Evaluation and screening of postharvest storage tolerance and vase life of 275 cut chrysanthemum cultivars

试验于2023—2024年在南京农业大学中国菊花种质资源保存中心湖熟基地、八卦洲切花菊种植基地开展，供试材料为275个切花菊品种(https://zlxb.zafu.edu.cn/fileZJNLDXXB/journal/article/file/f59970d4-f728-476c-b201-62e47c744846.pdf)，其中包括主要的市场流通品种及南京农业大学菊花遗传与种质资源创新团队所选育出的特色种质资源品种。所选品种涵盖了不同花色、花型、叶型的切花大菊与切花小菊。在9—10月菊花开放期，每个品种选取茎秆粗度一致，开放度符合内销标准，即最外层花瓣呈现松散舒展的形态，花瓣展幅占品种完全开放时展幅的 30%~50%，健康无病虫害，花、叶无机械损伤的花枝30枝。采收后30 min内运送至4 ℃冷库，在冷库中进行采后处理，统一留取花枝长度65~80 cm，保留顶花以下50 cm范围内的叶片及分枝，去除基部多余叶片与分枝。将处理后的花枝每10枝为1扎用聚乙烯薄膜包装袋包裹成束，共3扎，于4 ℃条件下预冷3 h，随后装入标准切花运输纸箱，于黑暗环境的4 ℃冷库中进行干贮^[14]。

于干贮0、7、14 d共3个时间点，在每扎中随机抽取4枝花枝共12枝进行测定。采用电子数显游标卡尺(精度0.01 mm)，对花序进行十字交叉法测量(图1A)，分别读取其最大直径和最小直径，计算两者的算术平均值作为该花序的平均花径(cm)^[12]。以每扎(10枝)切花菊为1组，使用百分之一电子天平称其总鲜质量(g)，并计算单平均鲜质量(g)，测定时间为15:00—18:00。叶片衰老度参照图1B的标准，对叶片黄化、萎蔫、褐变等表型进行视觉评级并记录。

Figure 1.  Diagrams of flower diameter measurement method and grading standards for leaf senescence degree during dry storage

干贮14 d后，将花枝取出进行瓶插试验。统一修剪花枝至45 cm左右，去除茎下部20 cm范围内的全部叶片与分枝，并清除其余基部分枝与叶片。将处理好的花枝每4枝为1组，插入盛有500 mL纯净水的透明容器中。瓶插环境控制在室温(25±2) ℃、相对湿度50%~70%，自然散射光条件。3 d更换1次纯净水并清洗瓶壁，7 d修剪1次花枝基部，斜切切口约2 cm^[10]。每天定时观察记录指标。于瓶插0、3、7 d，使用百分之一电子天平称量单枝花枝鲜质量(g)，测定时间为19:00—22:00；从瓶插之日起至50%外缘花瓣出现萎蔫、下垂、失去观赏价值之日止为花瓶插寿命(d)；从瓶插之日起至50%叶片叶缘或30%叶面出现严重萎蔫、卷曲或枯萎之日止为叶瓶插寿命(d)；记录瓶插期间花序完全开放时，按十字交叉法测得的平均花径最大值为瓶插最大花径(cm)。

使用 Excel 2010 收集和整理各性状的测量数据；运用 SPSS 26.0进行数据分析，分析前对原始数据进行Z-score标准化以消除量纲影响。通过单因素方差分析(ANOVA)比较品种间性状差异，计算平均值、标准差和变异系数；利用Pearson相关分析检验性状间相关性；采用主成分分析(PCA)降维并计算因子得分；构建样本间距离矩阵，采用离差平方和法(Ward法)进行聚类分析，并通过 iTOL 平台将聚类结果以环状谱系图形式可视化。

采用主成分和隶属函数相结合的方法计算切花菊采后耐贮性与瓶插寿命的综合评价^[29−37]。隶属函数值($ {\mu }_{i} $)计算公式为：$ \mu_i=\dfrac{x_i-x_{\mathrm{min}}}{x_{\mathrm{max}}-x_{\mathrm{min}}}，i=1,2,\cdots,n $。式中x_i表示某主成分中第i个主成分的得分，x_max、x_min为主成分分析后所得某主成分得分的最大值和最小值。权重($ {W}_{i} $)计算公式为：$ {W}_{i}=\dfrac{{P}_{i}}{ \sum\limits _{i=1}^{n}{P}_{i}}, i=1,2,\cdots ,n $。式中，$ {P}_{i} $代表经主成分分析所得各切花菊品种第$ i $个性状指标的贡献率。综合评价得分(D)计算公式为：$ D= \sum \limits_{i=1}^{n}({\mu }_{i}\times {W}_{i}),i=\mathrm{1,2},\cdots ,n $。

