我國(guó)北方花生品種產(chǎn)量品質(zhì)性狀的綜合評(píng)價(jià)及聚類分析

劉衛(wèi)星 張楓葉 賀群嶺

摘要：應(yīng)用SPSS軟件對(duì)我國(guó)北方地區(qū)15個(gè)花生品種的11個(gè)產(chǎn)量與品質(zhì)性狀進(jìn)行變異系數(shù)、主成分分析和聚類分析。結(jié)果表明，在不同生態(tài)環(huán)境下產(chǎn)量性狀以單株飽果數(shù)的變異系數(shù)最大，品質(zhì)性狀以油酸亞油酸比值的變異系數(shù)最大。將11個(gè)性狀綜合成為4個(gè)主成分因子，可代表花生產(chǎn)量、品質(zhì)性狀87.6654%的原始數(shù)據(jù)信息量，通過(guò)各品種的主成分得分對(duì)參試品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)排名，并把15個(gè)品種聚為5個(gè)類群，各類群間產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀有較大差異。

關(guān)鍵詞：花生;產(chǎn)量性狀;品質(zhì)性狀;主成分分析;聚類分析

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

花生是我國(guó)重要的油料作物，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和對(duì)外貿(mào)易中占據(jù)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(jié)石等的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[1]。國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)我國(guó)花生種植呈逐漸增加態(tài)勢(shì)，至2016年我國(guó)花生種植面積達(dá)到472.7萬(wàn)hm2、總產(chǎn)量達(dá)到1 729.0萬(wàn)t，分別較2007年增加78.2萬(wàn)hm2和426.3萬(wàn)t[2]。在農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革實(shí)踐中花生的發(fā)展優(yōu)勢(shì)更加明顯[3]，隨著花生育種技術(shù)、栽培管理技術(shù)及機(jī)械化水平的不斷提高，花生生產(chǎn)將會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展。

為了滿足花生生產(chǎn)對(duì)新品種的需求，眾多學(xué)者在花生產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆性等育種技術(shù)方面做了大量研究[4-8]，選育出一大批優(yōu)良花生新品種，而對(duì)花生品種的評(píng)價(jià)多以高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性分析和品質(zhì)的定性定量描述為主。朱亞娟等對(duì)河南省小粒花生品種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量進(jìn)行了相關(guān)性及通徑分析[9]。陳雷等對(duì)花生品系主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了相關(guān)性及聚類分析[10]。李玉發(fā)等對(duì)花生主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了相關(guān)性和主成分分析[11]。白冬梅等對(duì)山西省地方花生種質(zhì)資源品質(zhì)性狀進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)[12]。殷冬梅等對(duì)花生主要品質(zhì)性狀進(jìn)行了主成分分析與綜合評(píng)價(jià)[13]。Zhang等對(duì)367個(gè)花生種質(zhì)資源的群體結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性進(jìn)行了主成分分析[14]。但對(duì)花生產(chǎn)量性狀與品質(zhì)性狀同時(shí)考慮進(jìn)行多指標(biāo)綜合分析的報(bào)道很少。本研究試圖通過(guò)大?；ㄉ贩N在北方不同生態(tài)環(huán)境下的產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素及品質(zhì)性狀的表現(xiàn)，采用變異系數(shù)、主成分分析、聚類分析方法，對(duì)花生品種的產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和聚類分析，提出花生品種評(píng)價(jià)的科學(xué)方法，以期為花生品種的科學(xué)利用、生態(tài)育種及品質(zhì)改良提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

供試品種為參加2016年國(guó)家北方片大粒組花生區(qū)域試驗(yàn)的15個(gè)品種，其代碼、品種名稱和來(lái)源見(jiàn)表1。試驗(yàn)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(gè)省（市）19個(gè)試點(diǎn)進(jìn)行，試驗(yàn)田土壤肥力中等，土質(zhì)為沙壤土。全部試驗(yàn)均在5月10日以前播種，播種密度為15萬(wàn)穴/hm2，每穴2粒，穴距按當(dāng)?shù)亓?xí)慣種植。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，小區(qū)面積為13.33 m2，栽培管理均按當(dāng)?shù)馗髁?xí)慣和水平進(jìn)行?？疾斓漠a(chǎn)量及產(chǎn)量因素性狀有莢果產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量、單株飽果數(shù)、百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量、出仁率，品質(zhì)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(tǒng)計(jì)分析利用變異系數(shù)、主成分分析和聚類分析方法，數(shù)據(jù)處理采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同花生品種產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀的變異分析

