糯玉米農藝性狀與產量性狀典型相關分析

陳堅劍，呂桂華，盧華兵，郭國錦

(浙江省東陽玉米研究所,浙江東陽 322100)

糯玉米農藝性狀與產量性狀典型相關分析

陳堅劍，呂桂華，盧華兵，郭國錦*

(浙江省東陽玉米研究所,浙江東陽 322100)

以88個糯玉米雜交組合為研究對象,探討糯玉米產量性狀與農藝性狀之間的相互關系。結果表明,產量性狀與農藝性狀各個變量之間簡單相關程度較弱,最大相關系數為0.495 5;產量性狀與農藝性狀存在4級顯著的典型相關,其前3級相關系數都高于簡單相關系數最大值,遠遠大于簡單相關系數絕對值平均值。說明典型相關分析的效果好于簡單分析,能提供更多的信息來指導育種或栽培措施的選擇。

糯玉米;農藝性狀;產量性狀;簡單相關;典型相關

文獻著錄格式:陳堅劍,呂桂華,盧華兵,等.糯玉米農藝性狀與產量性狀典型相關分析[J].浙江農業科學,2015,56(5):713-715.

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20150551

玉米產量性狀一般是指穗粒性狀,包括穗重、穗長、穗粗、穗行數、行粒數、百粒重、籽粒密度等性狀,而農藝性狀是指玉米的株高、穗位高、莖粗、雄穗分枝數、葉片數等非產量性狀[1-2]。不同條件下,農藝性狀與產量性狀相關程度不一,通過簡單相關分析,可以反映相應2個性狀之間的關系,但不能反映多個性狀之間的關系[3-4]。典型相關分析(canonical correlation analysis)是研究2組變量之間相關關系的多元統計方法,可彌補簡單相關分析的不足[5],在玉米育種、栽培方面有一定的指導意義。

1 材料與方法

1.1 材料

以88個糯玉米雜交組合為研究對象,每個組合3行區種植,隨機區組排列,重復3次。成熟期測定株高、穗位高、基部第2節間莖粗、葉片數、及雄穗1級分枝數。果穗成熟后收獲考種,測定鮮穗帶苞重、鮮穗去苞重、穗長、禿尖長、穗粗、穗行數,干籽粒收獲后考查單穗千粒重、百粒重、籽粒體積。

1.2 數據分析

使用SPSS 13.0軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 簡單相關分析

對產量性狀的各個指標進行簡單相關分析,有助于了解各產量性狀之間的相關程度。從表1可以看出,各指標間相關系數有些值較大,表明這兩個指標可能反映相似或相同性狀。比如帶苞重和去苞重之間的相關系數是0.885 2,反映的是單穗產量性狀;百粒重和子粒體積之間的相關系數是0.941 6,反映是的籽粒大小性狀。但是大部分指標間相關系數較小,表明多數指標反映的性狀與其他指標反映的性狀不相關。

表1 88個糯玉米雜交組合產量性狀間簡單相關系數

對農藝性狀的各個指標進行簡單相關分析,有助于了解各農藝性狀之間的相關程度。從表2可以看出,株高與穗位高簡單相關系數為0.645 2,表明存在較大的正相關,即株高增高,穗位高也隨之提高。而株高、穗位太高容易引起倒伏,所以育種上要求目標組合株高保持在合適的范圍內。其他各農藝性狀指標間相關系數值較小,表明各指標獨立性較強,相互影響較弱。

表2 88個糯玉米雜交組合農藝性狀間簡單相關系數

2組變量之間簡單相關分析,是把一組變量中某個變量,分別與另一組變量當中的某個變量進行單獨計算,不考慮組內其他變量的影響。這可能導致:一是大部分性狀之間不存在相關或弱相關,使相關分析變得毫無意義;二是局部關系不能反映全局關系,使相關分析信息量減少,意義降低。對88個糯玉米雜交組合產量性狀和農藝性狀2組變量之間簡單相關分析結果如表3。表3表明,去苞重與株高之間關聯程度最大,其簡單相關系數0.495 5,其他產量性狀指標和農藝指標間的相關系數較小。由于變量間的交互作用,簡單相關系數矩陣提供的信息量少,不能反映這2組變量間更多的聯系。

