茄子農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀的相關(guān)性及主成分分析

馮英娜　劉衛(wèi)東　朱士農(nóng)　等

摘要：為了解茄子的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀之間的關(guān)系，本研究采用多元分析法，分析了農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀相關(guān)性及主成分關(guān)系。結(jié)果表明，在對(duì)農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀相關(guān)性分析中，花青素相對(duì)含量與果色呈極顯著正相關(guān)，與可溶性固形物含量呈顯著負(fù)相關(guān)；維生素P含量與花青素相對(duì)含量和果色呈顯著正相關(guān)；果形與可溶性糖含量呈顯著正相關(guān)，與可溶性蛋白含量呈極顯著正相關(guān)。主成分分析表明，12個(gè)農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀簡(jiǎn)化為6個(gè)因子，分別是營(yíng)養(yǎng)因子、熟性因子、形狀因子、生長(zhǎng)因子、單果質(zhì)量因子、果肉色因子，其對(duì)變異的累積貢獻(xiàn)率為80.654%。

關(guān)鍵詞：茄子；農(nóng)藝性狀；品質(zhì)性狀；相關(guān)分析；主成分分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S641.103 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2015）01-0166-03

收稿日期：2014-03-14

基金項(xiàng)目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號(hào)：CX（11）105]。

作者簡(jiǎn)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(wèi)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(guó)栽培較早的蔬菜，果實(shí)中含有豐富的蛋白質(zhì)、碳水化合物、礦質(zhì)元素等，同時(shí)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(fēng)通絡(luò)及止血等功能[1]。茄子的性狀是由外界環(huán)境和內(nèi)部多基因共同決定的，主成分分析可以將多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的數(shù)量性狀綜合為少數(shù)幾個(gè)主成分，通過(guò)對(duì)變量之間的相關(guān)系數(shù)矩陣內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究，找出數(shù)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(xiàn)率達(dá)到70%，表明其包含了大部分信息[2]。

目前對(duì)茄子種質(zhì)資源的研究較多。劉富中等對(duì)茄子種質(zhì)資源青枯病的鑒定表明，茄子野生近緣種Solanum sisymbriifolium 和S.torvum對(duì)青枯病有較強(qiáng)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(tài)特征表明，所有供試材料花粉均為長(zhǎng)球形，具有3條萌發(fā)溝，以等間距環(huán)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(nèi)不同果形品種演化的依據(jù)[4]。劉富中等研究自然低溫、蕾期去雄及去柱頭處理對(duì)其單性結(jié)實(shí)性的影響，結(jié)果表明，供試材料的單性結(jié)實(shí)性屬于溫度敏感型，在低溫下表達(dá)，誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí)基因表達(dá)的溫度在7～15 ℃ 之間，在此溫度范圍內(nèi)，其坐果率為88.9%～100%；蕾期人工去雄和去柱頭不影響單性結(jié)實(shí)果實(shí)的正常生長(zhǎng)發(fā)育，蕾期去柱頭可用于茄子單性結(jié)實(shí)性的快速準(zhǔn)確鑒定[5]。

在茄子營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面，王靜等研究了茄子單性結(jié)實(shí)的果實(shí)內(nèi)可溶性糖和蛋白質(zhì)含量的變化[6]，潘秀清等研究茄子單性結(jié)實(shí)果實(shí)發(fā)育規(guī)律與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的關(guān)系[7]。瞻園鳳等分析了19份茄子的主要性狀、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果表明，干物質(zhì)含量與單果質(zhì)量和果長(zhǎng)呈極顯著負(fù)相關(guān)，維生素C 含量與單果質(zhì)量和果長(zhǎng)呈顯著負(fù)相關(guān)，可溶性蛋白含量與果寬呈顯著正相關(guān)[8]。趙德新等研究了茄子形態(tài)性狀的主成分分析，將茄子的18個(gè)形態(tài)性狀分為6成分，分別是果形因子、生長(zhǎng)勢(shì)因子、熟性因子、外觀品質(zhì)因子、光合因子和單果質(zhì)量[9]。關(guān)于茄子種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀的主成分分析還少見(jiàn)報(bào)道。本研究利用相關(guān)分析法、主成分分析法研究農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀之間的關(guān)系，旨在為茄子的雜交育種親本的選配和種質(zhì)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(lái)自于國(guó)內(nèi)外28份茄子材料，所有材料均定植于金陵科技學(xué)院幕府校區(qū)園藝實(shí)驗(yàn)站，各材料來(lái)源及主要特征見(jiàn)表1。

1.2方法

參照李錫香、朱德蔚編著《茄子種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》，在茄子生長(zhǎng)期間對(duì)農(nóng)藝性狀進(jìn)行田間觀察記載，在茄子成熟期對(duì)其測(cè)定可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、維生素P含量、花青素相對(duì)含量等品質(zhì)指標(biāo)。