產(chǎn)量構(gòu)成因素變異系數(shù)的大小，反映了該性狀在不同環(huán)境下對(duì)品種產(chǎn)量形成影響的大小。從表2可以看出，15個(gè)供試花生品種中，單株飽果數(shù)平均為13.30個(gè)，變異系數(shù)最大，為42.63%;百果質(zhì)量平均為238.20 g，變異系數(shù)為19.02%，居第2位;出仁率平均為71.40%，變異系數(shù)最小，為4.48%。表明單株飽果數(shù)為不穩(wěn)定性狀，較易實(shí)現(xiàn)人為調(diào)控，而出仁率受品種遺傳特性控制，人為加以調(diào)控的可能性較小。

從表3可以看出，不同花生品種的品質(zhì)存在較大差異，變異系數(shù)表現(xiàn)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(tài)環(huán)境影響的變化最大，為不穩(wěn)定性狀，而粗脂肪含量的變化較小，性狀相對(duì)較穩(wěn)定。

2.2 不同花生品種產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀的主成分分析

對(duì)不同花生品種11個(gè)產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀的主成分分析（表4、表5）表明，前4個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到87.6654%，可以用這4個(gè)主成分較好地代替11個(gè)產(chǎn)量和品質(zhì)性狀對(duì)花生品種進(jìn)行評(píng)價(jià)與判斷。

第1主成分貢獻(xiàn)率達(dá)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(xiàn)率為25.8081%，其中單株飽果數(shù)、粗蛋白含量的特征向量絕對(duì)值較高，而單株飽果數(shù)的特征向量為負(fù)值，可稱為單株飽果數(shù)和粗蛋白含量選擇制約因子;第3主成分中貢獻(xiàn)最大的是百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量和出仁率，可稱為產(chǎn)量選擇因子;第4主成分中貢獻(xiàn)最大的是粗脂肪含量，其次是莢果產(chǎn)量和籽仁產(chǎn)量，可稱為粗脂肪含量和產(chǎn)量選擇綜合因子。

2.3 花生品種的綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)4個(gè)主成分的特征值和相應(yīng)的特征向量，得出各品種在4個(gè)主成分上的得分，以所選主成分對(duì)應(yīng)的特征值占4個(gè)特征值總和的比例為權(quán)重，得到各品種的綜合評(píng)價(jià)得分（表6），可較直觀地衡量某一品種的優(yōu)劣。

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

的產(chǎn)量選擇因子得分最低;濮花44號(hào)的粗脂肪含量和產(chǎn)量選擇綜合因子得分最高，農(nóng)大511的粗脂肪含量和產(chǎn)量選擇綜合因子得分最低。

從綜合的產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀上看，綜合主成分得分越高，該品種的綜合表現(xiàn)也就越好。花育62號(hào)、金花10號(hào)、開(kāi)農(nóng)705、商花11號(hào)、豫花9620分別居綜合主成分得分的前5位，說(shuō)明這5個(gè)品種的產(chǎn)量、品質(zhì)綜合表現(xiàn)最好，農(nóng)大511、花育60、冀農(nóng)08-12、濰花18號(hào)、花育9610分別居綜合主成分得分的后5位，說(shuō)明這5個(gè)品種的產(chǎn)量、品質(zhì)綜合表現(xiàn)較差。