表3 88個糯玉米雜交組合產量性狀與農藝性狀間簡單相關系數

2.2 典型相關分析

通過典型相關分析,得到5級典型相關系數如表4。

從表4可知,第1典型相關系數為0.764,第2典型相關系數為0.611,第3典型相關系數為0.529,都比產量性狀指標和農藝性狀指標間最大的簡單相關系數0.495 5高,更遠高于表3中簡單相關系數絕對值平均數的0.163 0,即典型相關分析效果要顯著好于簡單相關分析。

表4 88個糯玉米雜交組合各相關層次的典型相關系數

由于此典型相關系數是從88個雜交組合數據計算而得,有必要進行總體系數是否為0的假設測驗。經χ2檢驗,在α=0.05的情況下,第1,2, 3,4級典型相關是真實存在的。

從表5可知,來自產量性狀指標的第1典型變量的計算公式:

U1=0.128X1-0.802X2-0.096X3-0.509X4+ 0.366X5+0.215X6+0.013X7+0.714X8-0.972X9。

產量性狀指標的第2典型變量的計算公式:

U2=0.697X1-0.108X2+0.328X3-0.609X4-0.247X5+0.924X6-0.659X7+0.074X8+0.497X9。

產量性狀指標的第3典型變量的計算公式:

U3=-0.833X1+1.529X2-0.927X3+0.067X4-0.018X5+0.159X6+0.098X7-1.497X8+1.465X9。

表5 88個糯玉米雜交組合產量性狀標準化變量的典型相關換算系數

從表6可知,來自農藝性狀指標的第1典型變量的計算公式:

V1=-1.058y1+0.488y2+0.363y3-0.106y4+ 0.196y5。

農藝性狀指標的第2典型變量的計算公式:

V2=0.628y1-0.792y2+0.812y3-0.639y4+ 0.056y5。

農藝性狀指標的第3典型變量的計算公式:

V3=0.407y1+0.428y2-0.185y3-0.008y4+ 0.612y5。

表6 88個糯玉米雜交組合農藝性狀標準化變量的典型相關換算系數

分類變量用線性方程表示后,即可反映各個指標對分類變量的影響,以及分類變量內各個指標的相互影響。在第1對典型變量中,產量綜合性狀U1=0.128X1-0.802X2-0.096X3-0.509X4+0.366X5+ 0.215X6+0.013X7+0.714X8-0.972X9,農藝綜合性狀V1=-1.058y1+0.488y2+0.363y3-0.106y4+ 0.196y5,其之間的典型相關系數為0.764。通過標準化的系數大小可以看出,去苞重、禿尖長、百粒重、體積對產量性狀影響較大,而農藝性狀受株高影響最大。所以,第1對典型相關可以解釋為:株高的高度決定農藝性狀表現,并且,株高與去苞重、禿尖長、子粒體積呈正相關,與百粒重呈負相關。田間表現出來的是,不同的雜交組合,其株高越高,產量也越高。

在第2對典型變量中,產量綜合性狀U2= 0.697X1-0.108X2+0.328X3-0.609X4-0.247X5+ 0.924X6-0.659X7+0.074X8+0.497X9,農藝綜合性狀V2=0.628y1-0.792y2+0.812y3-0.639y4+ 0.056y5,其之間的典型相關系數為0.611。通過標準化的系數大小可以看出,產量性狀的多個變量指數大小較平均,綜合影響產量性狀表現。農藝性狀多個變量指數的大小也較平均,綜合影響農藝性狀表現。第2對典型相關可以解釋為,單個產量性狀改良或單個農藝性狀改良對綜合的產量性狀或綜合的農藝性狀提高效果不顯著,需要對所有性狀進行綜合改良。