1.3統(tǒng)計(jì)分析

應(yīng)用Excel 2003和SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2結(jié)果與分析

2.1茄子性狀的多樣性分析

對(duì)28個(gè)品種的12個(gè)性狀進(jìn)行多樣性分析，結(jié)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(shù)為39.27%。其中花青素相對(duì)含量的變異系數(shù)最高，達(dá)111.76%，其次是果色、單果質(zhì)量、可溶性蛋白的變異系數(shù)相對(duì)較高，分別為4155%、4605%、51.21%。首花節(jié)位、株高變異系數(shù)相對(duì)較低，分別為20.32%和12.28%，各性狀的變異系數(shù)由大到小依次為花青素相對(duì)含量>可溶性蛋白含量>單果質(zhì)量>果色>果形>表1茄子供試材料來(lái)源及主要特性

編號(hào)名稱(chēng)來(lái)源特征果形果色編號(hào)名稱(chēng)來(lái)源特征果形果色1美綠遼寧長(zhǎng)卵綠15廣田八號(hào)日本長(zhǎng)羊角紫紅2日友長(zhǎng)直壯青長(zhǎng)茄廣東長(zhǎng)卵綠16保豐綠茄遼寧卵圓綠3荷蘭綠龍荷蘭長(zhǎng)條綠17傾國(guó)69日本長(zhǎng)筒 紫紅4津科2號(hào)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(zhǎng)羊角 白19KALI菲律賓長(zhǎng)筒鮮紫6白又嫩長(zhǎng)白茄子廣東長(zhǎng)羊角白20綠硯紫靚長(zhǎng)茄河北長(zhǎng)羊角鮮紫7早熟純雜交少數(shù)花茄吉林長(zhǎng)筒綠21大和長(zhǎng)日本線形 黑紫8杭茄一號(hào)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(zhǎng)卵黑紫10迷你小茄子日本長(zhǎng)條 黑紫24黑驕子長(zhǎng)茄西安長(zhǎng)羊角 橘紅11紫塔遼寧長(zhǎng)筒 黑紫25綠巨人遼寧長(zhǎng)卵綠12西方神茄荷蘭長(zhǎng)筒 黑紫 26眉州墨茄重慶長(zhǎng)羊角黑紫13真優(yōu)美長(zhǎng)茄山東長(zhǎng)條黑紫27宮崎秋茄重慶長(zhǎng)條鮮紫14主力長(zhǎng)茄黑龍江長(zhǎng)條黑紫28春秋長(zhǎng)茄重慶長(zhǎng)條黑紫

表2茄子主要農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀多樣性分析

主要性狀最小值最大值平均值標(biāo)準(zhǔn)差極差變異系數(shù)（%）首花節(jié)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(shù)（個(gè)）3.0011.006.642.30834.64果形1.0011.007.602.901038.16單果質(zhì)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(duì)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(shù)>果肉色>可溶性固形物含量>可溶性糖含量>維生素P>首花節(jié)位>株高?？梢钥闯?，花青素相對(duì)含量的變異系數(shù)最大，說(shuō)明供試材料在這個(gè)性狀上變異豐富；可溶性蛋白含量和單果質(zhì)量變異系數(shù)較大，說(shuō)明可以通過(guò)良種選配和栽培技術(shù)等方法，使這些性狀得到較大提高；株高的變異系數(shù)最小，因此通過(guò)育種手段獲得理想的目標(biāo)性狀難度較大。

2.2茄子主要性狀與品質(zhì)性狀的相關(guān)性

為了判斷12個(gè)性狀之間的相互關(guān)系，對(duì)供試材料進(jìn)行簡(jiǎn)單相關(guān)分析，各性狀Pearson相關(guān)系數(shù)分析結(jié)果（表3）顯示，花青素相對(duì)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(guān)，與可溶性固形物含量呈顯著負(fù)相關(guān)。維生素P與花青素相對(duì)含量和果色呈顯著正相關(guān)。果形（1扁圓，2圓球，3高圓，4卵圓，5長(zhǎng)卵，6短筒，7長(zhǎng)筒，8長(zhǎng)條，9線形，10短羊角，11長(zhǎng)羊角）與可溶性糖含量呈顯著正相關(guān)，與可溶性蛋白含量呈極顯著正相關(guān)。由營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與性狀的相關(guān)分析得知，若要以果實(shí)中高花青素相對(duì)含量和高維生素P含量為育種目標(biāo)，應(yīng)注重黑紫色果實(shí)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(gòu)成中，信息主要集中在前6個(gè)主成分，其累積貢獻(xiàn)率高達(dá)80.654%。主成分1貢獻(xiàn)率24.085%，為最大，其次為主成分2、3、4、5、6，貢獻(xiàn)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(xiàn)率為24.085%。載荷較高且符號(hào)為正的性狀是花青素相對(duì)含量和維生素P，即營(yíng)養(yǎng)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(jié)位，與材料的熟性相關(guān)，即為熟性因子。主成分3的特征向量中，果形具有負(fù)向較大載荷值 -0.632，心室數(shù)具有較大的正向載荷值0.514，說(shuō)明主成分3主要決定果實(shí)的外部形狀和內(nèi)部形狀，即為形狀因子。主成分4為生長(zhǎng)因子，主成分5為單果質(zhì)量因子，主成分6為果肉色因子。根據(jù)供試材料的分析結(jié)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(guò)大。

