食用向日葵雜交種主要農藝性狀與產(chǎn)量的相關性分析

王興珍　賈秀蘋　梁根生　陳炳東　沈昱彤　卯旭輝

摘要：對21個食用向日葵雜交種（組合）的主要農藝性狀進行變異分析及產(chǎn)量的相關分析、主成分分析。結果表明，參試21個食用向日葵雜交種（組合）的主要農藝性狀的變異系數(shù)為 1%～27%，其中株高相關性狀變幅較大，單株產(chǎn)量、葉片數(shù)次之，生育期、籽粒長、籽粒寬、百粒重、花盤徑等相關性狀較小。其主要農藝性狀與單株產(chǎn)量的相關性由大到小依次為籽仁率、籽粒長、百粒重、莖稈粗、花盤直徑、葉片數(shù)、籽粒寬 、 株高 、生育期；主要農藝性狀與小區(qū)產(chǎn)量的相關性由大到小依次為單株產(chǎn)量、葉片數(shù) 、花盤直徑 、籽粒寬、株高 、籽仁率、生育期 、百粒重 、莖稈粗、籽粒長。通過主成分分析明確，影響食用向日葵雜交種小區(qū)產(chǎn)量的主要性狀為“株形因子”、“籽粒因子”。

關鍵詞：食用向日葵；雜交種；農藝性狀；小區(qū)產(chǎn)量；變異分析；相關分析；主成分分析

中圖分類號：S565.5 文獻標志碼：A 文章編號：1001-1463（2018）11-0001-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.11.001

Correlation Analysis on Main Agronomic Traits and Yield of Confectionery Sunflower Hybrids

WANG Xingzhen 1， JIA Xiuping 1， LIANG Genshen 1， CHEN Bingdong 2， SHENG Yutong 3， MAO Xuhui 1

（1. Institute of Crops， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China； 2. Gansu Science and Technology Association， Lanzhou Gansu 730000， China； 3. Baiyin Colored Jiahua Garden Co.， LTD.， Baiyin Gansu 730400， China）

Abstract：The variation analysis， correlation analysis and principal component analysis were carried out for each agronomic character of 21 confectionery sunflower hybrids （combinations）. The results showed that the variation coefficients of agronomic traits of 21 edible sunflower hybrids （combinations） were 1%～27%， among which the variation range of plant height related traits was relatively large， followed by the yield per plant and leaf number， while the correlation traits such as growth period， grain length， grain width， 100-grain weight and flower disk diameter were relatively small. The correlation between the main agronomic traits and the yield of the single plant from large to small was in order： Seed kernel rate， grain length， 100-grain weight， stem diameter， disk diameter， leaf number， grain width， plant height ， growth period. The correlations of the main agronomic traits with the yield of the plot from large to small were in order： single plant yield ， leaf number， disc diameter ， grain width， plant height， kernel rate， growth period， 100-grain weight， stem diameter， grain length. The principal component analysis showed that the main characters affecting the yield of confectionery sunflower hybrids were plant shape factor and grain factor.

Key words：Confectionery sunflower； Hybrid； Agronomic character； Plot yield； Variation analysis； Correlation analysis； Principal component analysis

向日葵（Helianthus annuus L.） 屬菊科（Compositae）向日葵屬（Helianthus）一年生草本油料作 物[1 - 2 ]，已有 500多年栽培歷史。目前，全球共有 40 多個國家種植向日葵[3 - 5 ]。向日葵根據(jù)其用途可分為食用、油用與觀賞等3種類型[6 - 7 ]。食用型向日葵俗稱食葵，籽實含有豐富的胡蘿卜素、維生素 E、糖分、不飽和脂肪酸等人體生長發(fā)育所必須的營養(yǎng)元素，具有降血壓的重要作用，是人們休閑磕食的首選[7 ]，已成為具有一定保健功能的休閑食品和健康食品[8 ]。

