菜心和芥藍(lán)表型多樣性的主成分分析與聚類分析

史衛(wèi)東，梁 勁，張 力，琚茜茜，羅海玲，康紅衛(wèi)

(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，廣西 南寧 530007；2.玉林市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，廣西 玉林 537000)

【研究意義】菜心(BrassicarapaL. ssp.parachinensis)和芥藍(lán)(BrassicaoleraceaL. var.alboglabraBailey)分別為白菜類和甘藍(lán)類蔬菜，性喜冷涼不耐炎熱，播種面積較大，復(fù)種指數(shù)較高，生產(chǎn)上病蟲害發(fā)生嚴(yán)重，且經(jīng)常出現(xiàn)先期抽薹現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)下降，價(jià)格飆升。選育抗病蟲和耐熱、耐抽薹白菜類和甘藍(lán)類蔬菜品種是解決以上問題的關(guān)鍵。種質(zhì)資源是選育新品種的基礎(chǔ)，我國的菜心和芥藍(lán)種質(zhì)資源多樣性狹窄，但表型多樣性豐富，深入挖掘其表型遺傳多樣性可為育種提供重要的基礎(chǔ)信息。相關(guān)分析、通徑分析和關(guān)聯(lián)分析已廣泛應(yīng)用于菜心和芥藍(lán)的鑒定和評價(jià)[1-8]。主成分分析法是在不損失或很少損失原有信息的前提下，將數(shù)目較多的指標(biāo)簡化為新的、個(gè)數(shù)較少的綜合指標(biāo)的分析方法[9]，已應(yīng)用于菜心品質(zhì)分析和種質(zhì)資源研究[10-13]。因此，以主成分分析和聚類分析法綜合評價(jià)菜心和芥藍(lán)的表型多樣性，對深入了解菜心和芥藍(lán)表型性狀的相關(guān)性及多樣性形成機(jī)理及挖掘和利用優(yōu)異蔬菜種質(zhì)資源具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】已有研究表明，菜心的主要植物學(xué)性狀包括生育期、株高、開展度、葉片數(shù)、葉柄和葉片的長度寬度、葉片重量、葉色顏色、節(jié)間長、主薹高、主薹直徑、單薹重和單株重及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和薹莖/薹葉值等[4-5，14-15]，其中表型相關(guān)性與遺傳相關(guān)性具有很好的一致性，葉片數(shù)、葉片質(zhì)量、葉柄質(zhì)量和菜薹粗等4個(gè)性狀是影響產(chǎn)量的關(guān)鍵性狀[4]，與雜交種產(chǎn)量關(guān)聯(lián)的性狀主要為株高、葉柄長、葉長、最大葉寬、莖粗、根重、葉柄重、葉重、莖薹重和葉片數(shù)[5]。早熟菜心種質(zhì)在夏秋季的大多數(shù)表型性狀均存在不同程度變異，夏季的表型性狀變異程度明顯大于秋季[16]，早熟紅菜薹品種(系)單株產(chǎn)量受孫薹數(shù)、主薹重和側(cè)薹重的直接正向影響，而孫薹重為負(fù)向影響[2]，紅菜薹側(cè)薹數(shù)、側(cè)薹重和孫薹數(shù)等3個(gè)性狀對單株產(chǎn)量的直接效應(yīng)為正作用[3]，決定白菜薹單株產(chǎn)量的性狀有單薹重、薹長、株幅、葉片數(shù)、薹粗、株高和薹數(shù)等[8]。菜心的株高、開展度、葉片數(shù)、葉重、主薹莖長、主薹粗度、主薹重和單株重等部分性狀間呈顯著相關(guān)，其絕大部分性狀信息可用主薹因子和葉片因子表示[12]。芥藍(lán)的主要植物學(xué)性狀包括熟性、株高、開展度、主薹高、主薹橫徑、主薹重、節(jié)間長短、第一側(cè)枝位置、葉柄顏色、花瓣顏色、花蕾顏色、外葉顏色、外葉形狀、葉緣、葉面、菇葉、主薹顏色和主薹重及薹葉形狀等[7，17-20]，部分性狀間存在極顯著的遺傳差異和豐富的多樣性[20]，齊口期、株高、莖粗、開展度、葉重、薹莖重和分枝數(shù)的變異很明顯，薹莖重與葉重呈顯著相關(guān)性，齊口期與葉片數(shù)無相關(guān)性[6-7]，生物量與成熟期呈顯著正相關(guān)?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】蔬菜種質(zhì)資源鑒定和評價(jià)是優(yōu)異蔬菜資源利用的前提，但目前未見針對菜心和芥藍(lán)種質(zhì)資源植物學(xué)性狀進(jìn)行綜合評價(jià)的研究報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】利用主成分分析和聚類分析法分析26份菜心和7份芥藍(lán)在大田生產(chǎn)條件下的表型多樣性變化情況，為其種質(zhì)資源的評價(jià)、篩選及新品種選育提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料包括26份菜心資源(其中，菜心資源17份，雜交組合9份，分別編號1～26)和7份芥藍(lán)資源(分別編號27～33)，均由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所提供，其名稱和來源見表1。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 33份蔬菜資源均于2017年12月在廣西綠耕農(nóng)業(yè)有限公司田間隨機(jī)直播，每份種植10 m2，不設(shè)重復(fù)，在灌溉、施肥和病蟲防治等方面均按照該公司的管理要求進(jìn)行，以保證生長條件與大田生產(chǎn)一致。采收期每份材料隨機(jī)取樣10株用于測定相關(guān)指標(biāo)。