表1结果显示：不同品种各性状指标在干贮期均存在不同程度变异，5个指标的变异系数范围为36.01%~688.58%，其中干贮7~14 d花径变化率变异系数最大(688.58%)，品种间差异较大，干贮0~7 d花径变化率变异系数次之(342.03%)，而叶片评级变异系数最小(36.01%)，不同品种的叶片衰老情况差异较小。从具体性状来看，花径变化率方面，干贮0~7 d平均值为−3.60% (变幅为−59.92%~66.94%)，干贮7~14 d平均值为2.03% (变幅为−33.98%~59.46%)，部分品种花径呈收缩趋势(变化率为负)、部分仍能维持生长或保持良好(变化率为正)，这种双向变异为筛选花径稳定性优良品种提供了丰富遗传基础；鲜质量变化率方面，干贮0~7与7~14 d平均值分别为−4.28%和−3.79%，变幅分别为−14.80%~−0.21%和−13.87%~−0.32%，所有品种均有不同程度失水，但品种间水分保持能力差异明显；叶片评级平均值为1.83，介于1级(叶片叶色、硬度正常，有光泽)与2级(叶片变软明显，叶色基本正常)之间，表明大部分品种干贮14 d后叶片仍能保持较好观赏品质。

由表2可见：从开放特性来看，瓶插开放度平均值为32.10%，变幅为0.20%~186.47%。部分品种采后开放度不足1%，这部分品种主要为切花小菊，表明其采后花朵开放程度低，后期观赏性状稳定，瓶插过程中花径和花形不会发生较大变化，而个别品种开放度变化率可达186.47%，显示出极强的后期绽放潜力，这种明显的差异为筛选适宜不同市场需求的开花特性品种提供了重要依据。从水分代谢特性来看，瓶插0~3 d鲜质量变化率平均值为18.09%，变幅为−27.49%~59.27%，表明多数品种在瓶插初期能够有效吸收水分维持花枝鲜质量；而瓶插3~7 d鲜质量变化率平均值为−9.35%，变幅为−63.63%~27.02%，表明不同品种在瓶插后期的水分保持能力出现明显分化，部分品种仍能维持正增长，而部分品种失水严重，这种时序性的水分代谢特征为筛选水分平衡能力优异的品种提供了关键指标。

统计干贮后瓶插的花寿命与叶寿命发现：切花菊普遍存在叶寿命显著短于花寿命的现象(图2)。花寿命平均值为20.5 d (变幅为4.2~47.0 d)，其中寿命超25 d、15~25 d、不足15 d的品种占比分别为38.5% (106个)、45.1% (124个)、16.4% (45个)；叶寿命平均值为17.8 d，较花寿命缩短13.1% (变幅为2.5~56.5 d)，寿命超20 d、10~20 d、不足10 d的品种占比分别为22.9% (63个)、54.2% (149个)、22.9% (63个)。进一步分析发现：81.5% (224个)的品种叶寿命短于花寿命，11.6% (32个)的品种花叶寿命基本持平(差值在±1 d内)，仅6.9% (19个)的品种叶寿命长于花寿命，且这类品种多为‘南农红衣’‘Nannong Hongyi’、‘秦淮瑞雪’‘Qinhuai Ruixue’等综合抗性优异的核心种质。以上结果印证了“叶片先于花序衰老”的普遍性，易导致瓶插后期“有花无叶”，破坏观赏协调性；同时，品种间叶寿命的大幅波动，也为后续筛选“花叶同步耐衰”优异种质、开展保叶改良提供了表型差异基础。

Figure 2.  Comparative of flower longevity and leaf longevity of 275 cut chrysanthemum cultivars during vase period after dry storage

将275个切花菊品种干贮期表型性状进行相关性分析可知(表3)：干贮0~7 d鲜质量变化率与干贮7~14 d花径变化率呈极显著正相关(r=0.213，P＜0.01)，表明贮藏前期水分保持能力强的品种，后期花径保持性也较好；干贮0~7 d花径变化率与干贮7~14 d鲜质量变化率同样呈极显著正相关(r=0.205，P＜0.01)，说明贮藏前期花径稳定性与后期水分保持能力密切相关。值得注意的是，2个时期的鲜质量变化率之间存在极显著正相关(r=0.300，P＜0.01)，表明切花菊在整个干贮期间的水分代谢特性具有一致性，水分保持能力是一个相对稳定的品种特性。叶片评级与干贮0~7 d鲜质量变化率、干贮7~14 d鲜质量变化率均呈极显著负相关(r=−0.304，r=−0.216，P＜0.01)，说明水分损失越严重的品种，叶片衰老程度越高，这证实了水分保持对于维持叶片观赏品质的重要性。然而，干贮前后2个时期的花径变化率之间相关性不显著(r=−0.091)，花径稳定性在贮藏前期和后期表现的独立性，不同品种或适用于不同时长的储运周期。