在向日葵育種實踐方面，國內仍以常規(guī)育種為主，但對其農藝性狀的遺傳研究尚不夠深入，缺乏對其遺傳性狀和育種應用價值進行客觀、準確性的評判和評價[9 - 11 ]。育種成敗的關鍵不僅在于親本選配，還需要對主要性狀進行選擇[12 ]。因此，分析主要農藝性狀對產(chǎn)量的影響及其主次關系，確定性狀選擇的方向，對選育高產(chǎn)優(yōu)質向日葵品種具有重要的指導意義[13 - 15 ]。李素萍等[16 ]對275個食葵雜交組合的15個農藝性狀進行主成分分析，結果表明：前7個主成分對變異的累計貢獻率為 84.90%，在食葵雜交種和親本選擇時，應注意產(chǎn)量高、株高適中、籽粒較長、寬度適中的組合或自交系。在品種選擇上，應注意選擇產(chǎn)量和籽仁率、百粒質量、單盤粒質量均高的品種。安玉麟等[17 ]發(fā)現(xiàn)，食用向日葵的產(chǎn)量與籽粒粗脂肪含量呈極顯著正相關。李素萍等[18 ]的另一研究表明，結實率、單盤粒數(shù)和籽仁率分別與食用向日葵產(chǎn)量存在較高的正相關，而籽粒長、籽粒寬和千粒重對食用向日葵產(chǎn)量存在較小的負向影響，產(chǎn)量與形態(tài)性狀、生育期之間的相關主要是由產(chǎn)量性狀中的籽實產(chǎn)量、單盤粒數(shù)和形態(tài)性狀中的葉片數(shù)、株高及生育期的相關間接引起。

我們在前人的研究基礎上，通過對甘肅省種植面積較大的21個食用向日葵雜交種（組合）的各主要農藝性狀進行了變異分析、相關分析、主成分分析，研究分析食用向日葵各農藝性狀的變異特征，綜合評價各個農藝性狀對食用向日葵小區(qū)產(chǎn)量的相對重要性及各性狀之間的關系，探索決定食用向日葵產(chǎn)量形成的主要農藝性狀，對不同雜交種（組合）的適應性進行綜合評價，以期為合理評價與挖掘利用現(xiàn)有種質資源以及選育食用向日葵高產(chǎn)雜交種提供參考，進一步為食用向日葵品種的篩選和選育，種質資源的鑒定評價，以及篩選適宜甘肅省種植的向日葵品種提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試食用向日葵雜交種（組合）正和15號、正和331由嘉峪關正和農業(yè)有限公司提供， NK3610由甘肅農墾良種有限責任公司提供，A983、A986由酒泉豐源農業(yè)發(fā)展有限公司提供， 九洋3號、九洋5號、九洋7號由甘肅九洋農業(yè)發(fā)展有限公司提供，W0409、W601、 W361、HT339、矮大頭由民勤縣全盛永泰農業(yè)有限公司提供，T15-6、 T15-9由酒泉市新豐田農業(yè)科技有限公司提供，金谷玉3號、武科1號由武威市武科種業(yè)科技有限公司提供，唐汪葵花由東鄉(xiāng)縣曉荷貿易有限公司提供， XKS1515由新疆農墾科學院提供，JK601（CK） 、GKS1601由甘肅省農業(yè)科學院作物研究所提供。

1.2 試驗地概況

試驗設在景泰縣條山農場。東經(jīng)103° 33′～104°43′、北緯36° 43′～37° 38′。當?shù)睾０? 650 m，屬溫帶干旱型大陸氣候。年均日照時數(shù)為2 652 h，日照百分率60%。≥0 ℃的活動積溫3 614.8 ℃，≥10 ℃的有效積溫3 038 ℃，無霜期191 d。試驗地土壤類型為砂壤土，肥力中等，灌溉方便，前茬作物玉米。