1.2.2 性狀考查 16個(gè)表型性狀考查：采用米尺測量株高(地面至植株頂端高度)、開展度(俯視植株上下和左右兩個(gè)覆蓋面距離的乘積)和主薹莖長(地面至主薹頂端長度)；采用游標(biāo)卡尺測量主薹最粗部位的直徑；采用電子計(jì)重秤測定葉重、臺重和單株重。葉色和薹色賦值標(biāo)準(zhǔn)：目測，1代表淺綠，2代表綠色?？剐?耐澇性、耐熱性、抗霜霉病、抗炭疽病和抗蟲性)中的抗病性和抗蟲性賦值標(biāo)準(zhǔn)：大田觀察所測植株，0代表差，1代表中，2代表強(qiáng)?；ㄆ谛誀钣^測：將齊口期至主莖終花期的整個(gè)時(shí)間段分為5期，設(shè)每期為1個(gè)性狀，其中，第一朵花開放為初花期，0～25 %開花為1/4花期，25 %～50 %開花為1/2花期，50 %～75 %開花為3/4花期，75 %～100 %開花為末花期。葉片數(shù)為全株可見葉片的數(shù)量。

表1 供試菜心和芥藍(lán)資源的名稱和配組來源

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以SPSS 16.0進(jìn)行主成分分析，以默認(rèn)歐氏距離為聚類統(tǒng)計(jì)量，采用組間聯(lián)接進(jìn)行聚類分析并形成樹狀圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 菜心和芥藍(lán)資源表型性狀的變異情況

2.1.1 植物性狀的變異情況 由表2可知，菜心株高和主薹莖長的變異系數(shù)(均為9.13 %)均小于10.00 %，其余8個(gè)植株性狀和芥藍(lán)10個(gè)植株性狀的變異系數(shù)均大于10.00 %；菜心和芥藍(lán)開展度的變異系數(shù)(分別為42.85 %和76.93 %)在所有植株性狀中均最大；菜心株高、開展度、葉片數(shù)和主薹莖長性狀的變異小于芥藍(lán)，其余植株性狀的變異均大于芥藍(lán)?？梢姡诵暮徒嫠{(lán)都具有較大且來源不同的表型性狀變異。

2.1.2 花期性狀 菜心和芥藍(lán)的采收期是齊口花時(shí)期，相當(dāng)于初花期，而其4個(gè)花期的變異系數(shù)均小于10.00 %(表2)；菜心花期的變異系數(shù)均大于芥藍(lán)，但二者的變異系數(shù)均以初花期最大(分別為9.42 %和5.29 %)，說明初花期可能是菜心和芥藍(lán)花期性狀變異的主要來源。

