茄子農藝性狀和品質性狀的相關性及主成分分析

馮英娜　劉衛東　朱士農　等

摘要：為了解茄子的農藝性狀和品質性狀之間的關系，本研究采用多元分析法，分析了農藝性狀和品質性狀相關性及主成分關系。結果表明，在對農藝性狀和品質性狀相關性分析中，花青素相對含量與果色呈極顯著正相關，與可溶性固形物含量呈顯著負相關；維生素P含量與花青素相對含量和果色呈顯著正相關；果形與可溶性糖含量呈顯著正相關，與可溶性蛋白含量呈極顯著正相關。主成分分析表明，12個農藝性狀和品質性狀簡化為6個因子，分別是營養因子、熟性因子、形狀因子、生長因子、單果質量因子、果肉色因子，其對變異的累積貢獻率為80.654%。

關鍵詞：茄子；農藝性狀；品質性狀；相關分析；主成分分析

中圖分類號：S641.103 文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）01-0166-03

收稿日期：2014-03-14

基金項目：江蘇省農業科技自主創新資金[編號：CX（11）105]。

作者簡介：馮英娜（1988—），女，江蘇徐州人，碩士，從事蔬菜遺傳育種研究。E-mail：fengyingna88@126.com。

通信作者：劉衛東，碩士，教授，主要從事蔬菜遺傳育種研究。E-mail：lwd@jit.edu.cn。茄子（Solanum melongena L. ）是我國栽培較早的蔬菜，果實中含有豐富的蛋白質、碳水化合物、礦質元素等，同時也是含有維生素P較高的蔬菜。維生素P 具有活血化淤、清熱、止痛、消腫、祛風通絡及止血等功能[1]。茄子的性狀是由外界環境和內部多基因共同決定的，主成分分析可以將多個相互關聯的數量性狀綜合為少數幾個主成分，通過對變量之間的相關系數矩陣內部結構的研究，找出數目較少且能控制所有變量的主成分。如果所取的特征值其主成分累積貢獻率達到70%，表明其包含了大部分信息[2]。

目前對茄子種質資源的研究較多。劉富中等對茄子種質資源青枯病的鑒定表明，茄子野生近緣種Solanum sisymbriifolium 和S.torvum對青枯病有較強的抗病性，可作為茄子青枯病的抗源材料[3]。蘇曉梅等研究茄子花粉形態特征表明，所有供試材料花粉均為長球形，具有3條萌發溝，以等間距環狀分布，溝延伸到兩極，花粉外壁紋飾均為顆粒狀，不同材料花粉粒在大小、外壁紋飾特征方面存在不同程度的差異，花粉粒大小可以作為推斷茄子栽培種內不同果形品種演化的依據[4]。劉富中等研究自然低溫、蕾期去雄及去柱頭處理對其單性結實性的影響，結果表明，供試材料的單性結實性屬于溫度敏感型，在低溫下表達，誘導單性結實基因表達的溫度在7～15 ℃ 之間，在此溫度范圍內，其坐果率為88.9%～100%；蕾期人工去雄和去柱頭不影響單性結實果實的正常生長發育，蕾期去柱頭可用于茄子單性結實性的快速準確鑒定[5]。

在茄子營養品質方面，王靜等研究了茄子單性結實的果實內可溶性糖和蛋白質含量的變化[6]，潘秀清等研究茄子單性結實果實發育規律與營養物質的關系[7]。瞻園鳳等分析了19份茄子的主要性狀、營養品質并對其進行相關分析，結果表明，干物質含量與單果質量和果長呈極顯著負相關，維生素C 含量與單果質量和果長呈顯著負相關，可溶性蛋白含量與果寬呈顯著正相關[8]。趙德新等研究了茄子形態性狀的主成分分析，將茄子的18個形態性狀分為6成分，分別是果形因子、生長勢因子、熟性因子、外觀品質因子、光合因子和單果質量[9]。關于茄子種質資源農藝性狀和品質性狀的主成分分析還少見報道。本研究利用相關分析法、主成分分析法研究農藝性狀和品質性狀之間的關系，旨在為茄子的雜交育種親本的選配和種質資源的利用提供參考。

1材料與方法

1.1供試材料

供試材料分別來自于國內外28份茄子材料，所有材料均定植于金陵科技學院幕府校區園藝實驗站，各材料來源及主要特征見表1。

1.2方法

參照李錫香、朱德蔚編著《茄子種質資源描述規范和數據標準》，在茄子生長期間對農藝性狀進行田間觀察記載，在茄子成熟期對其測定可溶性糖含量、可溶性蛋白質含量、維生素P含量、花青素相對含量等品質指標。

1.3統計分析

應用Excel 2003和SPSS 20.0軟件進行數據處理和分析。

2結果與分析

2.1茄子性狀的多樣性分析

對28個品種的12個性狀進行多樣性分析，結果（表2）表明，各性狀在供試材料之間存在豐富的變異，變異范圍為1228%～111.76%，平均變異系數為39.27%。其中花青素相對含量的變異系數最高，達111.76%，其次是果色、單果質量、可溶性蛋白的變異系數相對較高，分別為4155%、4605%、51.21%。首花節位、株高變異系數相對較低，分別為20.32%和12.28%，各性狀的變異系數由大到小依次為花青素相對含量>可溶性蛋白含量>單果質量>果色>果形>表1茄子供試材料來源及主要特性

