方路斌　羅河月　陳潔　李平

摘 要：對(duì)15個(gè)谷子品種的11個(gè)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了變異系數(shù)、相關(guān)性和主成分分析。結(jié)果表明，不同性狀間變異系數(shù)的變幅為1.52%～44.25%；產(chǎn)量與穗粒質(zhì)量呈顯著正相關(guān)；前4個(gè)主成分對(duì)變異的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到85.69%。在高產(chǎn)谷子品種選育中，首先要注重對(duì)穗粒質(zhì)量的選育，然后再綜合考慮其他性狀。

關(guān)鍵詞：谷子；農(nóng)藝性狀；變異系數(shù)；相關(guān)分析；主成分分析

中圖分類號(hào)：S515 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.11.017

Correlation Analysis and Principal Component Analysis on Major Agronomic Characters of Millet

FANG Lubin， LUO Heyue， CHEN Jie， LI Ping

（Handan Academy of Agricultural Science， Handan， Hebei 056001， China）

Abstract： The variation coefficient analysis， correlation analysis and principal component analysis of 11 major agronomic characters of 15 millet varieties were analyzed. The results showed that： the range ability of variation coefficient among different characters was between 1.52% and 44.25%； there was a significant positive correlation between yield and single ear weight； the cumulative contribution rate of four principal components to variance was 85.688%.When high yield variety of millet was selected， the character of grain weight per ear should be taken in to consideration first， then to comprehensively consider the rest of characters.

Key words： millet； agronomic characters； variation coefficient； correlation analysis； principal component analysis

谷子，學(xué)名粟（Setaria italica），栽培歷史悠久，具有耐旱、耐瘠薄、抗逆性強(qiáng)，適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，在我國廣泛分布，其主產(chǎn)區(qū)集中于我國東北、華北和西北地區(qū)[1-2]。谷子在不同地區(qū)的生態(tài)環(huán)境下栽培，形成了不同的形態(tài)學(xué)特征和農(nóng)藝性狀，谷子的產(chǎn)量為數(shù)量性狀，受遺傳和環(huán)境的控制，不同生態(tài)類型谷子的農(nóng)藝性狀有不同的遺傳表現(xiàn)[3-4]。因此， 研究和探討谷子農(nóng)藝性狀的遺傳表現(xiàn)聯(lián)系，了解其主要性狀對(duì)產(chǎn)量形成的相對(duì)重要性，對(duì)加速谷子育種進(jìn)程具有重要意義。近年來，多元統(tǒng)計(jì)分析方法被廣泛用于小麥、玉米、花生、大豆等作物的遺傳分析研究上[5-10]，已取得了較好的實(shí)踐效果。

本研究利用相關(guān)分析和主成分分析等方法[11-19]，對(duì)華北夏谷區(qū)不同谷子品種的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀進(jìn)行分析，旨在為谷子遺傳改良和育種提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材 料

參試谷子品種為豫谷31、冀谷41、滄谷9號(hào)、濟(jì)谷20、濟(jì)谷21、衡谷16號(hào)、衡谷17號(hào)、保谷23、泰谷003、14H481、豫谷32、冀谷42、 C17、中谷7、豫谷18（CK），共計(jì)15個(gè)。

1.2 方 法

以2017年全國谷子品種區(qū)域適應(yīng)性聯(lián)合鑒定試驗(yàn)——華北夏谷區(qū)谷子品種試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表1）為基礎(chǔ)展開分析工作。聯(lián)合鑒定試驗(yàn)按照統(tǒng)一方案進(jìn)行，采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)收獲面積4.17 m×3.2 m，種植方式及耕作管理按本地習(xí)慣進(jìn)行。田間調(diào)查和室內(nèi)考種等，均按國家谷子品種區(qū)域試驗(yàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。生育期內(nèi)，調(diào)查植株生長發(fā)育情況及主要農(nóng)藝性狀，成熟時(shí)每小區(qū)選取10株進(jìn)行室內(nèi)考種。選取苗期-抽穗、抽穗-成熟、生育期、株高、穗長、單穗質(zhì)量、穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量、出谷率、病株率、產(chǎn)量等11個(gè)性狀進(jìn)行分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)采用變異系數(shù)分析、相關(guān)分析和主成分分析等研究方法，數(shù)據(jù)利用Microsoft Excel 2007和SPSS17.0軟件完成處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要性狀變異系數(shù)分析

由表1可知，15個(gè)參試谷子品種的11個(gè)性狀變異系數(shù)變幅為1.52%～44.25%，變異系數(shù)從大到小依次為：病株率>穗粒質(zhì)量>出谷率>單穗質(zhì)量>產(chǎn)量>穗長>株高>千粒質(zhì)量>出苗期-抽穗期天數(shù)>抽穗期-成熟期天數(shù)>生育期。由此可以看出，抗病性變異系數(shù)最大，表明供試材料在此性狀上的變異十分豐富，性狀選擇潛力較大；抽穗期—成熟期天數(shù)和生育期變異系數(shù)很小，表明這些性狀選擇的潛力有限，通過育種手段改進(jìn)的難度較大；而其他性狀的表現(xiàn)則介于這兩類之間，說明可以通過良種選配和改善栽培措施等方法，使這些性狀獲得一定程度的改善和提高。

