糯玉米主要農藝性狀的主成分分析

孫開利+李清超+馬俊等

摘 要：為了對糯玉米新組合主要農藝性狀進行綜合評價，選出綜合表現優良的品種進行推廣與應用，通過對8個糯玉米新組合的產量等9個性狀進行主成分分析，結果表明：ck2、ck1和YN26在主成分1中表現最好；YN26、YN21和ck2在主成分2中表現最好；YN40、YN21和YN01在主成分3中表現最好；YN45、YN40和ck2在主成分4中表現最好；ck2、YN26和YN21在試驗中綜合表現最好。明確了新組合間不同主成分因子下的表現情況，為糯玉米育種提供了參考依據。

關鍵詞：糯玉米；農藝性狀；綜合評價分析

中圖分類號 S513 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）15-34-03

糯玉米起源于中國，是一類胚乳淀粉由100%支鏈淀粉組成的特用玉米，在我國主要用作鮮食[1]。隨著人民生活水平不斷提高，鮮食糯玉米已成為中國種植面積最大的非設施蔬菜[2]。糯玉米區試中主要通過品嘗來鑒定其品質，人為誤差較大[3]。傳統的評價方法一般僅從品質角度進行分析，未將所有觀測性狀進行系統分析。因此，本研究利用8個糯玉米新組合及ck的主要農藝性狀作為研究對象，采用主成分分析法，從育種角度對產量等9個觀測性狀進行綜合評價，擬篩選出各參試性狀優異的品種，為糯玉米育種研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料 8個參試組合、對照種及其相關數據來源于2012年畢節市農科所糯玉米雜交新組合觀察試驗結果，8個參試材料代號分別為：YN01、YN02、YN21、YN26、YN40、YN41、YN44和YN45，ck為筑糯1號，觀測性狀：生育期、株高、穗位高、穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數和產量（果穗鮮重）。試驗采用間比法排列，不設重復，每組合種1行，行長5m行距0.8m，穴距0.5m，每穴2株，密度4 970株/hm2，走道寬0.8m。參試組合前后分別設一對照，對照為筑糯1號。

1.2 分析方法 利用Office2007及SPSS18.0軟件對數據進行處理及分析，采用主成分分析法，按照累積貢獻率>85%的原則提取主成分因子，進行相關分析，并計算變異系數、特征向量矩陣和因子綜合得分矩陣。

2 果與分析

2.1 述統計及相關分析 對8個組合及對照種進行描述性分析（表1），發現所有性狀變異系數在1.93%～38.92%間，生育期變異系數最小，為1.93%，禿尖長的變異系數最大，為38.92%。可見，組合及對照種間存在一定的遺傳差異，由于糯玉米收獲鮮果穗，造成生育期差異較小。

表1 描述性統計分析

[性狀＼&極小值＼&極大值＼&均值＼&標準差＼&方差＼&變異系數（%）＼&生育期＼&119＼&125＼&122.3＼&2.359＼&5.567＼&1.93＼&株高＼&240＼&260＼&250.74＼&6.046＼&36.549＼&2.41＼&穗位高＼&93＼&115＼&103.57＼&7.8974＼&62.369＼&7.63＼&穗長＼&16.5＼&25.7＼&20.61＼&2.3197＼&5.381＼&11.26＼&穗粗＼&4.6＼&5＼&4.85＼&0.1434＼&0.021＼&2.96＼&禿尖長＼&0.5＼&2.2＼&1.38＼&0.5371＼&0.288＼&38.92＼&穗行數＼&13.4＼&18.4＼&16.6＼&1.4847＼&2.204＼&8.94＼&行粒數＼&34＼&50.1＼&40.46＼&4.5466＼&20.672＼&11.24＼&產量＼&1.25E+04＼&1.80E+04＼&1.64E+04＼&1.86E+03＼&3470832.351＼&11.38＼&]