2.1.3 抗性性狀 從表2可看出，菜心的抗蟲性和抗病性變異系數(shù)遠(yuǎn)大于其植株性狀和花期性狀，且極差均較??；芥藍(lán)的抗蟲性變異系數(shù)僅小于開展度的變異系數(shù)，抗病性變異系數(shù)大于其所有花期性狀和多數(shù)植株性狀的變異系數(shù)，且其抗蟲性和抗病性的極差均較小。說明不同菜心和芥藍(lán)資源的抗病蟲性變異很明顯，其中抗蟲性變異大于抗病性，菜心的抗病性和抗蟲性變異大于芥藍(lán)。

2.2 菜心和芥藍(lán)資源表型性狀的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果(表3)表明，菜心花期性狀的4個(gè)花期間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01，下同)，說明其花期的一致性和整齊度很高；株高與主薹莖長、主薹直徑與主薹重呈極顯著正相關(guān)，說明株高與主薹莖長、主薹直徑與主薹重的增加趨勢一致；單株重與主薹直徑、主薹重和葉重呈極顯著正相關(guān)，葉重與開展度和主薹重呈顯著正相關(guān)(P<0.05，下同)，與葉片數(shù)呈極顯著正相關(guān)，說明主薹重和葉重增加與開展度增加具有一致性；葉片數(shù)與單株重呈正相關(guān)，但相關(guān)不顯著(P>0.05，下同)，說明葉片數(shù)對單株重的影響不明顯；葉色與臺色呈極顯著正相關(guān)，說明菜心植株顏色的一致性和整齊度很高；菜心的抗蟲性與葉片數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與其他性狀相關(guān)不顯著，抗病性與抗蟲性呈極顯著正相關(guān)，其他性狀相關(guān)不顯著，說明菜心葉片數(shù)的增加對其抗蟲性和抗病性具有不良影響，而抗病性和抗蟲性與極大多數(shù)表型性狀無明顯關(guān)聯(lián)。

表2 菜心和芥藍(lán)資源16個(gè)表型性狀的變異情況

芥藍(lán)花期性狀的4個(gè)花期間呈極顯著正相關(guān)，說明芥藍(lán)花期的一致性和整齊度很高；株高與主薹莖長和葉重呈極顯著正相關(guān)，與葉色、薹色、抗病性和抗蟲性呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明株高與主薹莖長和葉重的增加趨勢一致，但對葉色、薹色、抗病性和抗蟲性會產(chǎn)生不良影響；開展度與主薹直徑和主薹重呈顯著正相關(guān)，主薹直徑與主薹重呈極顯著正相關(guān)，說明三者間的增加趨勢一致；葉片數(shù)與花期、開展度、主薹直徑、主薹重和單株重均呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明葉片數(shù)增加會對花期、開展度、主薹直徑、主薹重和單株重產(chǎn)生負(fù)面影響；葉重與株高和主薹莖長呈極顯著正相關(guān)，與開展度呈顯著負(fù)相關(guān)，說明葉重隨著株高和主薹莖長的增加而增加，但對開展度具有不良影響；單株重與花期、主薹直徑和主薹重呈極顯著正相關(guān)，與葉片數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明單株重隨著花期的發(fā)展及主薹直徑和主薹重的增加而增加，但對葉片數(shù)產(chǎn)生不良影響；葉色與臺色呈極顯著正相關(guān)，說明為芥藍(lán)植株顏色具有很高的一致性和整齊度；抗蟲性與抗病性呈極顯著正相關(guān)，與葉重呈顯著負(fù)相關(guān)，說明葉重增加對其抗蟲性和抗病性具有不良影響。綜上所述，菜心性狀間的相關(guān)性比芥藍(lán)簡單，二者的花期、株高、主薹莖長、主薹直徑、主薹重和單株重等的相關(guān)性變化趨勢一致，而開展度、葉片數(shù)、葉重、葉色、薹色、抗病性和抗蟲性等的相關(guān)性變化呈現(xiàn)較大差異。

