于观赏性状，包括采后表现和切花生产的适宜性。这一点尤为重要，因为市场对观赏型向日葵的需求不断增长，并且对多样化切花品种的兴趣日益增加。本研究旨在评估油用型向日葵基因型的观赏潜力，特别关注切花的采后表现。研究人员对来自诺维萨德大田和蔬菜作物研究所育种收集的基因型进行了关键观赏形态性状和采后寿命的评估。试验包含两种储存方式（室温条件和冷室储存）和两种瓶插液（蒸馏水和10%蔗糖）组合的处理，并设置了两个播种期。为了确定采后行为可能的解剖结构决定因素，研究人员进一步对三个形态对比鲜明的基因型（?MD U 12、AS 87和LIP P 98）进行了花梗解剖结构分析。采后寿命受到基因型、播种期、储存方式、蔗糖处理及其相互作用的显著影响，表明遗传背景和采后处理条件均具有强烈影响。冷室储存对大多数基因型的采后寿命产生了持续影响，而添加蔗糖进一步改善了几种基因型的采后寿命。研究人员检测到采后表现存在显著的基因型变异。基因型?MD U 12在多种储存环境下表现出卓越的采后寿命，特别是在第二播种期，而AS 87则表现出明显较短的采后寿命，尤其在室温储存条件下。仅凭形态性状无法可靠预测采后寿命。相比之下，解剖分析显示所选基因型在花梗组织结构和维管结构上存在明显差异，表明支持组织和木质部导管特性的变异可能在采后水分关系和花朵采后寿命中发挥重要作用。这些结果证明了IFVCNS油用型向日葵种质资源在开发适应密植条件的观赏型切花基因型方面的潜力，同时也识别出能显著改善采后寿命和商业可用性的采后处理方法。
本研究背景方面，向日葵（*Helianthus annuus* L.）主要作为油料作物栽培，是全球第四大油料作物，其油用型种质资源经过长期育种和大规模种植已积累了丰富遗传变异。然而，观赏型向日葵的育种研究相对滞后，其基因库远窄于油用型，难以满足市场对装饰性向日葵和多样化切花日益增长的需求。当前存在的问题包括：观赏型向日葵的采后寿命（postharvest longevity，指切花保持观赏价值的天数）是决定商业价值的关键性状，但油用型种质中是否存在可用于改善观赏性和采后表现的遗传变异尚不清楚；同时，花梗解剖结构（peduncle anatomy）与采后水分关系及寿命之间的关联在油用型材料中缺乏系统研究。因此，研究人员利用诺维萨德大田和蔬菜作物研究所（IFVCNS）保存的油用型向日葵育种材料，开展了这项研究，旨在评估其在密植条件下的观赏潜力，特别是切花采后寿命，并探究花梗维管组织特征与采后表现的关系。该论文发表在《Horticulturae》。
研究人员针对8个油用型单头向日葵基因型（来自IFVCNS育种收集，源产于塞尔维亚），设置了两个播种期（表1给出具体出苗和收获日期，播种密度固定为行距70 cm、株距12.5 cm的密植条件），对每个基因型进行了五个关键形态性状（株高、头径、茎粗、舌状花长度、舌状花数量）的田间测量（每重复8株，取中间两行中央植株）。采后寿命评估采用2×2因子设计：两种储存方式（室温20–24°C，自然光周期约14 h；冷室4.5°C，黑暗）和两种瓶插液（蒸馏水；10%蔗糖溶液），每处理3次重复，每桶3枝，总计每基因型每播种期36枝茎（茎切至55 cm标准长度，去除损伤叶片）。基于形态对比，选取三个代表性基因型（?MD U 12、AS 87、LIP P 98）进行花梗解剖分析（R5.3阶段取茎顶下10 cm段，固定于70%乙醇，徒手切片后光学显微镜观察），测量总横截面积、皮层、厚角组织、中柱、髓面积及比例，维管束数量、平均面积与分级分布，以及最大维管束中木质部导管腔面积分级分布。数据采用双因素方差分析（ANOVA）、Tukey事后检验和线性判别分析（LDA）（软件包括RStudio、IBM SPSS Statistics 25.0、PAST 4.12b，显著性阈值p≤0.05）。
研究结果如下：
**3.1 形态性状数据**：方差分析显示基因型对所有五个形态性状均有极显著影响（p<0.001），播种期仅对株高和舌状花数量有显著影响（p=0.011和0.040），但基因型×播种期交互作用对所有性状极显著（p<0.001）。Tukey事后检验（图2）表明：株高上，?MD U 12最高（>130 cm），LIP P 98最低（<80 cm）；头径上，LIP P 98最小（约6 cm）；茎粗上，ODESSA 4最粗（>1.6 cm），NIMI GP 10最细（约1.1 cm）；舌状花长度上，AS 87最长，LIP P 98和?MD U 12最短；舌状花数量上，NIMI GP 10最多（>50），?MD U 12最少（<35）。
**3.2 生理相关数据——采后寿命**：ANOVA结果（表3）表明基因型、播种期、处理（储存方式与蔗糖组合）及其所有交互作用对采后寿命影响极显著（p<0.001），其中处理F值最高（F=624.662），基因型F=209.751，播种期F=87.745，模型R2=0.910。不同处理下的具体采后寿命（表4）范围从2.33天（MA SC 2，播种期I室温）到23.33天（?MD U 12，播种期II冷室）。