1.3 試驗方法

試驗采用隨機區(qū)組設計，3次重復，小區(qū)長6 m，8行區(qū)，小區(qū)面積24 m2。采用覆膜種植方式，覆膜前結合整地施入尿素75.0 kg/hm2、重過磷酸鈣142.5 kg/hm2、硫酸鉀45.0 kg/hm2作基肥。于4月17日按行距50 cm、株距40 cm點播，種植密度為42 000株/hm2。生育期間追施尿素225.0 kg/hm2，灌水2次，中耕鋤草2次。田間記載各參試雜交種（組合）的生育時期。成熟前期（完熟前 15～20 d）從每小區(qū)中間行隨機連續(xù)取有代表性的 10 株樣本，風干后進行室內考種，測量其株高（X1）、莖稈粗（X2）、葉片數(shù)（X3）及花盤直徑（X4）。于8月20 — 25日全區(qū)收獲計產(chǎn)，小區(qū)實收晾曬測產(chǎn)后折算單位面積產(chǎn)量，測定百粒重（X5）、籽粒長（X6）、籽粒寬（X7）、籽仁率（X8）、生育期（X9）、單株產(chǎn)量（X10）、小區(qū)產(chǎn)量 （Y），并求平均值。

1.4 分析方法

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003計算供試材料數(shù)量性狀的總體平均數(shù)（X）、標準差（S）、變異系數(shù)（CV）。采用spss19.0進行變異分析、相關分析、主成分分析。

2 結果與分析

2.1 食用向日葵雜交種（組合）主要農藝性狀的變異特征

由表1 可以看出，供試食用向日葵雜交種（組合）間主要農藝性狀變異豐富，21個食用向日葵雜交種（組合）各農藝性狀的變異系數(shù)為 1%～27%，其中株高相關性狀變幅較大，單株產(chǎn)量、葉片數(shù)次之，生育期、籽粒長、籽粒寬、百粒重、花盤徑等相關性狀較小，表明食用向日葵雜交種資源主要農藝性狀均存在較大的變異，這為優(yōu)異食用向日葵資源的甄別篩選創(chuàng)造了有利的條件。

2.2 食用向日葵雜交種主要農藝性狀與產(chǎn)量的相關性分析

對供試的21個食用向日葵雜交種（組合）品種的 9個農藝性狀與產(chǎn)量進行簡單相關分析（表 2）表明，9個主要農藝性狀與單株產(chǎn)量的相關性由大到小依次為籽仁率、籽粒長、百粒重、莖稈粗、花盤直徑、葉片數(shù)、籽粒寬、株高、生育期。參試向日葵雜交種（組合）小區(qū)產(chǎn)量與籽仁率呈極顯著正相關，與百粒重、籽粒長呈顯著正相關。說明隨著以上幾個性狀相應數(shù)值的提高，小區(qū)產(chǎn)量也有所增加。另外，10個主要農藝性狀與小區(qū)產(chǎn)量的相關性由大到小依次為單株產(chǎn)量、 葉片數(shù) 、花盤直徑、籽粒寬、株高、籽仁率、百粒重、莖稈粗、生育期、籽粒長。

相關性分析結果表明，在食用向日葵高產(chǎn)育種中應重點關注籽仁率、百粒重、籽粒長等，同時對花盤直徑、葉片數(shù)、株高、莖粗進行綜合考慮。但由于向日葵各農藝性狀間也多存在顯著的相關關系，僅根據(jù)各農藝性狀與產(chǎn)量的簡單相關系數(shù)，并不能從本質上揭示其內部的規(guī)律性聯(lián)系。