2.3 主成分分析

由表4和表5可知，菜心的第一主成分特征值為5.382，對總遺傳方差的貢獻(xiàn)率最大，為33.64 %，對應(yīng)特征向量較大的性狀為花期、葉片數(shù)、葉重、單株重和薹重，而4個(gè)花期性狀間呈極顯著正相關(guān)，可稱為花期因子；第二主成分的貢獻(xiàn)率為21.345 %，對應(yīng)特征向量較大的性狀為主薹直徑、葉重、主薹重和單株重，反映的是主薹生長狀況，均與主薹性狀相關(guān)，可稱為主薹因子；第三主成分的貢獻(xiàn)率為15.811 %，對應(yīng)特征向量較大的性狀為葉色和薹色，反映的是植株顏色性狀，可稱為顏色因子；第四主成分的貢獻(xiàn)率為10.967 %，對應(yīng)特征向量較大的性狀為葉片數(shù)、主薹莖長和株高，反映的是與葉片生長相關(guān)的信息，可稱為葉片因子。前4個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)81.764 %，表明菜心16個(gè)表型性狀的絕大部分信息可由花期因子、主薹因子、顏色因子和葉片因子表示。

表3 菜心和芥藍(lán)資源16個(gè)表型性狀的相關(guān)性分析結(jié)果

從表4～5可看出，芥藍(lán)的第一主成分特征值為7.714，對總遺傳方差的貢獻(xiàn)率最大，為48.214 %，對應(yīng)特征向量較大的性狀為花期、主薹直徑、主薹重和單株重，而4個(gè)花期性狀間呈極顯著正相關(guān)，可稱為花期因子，與葉片數(shù)間的負(fù)向系數(shù)較大，說明進(jìn)入花期后主薹重和單株重增加會引起葉片數(shù)減少；第二主成分的貢獻(xiàn)率為34.941 %，對應(yīng)特征向量較大的性狀為開展度、主薹重、1/2花期和3/4花期，而株高、主薹莖長和葉重的負(fù)向系數(shù)較大，表明主薹重和開展度增加會引起株高和主薹莖長降低，反映的是主薹生長狀況，可稱為主薹因子；第三主成分的貢獻(xiàn)率為8.277 %，對應(yīng)特征向量較大的性狀為葉重和單株重，可稱為葉片因子。前3個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)91.382 %，表明芥藍(lán)16個(gè)表型性狀的絕大部分信息可由花期因子、主薹因子和葉片因子來表示。

綜上所述，生產(chǎn)上應(yīng)避免菜心提早抽薹開花，以免株高和主薹莖長降低，并通過促使主薹直徑、主薹重和葉重增加而提高菜心的單株重和產(chǎn)量；對芥藍(lán)則避免其推遲抽薹開花，并通過促使其株高、主薹莖長、主薹直徑和主薹重增加及減少葉片數(shù)量和葉重而提高單株重和產(chǎn)量。

2.4 表型多樣性的綜合評價(jià)結(jié)果

將初花期、1/4花期、1/2花期、3/4花期、株高、開展度、葉片數(shù)、主薹莖長、主薹直徑、主薹重、葉重、單株重、葉色、薹色、抗病性和抗蟲性標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)依次設(shè)為X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15和X16，根據(jù)入選的特征值和特征矩陣分別構(gòu)建26份菜心和7份芥藍(lán)資源的主成分線性回歸方程，再以每個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，分別構(gòu)建菜心和芥藍(lán)資源的綜合評價(jià)指數(shù)并進(jìn)行排序。

菜心4個(gè)主成分的線性回歸方程為：

F1=0.390X1+0.390X2+0.376X3+0.382X4-0.187X5+0.166X6+0.252X7-0.187X8+0.015X9+0.169X10+0.253X11+0.238X12+0.162X13+0.162X14+0.093X15-0.193X16

表4 菜心和芥藍(lán)資源的特征向量、特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率

表5 菜心和芥藍(lán)主成分的載荷矩陣

F2=-0.189X1-0.183X2-0.226X3-0.202X4+0.143X5+0.302X6+0.129X7+0.143X8+0.448X9+0.398X10+0.346X11+0.430X12-0.013X13-0.013X14+0.159X15-0.022X16

F3=0.052X1+0.057X2+0.049X3+0.050X4+0.391X5-0.160X6-0.104X7+0.391X8-0.063X9+0.121X10-0.075X11+0.040X12+0.515X13+0.515X14+0.003X15+0.303X16