对瓶插期表型性状进行相关性分析(表4)：瓶插开放度与0~3 d鲜质量变化率极显著正相关(r=0.156，P＜0.01)，表明初期吸水强的品种花朵开放度更高、观赏性更好；0~3 d与3~7 d鲜质量变化率极显著正相关(r=0.428，P＜0.01)，体现瓶插期水分代谢的连续性与稳定性；3~7 d鲜质量变化率与花寿命极显著正相关(r=0.267，P＜0.01)，后期保水好的品种花寿命更长；叶寿命与花寿命极显著正相关(r=0.721，P＜0.01)、与3~7 d鲜质量变化率显著正相关(r=0.145，P＜0.01)，说明花叶寿命高度协同且关联后期保水能力。此外，瓶插开放度与花叶寿命均呈不显著负相关，提示开放度过大或加速衰老。

基于275 个切花菊品种的干贮期表型数据，采用 Ward 连接法进行层次聚类分析，结合环状谱系图(图3)及https://zlxb.zafu.edu.cn/fileZJNLDXXB/journal/article/file/f59970d4-f728-476c-b201-62e47c744846.pdf，可将所有样本清晰划分为 8 个独立类群。各类群在花径稳定性、保水能力及叶片衰老程度上呈现分化，具体特征如下：第Ⅰ类群包含‘秦淮金光’‘Qinhuai Jinguang’、‘秦淮红豹’‘Qinhuai Hongbao’等 4 个品种，花径保持能力尤为突出；第Ⅱ类群包含‘精布努诺绿’‘Brunswick Green’、‘秦淮冰滢’‘Qinhuai Bingying’等 18 个品种，叶片衰老程度高、耐贮性较差；第Ⅲ类群包含‘南农冰洁’‘Nannong Bingjie’、‘南农红蕊’‘Nannong Hongrui’等 30 个品种，各项性状接近总体平均值、表现均衡；第Ⅳ类群包含‘粉白相间’‘Fenbai Xiangjian’、‘南农锦心’‘Nannong Jinxin’等 66 个品种，干贮后期花径恢复能力较强；第Ⅴ类群包含‘南农红雀’‘Nannong Hongque’、‘坦率粉’‘Tanshuaifen’等 29 个品种，花径增长显著、展示性优；第Ⅵ类群包含‘南农紫云间’‘Nannong Ziyunjian’、‘秦淮白水晶’‘Qinhuai Baishuijing’等 13 个品种，花径波动极小、耐贮性优异；第Ⅶ类群为核心类群，包含‘星河小粉’‘Xinghe Xiaofen’、‘南农馨雅’‘Nannong Xinya’等 48 个品种，花径变化稳定、保水能力强，水分代谢与花径稳定性协同表现优异，代表优良耐贮水平；第Ⅷ类群包含‘秦淮霜白’‘Qinhuai Shuangbai’、‘龙都春晓’‘Longdu Chunxiao’等 67 个品种，花径变化波动较大、稳定性较差。

Figure 3.  Systematic cluster analysis of phenotypic traitsof 275 cut chrysanthemum cultivars during dry storage

