我國北方花生品種產量品質性狀的綜合評價及聚類分析

劉衛星 張楓葉 賀群嶺

摘要：應用SPSS軟件對我國北方地區15個花生品種的11個產量與品質性狀進行變異系數、主成分分析和聚類分析。結果表明，在不同生態環境下產量性狀以單株飽果數的變異系數最大，品質性狀以油酸亞油酸比值的變異系數最大。將11個性狀綜合成為4個主成分因子，可代表花生產量、品質性狀87.6654%的原始數據信息量，通過各品種的主成分得分對參試品種進行綜合評價排名，并把15個品種聚為5個類群，各類群間產量性狀和品質性狀有較大差異。

關鍵詞：花生;產量性狀;品質性狀;主成分分析;聚類分析

中圖分類號：S565.203.7? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）12-0103-04

花生是我國重要的油料作物，在國民經濟發展和對外貿易中占據重要地位。食用花生可以降低炎癥、糖尿病、癌癥、老年癡呆癥、膽結石等的發病風險[1]。國家統計數據顯示，近年來我國花生種植呈逐漸增加態勢，至2016年我國花生種植面積達到472.7萬hm2、總產量達到1 729.0萬t，分別較2007年增加78.2萬hm2和426.3萬t[2]。在農業供給側結構性改革實踐中花生的發展優勢更加明顯[3]，隨著花生育種技術、栽培管理技術及機械化水平的不斷提高，花生生產將會得到進一步發展。

為了滿足花生生產對新品種的需求，眾多學者在花生產量、品質和抗逆性等育種技術方面做了大量研究[4-8]，選育出一大批優良花生新品種，而對花生品種的評價多以高產穩產性分析和品質的定性定量描述為主。朱亞娟等對河南省小粒花生品種主要農藝性狀與產量進行了相關性及通徑分析[9]。陳雷等對花生品系主要農藝性狀進行了相關性及聚類分析[10]。李玉發等對花生主要農藝性狀進行了相關性和主成分分析[11]。白冬梅等對山西省地方花生種質資源品質性狀進行了綜合評價[12]。殷冬梅等對花生主要品質性狀進行了主成分分析與綜合評價[13]。Zhang等對367個花生種質資源的群體結構和遺傳多樣性進行了主成分分析[14]。但對花生產量性狀與品質性狀同時考慮進行多指標綜合分析的報道很少。本研究試圖通過大粒花生品種在北方不同生態環境下的產量、產量構成因素及品質性狀的表現，采用變異系數、主成分分析、聚類分析方法，對花生品種的產量性狀和品質性狀進行綜合評價和聚類分析，提出花生品種評價的科學方法，以期為花生品種的科學利用、生態育種及品質改良提供理論依據。

1 材料與方法

供試品種為參加2016年國家北方片大粒組花生區域試驗的15個品種，其代碼、品種名稱和來源見表1。試驗在河南省、山東省、河北省、遼寧省、北京市、江蘇省、安徽省等7個省（市）19個試點進行，試驗田土壤肥力中等，土質為沙壤土。全部試驗均在5月10日以前播種，播種密度為15萬穴/hm2，每穴2粒，穴距按當地習慣種植。采用隨機區組設計，重復3次，小區面積為13.33 m2，栽培管理均按當地耕作習慣和水平進行。考察的產量及產量因素性狀有莢果產量、籽仁產量、單株飽果數、百果質量、百仁質量、出仁率，品質性狀有粗脂肪含量、粗蛋白含量、油酸含量、亞油酸含量、油酸亞油酸比值等。統計分析利用變異系數、主成分分析和聚類分析方法，數據處理采用SPSS 19.0軟件進行。

2 結果與分析

2.1 不同花生品種產量性狀和品質性狀的變異分析

產量構成因素變異系數的大小，反映了該性狀在不同環境下對品種產量形成影響的大小。從表2可以看出，15個供試花生品種中，單株飽果數平均為13.30個，變異系數最大，為42.63%;百果質量平均為238.20 g，變異系數為19.02%，居第2位;出仁率平均為71.40%，變異系數最小，為4.48%。表明單株飽果數為不穩定性狀，較易實現人為調控，而出仁率受品種遺傳特性控制，人為加以調控的可能性較小。

從表3可以看出，不同花生品種的品質存在較大差異，變異系數表現為油酸亞油酸比值>亞油酸含量>油酸含量>粗蛋白含量>粗脂肪含量，表明油酸亞油酸比值受生態環境影響的變化最大，為不穩定性狀，而粗脂肪含量的變化較小，性狀相對較穩定。

2.2 不同花生品種產量性狀和品質性狀的主成分分析

對不同花生品種11個產量性狀和品質性狀的主成分分析（表4、表5）表明，前4個主成分的累積方差貢獻率達到87.6654%，可以用這4個主成分較好地代替11個產量和品質性狀對花生品種進行評價與判斷。

第1主成分貢獻率達35.1963%，決定第1主成分的主要是油酸含量、亞油酸含量、油酸亞油酸比值等性狀，可稱為油酸亞油酸選擇因子;第2主成分貢獻率為25.8081%，其中單株飽果數、粗蛋白含量的特征向量絕對值較高，而單株飽果數的特征向量為負值，可稱為單株飽果數和粗蛋白含量選擇制約因子;第3主成分中貢獻最大的是百果質量、百仁質量和出仁率，可稱為產量選擇因子;第4主成分中貢獻最大的是粗脂肪含量，其次是莢果產量和籽仁產量，可稱為粗脂肪含量和產量選擇綜合因子。