F4=0.068X1+0.056X2+0.067X3+0.090X4+0.425X5-0.166X6+0.475X7+0.425X8-0.053X9-0.140X10+0.167X11-0.004X12-0.214X13-0.214X14-0.400X15-0.251X16

芥藍(lán)3個(gè)主成分的線性回歸方程為：

F1=0.348X1+0.339X2+0.344X3+0.344X4+0.075X5+0.199X6-0.345X7+0.075X8+0.346X9+0.326X10+0.060X11+0.324X12-0.061X13-0.061X14-0.061X15-0.107X16

F2=0.027X1+0.043X2+0.113X3+0.113X4-0.393X5+0.141X6-0.064X7-0.393X8+0.002X9+0.125X10-0.276X11-0.037X12+0.382X13+0.382X14+0.382X15+0.327X16

F3=0.146X1+0.151X2-0.029X3-0.029X4+0.063X5-0.452X6+0.042X7+0.063X8-0.157X9-0.034X10+0.633X11+0.261X12+0.283X13+0.283X14+0.283X15-0.072X16

表6 菜心各主成分值和綜合評價(jià)分值排名

表7 芥藍(lán)各主成分值和綜合評價(jià)分值排名

菜心和芥藍(lán)的綜合評價(jià)指數(shù)為：

F菜心綜=0.411F1+0.261F2+0.193F3+0.134F4

F芥藍(lán)綜=0.528F1+0.382F2+0.090F3

由表6可知，菜心4號和12號的花期、主薹和葉片性狀優(yōu)異，綜合評價(jià)分值較高，菜心20號和25號的花期性狀優(yōu)異，菜心20號的葉片性狀優(yōu)于主薹性狀，綜合評價(jià)分值較高，菜心4號、12號、25號和20號的綜合排名前4位；而其余22份菜心和芥藍(lán)資源的綜合評價(jià)分值較低，其中得分最低的菜心22號僅有葉片性狀為正值，花期、主薹和顏色分值均較低，說明其綜合性狀表現(xiàn)較差。由表7可知，芥藍(lán)6號和7號的花期和主薹性狀優(yōu)異，芥藍(lán)5號的花期性狀優(yōu)異，綜合評價(jià)分值較高；而其余4份芥藍(lán)的綜合評價(jià)分值較低，其中芥藍(lán)1號的花期、主薹和葉片性狀表現(xiàn)較差。

1～26為菜心資源編號(與表1對應(yīng))

2.5 聚類分析結(jié)果

分別將菜心和芥藍(lán)資源的16個(gè)表型性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，采用歐氏距離和組間聯(lián)接方法進(jìn)行聚類分析。從圖1可看出，多數(shù)菜心資源的遺傳距離較近，表明菜心的遺傳基礎(chǔ)狹窄；在歐式距離15.5處，26份菜心資源可分為三大類，第一類包括菜心2號、3號、5號、6號、8號、10號、11號、15號、16號、17號、18號、19號、21號、22號和23號等15個(gè)品種，具有花期較早、植株低矮、開展度較小、葉片數(shù)較少、葉重較小、主薹莖長和直徑較小、主臺重較小、單株重較小及抗病蟲性中等特點(diǎn)；第二類包括菜心1號、7號、9號、13號、14號、24號和26號等7個(gè)品種，具有花期較早、植株最高、開展度較大、葉片數(shù)較多、葉重較大、主薹莖長和直徑較大、臺重較大、單株重較大及抗病蟲性中等特點(diǎn)；第三類包括菜心4號、12號、25號和20號等4個(gè)品種，具有花期較晚、株高較低、開展度較大、葉片數(shù)較多、葉重較大、主薹莖長較小但直徑較大、臺重較大、單株重較大、抗病性中等和抗蟲性差等特點(diǎn)。

