甜玉米自交系性狀的相關(guān)分析和主成分分析

李圓

通過(guò)利用SAS軟件對(duì)40個(gè)甜玉米自交系的5個(gè)性狀進(jìn)行了相關(guān)分析和主成分分析。結(jié)果表明前4個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率已達(dá)到86.85%，可以用來(lái)表示全部性狀的信息，因此只需研究前4個(gè)主成分即可達(dá)到分析目的。40個(gè)甜玉米自交系可以分成4類(lèi)，根據(jù)各類(lèi)的特點(diǎn)可以對(duì)自交系品系進(jìn)行相關(guān)選擇，減少優(yōu)良自交系決選的工作量。通過(guò)對(duì)相關(guān)系數(shù)矩陣的分析，說(shuō)明甜玉米自交系性狀中的任何幾個(gè)都無(wú)法決定整個(gè)植株的品質(zhì)優(yōu)劣，甜玉米的品質(zhì)好壞是由株高、穗位高、葉片數(shù)、莖粗等共同決定的，因此在選育品種時(shí)不能只依據(jù)某一性狀來(lái)進(jìn)行選擇，而是要靠所要生產(chǎn)和選育的目標(biāo)性狀進(jìn)行整體甄選。

一、材料與方法

1、試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

本研究的田間試驗(yàn)于2018年在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)后山農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院的試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，室內(nèi)試驗(yàn)在育種系實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

2、試驗(yàn)材料

（1）材料。40個(gè)甜玉米自交系

（2）試驗(yàn)進(jìn)度計(jì)劃。試驗(yàn)材料甜玉米的40個(gè)自交系的準(zhǔn)備和試驗(yàn)地的田間規(guī)劃、設(shè)計(jì)。5月28日播種，然后按情況及時(shí)進(jìn)行間苗、定苗、追肥、除草、灌水、培土、授粉及套袋等。在成熟期收獲時(shí)連同紙牌一起取下，進(jìn)行考種，考種主要記錄及測(cè)定的項(xiàng)目包括：株高、穗位高、葉片數(shù)、莖粗。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析。

3、試驗(yàn)方法

采用SAS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單相關(guān)分析和主成分分析。采用相關(guān)系數(shù)矩陣進(jìn)行主成分分析，根據(jù)累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85%時(shí)確定保留的主成分，計(jì)算主成分得分和品種綜合評(píng)價(jià)得分。主成分得分由SAS軟件計(jì)算，公式為y=al x1+a2 x2+…+am xm，式中y為主成分得分，am為特征向量，xm為標(biāo)準(zhǔn)化變量。

二、結(jié)果與分析

分別用x1， x2， x3， x4， x5表示株高、穗位高、葉片數(shù)、莖粗、果穗重，用這些指標(biāo)進(jìn)行分析。

1、主成分分析

我們可以從表1中得出結(jié)論：第一主成分分量的方差為4.620706，單獨(dú)說(shuō)明總變異的（整個(gè)原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)變異）46.21%;第二主成分分量方差為2.181111，單獨(dú)說(shuō)明總變異的21.81%;第三主成分分量方差為1.301099，單獨(dú)說(shuō)明總變異的13.01%;第四主成分分量方差為0.581856，單獨(dú)說(shuō)明總變異的5.82%。前4個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率已達(dá)到86.85%，（46.21%+21.81%+13.01%+5.82%）>85%，即前4個(gè)主分量所構(gòu)成的信息量為總信息量的86.85%，幾乎反映了全部信息，表明原來(lái)5個(gè)變量反映的信息可由4個(gè)主成分反映總信息量，因此只需分析討論第一、第二、第三及第四主成分即可。

2、相關(guān)分析

對(duì)40個(gè)自交系5個(gè)性狀的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到表2的相關(guān)矩陣。

通過(guò)利用相關(guān)系數(shù)的分析方法和表2相結(jié)合后可以知道5個(gè)變量之間的相關(guān)性。株高與穗位高達(dá)到極顯著相關(guān)，說(shuō)明穗位高與株高密切相關(guān)，株高越高穗位高越高。株高與果穗重呈顯著相關(guān)，說(shuō)明株高越高，果穗越重。穗位高與葉片數(shù)、莖粗呈顯著相關(guān)。葉片數(shù)與莖粗呈顯著相關(guān)，表名葉片數(shù)越多，莖桿越粗。通過(guò)顯著性判斷說(shuō)明這些甜玉米自交系性狀中的任何一個(gè)或幾個(gè)都無(wú)法決定整個(gè)植株及其產(chǎn)品的品質(zhì)優(yōu)劣，甜玉米的品質(zhì)好壞是由株高、穗位高、葉片數(shù)、莖粗等共同決定的，因此在選育品種時(shí)不能只依據(jù)某一性狀來(lái)進(jìn)行選擇，而是要靠所要生產(chǎn)和選育的目標(biāo)性狀進(jìn)行綜合性的甄選。

由以上得知，在本試驗(yàn)中前4個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率已達(dá)到86.85%，其所表達(dá)的綜合信息可以用來(lái)表示全部性狀的信息，因此把5性狀變量的分析轉(zhuǎn)換成了對(duì)4個(gè)主成分的分析，大大減少了分析的工作量，在確定了各成分間的相互關(guān)系的同時(shí)也證實(shí)了前人所親睞的主成分分析法確實(shí)是分析多個(gè)性狀的既簡(jiǎn)潔方便又確實(shí)可靠的方法，同時(shí)也為其他各方面的研究提供了便利的基礎(chǔ)條件。結(jié)論為，親本的選配效果和育種水平的提高是依據(jù)綜合性狀因子來(lái)達(dá)到的，因此要注重的是對(duì)綜合性狀的整體優(yōu)化，而不是單一地針對(duì)某一性狀。

（作者單位：652500云南省玉溪市澄江市種子管理站）