3討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，不同茄子的主要性狀和品質(zhì)性狀均存在較大差異，品質(zhì)性狀的變異范圍為26.35%～111.76%，為營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的改良提供了可能。茄子主要性狀與品質(zhì)性狀相關(guān)性分析結(jié)果表明：在選擇親本時(shí)，性狀差異大的材料能夠產(chǎn)生較大的雜種優(yōu)勢(shì)。果色越深，維生素P含量越高。這與姚元干等研究的結(jié)果[10]一致?；ㄇ嗨叵鄬?duì)含量與果色呈極顯著表3茄子

正相關(guān)，與可溶性固形物含量呈顯著負(fù)相關(guān)。維生素P與花青素和果色呈顯著正相關(guān)，這與王佳慧研究的結(jié)果[11]一致。果形與可溶性糖含量呈顯著相關(guān)，與可溶性蛋白含量呈極顯著正相關(guān)。茄子的農(nóng)藝性狀相互關(guān)系復(fù)雜，在對(duì)某一個(gè)性狀進(jìn)行選擇時(shí)，其他的一個(gè)性狀或者是多個(gè)性狀也會(huì)發(fā)生變化，因此對(duì)茄子材料的選擇要綜合考慮多個(gè)因素。

主成分分析是在不損失過(guò)多遺傳信息基礎(chǔ)上的一種降維思想，將一些彼此相關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行線性組合，找到一些不相關(guān)的新綜合指標(biāo)來(lái)代替原始指標(biāo)，使得這些新綜合指標(biāo)盡可能反映原始變量的大部分信息，從而減少形態(tài)性狀調(diào)查工作。本研究中入選的6個(gè)主成分因子，累積貢獻(xiàn)率達(dá)到80654%，12個(gè)指標(biāo)簡(jiǎn)化為6個(gè)新綜合指標(biāo)，反映了茄子的大部分信息。進(jìn)一步分析各成分的特征向量，果色和花青素相對(duì)含量均為正載荷量，表明要是以花青素含量高為育種目標(biāo)，則盡量選擇果色深的；株高為負(fù)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(chǎn)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛偉海，包崇來(lái)，胡齊贊，等. 茄子的栽培生理與高效豐產(chǎn)技術(shù)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003：7-8.

[2]余錦華，楊維權(quán). 多元統(tǒng)計(jì)分析與應(yīng)用[M]. 廣州：中山大學(xué)出版社，2005：162-218.

[3]劉富中，連勇，馮東昕，等. 茄子種質(zhì)資源抗青枯病的鑒定與評(píng)價(jià)[J]. 植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2005，6（4）：381-385.

[4]蘇曉梅，劉衛(wèi)東，柳李旺.茄子花粉形態(tài)特征及分類(lèi)研究[J]. 西北植物學(xué)報(bào)，2012，32（2）：281-287.

[5]劉富中，連勇，陳鈺輝，等. 溫度和蕾期去雄及去柱頭處理對(duì)茄子單性結(jié)實(shí)性的影響[J]. 園藝學(xué)報(bào)，2005，32（6）：1021-1025.

[6]王靜，張偉春，魏毓棠，等. 茄子單性結(jié)實(shí)的果實(shí)內(nèi)可溶性糖、蛋白質(zhì)含量變化的研究[J]. 遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005（1）：38-39.

[7]潘秀清，高秀瑞，武彥榮，等. 茄子單性結(jié)實(shí)果實(shí)發(fā)育規(guī)律與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的關(guān)系[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2007，22（2）：50-52.

[8]詹園鳳，黨選民，孫威振，等. 茄子果實(shí)的主要性狀、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及其相關(guān)性分析[J]. 長(zhǎng)江蔬菜，2010（12）：52-54.

[9]趙德新，孫治強(qiáng)，任子君，等. 茄子形態(tài)學(xué)性狀主成分分析及聚類(lèi)分析[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，43（4）：393-397.

[10]姚元干，黃炎武，楊建國(guó).茄子果實(shí)中五種主要成分含量分析[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，1992（4）：25-27.

[11]王佳慧. 國(guó)外茄子種質(zhì)資源主要農(nóng)藝性狀鑒定與評(píng)價(jià)[D]. 保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012：32-33.郭紹杰，蘇學(xué)德，李鵬程，等. 干旱區(qū)綠色設(shè)施葡萄栽培管理技術(shù)規(guī)程[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（1）：169-172.