21個(gè)粟米品種經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)性及聚類分析

石麗敏， 呂學(xué)高， 朱正梅， 宋費(fèi)玲， 許巧賢， 陳一波， 盧華兵

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米與特色旱糧研究所，浙江 東陽(yáng) 322100)

粟米 (Setariaitalica)，北方俗稱谷子，原產(chǎn)于我國(guó)，是最古老的谷類作物之一，去殼后就是小米，是廣大人民群眾喜愛的雜糧。近些年，隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，小米以其獨(dú)特的風(fēng)味和豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值受到越來(lái)越多的消費(fèi)者喜愛。因此，近年來(lái)對(duì)谷子的研究報(bào)道較多[1-4]，但是研究主體基本上都是北方谷子主產(chǎn)地區(qū)的谷子品種，對(duì)于南方品種研究報(bào)道的不多[5]。浙江省雖不是我國(guó)粟米主要種植區(qū)，但也素有種植粟米的傳統(tǒng)，且因地形地貌多變、氣候資源多樣，有許多豐富的地方種質(zhì)資源。本研究選取了21個(gè)粟米品種，包含了18個(gè)北方品種和3個(gè)集中種植在浙江同一區(qū)域的品種，利用SPSS軟件對(duì)其進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)性分析和聚類分析，以期能為粟米資源的進(jìn)一步利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

參試粟米品種共計(jì)21個(gè)，品種信息見表1。

表1 供試的21個(gè)粟米品種信息

1.2 處理設(shè)計(jì)

21份粟米材料于2020年種植于浙江省玉米與特色旱糧研究所李宅試驗(yàn)基地，前茬為鮮食玉米，土壤肥力中等。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)2次，每個(gè)小區(qū)長(zhǎng)13.5 m，寬5.2 m，開溝起4壟，每壟種植2行，行距65 cm,株距7 cm。7月24日播種，撒播，8月10日人工間苗定苗。施肥、治蟲等田間管理基本一致，后期根據(jù)各個(gè)品種成熟度，分批收獲。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目及方法

調(diào)查生育期和有關(guān)經(jīng)濟(jì)性狀。成熟期從每個(gè)小區(qū)中隨機(jī)選取10株進(jìn)行性狀調(diào)查和數(shù)據(jù)采集。

生育期：從出苗的當(dāng)日算起，到成熟期之日止的天數(shù)。

株高：地上部分到穗頂部的高度，取平均值。

穗長(zhǎng)：從穗基部最后穗碼到頂端(包括無(wú)效碼)的長(zhǎng)度，取平均值。

穗粗：穗中部的周長(zhǎng)，取平均值。

單穗重：?jiǎn)蝹€(gè)谷穗晾干后稱重，取平均值。

穗粒重：將以上所收谷穗分別脫粒并稱重，取平均值。

千粒重：從以上所收谷粒中隨機(jī)挑選3組1 000粒并稱重，取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS(19.0)軟件對(duì)以上21個(gè)谷子品種的經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行相關(guān)性分析和聚類分析，主要運(yùn)用了SPSS軟件中的系統(tǒng)聚類模塊進(jìn)行聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 經(jīng)濟(jì)性狀變異系數(shù)分析

參試各品種均無(wú)分蘗。對(duì)21個(gè)粟米品種的各性狀測(cè)量值(表2)進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)(表3)。由表3可以看出，各性狀的變異系數(shù)均較大，尤其是單株穗重和單穗粒重，變異系數(shù)分別高達(dá)39.54%和42.27%，生育期和千粒重的變異系數(shù)相對(duì)較小，但是也分別為10.32%和10.58%。

表2 21個(gè)粟米品種經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)

