101份朝天椒種質資源農藝性狀的 遺傳多樣性分析

中圖分類號：S641.3 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2025）06-055-06

Genetic diversity analysis of agronomic traits of 101 pod pepper germ plasmresources

YANG Senyao'，LIU Yongpeng'， JIA Shengfeng'， DONG Xiaoyu2， YANG Fan2，MA Min3，HOU Li4，HAN Yanan2， YAO Qiuju2

（1.LuoheAcaeAcuralensuon;Veetbleechtdeicl turalSciencesotealfiael Sciences，Zhengzhou4ina;4.nanrovicialCshoromotionation，Zenghouo8，Hennna）

Abstract： Inorder to explore the agronomic trait diversityof pod pepper germplasm resources and improve their utilizationeficiencythisstudyused10lpodpeppergermplasmresouresasmaterialstoconductdiferentialanalysiscorelationanalysis，principalcomponentanalysis，andclusteranalysisof9agronomic traits.Theresultsshowed thatthecoefficientsof variation for9agronomic traitsranged from 11.47% to 23.61% ，and the genetic diversity indexvaried between 1.43and2.07.Exceptforstem thickness，which wasnotsignificantlycorelated withotheragronomic traits，theother8 agronomic traitsweresignificantlyorextremelysignificantlycorelatedwithatleast1otheragronomictrait.Cluster analysis clasified the101 pod pepper germplasm resources into 5 major groups， with group Vonlycontained 1 germplasm resource.There weresignificantdifferences ineffective branches，fruits numberperplant，andsinglefruitmassbetween groups I-IV.Principalcomponent analysis extractedatotalof 4 principal components，withacumulativecontributionrate of 75.331% .Based on the comprehensive score of principal components，10 excelent germplasm resources were selected， which can be used as basic materials for germplasm innovation and pod pepper breeding.

Keywords：Pod pepper; Germplasm resources;Agronomic trait; Genetic diversity

朝天椒是辣椒的變種，因其椒果朝上或斜朝上生長而得名，又因其椒果較小，又名小辣椒。朝天椒的椒果具有果型小、辣度高、易干制、適加工等特點，既可以作為鮮食、泡制，又可以作為干辣椒使用，是一種優質的鮮食和加工蔬菜，深受廣大群眾喜愛，是多個地區的特色蔬菜之一[-2]。朝天椒營養物質豐富，經深加工后可廣泛應用于食品、藥品、化工等領域，市場前景廣闊。在我國，朝天椒有悠久的栽培歷史，種植面積和產量均位居世界第一位，世界總產量的 70% 以上均來自我國。河南朝天椒栽培面積常年穩定在13萬 hm² 左右，栽培面積位居全國前列，但河南省朝天椒栽培品種結構比較單一，以常規品種為主，缺少高辣、高辣椒紅素含量、抗病、易干制、易機收的雜交朝天椒品種[5]。

種質資源是作物遺傳改良、種質創新的基礎，對新品種選育具有重要意義，因此國內外都十分重視種質資源的相關研究。Parvin等對513份辣椒種質資源的形態特征和植物化學物質含量進行了分析，結果表明，不同種質間的形態特征和植物品質方面有較大差異。韓婭楠等對33份辣椒品種的24個形態特征、8個品質性狀和抗炭疽病特性進行了研究分析，結果表明，產量與果肉厚呈極顯著正相關，水分含量與抗炭疽病存在極顯著正相關且與辣椒素含量呈顯著負相關。孔子雯等以60份辣椒種質資源為材料，對其11個主要農藝性狀進行了研究，結果表明株高與株幅、單果質量與果肉厚度呈極顯著正相關。陳彩霞等[]以154份辣椒種質資源為材料，對其21個農藝性狀進行了遺傳多樣性、相關性等分析，為甘肅省中部沿黃灌區引進辣椒種質資源的研究與利用提供了參考依據。朱珍花等1對32份辣椒種質資源的23個表型性狀進行了變異水平、遺傳多樣性和相關性分析，結果表明大部分表型性狀間存在相關性關系。彭澤等[12]對17個辣椒品種的20個農藝性狀和4個品質性狀進行了研究，結果表明影響地方辣椒品種產量的主要因素是株高、株幅、莖粗、果肉厚度等性狀，為地方辣椒種質資源的創新和遺傳改良提供了參考依據。

