辣椒品種主要農藝性狀的相關性和主成分分析

李晴，韓玉珠，張廣臣

（吉林農業大學園藝學院，吉林長春，130118）

辣椒（Capsicum annuumL.）目前已成為中國重要的蔬菜作物和調味品，至20世紀80年代末我國已收集辣椒種質資源2 000多份[1]。我國辣椒種類眾多，種植面積也不斷擴大，生產上迫切需要優良的辣椒品種[2]。辣椒和其他作物一樣，其突破性的育種成果取決于關鍵性基因資源的開發與利用[3]。研究辣椒品種的遺傳多樣性及其農藝性狀也變得尤為重要，我國對辣椒品種在豐產性、優質性、適應性、抗病抗逆性等方面的研究均已達到相當水平。辣椒不同的農藝性狀都有不同的遺傳表現，了解遺傳表現對提高育種質量，加速育種進程具有非常重要的作用[4]。多元分析方法已被廣泛應用于各農作物的遺傳研究，在大白菜[5]、菜豆[6]、大豆[7]、油菜[8]、花生[9]等作物上都有相關的研究報道。本研究通過對47份辣椒品種主要農藝性狀的鑒定，進行了相關性分析和主成分分析，旨在揭示各農藝性狀間的相關關系及各性狀與產量間的密切關系，為辣椒良種選育上對各性狀的選擇提供科學依據，以及對辣椒高產優質栽培提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為47份辣椒品種，見表1，其中包括2份簇生椒品種。所有供試品種均由吉林農業大學園藝學院蔬菜教研室提供。

表1 供試品種

1.2 試驗設計

本試驗采用完全隨機區組設計，3次重復，于2008年在吉林農業大學園藝學院蔬菜基地進行，溫室育苗，壤土栽植。于2008年3月21日播種，采用營養盤育苗，5月21日定植大田。每小區面積5 m2左右，雙行定植，每品種每小區定植30株。栽培管理條件同常規。

1.3 測量項目與方法

對不同辣椒品種的形態學特征觀察與測定在田間進行，生理學特性及果實各性狀于收獲后在室內進行，同時對果實產量進行測定。測定標準如下：（1）始花節位（X1，節）：第 1 朵花著生節位數。 （2）株高（X2，cm）：植株基部至植株最高處的距離。 （3）莖粗（X3，mm）：第 1 朵花下橫徑長度。（4）植株開展度（X4，cm）：植株頂部葉片展開的最大寬度。 （5）果長（X5，cm）：果實縱徑。（6）果寬（X6，cm）：果實橫徑。（7）果肉厚（X7，mm）：果實中部果皮厚度。 （8）單株結果數（X8，個）：所測總果數除以所測株數。 （9）青果鮮質量（X9，g）：所測果質量除以所測果數。 （10）干物質質量（X10，g）：恒重法稱果實質量。 （11）單株產量（X11，kg）。 （12）果實可溶性糖含量（X12，%）。（13）可溶性蛋白含量（X13，mg/g）。 （14）維生素 C 含量（X14，mg/100 g）。（15）果實辣椒素含量（X15，mg/kg）。（16）果實辣椒紅素含量（X16，相對值）。相關分析采用SPSS軟件進行分析，主成分分析采用唐啟義等的DPS數據處理系統[10]。

2 結果與分析

2.1 辣椒農藝性狀相關性分析

對47份辣椒品種的16個農藝性狀進行觀測和處理，判定性狀間的相關關系，通過統計軟件進行相關性分析，其相關系數分析結果見表2。

①植物學性狀間的相關分析始花節位與株高、開展度、果實大小、單果質量、單株產量均呈極顯著負相關，始花節位高則植株矮小，株幅小，果型偏小；始花節位與單株結果數呈極顯著正相關，相關系數達0.628**，因此要獲得早熟辣椒品種就要選擇始花節位低、株型開展幅度大，大果型，單果質量較大的品種。株高、莖粗、開展度彼此之間均呈極顯著正相關關系；果長、果寬與果肉厚也呈極顯著正相關，說明果型較大的果實，其果肉也較厚；除果長與株高成顯著的負相關關系外，其他果型性狀與植株形態無明顯的相關關系。

②形態性狀與產量間的相關分析 從表2可以看出，辣椒的果長、果寬、果肉厚均與青果質量、干物質含量、單株產量呈極顯著正相關，其中果寬與青果質量的相關系數達0.959**，表明果實橫徑與單果質量、產量密切相關。此外單株結果數與果長、果寬、果肉厚、青果鮮質量、干物質都呈極顯著負相關關系，可見單株果數與單果質量相互影響，單株結果數的增多會導致單果質量降低，可以通過分別提高單果質量或提高單株結果數來實現增產的目標。單株產量還與始花節位呈極顯著負相關（r=-0.402**），由此說明始花節位低，開花期早則產量較高，在豐產性選擇時應注意對始花節位低的選擇，可以選擇出早熟豐產的類型。