2.3 花生品種的綜合評價

根據4個主成分的特征值和相應的特征向量，得出各品種在4個主成分上的得分，以所選主成分對應的特征值占4個特征值總和的比例為權重，得到各品種的綜合評價得分（表6），可較直觀地衡量某一品種的優劣。

從表6可以看出，15個供試花生品種中，金花10號的油酸亞油酸選擇因子得分最高，冀農08-12的油酸亞油酸因子得分最低;花育62號的單株飽果數和粗蛋白含量選擇制約因子得分最高，金花10號的單株飽果數和粗蛋白含量選擇制約因子得分最低;花育60的產量選擇因子得分最高，花育9610

的產量選擇因子得分最低;濮花44號的粗脂肪含量和產量選擇綜合因子得分最高，農大511的粗脂肪含量和產量選擇綜合因子得分最低。

從綜合的產量性狀和品質性狀上看，綜合主成分得分越高，該品種的綜合表現也就越好。花育62號、金花10號、開農705、商花11號、豫花9620分別居綜合主成分得分的前5位，說明這5個品種的產量、品質綜合表現最好，農大511、花育60、冀農08-12、濰花18號、花育9610分別居綜合主成分得分的后5位，說明這5個品種的產量、品質綜合表現較差。

2.4 不同花生品種產量性狀和品質性狀的聚類分析

以11個產量性狀與品質性狀的4個主成分得分為依據，數據經標準化轉換后，以歐氏距離為遺傳距離，采用離差平方和法進行系統聚類分析，結果（圖1）表明，15個品種可聚為5個類群。第1類為花育62號，表現為出仁率高，莢果、籽仁產量高，粗蛋白含量高，油酸含量高，亞油酸含量低，油酸亞油酸比值高，為高產優質類品種;第2類包括豫花9620、鄭農花15號和農大511，表現為莢果、籽仁偏大，產量及粗脂肪含量、粗蛋白含量處于中等水平，為中產中質類品種;第3類包括金花10號、花育60和商花11號，表現為出仁率低，粗脂肪含量、油酸含量及油酸亞油酸比值較高，粗蛋白含量低，產量中等偏上，為中產優質類品種;第4類包括漯花9號、徐0316、濮花44號、龍花二號、開農705，主要表現為莢果、籽仁產量高，粗脂肪含量、粗蛋白含量及油酸亞油酸比值均處于中等水平，為高產中質類品種;第5類包括冀農08-12、濰花18號和花育9610，表現為出仁率高，莢果、籽仁產量低，油酸含量低，亞油酸含量高，油酸亞油酸比值低，為低產低質類品種。

3 結論與討論

通過對15個花生品種的11個產量性狀及品質性狀進行分析，結果表明，在產量性狀中以單株飽果數的變異系數最大，出仁率的變異系數最小，本結論與李玉發等的研究結果[11，15-16]相一致，焦慶清對376份花生種質資源的研究也表明，出仁率的變異系數在所有調查的農藝性狀中最低[17]。隨著農業供給側結構性改革的不斷推進，生產上對高油、高油酸花生品種需求增加，通過對品質性狀的分析表明，油酸亞油酸比值的變異系數最大，說明對我國花生品種進行品質改良是可能的，這也與殷冬梅等的研究結果[13、18]相一致。各性狀在不同品種及生態環境間的遺傳差異，是品種選育與利用的關鍵，通過對各性狀的有效選擇和調控，可以實現花生產量及品質雙提升。

主成分分析結果表明，前4個主成分的累積方差貢獻率達到87.6654%，較好地代表了被考察性狀的全部信息，且彼此之間互不干擾。第1主成分值越大，油酸含量越高，亞油酸含量越低，油酸亞油酸比值越高。高油酸亞油酸比值的花生品種耐儲存性好、制品貨架期長、油的高溫穩定性強[19-21]。油酸被認為是安全脂肪酸，能降低人體內低密度脂蛋白膽固醇[22]，高油酸飲食能降低罹患心血管疾病和Ⅱ型糖尿病的風險[23-25]，因此，第1主成分取值越大，越有利于提高花生的儲存時間和營養價值;第2主成分值越大，粗蛋白含量就越高，單株飽果數隨之下降，勢必會對產量造成一定影響，因此第2主成分取中間值時，可平衡二者間的關系;第3主成分值越大，百果質量與百仁質量越高，出仁率越低，而出仁率直接決定了籽仁產量的高低，因此在花生品種選育與利用中不要過度追求大果、大仁;第4主成分值越大，品種粗脂肪含量越高，莢果及籽仁產量越高，因此，從專用型花生品種選擇的角度考慮，選育、利用高產高油花生品種時，第4主成分取值越大越好。綜合以上分析可知，11個產量與品質性狀既相互促進，又相互制約，在品種選育與利用時，應協調好4個主成分之間的關系，從而有利于篩選出綜合性狀優良的花生品種。

聚類分析結果表明，15個品種可分為5個類群，各類群間存在較大的產量、品質差異。所有參試品種中，高產優質類品種只有1個，占總數的6.67%，中產優質類和高產中質類品種共有8個，占總數的53.3%。因此，在品種選育與利用時，應注意親本的遺傳差異較大，主成分互補，這樣更利于高產與優質的協調互補，從而為生產上提供更加優良的花生品種。

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