部分線椒品種的主成分分析及數(shù)量分類

摘要：將12個(gè)線椒品種白交系分成2組，按NC－Ⅱ設(shè)計(jì)配制成36個(gè)雜交組合，估算36個(gè)組合的品質(zhì)、產(chǎn)量、熟性等10個(gè)性狀的主成分值。結(jié)果表明，數(shù)量分類結(jié)果基本反映了線椒品種間的遺傳差異，符合實(shí)際情況；當(dāng)主成分特征值累計(jì)貢獻(xiàn)率大于75％時(shí)，主成分值即基本反映原來(lái)性狀的遺傳特征。

關(guān)鍵詞：線椒；數(shù)量性狀；主成分分析；數(shù)量分類

辣椒(Capsicum)屬茄科辣椒屬植物，是我國(guó)人民喜食的蔬菜作物之一。近年來(lái)，由于辣椒雜種優(yōu)勢(shì)的利用，雜交辣椒種植面積逐年增加，生產(chǎn)方式逐漸更新，辣椒的日常供應(yīng)已不再受季節(jié)和區(qū)域限制，基本上實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)和周年均衡供應(yīng)。隨著生活水平的日益提高，人們?cè)絹?lái)越重視辣椒的品質(zhì)，這對(duì)辣椒新品種的選育提出了更高的要求。

在雜交品種的選育過(guò)程中。由于要考慮品質(zhì)、產(chǎn)量、熟性等多個(gè)育種目標(biāo)。給雜交親本的選擇增加了許多困難。主成分分析就是用Jacobi法進(jìn)行相似變換，把一些錯(cuò)綜復(fù)雜關(guān)系的因子歸結(jié)為少數(shù)幾個(gè)綜合因子，從而使問(wèn)題簡(jiǎn)化、重點(diǎn)突出的一種多元統(tǒng)計(jì)方法。主成分分析在水稻、棉花、玉米、小麥、大豆等大田作物上應(yīng)用較多，在蔬菜上研究報(bào)道較少。蔣偉明測(cè)定了甜椒幾個(gè)常用親本間的遺傳距離，用于指導(dǎo)雜交親本的選擇與選配。馬艷青等利用RAPD分析結(jié)果對(duì)辣椒種質(zhì)資源進(jìn)行數(shù)量分類。鄒學(xué)校測(cè)定了地方辣椒品種間數(shù)量性狀的主成分值并進(jìn)行了數(shù)量分類，對(duì)地方辣椒資源的利用和育種有一定的指導(dǎo)作用。本研究在上述研究基礎(chǔ)上，用主成分分析法測(cè)定部分線椒品種間主要品質(zhì)性狀、產(chǎn)量性狀和熟性的遺傳差異，擬為線椒雜交品種的選育提供依據(jù)。

1 材料9方法

1.1 供試材料

以線椒的12個(gè)自交系親本為試驗(yàn)材料，母本選用W1、W2、W3、W4、W5、W6，父本選用S1、S2、S3、S4、S5、S6。12份供試材料是各自獨(dú)立的品系，生長(zhǎng)勢(shì)均較強(qiáng)，株高65～80cm，開展度65～75cm。果實(shí)長(zhǎng)線型，果實(shí)縱徑22～30cm，果實(shí)橫徑0.85～1.80cm，果形修長(zhǎng)、勻稱，果面光滑。由合肥江淮園藝研究所提供的自育品種和湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所的“湘研”系列組成。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)在合肥江淮園藝研究所桐城基地進(jìn)行。2008年春季，按照NC－Ⅱ設(shè)計(jì)配制36個(gè)雜交組合。2008年10月下旬，在基地塑料大棚內(nèi)對(duì)以上36個(gè)一代雜種及12個(gè)親本自交種播種育苗，苗齡70d，2009年1月上旬定植。每份材料栽植1個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積10.08m²。株距0.30m。行距0.80m，隨機(jī)取樣10株。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。栽培管理與大田生產(chǎn)相同，試驗(yàn)地肥力中等。

1.3 數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計(jì)分析方法

每小區(qū)隨機(jī)取樣10株。用直尺測(cè)量果實(shí)縱徑，用游標(biāo)卡尺測(cè)量果肉厚度(X₂)及果實(shí)橫徑，計(jì)算果形指數(shù)(X₄)；用洛式硬度計(jì)直接垂直壓入果實(shí)表面測(cè)定果實(shí)硬度(X₅)；稱量單果質(zhì)量(X₇)；統(tǒng)計(jì)單株結(jié)果數(shù)(X₆)、種子數(shù)(X₈)、果實(shí)發(fā)育期(X₉)，即開花至果實(shí)成熟天數(shù))及全生育期(X₁₀，即播種至果實(shí)成熟天數(shù))：參照楊玉珍等介紹的亞硝酸鈉比色法，測(cè)定辣椒素含量(X₃)及維生素C含量(X₁)。本試驗(yàn)共測(cè)定辣椒的10個(gè)數(shù)量性狀，每個(gè)性狀均取3次測(cè)定的平均值。主成分采用SAS軟件進(jìn)行分析，信息保留量85％：用類平均法進(jìn)行聚類分析。