③主要經濟性狀間的相關分析 果肉厚與果長、果寬呈極顯著正相關（r=0.402**，r=0.633**），說明大果型的品種果肉較厚，小果型品種則果皮薄脆，口感好，根據生產上的不同要求可以加強對果肉厚性狀的選擇。果實可溶性蛋白、VC含量與果肉厚、干物質含量呈極顯著負相關，與單株結果數呈極顯著正相關（r=0.446**，r=0.627**），表明果實營養物質的含量與果質量因子呈負相關關系，在對果實營養品質方面的選擇時應注意對小果型品種的選擇。果實辣椒素含量與始花節位、單株果數呈極顯著正相關，與果寬、果肉厚、青果鮮質量，干物質含量呈極顯著負相關關系，說明開花較晚、單果數高的品種果實辣椒素含量較高，而大果型、單果質量較大的品種辣椒素含量則較低。在辣椒品質育種的選擇上應注意對小果型、晚熟、單果質量小的品種的選擇。在豐產性選擇上可以注重對大果型品種的選擇，也可以提高單株結果數加強對小果型的選擇。大果型品種果肉較厚，單株產量也較高，小果型品種果皮薄，單果質量低，但果實營養品質含量較高。

表2 主要農藝性狀的相關系數

2.2 主成分分析

對47個辣椒品種16個性狀的方差分析結果表明，16個性狀均達到極顯著水平，因此要求進一步進行主成分分析。由其相關系數可知各性狀之間存在著強或弱的相關關系，說明指標之間存在著信息重復，為了明確辣椒各性狀之間的內在關系，本文采用了主成分分析的方法對樣本數據進行了分析。

利用DPS軟件求出數據矩陣的特征值、各特征值的百分率和累計貢獻率列于表3。各特征值相應的特征向量就是辣椒主要農藝性狀和營養含量的權重系數，見表4。在主成分分析中，選擇累計貢獻率≥85%的前幾個主成分作為從不同方面來表征總體遺傳方差的主要因素[11～13]。從表3可知，辣椒農藝性狀和營養含量前5個主成分的特征值累計貢獻率達78.91%（大于75.00%），前7個主成分的特征值累計貢獻率達87.16%（大于85.00%），由此認為前5~7個主成分就能大致反映原來16個性狀基本遺傳特征。

從表3，4可知，第一主成分的特征值為6.319 24，貢獻率為39.49%，其特征向量中載荷較高的農藝性狀有果寬、果長、果肉厚、青果鮮質量和干物質含量，這幾項指標權重正值較大，為產量的主要構成因素，稱為產量因子，表明第一主成分大的品種具有果型較大，果肉較厚，單果質量大等特點。第二主成分的特征值為3.055 79，貢獻率為19.09%，株高、莖粗和開展度的載荷較大，稱為株型因子，是主要反映植株長勢的綜合指標，表明第二主成分大的品種具有植株高大健壯，長勢旺盛等特點。第三主成分的特征值為1.477 79，貢獻率為9.23%，果實可溶性糖和VC含量的載荷較大，稱為營養因子，表明第三主成分大的品種具有果實品質較好，營養較高的特點。第四主成分的特征值為0.921 65，貢獻率為5.76%，特征向量載荷高的性狀是辣椒紅素含量（0.724 61）和辣椒素含量（0.421 94），稱為果實品質因子，說明第四主成分大的品種果實辣椒紅素含量高且果味較辣，適合生產上對高辣椒素和辣椒紅素含量的品種的要求。第五主成分的特征值為0.852 47，貢獻率為5.32，特征向量中載荷量以蛋白質含量（0.553 49）最高，權重正值最大，稱為可溶蛋白質營養因子。第六主成分的特征值為0.729 16，貢獻率為4.55%，單株結果數的載荷較高，稱為單株果數因子，說明第六主成分大的品種單株結果數多，比較適合豐產性選擇的需要。第七主成分的特征值為0.589 63，貢獻率3.68，始花節位的權重正值較大，稱為果實熟性因子。通過比較各個品種的主成分值大小，根據生產上的不同需要及不同育種目標，對47份辣椒品種進行篩選，以確定它們各自的應用價值。

表3 重要主成分的特征值和貢獻率

表4 重要主成分的規格化特征向量

3 小結與討論

試驗對47份辣椒品種的16個農藝性狀進行了相關性和主成分分析。

在辣椒品種的植物學性狀間，各形態學性狀與產量間及經濟性狀中，部分性狀之間呈顯著的相關性，某些相關性可對制定辣椒育種目標和選育優良品種提供參考。始花節位與植株形態，果實大小，單株產量呈負相關，即始花節位低會得到植株高大，大果型，早熟豐產的類型，在育種工作中應注意對始花節位低性狀的選擇。在進行豐產育種時應注意對果實橫徑的選擇，果實橫徑嚴重制約著青果鮮質量。通過調節單果質量與單株結果數的關系，從而達到高產目的，對大果型的品種應提高其單果質量而獲高產，對小果型的品種應提高其單株結果數而獲高產。此結論與李玉華等[14]的研究結果相一致。小果型品種果皮薄脆，單果質量較輕，單株結果數高，營養物質相對含量高，辣椒素含量較高；大果型品種果肉較厚，單果質量較大，單株結果數低，辣椒素含量較低，果味微辣，辣椒紅素與辣椒素含量無明顯的相關性。

從主成分分析結果來看，產量的構成因素主要集中在第一主成分上，其中果寬、青果鮮質量等權重正值較大。第二主成分是株型因子，表明植株粗壯高大。第三主成分主要包含果實可溶性糖和VC含量等，第四主成分大的品種辣椒素和辣椒紅素含量較高，第三、四主成分統稱果實營養品質因子。在選育優質高產的辣椒品種時，應注意對前4個主成分的綜合選擇。若同時考慮第六主成分果數因子和第七主成分熟性因子可以加強對早熟高產品種的選擇。前7個主成分的貢獻率達到85%以上，可綜合表達全部性狀的信息，在辣椒育種中，可重點考察前7個綜合因子，以提高辣椒育種質量。

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