從圖2可看出，在歐式距離4.5處，7份芥藍(lán)資源可分為兩大類，第一類為芥藍(lán)1號(靈山芥藍(lán))，具有花期較早、植株低矮、開展度小、葉片數(shù)多、葉重小、主薹莖長小、直徑較小、臺重較小、單株重小及抗病蟲性和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，第二類為芥藍(lán)2～7號(商品種)，具有花期較晚、植株高大、開展度大、葉片數(shù)少、葉重大、主薹莖長大、直徑較大、臺重大、單株重大和抗病蟲性強(qiáng)等特點(diǎn)。

1～7為芥藍(lán)資源編號(分別與表1的27～33號對應(yīng))

3 討 論

菜心和芥藍(lán)的食用部位為菜薹和葉片，本研究發(fā)現(xiàn)其菜薹和葉片性狀變異較明顯，其中菜心的菜薹和葉片性狀變異主要源于葉重、主薹重、單株重、開展度、主薹直徑、薹色和葉色等質(zhì)量性狀和橫向性狀，而株高、主薹莖長和葉片數(shù)的變異較穩(wěn)定。相反，芥藍(lán)的菜薹和葉片性狀變異主要源于株高、主薹莖長和葉片數(shù)等縱向性狀和葉片數(shù)，說明菜心和芥藍(lán)具有不同的變異性狀來源并具有相應(yīng)的表型多樣性。

本研究結(jié)果表明，菜心4個(gè)花期間呈極顯著正相關(guān)，但與其他多個(gè)性狀間相關(guān)不顯著，意味著花期變異與其他性狀變異可能未同步發(fā)生，除開花初期外，其余3個(gè)花期對全生育期的影響可能不明顯。已有研究表明，菜心的葉片數(shù)、葉柄長和葉柄重、葉長、葉重、薹粗、薹長、株高及莖薹重等性狀具有相關(guān)性或關(guān)聯(lián)性[4-5，16]，其中，薹粗、葉重、葉片數(shù)和葉柄重是影響菜心產(chǎn)量的4個(gè)關(guān)鍵性狀，決定菜薹重的主要性狀是薹粗和葉重，其次是葉片數(shù)[4]。紅菜薹高產(chǎn)育種需考慮主薹重、側(cè)薹重、側(cè)薹數(shù)和孫薹數(shù)等性狀[2-3]，總?cè)~數(shù)、薹粗、薹長和葉寬可作為菜心早熟耐熱品種田間選育的重要表型依據(jù)，其中薹粗和薹重尤其重要[16]。本研究中，菜心的開展度與單株重、葉重與開展度、葉片數(shù)和主薹重間呈顯著或極顯著正相關(guān)，主薹直徑與主薹重和單株重、單株重與主薹重和葉重呈極顯著正相關(guān)，表明菜心主薹重、葉重和菜薹直徑對單株重的貢獻(xiàn)較大，與徐躍進(jìn)等[1]、曾國平和章崇玲[3]、佘旭東等[15]的研究結(jié)果一致。芥藍(lán)的4個(gè)花期間也呈極顯著正相關(guān)，但與菜心不同的是，其4個(gè)花期與開展度、主薹直徑、主薹重和單株重間呈顯著或極顯著正相關(guān)，花期對芥藍(lán)產(chǎn)量等性狀形成具有促進(jìn)作用；花期與葉片數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，葉片數(shù)與主薹直徑、主薹重和單株重等呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明芥藍(lán)的葉片數(shù)增加不利于其產(chǎn)量等性狀形成。可見，芥藍(lán)花期性狀與其他性狀的相關(guān)性比菜心花期性狀與其他性狀的相關(guān)性更緊密、更復(fù)雜，而芥藍(lán)的采收期處于開花初期，因此，在抽薹開花初期前加強(qiáng)田間管理，可能更容易獲得優(yōu)質(zhì)菜薹。本研究中，菜心的抗蟲性與葉片數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，抗病性除與抗蟲性極顯著相關(guān)外，與其他性狀相關(guān)不顯著，而芥藍(lán)的抗蟲性與葉重呈顯著正相關(guān)，抗病性、抗蟲性、葉色和薹色間呈極顯著正相關(guān)，與株高和主薹莖長間呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明抗病性可能對芥藍(lán)更重要，而抗蟲性對菜心更重要。