我國辣椒種質資源豐富，可利用的優良性狀也相對較多，但少數優異親本被頻繁集中使用，致使辣椒種質資源的遺傳背景變得越來越狹窄，可挖掘和利用的優質種質資源逐漸減少[13]。因此，筆者對漯河市農業科學院收集的101份朝天椒種質資源進行了變異水平分析和遺傳多樣性分析，以期篩選出具有優異性狀的種質資源，提升種質資源利用效率，為進一步開展朝天椒新品種的選育奠定基礎。

1 材料與方法

1.1材料

101份朝天椒種質資源材料均由漯河市農業科學院收集并保存，編號1＼～101。其中，早熟材料50份，中熟材料34份，晚熟材料17份。

1.2 方法

試驗于2024年在漯河市農業科學院試驗基地進行，試驗地塊土地平整，肥力均勻。于3月中旬采用72孔穴盤育苗，5月上旬定植于試驗田，采用露地高壟栽培，株距 40cm ，行距 50cm ，每份材料50株，3次重復，完全隨機排列，10月下旬收獲。整個生育期內采用正常的田間管理措施。

1.3 農藝性狀調查

依據李錫香等[4《辣椒種質資源描述規范和數據標準》，在果實紅熟期，對各小區隨機取樣10株進行農藝性狀調查，包括株高、株幅、莖粗、葉長、葉寬、有效分枝數、果長、單株結果數和單果質量等指標。

1.4 數據處理

利用Excle2019對所測的農藝性狀數據進行整理，計算基本統計量（最小值、最大值、平均值、標準差和變異系數）。利用平均值（M）和標準差（o），將所測農藝性狀數據劃分為10級，1級 ?M-2σ ，10級 gt;M+2σ ，每個 0.5σ 為一級，統計每一級所測農藝性狀的相對頻率，計算Shannon-Wiener多樣性指數（H） ，其公式為 ，式中Pi 表示某一性狀第 i 級的材料數占總材料數的百分比。利用SPSS27.0軟件進行相關性分析和主成分分析；利用Origin2024軟件進行聚類分析。

2 結果與分析

2.1朝天椒種質資源農藝性狀的多樣性分析

對101份朝天椒種質資源的9個農藝性狀進行多樣性分析，結果如表1所示。9個農藝性狀的變異系數在 11.47%～23.61% ，單果質量的變異系數最大，為 23.61% ，變異范圍為 2.85～6.71g ，平均值為4.42g ;其次是莖粗，為 23.29% ，變異范圍為 1.08～ 4.53cm ，平均值為 1.50cm ；株高的變異系數最小，為 11.47% ，變異范圍為 48.00～94.25cm ，平均值為63.37cm 。9個農藝性狀的多樣性指數 （H） 在 1.43～ 2.07，單株結果數的 H 最大為2.07，莖粗的 H 最小，為1.43。由此可知，101份朝天椒種質資源具有比較豐富的遺傳多樣性。