2.4 不同花生品種產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀的聚類分析

以11個(gè)產(chǎn)量性狀與品質(zhì)性狀的4個(gè)主成分得分為依據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換后，以歐氏距離為遺傳距離，采用離差平方和法進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，結(jié)果（圖1）表明，15個(gè)品種可聚為5個(gè)類群。第1類為花育62號(hào)，表現(xiàn)為出仁率高，莢果、籽仁產(chǎn)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(chǎn)優(yōu)質(zhì)類品種;第2類包括豫花9620、鄭農(nóng)花15號(hào)和農(nóng)大511，表現(xiàn)為莢果、籽仁偏大，產(chǎn)量及粗脂肪含量、粗蛋白含量處于中等水平，為中產(chǎn)中質(zhì)類品種;第3類包括金花10號(hào)、花育60和商花11號(hào)，表現(xiàn)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(chǎn)量中等偏上，為中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類品種;第4類包括漯花9號(hào)、徐0316、濮花44號(hào)、龍花二號(hào)、開(kāi)農(nóng)705，主要表現(xiàn)為莢果、籽仁產(chǎn)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(chǎn)中質(zhì)類品種;第5類包括冀農(nóng)08-12、濰花18號(hào)和花育9610，表現(xiàn)為出仁率高，莢果、籽仁產(chǎn)量低，油酸含量低，亞油酸含量高，油酸亞油酸比值低，為低產(chǎn)低質(zhì)類品種。

3 結(jié)論與討論

通過(guò)對(duì)15個(gè)花生品種的11個(gè)產(chǎn)量性狀及品質(zhì)性狀進(jìn)行分析，結(jié)果表明，在產(chǎn)量性狀中以單株飽果數(shù)的變異系數(shù)最大，出仁率的變異系數(shù)最小，本結(jié)論與李玉發(fā)等的研究結(jié)果[11，15-16]相一致，焦慶清對(duì)376份花生種質(zhì)資源的研究也表明，出仁率的變異系數(shù)在所有調(diào)查的農(nóng)藝性狀中最低[17]。隨著農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的不斷推進(jìn)，生產(chǎn)上對(duì)高油、高油酸花生品種需求增加，通過(guò)對(duì)品質(zhì)性狀的分析表明，油酸亞油酸比值的變異系數(shù)最大，說(shuō)明對(duì)我國(guó)花生品種進(jìn)行品質(zhì)改良是可能的，這也與殷冬梅等的研究結(jié)果[13、18]相一致。各性狀在不同品種及生態(tài)環(huán)境間的遺傳差異，是品種選育與利用的關(guān)鍵，通過(guò)對(duì)各性狀的有效選擇和調(diào)控，可以實(shí)現(xiàn)花生產(chǎn)量及品質(zhì)雙提升。

主成分分析結(jié)果表明，前4個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)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(chǔ)存性好、制品貨架期長(zhǎng)、油的高溫穩(wěn)定性強(qiáng)[19-21]。油酸被認(rèn)為是安全脂肪酸，能降低人體內(nèi)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(fēng)險(xiǎn)[23-25]，因此，第1主成分取值越大，越有利于提高花生的儲(chǔ)存時(shí)間和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值;第2主成分值越大，粗蛋白含量就越高，單株飽果數(shù)隨之下降，勢(shì)必會(huì)對(duì)產(chǎn)量造成一定影響，因此第2主成分取中間值時(shí)，可平衡二者間的關(guān)系;第3主成分值越大，百果質(zhì)量與百仁質(zhì)量越高，出仁率越低，而出仁率直接決定了籽仁產(chǎn)量的高低，因此在花生品種選育與利用中不要過(guò)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(chǎn)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(chǎn)高油花生品種時(shí)，第4主成分取值越大越好。綜合以上分析可知，11個(gè)產(chǎn)量與品質(zhì)性狀既相互促進(jìn)，又相互制約，在品種選育與利用時(shí)，應(yīng)協(xié)調(diào)好4個(gè)主成分之間的關(guān)系，從而有利于篩選出綜合性狀優(yōu)良的花生品種。

聚類分析結(jié)果表明，15個(gè)品種可分為5個(gè)類群，各類群間存在較大的產(chǎn)量、品質(zhì)差異。所有參試品種中，高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類品種只有1個(gè)，占總數(shù)的6.67%，中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類和高產(chǎn)中質(zhì)類品種共有8個(gè)，占總數(shù)的53.3%。因此，在品種選育與利用時(shí)，應(yīng)注意親本的遺傳差異較大，主成分互補(bǔ)，這樣更利于高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的協(xié)調(diào)互補(bǔ)，從而為生產(chǎn)上提供更加優(yōu)良的花生品種。

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