編號名稱來源特征果形果色編號名稱來源特征果形果色1美綠遼寧長卵綠15廣田八號日本長羊角紫紅2日友長直壯青長茄廣東長卵綠16保豐綠茄遼寧卵圓綠3荷蘭綠龍荷蘭長條綠17傾國69日本長筒 紫紅4津科2號圓茄天津扁圓淺紫18扁紅茄非洲扁圓鮮紫5白雪公主西安長羊角 白19KALI菲律賓長筒鮮紫6白又嫩長白茄子廣東長羊角白20綠硯紫靚長茄河北長羊角鮮紫7早熟純雜交少數花茄吉林長筒綠21大和長日本線形 黑紫8杭茄一號江蘇線形淺紫22天使麗人四川短羊角 鮮紫9美引茄冠山東卵圓黑紫23布尼塔荷蘭長卵黑紫10迷你小茄子日本長條 黑紫24黑驕子長茄西安長羊角 橘紅11紫塔遼寧長筒 黑紫25綠巨人遼寧長卵綠12西方神茄荷蘭長筒 黑紫 26眉州墨茄重慶長羊角黑紫13真優美長茄山東長條黑紫27宮崎秋茄重慶長條鮮紫14主力長茄黑龍江長條黑紫28春秋長茄重慶長條黑紫

表2茄子主要農藝性狀和品質性狀多樣性分析

主要性狀最小值最大值平均值標準差極差變異系數（%）首花節位4.0012.009.501.93820.32株高（cm）72.86134.3099.3312.2061.4412.28果色1.008.005.682.36741.55心室數（個）3.0011.006.642.30834.64果形1.0011.007.602.901038.16單果質量（g）13.22480.00198.8091.55466.7846.05果肉色1.004.002.640.83331.44可溶性固形物含量（%）1.505.003.2680.9383.528.70可溶性糖含量（mg/g）2.537.564.5081.2905.0328.62可溶性蛋白含量（mg/g）0.272.481.0780.5522.2151.21花青素相對含量（%）0.0536.158.8199.85636.1111.76維生素P含量（mg/g）1.223.982.3490.6192.7626.35

心室數>果肉色>可溶性固形物含量>可溶性糖含量>維生素P>首花節位>株高。可以看出，花青素相對含量的變異系數最大，說明供試材料在這個性狀上變異豐富；可溶性蛋白含量和單果質量變異系數較大，說明可以通過良種選配和栽培技術等方法，使這些性狀得到較大提高；株高的變異系數最小，因此通過育種手段獲得理想的目標性狀難度較大。

2.2茄子主要性狀與品質性狀的相關性

為了判斷12個性狀之間的相互關系，對供試材料進行簡單相關分析，各性狀Pearson相關系數分析結果（表3）顯示，花青素相對含量與果色（1白，2綠白，3綠，4橘紅，5淺紫，6鮮紫，7紫紅，8黑紫）呈極顯著正相關，與可溶性固形物含量呈顯著負相關。維生素P與花青素相對含量和果色呈顯著正相關。果形（1扁圓，2圓球，3高圓，4卵圓，5長卵，6短筒，7長筒，8長條，9線形，10短羊角，11長羊角）與可溶性糖含量呈顯著正相關，與可溶性蛋白含量呈極顯著正相關。由營養品質與性狀的相關分析得知，若要以果實中高花青素相對含量和高維生素P含量為育種目標，應注重黑紫色果實的選育。

2.3茄子不同性狀間的主成分分析

由表4可知，在所有的主成分構成中，信息主要集中在前6個主成分，其累積貢獻率高達80.654%。主成分1貢獻率24.085%，為最大，其次為主成分2、3、4、5、6，貢獻率分別為19.654%、11.636%、10.771%、7.829%和6.706%。

主成分1的特征向量中，特征值為2.887，貢獻率為24.085%。載荷較高且符號為正的性狀是花青素相對含量和維生素P，即營養因子。主成分2的特征向量中，載荷較高且為正的性狀是首花節位，與材料的熟性相關，即為熟性因子。主成分3的特征向量中，果形具有負向較大載荷值 -0.632，心室數具有較大的正向載荷值0.514，說明主成分3主要決定果實的外部形狀和內部形狀，即為形狀因子。主成分4為生長因子，主成分5為單果質量因子，主成分6為果肉色因子。根據供試材料的分析結果，主成分1越大越好，主成分3、4、5、6適中為宜，主成分2不宜過大。

3討論與結論

本研究結果表明，不同茄子的主要性狀和品質性狀均存在較大差異，品質性狀的變異范圍為26.35%～111.76%，為營養品質的改良提供了可能。茄子主要性狀與品質性狀相關性分析結果表明：在選擇親本時，性狀差異大的材料能夠產生較大的雜種優勢。果色越深，維生素P含量越高。這與姚元干等研究的結果[10]一致。花青素相對含量與果色呈極顯著表3茄子

正相關，與可溶性固形物含量呈顯著負相關。維生素P與花青素和果色呈顯著正相關，這與王佳慧研究的結果[11]一致。果形與可溶性糖含量呈顯著相關，與可溶性蛋白含量呈極顯著正相關。茄子的農藝性狀相互關系復雜，在對某一個性狀進行選擇時，其他的一個性狀或者是多個性狀也會發生變化，因此對茄子材料的選擇要綜合考慮多個因素。

主成分分析是在不損失過多遺傳信息基礎上的一種降維思想，將一些彼此相關的指標進行線性組合，找到一些不相關的新綜合指標來代替原始指標，使得這些新綜合指標盡可能反映原始變量的大部分信息，從而減少形態性狀調查工作。本研究中入選的6個主成分因子，累積貢獻率達到80654%，12個指標簡化為6個新綜合指標，反映了茄子的大部分信息。進一步分析各成分的特征向量，果色和花青素相對含量均為正載荷量，表明要是以花青素含量高為育種目標，則盡量選擇果色深的；株高為負載荷量，因此在育種中盡量不選植株較高的材料，以避免植株倒伏，降低產量。

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