食用向日葵雜交種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

王興珍　賈秀蘋　梁根生　陳炳東　沈昱彤　卯旭輝

摘要：對(duì)21個(gè)食用向日葵雜交種（組合）的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行變異分析及產(chǎn)量的相關(guān)分析、主成分分析。結(jié)果表明，參試21個(gè)食用向日葵雜交種（組合）的主要農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)為 1%～27%，其中株高相關(guān)性狀變幅較大，單株產(chǎn)量、葉片數(shù)次之，生育期、籽粒長(zhǎng)、籽粒寬、百粒重、花盤徑等相關(guān)性狀較小。其主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)性由大到小依次為籽仁率、籽粒長(zhǎng)、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(nóng)藝性狀與小區(qū)產(chǎn)量的相關(guān)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(zhǎng)。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(guān)鍵詞：食用向日葵；雜交種；農(nóng)藝性狀；小區(qū)產(chǎn)量；變異分析；相關(guān)分析；主成分分析

中圖分類號(hào)：S565.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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(gè)國(guó)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(shí)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(zhǎng)發(fā)育所必須的營(yíng)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(shí)踐方面，國(guó)內(nèi)仍以常規(guī)育種為主，但對(duì)其農(nóng)藝性狀的遺傳研究尚不夠深入，缺乏對(duì)其遺傳性狀和育種應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行客觀、準(zhǔn)確性的評(píng)判和評(píng)價(jià)[9 - 11 ]。育種成敗的關(guān)鍵不僅在于親本選配，還需要對(duì)主要性狀進(jìn)行選擇[12 ]。因此，分析主要農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的影響及其主次關(guān)系，確定性狀選擇的方向，對(duì)選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)向日葵品種具有重要的指導(dǎo)意義[13 - 15 ]。李素萍等[16 ]對(duì)275個(gè)食葵雜交組合的15個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，結(jié)果表明：前7個(gè)主成分對(duì)變異的累計(jì)貢獻(xiàn)率為 84.90%，在食葵雜交種和親本選擇時(shí)，應(yīng)注意產(chǎn)量高、株高適中、籽粒較長(zhǎng)、寬度適中的組合或自交系。在品種選擇上，應(yīng)注意選擇產(chǎn)量和籽仁率、百粒質(zhì)量、單盤粒質(zhì)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(guān)。李素萍等[18 ]的另一研究表明，結(jié)實(shí)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(guān)，而籽粒長(zhǎng)、籽粒寬和千粒重對(duì)食用向日葵產(chǎn)量存在較小的負(fù)向影響，產(chǎn)量與形態(tài)性狀、生育期之間的相關(guān)主要是由產(chǎn)量性狀中的籽實(shí)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(guān)間接引起。

我們?cè)谇叭说难芯炕A(chǔ)上，通過對(duì)甘肅省種植面積較大的21個(gè)食用向日葵雜交種（組合）的各主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了變異分析、相關(guān)分析、主成分分析，研究分析食用向日葵各農(nóng)藝性狀的變異特征，綜合評(píng)價(jià)各個(gè)農(nóng)藝性狀對(duì)食用向日葵小區(qū)產(chǎn)量的相對(duì)重要性及各性狀之間的關(guān)系，探索決定食用向日葵產(chǎn)量形成的主要農(nóng)藝性狀，對(duì)不同雜交種（組合）的適應(yīng)性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期為合理評(píng)價(jià)與挖掘利用現(xiàn)有種質(zhì)資源以及選育食用向日葵高產(chǎn)雜交種提供參考，進(jìn)一步為食用向日葵品種的篩選和選育，種質(zhì)資源的鑒定評(píng)價(jià)，以及篩選適宜甘肅省種植的向日葵品種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試食用向日葵雜交種（組合）正和15號(hào)、正和331由嘉峪關(guān)正和農(nóng)業(yè)有限公司提供， NK3610由甘肅農(nóng)墾良種有限責(zé)任公司提供，A983、A986由酒泉豐源農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供， 九洋3號(hào)、九洋5號(hào)、九洋7號(hào)由甘肅九洋農(nóng)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(nóng)業(yè)有限公司提供，T15-6、 T15-9由酒泉市新豐田農(nóng)業(yè)科技有限公司提供，金谷玉3號(hào)、武科1號(hào)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(mào)易有限公司提供， XKS1515由新疆農(nóng)墾科學(xué)院提供，JK601（CK） 、GKS1601由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所提供。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在景泰縣條山農(nóng)場(chǎng)。東經(jīng)103° 33′～104°43′、北緯36° 43′～37° 38′。當(dāng)?shù)睾０? 650 m，屬溫帶干旱型大陸氣候。年均日照時(shí)數(shù)為2 652 h，日照百分率60%?！? ℃的活動(dòng)積溫3 614.8 ℃，≥10 ℃的有效積溫3 038 ℃，無霜期191 d。試驗(yàn)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(yàn)方法