本研究中，不論菜心或芥藍(lán)，其16個(gè)表型性狀間均具有較大的相關(guān)系數(shù)，因此，適宜用主成分分析法來揭示其變量間的關(guān)系。其中，將菜心的16個(gè)表型性狀用花期因子、主薹因子、顏色因子和葉片因子來表示，將芥藍(lán)的16個(gè)表型性狀用花期因子、主薹因子和葉片因子來表示，可簡化表達(dá)表型性狀及其相互關(guān)系，并能簡單直觀地評價(jià)其原始性狀，并最終歸納出菜心花期不宜提前、芥藍(lán)花期不宜推遲、菜心的葉片以較大為好、芥藍(lán)的葉片越小越好，二者都需要減少葉片數(shù)量和重量以增粗增重主薹的結(jié)果。本研究中的葉色和薹色是菜心的主成分因子，不是芥藍(lán)的主成分因子，表明菜心和芥藍(lán)具有顏色差異，因此，葉色和薹色可作為評價(jià)菜心表型性狀的指標(biāo)。菜心的表型性狀變異系數(shù)較大但多數(shù)性狀間的相關(guān)性較弱，主成分因子對其表型性狀均有不同程度的貢獻(xiàn)率，而芥藍(lán)的表型性狀變異系數(shù)較小，但多數(shù)性狀間呈顯著或極顯著相關(guān)，只有6個(gè)主成分因子對其表型性狀有貢獻(xiàn)率，表明菜心和芥藍(lán)同為十字花科蔬菜的親緣關(guān)系較近，但其16個(gè)表型性狀的變異及相關(guān)性變化，能塑造出豐富的表型多樣性變異，為種質(zhì)資源挖掘和利用提供大量的可用信息。

已有研究表明，菜心和芥藍(lán)品種在熟性、植株形態(tài)、產(chǎn)量和品質(zhì)等方面存在明顯差異[14，19，21-22]。本研究中的26份菜心資源有品種、自交系和雜種后代之分，通過聚類分析可將其聚為三大類，其中，15份資源的表型性狀較差，聚為第一類；7份資源的花期較早，株高、主薹莖長、直徑和主薹重較大，開展度居中，聚為第二類；4份資源具有花期晚、株高較低、開展度較大、葉片數(shù)較多、主薹莖長較小、抗病性中、抗蟲性差及直徑、臺重、葉重和單株重較大等特點(diǎn)，聚為第三類，第二和三類均為主薹發(fā)育較好的一類，但由于菜心種質(zhì)資源的多樣性較狹窄，因此仍需通過多種途徑拓寬和提高其表型多樣性水平。在綜合評價(jià)中，菜心4號和12號的花期、主薹和葉片性狀表現(xiàn)優(yōu)異，菜心20號和25號的花期性狀表現(xiàn)優(yōu)異，菜心20號的葉片性狀優(yōu)于主薹，表明菜心的聚類分析結(jié)果與主成分分析結(jié)果一致性較好。盧宇鵬等[10]研究顯示，不同菜心品種營養(yǎng)品質(zhì)的聚類分析與主成分分析結(jié)果基本一致，本研究結(jié)果也表明，主成分分析法可廣泛應(yīng)用于菜心種質(zhì)資源表型多樣性研究。本研究中的7份芥藍(lán)資源可聚為兩大類，第一類為芥藍(lán)1號(靈山芥藍(lán))，第二類為芥藍(lán)2～7號(商品種)。綜合評價(jià)結(jié)果表明，芥藍(lán)1號的葉片和主薹性狀表現(xiàn)均較第二類為芥藍(lán)2～7號差，商品性狀也較差，而芥藍(lán)2～7號的商品性較好，其聚類分析結(jié)果與主成分分析的綜合評價(jià)結(jié)果一致，因此，主成分分析法也可廣泛應(yīng)用于芥藍(lán)種質(zhì)資源表型多樣性研究。

4 結(jié) 論

菜心和芥藍(lán)表型多樣性的主成分分析結(jié)果與聚類分析結(jié)果一致性較佳，其中主成分分析可簡化表達(dá)表型性狀及其相互關(guān)系，用以評價(jià)原始性狀更簡單直觀，用于種質(zhì)資源評價(jià)可提高準(zhǔn)確度。