在第3對典型變量中,產量綜合性狀U3=-0.833X1+1.529X2-0.927X3+0.067X4-0.018X5+ 0.159X6+0.098X7-1.497X8+1.465X9,農藝綜合性狀V3=0.407y1+0.428y2-0.185y3-0.008y4+ 0.612y5,其之間的典型相關系數為0.529。通過標準化的系數大小可以看出,產量性狀中去苞重、穗長、百粒重、子粒體積變量指數較大,而禿尖長、穗粗、穗行數、穗粒重變量指數較小。農藝性狀多個變量指數較平均,綜合影響農藝性狀表現。因此,第3對典型相關可以理解為綜合農藝性狀影響部分產量性狀表現,育種上某些優良產量性狀獲得需以直接選擇為主。如禿尖性狀,需直接選擇禿尖少的選系,而通過間接選擇的效果較差。

3 小結與討論

分析結果表明,88個糯玉米雜交組合產量性狀與農藝性狀各個變量之間簡單相關程度較弱,最大相關系數為0.495 5;產量性狀與農藝性狀存在4級顯著的典型相關,其前3級相關系數都高于簡單相關系數最大值,遠遠大于簡單相關系數絕對值平均值。說明典型相關分析的效果好于簡單分析,能提供更多的信息來指導育種或栽培措施的選擇。

典型相關是簡單相關的延伸,簡單相關為典型相關提供計算依據。如合并相關系數較大的變量,會對計算結果產生影響。分析中產量性狀間鮮苞重與去苞重的簡單相關系數為0.885 2,去苞重與穗長的簡單相關系數為0.739 6,百粒重與籽粒體積的簡單相關系數為0.941 6,在鮮苞重、去苞重、穗長變量中只留去苞重變量參與典型相關分析;農藝性狀中株高與穗位高的簡單相關系數為0.645 2,在株高、穗位高變量中只留株高性狀參與典型相關分析,合并變量后,計算典型相關分析結果:第1相關層級的相關系數為0.764;第2相關層級的相關系數為0.611;第3相關層級的相關系數為0.529;第4相關層級為相關系數為0.444。合并變量后典型相關的層級相比未合并變量前減少1級,只有4級典型相關。并且4級典型相關中只有第1級、第2級典型相關達到顯著水平。所以,合并變量將導致本次研究反應的信息量減少,降低實驗效果。但其他情況下合并變量是否同有類似表現,有待于進一步探討。

[1] 盧華兵,呂桂華,徐秀紅,等.鮮食糯玉米去苞產量與優化農藝性狀的相關分析[J].浙江農業科學,2011(3): 569-571.

[2] 李永洪,楊躍華,曾正明,等.糯玉米雜交種產量及主要農藝性狀相關分析[J].玉米科學,2006,14(4):56-60.

[3] 王昌華,張燕之,王輝,等.北方雜交粳稻產量性狀與品質性狀典型相關分析[J].西南農業學報,2012(3):781-785.

[4] 朱保俠,王小麗,裴玉賀,等.玉米抗寒性與主要農藝性狀的典型相關分析[J].玉米科學,2009(3):87-90.

[5] 朱軍.數量性狀遺傳分析的新方法及其應用[J].云南大學學報,1999,13(1):40-41.

(責任編輯：張才德)

S 513

A

0528-9017(2015)05-0713-03

2015-03-15

浙江省公益性技術應用研究計劃(2014C32028);浙江省重大科技專項農業項目玉米新品種選育(2012C12902-4);浙江省農業科學院重點實驗室開放課題

陳堅劍(1983-),男,江西人,助理研究員,碩士,主要從事鮮食玉米遺傳與育種工作。E-mail:50566092@qq.com。

郭國錦。