2 結(jié)果與分析

采用DPS軟件對(duì)本試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)首先進(jìn)行了差異顯著性分析，得不同組合間性狀差異均在置信值1.62之下(表1)，未達(dá)到顯著水平，故進(jìn)行主成分分析。

2.1 主成分分析

對(duì)36個(gè)組合進(jìn)行主成分分析，計(jì)算得10個(gè)特征根和10個(gè)特征向量，發(fā)現(xiàn)前5個(gè)主分量的特征值累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)75.85％，前6個(gè)主分量的特征值累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)83.59％(表2)，基本能反映10個(gè)性狀的基本遺傳特征。重要主成分的權(quán)重系數(shù)見表3。

由表2、3可知，第1主成分的特征值為2.4323，貢獻(xiàn)率為24.32％。辣椒素和果實(shí)發(fā)育期權(quán)重正值較大，屬于口味因子。即果實(shí)發(fā)育期越長(zhǎng)，辣椒素含量就越大，辣椒口味就越辣。同時(shí)可以看出，果肉厚度和種子數(shù)的權(quán)重負(fù)值較大，表示線椒品種中果肉厚度越大，其辣味就越淡；其種子數(shù)量越多，即生殖生長(zhǎng)越強(qiáng)，線椒辣味也越淡。此結(jié)論對(duì)于線椒生產(chǎn)中的結(jié)果選擇有指導(dǎo)意義。第2主成分的特征值為1.8678，貢獻(xiàn)率為18.68％。果形指數(shù)和果肉厚度的權(quán)重正值較大，屬于果形因子。從表3可以看出，維生素C含量和果實(shí)硬度的權(quán)重負(fù)值較大，根據(jù)線椒商品果的果形要求，一般需求果實(shí)較長(zhǎng)、果肉較厚。但是，如此一來(lái)必定會(huì)影響果實(shí)維生素C含量和果實(shí)硬度，降低了其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和耐儲(chǔ)運(yùn)性，故此應(yīng)以中等為宜。第3主成分的特征值為1.3485。貢獻(xiàn)率為13.48％，全生育期和維生素C含量權(quán)重正值較大，屬于營(yíng)養(yǎng)、熟性因子。種子數(shù)的權(quán)重負(fù)值較大，同第1主成分，此成分對(duì)于線椒生產(chǎn)中的結(jié)果選擇有指導(dǎo)意義。第4主成分的特征值為1.0030，貢獻(xiàn)率為10.03％，單果質(zhì)量和單株結(jié)果數(shù)權(quán)重正值較大，屬于產(chǎn)量因子。第5主成分的特征值為0.9330，貢獻(xiàn)率9.33％。種子數(shù)和果實(shí)發(fā)育期權(quán)重正值較大，屬于生殖因子。由第4和第5主成分的數(shù)值及其權(quán)重負(fù)值因子可以看出，此二成分是“此消彼長(zhǎng)”的關(guān)系，對(duì)于生產(chǎn)的選擇，同樣有指導(dǎo)意義。第6主成分的特征值為0.7742，貢獻(xiàn)率為7.74％，果實(shí)硬度的權(quán)重正值較大，屬于硬度因子。

2.2 聚類結(jié)果分析

計(jì)算36個(gè)雜交組合后代的10個(gè)性狀兩兩間6個(gè)主成分值的歐氏距離，根據(jù)距離值的大小，用類平均法進(jìn)行聚類，得聚類圖(圖1)。根據(jù)Ⅰ類為0.45～0.75，Ⅱ類為0.75～1.03，Ⅲ類為0.25～1.24，Ⅳ類是0.77～0.81，Ⅴ類是0.80～1.14的距離，把36個(gè)組合分成5類，分類結(jié)果見表4。5大類品種的10個(gè)性狀平均值列于表5。

從表4、5可知，第Ⅰ類為晚熟、微辣、耐貯運(yùn)線椒品種，維生素C含量高，辣味微弱，單果質(zhì)量低，果形細(xì)瘦，產(chǎn)量較低。第Ⅱ類為晚熟、高產(chǎn)線椒品種，果肉厚，果實(shí)細(xì)長(zhǎng)，耐貯運(yùn)，產(chǎn)量高；第Ⅳ類為晚熟線椒品種，果肉厚，果實(shí)細(xì)長(zhǎng)，維生素C含量低。不耐貯運(yùn)，辣味較弱，單株結(jié)果數(shù)多；第Ⅴ類為早熟線椒品種，產(chǎn)種量高，維生素C含量很低。第Ⅲ類為普通常用的品種類型，包含的品種數(shù)量多，維生素C含量高，辣味重，耐貯運(yùn)，產(chǎn)量高，產(chǎn)籽量高，它們的性狀大多數(shù)介于前4類品種之間。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)12個(gè)親本及其36個(gè)組合的主成分分析可得，第1、第3、第5主成分應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際目的進(jìn)行選擇，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)之間“此消彼長(zhǎng)”的關(guān)系應(yīng)當(dāng)被合理運(yùn)用。第2主成分應(yīng)適中，第4、第6主成分應(yīng)偏大。通過(guò)聚類分析，將36個(gè)組合分成5類，基本反映了品種間的遺傳差異，也能夠反映品種原性狀的遺傳特征。