基于 275 个切花菊品种的瓶插期表型数据，采用 Ward 连接法进行层次聚类分析，结合环状谱系图(图4)和https://zlxb.zafu.edu.cn/fileZJNLDXXB/journal/article/file/f59970d4-f728-476c-b201-62e47c744846.pdf可将所有样本清晰划分为 5 个独立类群：第Ⅰ类群包含 83 个品种，代表品种为‘旭风车’‘Xufengche’、‘星辰草莓’‘Xingchen Caomei’，瓶插花寿命与叶寿命普遍较长，瓶插 0~3 d 鲜质量变化率多为正值且波动小，后期失水缓慢，综合观赏期持久；第Ⅱ类群包含 70 个品种，代表品种为‘南农星辉’‘Nannong Xinghui’、‘南农黄玉’‘Nannong Huangyu’，瓶插期鲜质量变化平稳，花寿命中等偏长，各项性状表现均衡，代表瓶插期稳定水平；第Ⅲ类群包含 14 个品种，代表品种为‘南农瑗绿’‘Nannong Ailü’、‘南农冰洁’，最明显的特征是瓶插 3~7 d 鲜质量变化率负值较大，后期失水明显，部分品种叶寿命较短，整体观赏品质中等偏下；第Ⅳ类群包含 82 个品种，代表品种为‘南农小草莓’‘Nannong Xiaocaomei’、‘南农紫云间’，瓶插开放度普遍较高，花色展现充分，且鲜质量变化率后期波动小、保水性好，观赏表现力突出；第Ⅴ类群包含 26 个品种，代表品种为‘秦淮双龙’‘Qinhuai Shuanglong’、‘薇娅’‘Weiya’，各项性状均接近总体平均值，代表瓶插期主流中等水平，适应性较强。

Figure 4.  Systematic cluster analysis of phenotypic traits during the bottle-cultivation period of 275 cut chrysanthemum germplasm resources

通过对切花菊干贮期5个表型性状进行主成分分析，提取5个主成分累计贡献率达100%。第1主成分(36.81%)主要反映干贮后期水分保持能力与叶片衰老程度相关的综合生理状态；第2主成分(29.13%)体现干贮后期花径稳定性与前期水分代谢的协同特征；第3主成分(18.35%)主要反映干贮前期花径变化的稳定程度(表5)。

通过对切花菊瓶插期5个表型性状进行主成分分析，成功提取5个主成分并构建综合评价模型。第1主成分(33.24%)主要反映水分保持能力；第2主成分(22.99%)体现瓶插开放度的变化特征；第3主成分(16.89%)主要反映叶片寿命(表6)。

以各主成分方差贡献率为权重，结合隶属函数分别计算275个品种的综合得分，分别对275个切花菊品种的干贮期(耐贮运特性)与瓶插期(观赏特性)性状进行定量化评价与精准排序。综合评价发现，‘南农红衣’、‘秦淮瑞雪’、‘皮普’‘Pip’、‘南农黄玉’等种质在2个时期的排名均稳居前列(表7)。这表明这些种质能够将良好的采后耐贮特性与优异的瓶插观赏品质完美结合。

变异分析显示：275 个切花菊品种在干贮期与瓶插期性状均表现出丰富遗传变异，研究结果与对月季^[38]、芍药Paeonia lactiflora^[39]的研究结论一致，证实切花菊采后性状变异主要源于品种遗传差异。从具体性状看，干贮期花径变化率呈现双向变异，部分品种花径收缩，部分维持生长或保持稳定，这种差异为筛选 “花径稳定型” 耐贮品种提供丰富遗传材料。瓶插期开放度的极端差异反映品种间花朵绽放潜力分化：开放度不足1%的切花小菊采后花形稳定，适合对 “观赏一致性” 要求高的场景；开放度超100%的品种具备极强后期观赏表现力，为市场细分提供品种选择依据。

值得注意的是，瓶插期叶寿命高变异系数及最优品种叶寿命远超花寿命。YANG等^[11]曾指出叶片早衰是制约采后品质的关键因素，本研究筛选的叶寿命超长品种，其叶片耐衰性与水分保持能力密切相关，为解决切花菊“花叶不同步” 问题提供优异育种亲本，也为探究叶片衰老分子机制奠定材料基础。

相关性分析揭示切花菊采后生理代谢内在关联，明确“水分保持能力” 是连接干贮期与瓶插期品质的核心调控因子。干贮期内，0~7与7~14 d鲜质量变化率呈极显著正相关，表明品种水分保持能力在整个贮藏周期中具有稳定性，这与林立等^[40] “切花水分状况决定冷贮效果”的结论一致；同时，叶片评级与2个时期鲜质量变化率均呈极显著负相关，证实水分损失是导致叶片衰老的直接原因，“减少干贮期失水”可作为耐贮性提升的关键技术方向。瓶插期内，0~3与3~7 d 鲜质量变化率呈极显著正相关，说明瓶插初期水分吸收能力可预测后期水分平衡状态；3~7 d鲜质量变化率与花寿命呈极显著正相关，且叶寿命与花寿命呈极强正相关，深化对“水分-衰老”关系的认知：花朵衰老依赖水分维持，叶片与花朵衰老进程存在协同调控机制，可能与整体养分运输、乙烯合成通路相关^[38]。此外，瓶插开放度与花寿命、叶寿命的负相关趋势提示，过度开放可能加速花朵养分消耗与衰老，对高开放度品种需配套缩短瓶插前贮运时间，避免观赏期缩短。