2.3 食用向日葵雜交種小區(qū)產(chǎn)量的主成分分析

從表3 可以看出，影響食用向日葵雜交種（組合）小區(qū)產(chǎn)量的前 3個主成分包含了主要農藝性狀總遺傳信息的64.685%，且特征值均大于 1。因此，可用其對影響食用向日葵雜交種（組合）小區(qū)產(chǎn)量的綜合性狀進行選擇。從表 3還可以看出，主成分 1 的特征向量中，載荷較高的因子為葉片數(shù)（X3）、莖稈粗（X2）、株高（X1），且符號與小區(qū)產(chǎn)量（Y）一致，說明高大粗壯、葉片數(shù)多的植株是向日葵高產(chǎn)的表型，可認為第一主成分為影響小區(qū)產(chǎn)量的“株形因子”。主成分 2的特征向量中，載荷較高的因子為單株產(chǎn)量（X10）、籽粒寬（X7）、花盤直徑（X4）和百粒重（X5），且符號與小區(qū)產(chǎn)量（Y）一致，說明寬大的花盤直徑及籽粒寬，較大的百粒重有利于提高向日葵小區(qū)產(chǎn)量，主成分 3 的特征向量中載荷較高的因子為花盤徑（X4）、籽仁率（X8）、葉片數(shù)（X3），可認為第二主成分及第三主成分為影響向日葵雜交種小區(qū)產(chǎn)量的“籽粒因子”。

3 小結及討論

不同作物的主要農藝學性狀變異大小有很大差別 [19 - 21 ]。李秀等[22 ]發(fā)現(xiàn)，生姜的 12 個主要農藝性狀的變異系數(shù)達 11.4%～51.3%；李學俊等[23 ]研究發(fā)現(xiàn)，薏苡的各農藝性狀變異系數(shù)為 38%～49%，以株高較大。從本研究選用的21個食用向日葵種質資源所測定10個主要農藝性狀的變異系數(shù)看，其變異范圍為1%～27%，說明食用向日葵表現(xiàn)出豐富的遺傳多樣性，其中株高相關性狀變幅較大，單株產(chǎn)量、葉片數(shù)次之，生育期、籽粒長、籽粒寬、百粒重、花盤徑等相關性狀較小，這與葛玉彬等[24 ]的研究結果相一致。

雷中華等[25 ]以油用向日葵雜交種為供試材料的研究發(fā)現(xiàn)，油用向日葵雜交種的籽實產(chǎn)量與莖粗、單株粒重、株高、葉片數(shù)顯著正相關。本研究發(fā)現(xiàn)，參試食葵向日葵雜交種（組合）的小區(qū)產(chǎn)量與籽仁率呈極顯著正相關，與百粒重、籽粒長呈顯著正相關，說明隨著以上幾個性狀相應數(shù)值的提高，小區(qū)產(chǎn)量也有所增加。通過主成分分析表明，影響向日葵小區(qū)產(chǎn)量的農藝性狀相似，均包括“株形因子”和“籽粒因子”，這 2 個綜合因子從不同角度反映了食用向日葵產(chǎn)量形成與不同農藝性狀之間的關系。因此，在進行食用向日葵種質優(yōu)選及新品種選育時，應根據(jù)選育目標合理確定農藝性狀。

參考文獻：

[1] 王興珍，卯旭輝，賈秀蘋，等. 甘肅省向日葵產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和對策[J]. 甘肅農業(yè)科技，2017（3）：74-77.

[2]賈秀蘋，卯旭輝，陳炳東，等. 食用向日葵雜交種SH361在5個產(chǎn)區(qū)的播期對農藝性狀及產(chǎn)量的影響[J]. 甘肅農業(yè)科技，2015（5）：16-22.

[3] 崔良基，孫恩玉，王德興，等.向日葵栽培生理與栽培技術[M]. 北京：中國農業(yè)出版社，2013.

[4] 劉公社，阿蘭·博讓，彭克敬. 向日葵研究與開發(fā)[M]. 北京：中國科學技術出版社，1994.

[5] 賈秀蘋，卯旭輝，葛玉彬 . 甘肅向日葵產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的思考[J]. 農業(yè)科技通訊，2011（3）：7-9.