對9個農藝性狀進行相關分析發現（表2），株高與穗位高呈顯著正相關，穗長與產量呈顯著負相關，穗行數與產量呈顯著正相關，其余性狀間均未達顯著水平。

表2 相關性分析

[＼&生育期＼&株高＼&穗位高＼&穗長＼&穗粗＼&禿尖長＼&穗行數＼&行粒數＼&產量＼&生育期＼&1＼&0.304＼&-0.119＼&0.255＼&-0.016＼&-0.258＼&-0.628＼&0.42＼&-0.489＼&株高＼&0.304＼&1＼&0.638*＼&-0.205＼&0.409＼&-0.284＼&-0.47＼&-0.244＼&-0.208＼&穗位高＼&-0.119＼&0.638*＼&1＼&0.204＼&0.537＼&0.335＼&-0.39＼&-0.157＼&-0.257＼&穗長＼&0.255＼&-0.205＼&0.204＼&1＼&-0.159＼&0.179＼&-0.389＼&0.413＼&-0.683*＼&穗粗＼&-0.016＼&0.409＼&0.537＼&-0.159＼&1＼&0.361＼&-0.125＼&-0.09＼&0.109＼&禿尖長＼&-0.258＼&-0.284＼&0.335＼&0.179＼&0.361＼&1＼&0.05＼&-0.082＼&-0.075＼&穗行數＼&-0.628＼&-0.47＼&-0.39＼&-0.389＼&-0.125＼&0.05＼&1＼&-0.608＼&0.739*＼&行粒數＼&0.42＼&-0.244＼&-0.157＼&0.413＼&-0.09＼&-0.082＼&-0.608＼&1＼&-0.276＼&產量＼&-0.489＼&-0.208＼&-0.257＼&-0.683*＼&0.109＼&-0.075＼&0.739*＼&-0.276＼&1＼&]

注：*表示在 0.05 水平（雙側）上顯著相關。

2.2 主成分分析 對原始數據進行檢測Bartlett 的球形度檢驗發現，sig=0.029<0.05，說明該數據滿足主成分分析條件，按照累積貢獻率>85%的原則提取了4個主成分因子（表3），貢獻率分別為34.736%、24.784%、17.489%和10.106%，總貢獻率為87.115%。

表3 解釋的總方差

[成份＼&特征值＼&貢獻率（%）＼&累積貢獻率（%）＼&1＼&3.126＼&34.736＼&34.736＼&2＼&2.231＼&24.784＼&59.52＼&3＼&1.574＼&17.489＼&77.009＼&4＼&0.91＼&10.106＼&87.115＼&5＼&0.554＼&6.153＼&93.267＼&6＼&0.371＼&4.119＼&97.386＼&7＼&0.211＼&2.344＼&99.73＼&8＼&0.021＼&0.232＼&99.963＼&9＼&0.003＼&0.037＼&100＼&]

提取的4個主成分因子的載荷矩陣列于表4，第1主成分與各個性狀的權重系數中，與生育期和穗長的權重系數最大，主要反映上述2個性狀的相關信息，可命名為生育期與穗長因子；主成分2主要解釋株高與穗位高的相關信息，為株型因子；主成分3主要解釋禿尖長的相關信息，為禿尖長因子；主成分4主要解釋穗粗、行粒數與產量的相關信息，為產量相關因子。

表4 主成份載荷矩陣

[性狀＼&成份＼&1＼&2＼&3＼&4＼&生育期＼&0.694＼&-0.243＼&-0.395＼&0.197＼&株高＼&0.412＼&0.688＼&-0.566＼&-0.155＼&穗位高＼&0.405＼&0.805＼&0.214＼&-0.173＼&穗長＼&0.623＼&-0.303＼&0.53＼&-0.286＼&穗粗＼&0.115＼&0.767＼&0.117＼&0.498＼&禿尖長＼&-0.017＼&0.317＼&0.84＼&0.173＼&穗行數＼&-0.943＼&-0.045＼&0.114＼&-0.133＼&行粒數＼&0.556＼&-0.504＼&0.098＼&0.551＼&產量＼&-0.842＼&0.115＼&-0.172＼&0.369＼&]

表5特征向量表可以得出4個主成分相應的表達式：Z1=0.39X1+0.23X2+0.23X3+0.35X4+0.07X5-0.01X6-0.53X7+0.31X8-0.48X9，單獨解釋所有信息的34.736%；Z2=-0.16X1+0.46X2+0.54X3-0.2X4+0.51X5+0.21X6-0.03X7-0.34X8+0.08X9，單獨解釋所有信息的24.784%；Z3=-0.31X1-0.45X2+0.17X3+0.42X4+0.09X5+0.67X6+0.09X7+0.08X8-0.14X9，單獨解釋所有信息的17.489%；Z4=0.21X1-0.16X2-0.18X3-0.3X4+0.52X5+0.18X6-0.14X7+0.58X8+0.39X9，單獨解釋所有信息的10.106%。

表5 主成分特征向量

[性狀＼&主成分1＼&主成分2＼&主成分3＼&主成分4＼&生育期＼&0.39＼&-0.16＼&-0.31＼&0.21＼&株高＼&0.23＼&0.46＼&-0.45＼&-0.16＼&穗位高＼&0.23＼&0.54＼&0.17＼&-0.18＼&穗長＼&0.35＼&-0.2＼&0.42＼&-0.3＼&穗粗＼&0.07＼&0.51＼&0.09＼&0.52＼&禿尖長＼&-0.01＼&0.21＼&0.67＼&0.18＼&穗行數＼&-0.53＼&-0.03＼&0.09＼&-0.14＼&行粒數＼&0.31＼&-0.34＼&0.08＼&0.58＼&產量＼&-0.48＼&0.08＼&-0.14＼&0.39＼&]