2.2朝天椒種質資源農藝性狀的相關性分析

由表2可知，除了莖粗與其他農藝性狀不存在顯著相關性外，其他8個農藝性狀均至少與1個其他農藝性狀存在顯著或極顯著相關性。與葉寬和有效分枝數呈顯著相關或極顯著相關的農藝性狀最多，分別為6個和5個。其中，葉寬與株高、葉長、有效分枝數、單果質量呈顯著或極顯著正相關，與果長、單株結果數呈極顯著負相關；有效分枝數與葉長、葉寬、單株結果數呈顯著或極顯著正相關，與果長、單果質量呈顯著或極顯著負相關；株高與株幅、葉寬、單果質量呈顯著或極顯著正相關；株幅與株高、果長、單株結果數呈顯著或極顯著正相關；葉長與葉寬、有效分枝數呈顯著或極顯著正相關；果長與株幅呈極顯著正相關，與葉寬、有效分枝數呈極顯著負相關；單株結果數與株幅、有效分枝數呈顯著或極顯著正相關，與葉寬、單果質量呈極顯著負相關；單果質量與株高、葉寬呈極顯著正相關，與有效分枝數、單株結果數呈顯著或極顯著負相關。綜上，朝天椒種質資源的農藝性狀間表現為相互影響的關系。

2.3朝天椒種質資源農藝性狀的主成分分析

利用SPSS27.0軟件對朝天椒種質資源的9個主要農藝性狀進行主成分分析，以特征值 gt;1 為原則，提取出4個主成分，累計貢獻率達到 75.331% ，可解釋9個農藝性狀的大部分信息（表3）。其中，主成分1的特征值為2.328，貢獻率為 25.869% ，特征向量絕對值較高的是單株結果數和單果質量；主成分2的特征值為1.963，貢獻率為 21.810% ，特征向量絕對值較高的是有效分枝數和果長；主成分3的特征值為1.394，貢獻率為 15.492% ，特征向量絕對值較高的是株高和株幅；主成分4的特征值為1.094，貢獻率為12.160% ，特征向量絕對值較高的是莖粗和葉長。

2.4 朝天椒種質資源農藝性狀的綜合評價

利用SPSS27.0對9個農藝性狀的原始數據進行標準化處理，基于9個農藝性狀所對應的主成分值計算出4個主成分得分，公式如下：

F1=0.227X1-0.209X2+0.113X3+0.201X4+ 0.405X5-0.031X6-0.231X7-0.547X8+0.578X9

表3朝天椒種質資源主成分分析

F2=- 0.192X1-0.254X2-0.071X3 + 0.316X4+0.383X5+0.575X6-0.419X7+0.269X8-0.263X9;

F3=0.636X1 + 0.627X2 + 0.060X3 + 0.068X4 + 0.251X5+0.277X6+0.102X7+0.209X8+0.019X9;

F4=-0.223X1+0.208X2-0.684X3+0.522X4+ 0.113X5-0.084X6+0.358X7-0.124X8+0.057X9.

其中， X1～X9 分別代表株高、株幅、莖粗、葉長、葉寬、有效分枝數、果長、單株結果數、單果質量9個農藝性狀； F1～F4 分別代表主成分1＼～4得分。以每個主成分貢獻率/累計貢獻率的值為權重系數，得到4個主成分的權重系數分別為 0.34，0.29，0.21 、0.16，根據權重系數計算每份朝天椒種質資源的綜合得分 （F 值），公式如下： F=0.34F1+0.29F2+ 。 F 值越高就代表朝天椒種質資源

表4排名前10的朝天椒種質資源綜合得分及排序

綜合表現力越好，101份朝天椒種質資源的 F 值范圍在 -1.99～1.79 之間，根據 F 值大小最終篩選出10份優質朝天椒種質資源（表4）。

2.5 101份朝天椒種質資源的聚類分析

通過Origin2024對101份朝天椒種質資源的9個農藝性狀進行聚類分析（圖1，表5），如圖1所示，101份朝天椒種質資源在遺傳距離20.0處被劃分為五大類群。第I類群共包含26份種質資源，占總種質資源的 25.74% ；第Ⅱ類群共包含36份種質資源，占總種質資源的 35.64% ；第IⅢ類群共包含34份種質資源，占總種質資源的 33.66% ；第IV類群共包含4份種質資源，占總種質資源的 3.96% ；第V類群共包含1份種質資源，占總種質資源的 0.99% 。由表5可知，I＼～IV類群的株高、株幅、莖粗、葉長、葉寬和果長在4個類群間不存在顯著差異，I＼～IV類群的有效分枝數、單株結果數和單果質量存在顯著差異，I＼～IV類群的有效分枝數和單株結果數的平均值大小依次為 _{I ，單果質量依次為I gt;IIgt; IIIgt;IV 。}