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)長(zhǎng)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(jié)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(diǎn)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(shí)期。成熟前期（完熟前 15～20 d）從每小區(qū)中間行隨機(jī)連續(xù)取有代表性的 10 株樣本，風(fēng)干后進(jìn)行室內(nèi)考種，測(cè)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(jì)產(chǎn)，小區(qū)實(shí)收晾曬測(cè)產(chǎn)后折算單位面積產(chǎn)量，測(cè)定百粒重（X5）、籽粒長(zhǎng)（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(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003計(jì)算供試材料數(shù)量性狀的總體平均數(shù)（X）、標(biāo)準(zhǔn)差（S）、變異系數(shù)（CV）。采用spss19.0進(jìn)行變異分析、相關(guān)分析、主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 食用向日葵雜交種（組合）主要農(nóng)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(nóng)藝性狀變異豐富，21個(gè)食用向日葵雜交種（組合）各農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)為 1%～27%，其中株高相關(guān)性狀變幅較大，單株產(chǎn)量、葉片數(shù)次之，生育期、籽粒長(zhǎng)、籽粒寬、百粒重、花盤徑等相關(guān)性狀較小，表明食用向日葵雜交種資源主要農(nóng)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(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

對(duì)供試的21個(gè)食用向日葵雜交種（組合）品種的 9個(gè)農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量進(jìn)行簡(jiǎn)單相關(guān)分析（表 2）表明，9個(gè)主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)性由大到小依次為籽仁率、籽粒長(zhǎng)、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(guān)，與百粒重、籽粒長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)。說明隨著以上幾個(gè)性狀相應(yīng)數(shù)值的提高，小區(qū)產(chǎn)量也有所增加。另外，10個(gè)主要農(nóng)藝性狀與小區(qū)產(chǎn)量的相關(guān)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(zhǎng)。

相關(guān)性分析結(jié)果表明，在食用向日葵高產(chǎn)育種中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注籽仁率、百粒重、籽粒長(zhǎng)等，同時(shí)對(duì)花盤直徑、葉片數(shù)、株高、莖粗進(jìn)行綜合考慮。但由于向日葵各農(nóng)藝性狀間也多存在顯著的相關(guān)關(guān)系，僅根據(jù)各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)，并不能從本質(zhì)上揭示其內(nèi)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(gè)主成分包含了主要農(nóng)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(duì)影響食用向日葵雜交種（組合）小區(qū)產(chǎn)量的綜合性狀進(jìn)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(hào)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(rèn)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(hào)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(rèn)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(jié)及討論

不同作物的主要農(nóng)藝學(xué)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(gè)主要農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)達(dá) 11.4%～51.3%；李學(xué)俊等[23 ]研究發(fā)現(xiàn)，薏苡的各農(nóng)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(gè)食用向日葵種質(zhì)資源所測(cè)定10個(gè)主要農(nóng)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(guān)性狀變幅較大，單株產(chǎn)量、葉片數(shù)次之，生育期、籽粒長(zhǎng)、籽粒寬、百粒重、花盤徑等相關(guān)性狀較小，這與葛玉彬等[24 ]的研究結(jié)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(shí)產(chǎn)量與莖粗、單株粒重、株高、葉片數(shù)顯著正相關(guān)。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(guān)，與百粒重、籽粒長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)，說明隨著以上幾個(gè)性狀相應(yīng)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(nóng)藝性狀相似，均包括“株形因子”和“籽粒因子”，這 2 個(gè)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(nóng)藝性狀之間的關(guān)系。因此，在進(jìn)行食用向日葵種質(zhì)優(yōu)選及新品種選育時(shí)，應(yīng)根據(jù)選育目標(biāo)合理確定農(nóng)藝性狀。

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（本文責(zé)編：鄭立龍）