2.3 糯玉米新組合及對照種綜合評價 表6顯示8個參試諾玉米新組合及ck的4個主成分的相應得分及綜合得分，可知，ck2、ck1和YN26在主成分1中表現最好；YN26、YN21和ck2在主成分2中表現最好；YN40、YN21和YN01在主成分3中表現最好；YN45、YN40和ck2在主成分4中表現最好；ck2、YN26和YN21在試驗中綜合表現最好。

表6 主成分因子得分矩陣

[品種＼&Z1＼&位序＼&Z2＼&位序＼&Z3＼&位序＼&Z4＼&位序＼&Z＼&位序＼&ck1＼&2.59＼&2＼&-2.18＼&9＼&0.72＼&4＼&-1.62＼&10＼&0.32＼&4＼&YN01＼&-0.53＼&6＼&0.83＼&4＼&1.26＼&3＼&0.15＼&6＼&0.26＼&5＼&YN02＼&-1.79＼&10＼&-1.13＼&8＼&-0.64＼&8＼&-0.38＼&8＼&-1.05＼&10＼&YN21＼&-0.16＼&5＼&1.42＼&2＼&1.38＼&2＼&0.19＼&4＼&0.56＼&3＼&YN26＼&0.65＼&3＼&1.97＼&1＼&-0.53＼&6＼&0.19＼&5＼&0.64＼&2＼&YN40＼&-1.58＼&9＼&-0.71＼&7＼&1.82＼&1＼&0.47＼&2＼&-0.36＼&7＼&YN41＼&-1.53＼&8＼&0.66＼&5＼&-0.46＼&5＼&-1.03＼&9＼&-0.55＼&8＼&YN44＼&-1.36＼&7＼&0.04＼&6＼&-2.23＼&10＼&-0.32＼&7＼&-0.89＼&9＼&YN45＼&0.5＼&4＼&-2.18＼&10＼&-0.63＼&7＼&1.95＼&1＼&-0.28＼&6＼&CK2＼&3.21＼&1＼&1.28＼&3＼&-0.69＼&9＼&0.4＼&3＼&1.35＼&1＼&]

3 討論與結論

對8個糯玉米新組合及ck計算變異系數及相關分析發現，所有性狀變異系數在1.93%～38.92%間，生育期變異系數最小，為1.93%，禿尖長的變異系數最大，為38.92%。可見，組合及對照種間存在一定的遺傳差異，由于糯玉米收獲鮮果穗，造成生育期差異較小；株高與穗位高呈顯著正相關，這一結果與李清超等[4]的研究結果一致，穗長與產量呈顯著負相關，穗行數與產量呈顯著正相關，其余性狀間均未達顯著水平，造成這一結果可能由于實驗未設重復，使得觀測結果存在一定的誤差，同時樣本量較小等也是其中較為重要的原因，在后續的試驗中，將設置重復，同時增加樣本量進行分析研究，從而使得結果更加理想。

筆者對8個糯玉米新組合及ck計算其在提取的4個主成分因子中的得分情況，ck2、ck1和YN26在主成分1中表現最好，表示3個組合在生育期與穗長方面表現較好；YN26、YN21和ck2在主成分2中表現最好，表示在株型方面表現優異；YN40、YN21和YN01在主（下轉73頁）（上接35頁）成分3中表現最好，表示在禿尖長方面表現較好；YN45、YN40和ck2在主成分4中表現最好，表示在產量相關方面表現出色；ck2、YN26和YN21在試驗中綜合表現最好。可見，在糯玉米育種中，可針對選育目標的不同，制定相應的育種方案。

參考文獻

[1]梁志杰，陸衛平.特用玉米[M].北京：中國農業出版社，1997：122-140.

[2]陸大雷，王鑫，閆發寶，等.鮮食糯玉米籽粒物性差異與主成分分析[J].食品科學，2013，34（21）：16-19.

[3]劉萍，陸衛平，陸大雷.鮮食糯玉米品質差異及品質評價理化指標的篩選[J].揚州大學學報：農業與生命科學版，2009，30（3）：16-21.

[4]李清超，李永祥，楊釗釗，等.基于多重相關RIL群體的玉米株高和穗位高QTL定位[J].作物學報，2013，39（09）：1521-1529.

（責編：吳祚云）