[6] 卯旭輝，陳炳東，葛玉彬，等 . 高產(chǎn)優(yōu)質油葵雜交種隴葵雜 2 號選育[J] . 中國種業(yè)，2012（4）：52-53.

[7] ZHANG L Y，ZHANG Z B，X U P，et al. Evolution of agronomic traits of wheat and analysis of the mechanism of agronomic traits controlling the yield traits in the Huang-huai plain[J]. Scientia Agricultural Sinica，2014，47（5）：1013-1028.

[8] HAIRMANSIS A，KUSTIANTO B，SUPARTOPO，et al. Correlation analysis of agronomic characters and grain yield of rice for tidal swamp areas[J]. Indonesian Journal of Agricultural Science， 2010，11（1）：11-15.

[9] MATHURE S，SHAIKH A，RENUKA N，et al. Characterisation of aromatic rice（Oryza sativa L.） germplasm and correlation between their agronomic and quality traits[J]. Euphytica，2011，179：237-240.

[10] 金夢陽，危文亮，嚴新初. 我國向日葵育種研究現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J]. 內蒙古農業(yè)大學學報，2008（3）：232-235.

[11] 張 明. 國內外向日葵育種概況及動向[J]. 黑龍江農業(yè)科學，2010（6）：149-151.

[12] GERHARD N，F(xiàn)ICK. Sunflower Science and Technology[M]. USA：Agronomy. ASA /CSA/SSSA. 1978：279-283.

[13] 孔素萍，孫敬強，吳 雄，等. 大蒜主要農藝性狀變異特征及其與產(chǎn)量相關構成分析[J]. 中國農業(yè)科學，2015，48（6）：1240-1248.

[14] 劉 鑫， 馬 慶， 范 瑞， 等. 食用向日葵農藝性狀對單盤粒重的多元回歸分析[J]. 內蒙古農業(yè)科技，2013（3）：22-24.

[15] 包海柱，高聚林，馬 慶， 等. 油用向日葵主要農藝性狀的遺傳效應及相關性研究[J]. 西北植物學報，2012，32（9）：1736-1744.

[16] 崔良基，王德興，宋殿秀. 國內外向日葵遺傳改良成就與發(fā)展趨勢[J]. 雜糧作物，2006，26（6）：402-406.

[17] 李素萍，安玉麟，郭樹春，等. 食用向日葵主要農藝性狀的遺傳變異及相關性和主成分分析[J]. 黑龍江農業(yè)科學，2010（9）：7-10.

[18] 安玉麟，孫瑞芬，馮萬玉. 我國向日葵品種改良進展及其與國外的差距[J]. 華北農學報，2006，21（專輯）：1-4.

[19] 李素萍. 食用型向日葵雜種優(yōu)勢及配合力研究[D]. 呼和浩特：內蒙古農業(yè)大學，2006.

[20] 汪 燦，胡 丹， 楊 浩， 等. 苦蕎主要農藝性狀與產(chǎn)量關系的多重分析[J]. 作物雜志，2013（6）：18-22.

[21] 聶守軍. 黑龍江省水稻主栽品種農藝性狀與產(chǎn)量的相關性研究[J]. 中國農學通報，2005，21（12）：147-150.

[22] 李 秀， 徐 坤， 鞏 彪，等. 生姜農藝性狀與產(chǎn)量形成關系的多重分析[J]. 中國農業(yè)科學，2012，

45（12）：2431-2437.

[23] 李學俊，舒志明. 薏苡主要農藝性狀的相關及通徑分析[J]. 中國農學通報，2010，26（16）：349-352.

[25] 葛玉彬，陳炳東，卯旭輝，等. 油用向日葵主要經(jīng)濟性狀遺傳及其相關分析[J]. 中國油料作物學報，2013，35（5）：515-523

[25] 雷中華，向理軍，石必顯. 應用灰色系統(tǒng)理論對向日葵品種進行綜合評價[J]. 新疆農業(yè)科學，2006，

43（1）：31-33.

（本文責編：鄭立龍）