3 討論與結論

種質資源的遺傳多樣性是物種進化和品種選育的物質基礎，遺傳多樣性分析是種質資源重要的評判方法，對物種農藝性狀遺傳多樣性分析是有效利用種質資源和種質創新改良的前提，變異系數和多樣性指數能夠很好地反映出不同種質間性狀的差異程度[I，15]。朱珍花等[研究表明，11個農藝性狀中單果質量的變異系數最大 （37.35% ，單株結果數的多樣性指數最小（1.86）。在本研究的9個農藝性狀中，單果質量的變異系數最大，為 23.61% ，與朱珍花等、常曉軻等的研究結果一致；單株結果數的 H 最大，為2.07，與朱珍花等的研究結果相反，與洪成等的研究結果一致。說明這101份朝天椒種質資源間存在較大的遺傳差異，多樣性豐富，有利于選育出優異的朝天椒品種。

相關性分析可以揭示不同性狀之間的關聯性，為育種目標的制定和選育新品種提供參考[18]。相關性分析表明，9個農藝性狀形成36對相關關系，有15對農藝性狀存在顯著或極顯著相關性，除了莖粗與其他農藝性狀不存在顯著相關性外，其他8個農藝性狀均至少與1個其他農藝性狀存在顯著或極顯著相關性。本試驗結果還表明，單果質量與單株結果數具有極顯著的負相關性 （-0.862） ，這與李全輝等[和李清照等[2]的研究結果一致，因此在以后的朝天椒品種選育上，可以在單株結果數和單果質量之間尋求一個平衡點，爭取獲得較高的單株產量。

主成分分析是采取降維的方式使變量得到簡化，以期通過幾個綜合指標來反映樣品的基本信息[2]。常曉軻等[采用主成分分析從14個性狀中提取出5個主成分因子，并根據占比較高的指標將5個主成分因子分別歸納為反映相關性狀的因子。筆者從9個農藝性狀中提取到4個主成分，累計貢獻率達到 75.331% ，其中主成分1和主成分2的特征向量絕對值較高的均與產量相關，主成分3和主成分4特征向量絕對值較高的均與株型相關，說明提取到的主成分主要反映產量和株型兩方面的遺傳信息。101份朝天椒種質資源的綜合得分（F）在-1.99＼～1.79，其中94、89、78、24、53、92、88、79、87和20這10份種質資源綜合表現良好，可在下一步育種工作中加以利用。

聚類分析常用于研究不同類別間的關系，使具有較高相似度的作物品種資源分為一類。步洪鳳等[22通過聚類分析將26個辣椒品種分為四大類，并推測出果實形狀和產量是影響聚類分析分類結果的主要因素。筆者將101份朝天椒種質資源分為5個類群，其中第Ⅱ類群包含的種質資源數量最多為36份，第V類群僅包含14這一份種質資源，究其原因可能是株高和株幅均為101份朝天椒種質資源中最大。對I＼～IV類群的9個農藝性狀進行方差分析，發現I＼～IV類群僅在有效分枝數、單株結果數和單果質量3個農藝性狀間存在顯著差異，可推測這3個農藝性狀可能是影響聚類分析分類結果的主要因素。

綜上所述，101份朝天椒種質資源總體遺傳多樣性高，多個農藝性狀遺傳變異豐富，具有較高的利用價值，可為朝天椒種質資源的遺傳改良和優異朝天椒品種的選育提供重要參考。同時，也可以通過形態標記和分子標記相結合的方法，對朝天椒種質資源進行更深一步的研究。

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