2.2 主要性狀相關(guān)性分析

由表2可知，穗粒質(zhì)量、單穗質(zhì)量、穗長、出谷率、抽穗期期—成熟期天數(shù)、株高、生育期和出苗期—抽穗期天數(shù)等8個(gè)性狀指標(biāo)與產(chǎn)量正相關(guān)，其中穗粒質(zhì)量與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（P<0.05），穗粒質(zhì)量與單穗質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與株高呈顯著正相關(guān)（P<0.05），單穗質(zhì)量與株高和穗長呈顯著正相關(guān)（P<0.05），株高和穗長呈顯著正相關(guān)（P<0.05），這些表明株高越高，穗長越長，單穗質(zhì)量越大，穗粒質(zhì)量也越大，谷子產(chǎn)量就越大。

產(chǎn)量與千粒質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)，與病株率呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），表明適當(dāng)降低千粒質(zhì)量，增強(qiáng)品種抗病性，可不同程度提高谷子產(chǎn)量。另外，出苗期—抽穗期天數(shù)與生育期呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與出谷率呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），表明出苗期—抽穗期天數(shù)越長，生育期越長，出谷率會(huì)降低。 2.3 主要性狀主成分分析

由表3可知，在所有的主成分構(gòu)成中，信息主要集中在前4個(gè)主成分，其貢獻(xiàn)率依次為32.56%，25.83%，16.91%和10.39%，累積貢獻(xiàn)率達(dá)到85.69%。

由表4可知，在第1主成分中，載荷較高且為正值的性狀是單穗質(zhì)量、穗粒質(zhì)量和株高，特征向量值為分別為0.435，0.432和0.426，載荷較高且為負(fù)值的性狀是病株率，特征向量值為-0.333，這些性狀主要與產(chǎn)量有關(guān)，可以稱此因子為產(chǎn)量因子，可以作為谷子綜合評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。結(jié)合表2相關(guān)分析，穗粒質(zhì)量與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，因此就提高谷子產(chǎn)量看，第1主成分值偏高為好。

在第2主成分中，載荷較高且為正值的性狀是出谷率，特征向量值為0.438，載荷較高且為負(fù)值的性狀是出苗期—抽穗期天數(shù)和生育期，與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，特征向量值分別為-0.515和-0.438，結(jié)合相關(guān)分析，出苗期—抽穗期天數(shù)與出谷率呈顯著負(fù)相關(guān)，因此，第2主成分值適中偏低為好。

在第3主成分中，載荷較高且為正值的性狀是千粒質(zhì)量和穗長，特征向量值分別為0.540和0.455，產(chǎn)量的特征向量值為負(fù)的最大值-0.491，結(jié)合相關(guān)分析，千粒質(zhì)量與穗長、單穗質(zhì)量和穗粒質(zhì)量均呈正相關(guān)，但與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，因此，第3主成分值應(yīng)適中為好。

在第4主成分中，載荷較高且為正值的性狀是抽穗期—成熟期天數(shù)，特征向量值為0.741，與產(chǎn)量呈正相關(guān)，但同時(shí)與病株率也呈正相關(guān)，因此，第4主成分值應(yīng)適中為好。

3 結(jié)論與討論

通過多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)不同谷子品種的主要農(nóng)藝性狀參數(shù)進(jìn)行分析，可以探討和總結(jié)谷子產(chǎn)量與主要相關(guān)性狀的遺傳表現(xiàn)聯(lián)系，并為新品種改良和選育提供指導(dǎo)作用。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，15個(gè)參試谷子品種中的11個(gè)農(nóng)藝性狀中抗病性、穗粒質(zhì)量、出谷率、單穗質(zhì)量、產(chǎn)量、穗長、株高、千粒質(zhì)量和出苗期—抽穗期天數(shù)的變異程度較高，說明這些性狀的選擇潛力較大，能夠通過良種選配和改善栽培措施等方法，使這些性狀得到一定程度的改善。相關(guān)分析顯示，產(chǎn)量與單穗質(zhì)量、穗粒質(zhì)量、株高和穗長關(guān)系最為密切，可作為選育高產(chǎn)品種的重點(diǎn)標(biāo)識(shí)性狀，同時(shí)應(yīng)綜合考慮生育期、出谷率、千粒質(zhì)量等其他性狀的制約依從關(guān)系。主成分分析顯示，在所有的主成分構(gòu)成中，信息主要集中在前4個(gè)主成分，其累積貢獻(xiàn)率達(dá)到85.69%。在對(duì)高產(chǎn)品種綜合性狀評(píng)價(jià)和選育過程中，穗粒質(zhì)量是提高產(chǎn)量的關(guān)鍵，但同時(shí)應(yīng)注重對(duì)其他性狀的綜合考慮，注重選擇單穗質(zhì)量大、出谷率高、抗病性強(qiáng)、株高偏高、生育期和千粒質(zhì)量適中的材料。

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