表3 21個(gè)粟米品種經(jīng)濟(jì)性狀的統(tǒng)計(jì)量

2.2 經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)性分析

由表4可知，千粒重與生育期、穗粗呈不顯著正相關(guān)，與其余性狀呈不顯著負(fù)相關(guān)。單穗粒重、單株穗重都與除千粒重外的其他5個(gè)性狀均呈極顯著正相關(guān)，其中單穗粒重與生育期和單株穗重的相關(guān)系數(shù)分別高達(dá)0.834和0.983，單株穗重與生育期的相關(guān)系數(shù)為0.829。株高與穗粗呈不顯著正相關(guān)，與除千粒重外的其他4個(gè)性狀均呈極顯著正相關(guān)，其中與穗長(zhǎng)的相關(guān)系數(shù)最高，為0.791。穗粗與其他各性狀均呈正相關(guān)，其中與生育期、單株穗重、單穗粒重呈顯著正相關(guān)，與生育期相關(guān)系數(shù)最高，為0.591。

表4 21個(gè)粟米品種經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)系數(shù)

2.3 聚類分析

根據(jù)經(jīng)濟(jì)性狀數(shù)據(jù)，對(duì)21個(gè)粟米品種進(jìn)行聚類分析。圖1是采用平均連接法繪制的聚類圖，可以看出，在遺傳距離25附近，將21個(gè)粟米品種分成兩大類，第一大類包括18個(gè)品種，這些品種全部是北方類型的品種，在浙江地區(qū)種植多數(shù)表現(xiàn)為生育期較短、植株較矮、穗長(zhǎng)較短，單株穗重和單穗粒重均較輕。第一大類在遺傳距離5附近又分了2個(gè)亞類，第一個(gè)亞類包括16個(gè)品種，第二個(gè)亞類只有2個(gè)品種，第二亞類的株高明顯高于第一亞類。第二大類包括3個(gè)品種，全部為浙江地區(qū)品種，表現(xiàn)為生育期較長(zhǎng)、植株較高、穗長(zhǎng)較長(zhǎng)，單株穗重和單穗粒重均較重。

圖1 21個(gè)粟米品種基于中心連接法的聚類結(jié)果

3 小結(jié)與討論

21個(gè)粟米品種的經(jīng)濟(jì)性狀變異系數(shù)均較高，說(shuō)明各品種間差異較大，品種類型比較豐富。因栽培中影響產(chǎn)量的因素比較復(fù)雜，為了客觀地反映各品種的特性，本研究?jī)H對(duì)記載的各性狀與單株產(chǎn)量即穗粒重進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，除千粒重外，生育期、株高、穗長(zhǎng)、穗粗、單株穗重均與單穗粒重呈極顯著正相關(guān)，單株穗重與之相關(guān)系數(shù)最高，與任月梅等[6-7]研究結(jié)果一致。

同一粟米品種在不同的生態(tài)區(qū)域種植，受環(huán)境的影響，其生育特性、產(chǎn)量特性、品質(zhì)特性及抗逆性等方面都會(huì)有很大的改變[8],本研究中各粟米品種的性狀僅代表該品種在浙江地區(qū)種植的表現(xiàn)。根據(jù)聚類結(jié)果,21個(gè)粟米品種共分成了兩大類，一類全部為北方品種，另一類則為浙江省品種，且遺傳距離較遠(yuǎn)，聚類結(jié)果和品種的生態(tài)類型具有較高的一致性，也說(shuō)明浙江省地方粟米品種與北方粟米主產(chǎn)區(qū)的粟米品種在經(jīng)濟(jì)性狀上確實(shí)存在較大的遺傳差異。粟米屬于光溫敏感型作物，大多數(shù)品種適應(yīng)性窄、地域性強(qiáng)，浙江省雖不是我國(guó)粟米初生起源中心, 但因其地形地貌多變、氣候資源多樣, 在長(zhǎng)期的自然條件和人為選擇下, 逐漸形成了特異的粟米地理生態(tài)類型[5]。聚類分析的結(jié)果，可以為粟米種質(zhì)資源的區(qū)域融合、基因聚合以及育種提供詳細(xì)的參考。