冷室储存普遍延长寿命，但基因型间反应差异：播种期I中NIMI GP 10和DOP 16 18在冷室下延长近三倍（16.00和16.67天），AS 1 PR在冷室加蔗糖达20.00天；播种期II中LIP P 98、MA SC 2、?MD U 12和ODESSA 4在蔗糖补充下表现更好。总体Tukey分组（图3）显示?MD U 12在第二播种期采后寿命最长（平均约14天，a组），AS 87最短（约6天，f组），AS 1 PR和LIP P 98较长，NIMI GP 10和DOP 16 18中等。
**3.3 解剖数据**：花梗横截面（图4）显示表皮、皮层及中柱（含环状排列的维管束及髓质），维管束为外韧型（xylem比phloem发达），分泌道存在于皮层和中柱中。定量分析（表5）：总横截面积AS 87最大（124.7 mm2），?MD U 12最小（51.1 mm2）；皮层比例?MD U 12最高（31.4%），AS 87最低（26.6%）；厚角组织比例?MD U 12最高（14.3%），AS 87最低（10.5%）；中柱比例AS 87和LIP P 98相似（约73%），?MD U 12略低（65.6%）；维管束数量AS 87最多（45.9），?MD U 12最少（31.7），平均面积AS 87最大（0.59 mm2），?MD U 12最小（0.39 mm2）。维管束面积分级分布（图5）：AS 87有较大比例的中等（0.31–0.6 mm2，35%）和较大（0.61–1 mm2，32%）束，且是唯一有13%超大束（>1 mm2）的基因型；LIP P 98和?MD U 12以中等束为主（各61%），缺乏超大束（?MD U 12为0%）。最大维管束中木质部导管腔面积分级（图6、7）：?MD U 12以300–600 μm2为主（52%），>1000 μm2极少（1000–1300 μm2仅3%）；LIP P 98以600–1000 μm2（50%）和1000–1300 μm2（29%）为主；AS 87分布较均衡，600–1000 μm2最多（40.39%），另有300–600 μm2（26%）和>1300 μm2（12%）。LDA（图8）第一判别轴（DC1，解释82.56%）将?MD U 12（负值，与较小束和导管关联）与AS 87和LIP P 98（正值，与较大束和导管关联）分开，第二轴（DC2，17.44%）进一步区分AS 87（正值）和LIP P 98（负值）。
讨论部分总结：本研究证实了IFVCNS油用型向日葵种质在观赏相关性状上存在显著遗传变异。采后寿命受基因型、播种期、储存处理及其交互作用强烈影响，这与前人研究一致（Devecchi, K?l??等报告观赏型向日葵采后寿命约5–16天），本研究材料的表现落于此范围，具商业相关性。形态性状与采后寿命无一致关联，例如NIMI GP 10舌状花最多但寿命不长；?MD U 12在第二播种期冷室下表现最佳，而AS 87形态可接受但寿命短。早熟基因型（如LIP P 98）虽寿命中等但可支持多轮生产。冷室储存的积极效应与多个物种报告相符，蔗糖补充效果因基因型而异。解剖分析显示，?MD U 12具有较高的厚角组织比例（可能提供机械支持）和较窄的木质部导管（可能提高水力安全性），其采后寿命最长；AS 87导管较宽而寿命短，但需注意这是基于三个对比基因型的关联，而非因果证据。LDA将维管特征整合，进一步支持解剖结构差异与采后寿命相关。整体结果表明，油用型种质中蕴含与采后耐用性相关的结构变异，选择水力稳定性可作为育种策略。
结论部分翻译：本研究结果表明，IFVCNS保存的油用型向日葵种质资源在观赏相关性状，特别是影响采后寿命的性状上，存在显著变异。外部形态特征如茎长、花序大小和花丰满度决定了初始市场吸引力，但在评估的基因型中与采后寿命并不一致相关。相反，采后表现强烈依赖于基因型，并受发育条件和储存处理之间相互作用的驱动。冷室储存能持续延长各基因型的采后寿命，而蔗糖补充在若干情况下进一步增强了寿命，证明了采后管理措施在维持花朵品质方面的有效性。在评估的基因型中，?MD U 12表现出最优异的采后表现，在各种处理中均稳居最长采后寿命之列。相比之下，AS 87尽管形态可接受，但寿命较短，清楚表明仅凭视觉性状无法可靠预测采后耐用性。解剖分析表明，花梗结构的差异，特别是支持组织比例和木质部导管特性，通过影响采后水分运输稳定性，导致了这些基因型特异性反应。观察到的基因型间变异证实，油用型育种材料是与改善采后表现相关的结构性状的宝贵来源。总体而言，形态评价、采后寿命评估和解剖分析的整合表明，向日葵采后耐用性由基因型、发育条件和储存处理之间的复杂相互作用决定。这些发现确认了油用型向日葵种质资源作为观赏改良育种资源的潜力，并支持实施针对水力稳定性和采后寿命以及外部观赏性状的选择策略。尚需涉及更广泛遗传基础、多个季节和多样化采后条件的进一步研究，以全面验证和推广花梗解剖性状在决定采后寿命中的作用。