干贮期 0~7与7~14 d花径变化率相关性不显著，表明花径稳定性在贮藏前期与后期的调控机制独立，部分品种更适应短期贮藏，另一些品种适合长期贮藏，这一发现打破了前人 “花径稳定性贯穿全贮期” 的传统认知，为根据贮运周期精准选择品种提供了科学依据，弥补了前人研究中 “一刀切” 推荐品种的局限性。

聚类分析与主成分分析的结合，实现了切花菊采后性状的 “分类-降维-精准评价”，结果符合刘龙昌等^[41]“综合评价需兼顾客观性与实用性”的要求。本研究的方法整合度与分类精细度更高。干贮期聚类将品种划分为 8 个类群，其中第Ⅰ类群花径保持能力突出，第Ⅵ类群后期保水性优异，2个类群可直接应用于耐贮品种选育；瓶插期聚类将品种划分为5个类群，第Ⅰ类群花叶寿命最长，可作为长瓶插期育种核心亲本。这种分类方式明确各品种功能定位，也为后续“性状-基因”关联分析提供分组依据。

主成分分析进一步提炼关键评价指标，干贮期第1主成分反映水分保持能力，第2主成分反映花径稳定性；瓶插期第1主成分反映水分保持能力，第2主成分反映开放度特征，第3主成分反映叶片寿命。这一结果与薛贤滨等^[42]、李艳冬等^[43]的结果一致，且与隶属函数结合，有效避免了“主成分分析因子意义模糊”的问题^[44]，综合评价实现了对品种耐贮性与瓶插性的定量排序，提升筛选结果客观性与可比性。

本研究筛选出3类具有明确产业价值的切花菊品种，应用场景与市场需求高度匹配。一是全能型品种，以 ‘南农红衣’‘秦淮瑞雪’‘皮普’ 为代表，干贮期与瓶插期排名均稳居前列，兼具优异耐贮性与长瓶插期，符合切花菊产业对 “高产-耐运-长观赏期” 品种的需求，可作为主栽品种推广，同时是 “耐贮+长瓶插”双目标育种的理想亲本。二是耐贮型品种，以‘南农丽风车’‘南农槟云’ 为代表，干贮期综合评价排名靠前，瓶插期排名相对靠后，核心优势为采后生理代谢缓慢，可耐受14 d以上低温干贮，能有效缓解远距离运输导致的流通损耗，是出口型品种选育的优异亲本。三是耐瓶插型品种，以‘南农红点点’‘Nannong Hongdiandian’、‘荣山’‘Rongshan’ 为代表，瓶插期排名靠前，观赏品质极佳，但干贮期耐贮性较差，适合 “即采即售” 的本地高端市场，后续可通过 “耐贮基因导入” 改良，兼顾观赏品质与耐贮性。

本研究虽实现了大规模切花菊种质筛选，但仍存在一定局限性：未探究不同贮藏温度或保鲜液处理对品种耐贮性的影响，后续可结合保鲜剂、贮藏环境、辐射处理技术^[45]，进一步优化特定品种采后处理方案；未涉及采后性状的分子机制，未来可通过转录组测序等手段^[46−47]，解析‘南农红衣’等品种耐贮性优异的遗传基础，为分子育种提供靶点；当前275个品种未涵盖云南、山东等主产区样本，且生物学重复仅基于单一生长周期的30枝花枝，可能受季节环境(如温湿度、光照)误差影响，后续研究可拓展样本范围，涵盖设施栽培与露地栽培类型；叶片衰老度仅依赖人工视觉评级，缺乏量化指标支撑，未来可构建 “视觉-量化”双重评价体系，在保留视觉评级的基础上，测定叶片叶绿素相对含量、叶片色素参数、叶片萎蔫面积占比，建立量化指标与视觉级别的对应关系，减少主观误差，提升数据可靠性。

本研究通过综合评价，成功筛选出‘南农红衣’‘秦淮瑞雪’等综合性状优良的全能型切花菊种质，同时明确了‘南农丽风车’(耐贮型)和‘ 南农红点点’(瓶插型)等具有特殊功能的种质，可直接服务产业需求。耐贮型品种配合“ 4 ℃预冷+气调贮藏”技术，可降低出口海运损耗率，全能型品种则适配电商冷链满足跨省配送，瓶插型品种可开发家庭“ 切花+保鲜盒”产品，进一步丰富消费场景与市场半径。