云南八倍體割手密84-268血緣F2群體表型多樣性分析

俞華先，安汝東，董立華，桃聯(lián)安，劉家勇，田春艷，經(jīng)艷芬，郎榮斌，邊 芯，周清明，孫有芳，張 鈺

云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗育種站，云南瑞麗 678600

割手密（Saccharum spontaneumL.）即甘蔗細(xì)莖野生種，又名甜根子草、小巴茅，是禾本科（Gramineae）蜀黍族（Andropogoneae）甘蔗屬（Saccharum）及其近緣屬植物中一個最有研究價值和育種價值的野生種[1]?，F(xiàn)代甘蔗品種幾乎都含有割手密的血緣，其血緣占現(xiàn)代甘蔗品種血緣的 10%~20%[2-3]。割手密在甘蔗屬的野生種中分布最廣，基因型變異較豐富，具有抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、強(qiáng)宿根性、較高糖分等特性，最早被用于高貴化育種，是拓寬甘蔗遺傳基礎(chǔ)最有利用價值的野生種質(zhì)資源[4]。中國既是割手密的原產(chǎn)地之一，也是割手密重要的多樣性分布中心之一[5]。我國割手密主要分布在北緯 18°15′~33°20′、東經(jīng)97°~122°，海拔 1~2460 m[6]，據(jù)陳輝等[7]和范源紅等[8]的研究結(jié)果，云南省可能是割手密資源的重要起源中心。割手密是染色體數(shù)極其復(fù)雜的多倍體植物，染色體數(shù)（2n）介于40~128之間，染色體以 8為基數(shù)，其中 2n=64、80、96、112和128等 5種染色體類型最多[9]。蔡青等[10]以國家甘蔗種質(zhì)資源圃保育的247份割手密開展染色體類型研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)整倍體割手密主要有5種，依次是八倍體（2n=64）、九倍體（2n=72）、十倍體（2n=80）、十二倍體（2n=96）、十三倍體（2n=104），其中材料數(shù)以2n=80（十倍體）最多，其次為2n=64（八倍體）。陳如凱[11]研究認(rèn)為與“甘蔗屬復(fù)合體”的野生種相比，割手密與甘蔗栽培原種或品種雜交，染色體的親和力和重組率高，后代具有較好的抗逆性、適應(yīng)性、分蘗力、長勢等特性。

回顧世界各個國家的甘蔗育種史，可發(fā)現(xiàn)整倍體割手密對世界甘蔗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著重要作用，如利用十四倍體的爪哇割手密（2n=112）、八倍體的印度割手密（2n=64）所育成的POJ2878、Co281、Co290和Co213等重要親本，極大程度地改良了甘蔗品種的產(chǎn)量、糖分及抗性[12-13]。20世紀(jì)中期，中國海南甘蔗育種場基于崖城割手密（2n=64，八倍體）創(chuàng)制了一系列崖城親本，并基于這些親本選育出 32個品種，大大推動了中國甘蔗產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展[14]。鑒于整倍體割手密資源對于甘蔗品種改良的重要性，前人對中國保育的整倍體割手密資源開展了大量研究。劉新龍等[9]2012年對171份中國十倍體割手密資源表型性狀的表型相關(guān)性及遺傳多樣性進(jìn)行評價，研究結(jié)果為十倍體割手密資源的利用提供了重要的參考依據(jù)；李旭娟等[15]2014年對中國保育的50份十倍體割手密抗逆功能標(biāo)記的遺傳多樣性進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)十倍體割手密在抗旱功能標(biāo)記方面表現(xiàn)出更為豐富的遺傳變異；劉新龍等[16]2014年對國家甘蔗種質(zhì)資源圃保育的 30份云南八倍體割手密資源進(jìn)行產(chǎn)量和品質(zhì)性狀相關(guān)性和聚類分析，研究結(jié)果表明云南八倍體割手密資源產(chǎn)量性狀的遺傳變異較品質(zhì)性狀豐富；李旭娟等[17]2015年對國家甘蔗種質(zhì)資源圃保育的 30份云南八倍體割手密資源的抗逆功能標(biāo)記遺傳多樣性進(jìn)行了探討，研究發(fā)現(xiàn)八倍體割手密中還有很多抗逆血緣未滲透到現(xiàn)代甘蔗品種中；劉新龍等[5]2017年對62份不同倍性的割手密的遺傳多樣性及抗病分蘗基因多態(tài)性展開研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)八倍體和十倍體割手密在形態(tài)、品質(zhì)性狀和基因組水平上擁有更為豐富的遺傳變異，并且具有較大的潛力可挖掘；近年來，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所利用內(nèi)陸型的云南蠻耗割手密（2n=80），創(chuàng)制了一系列云瑞親本[18-19]。另外我國的甘蔗種質(zhì)資源圃也保育了大量的整倍型割手密，由于對它們所具備的優(yōu)異特性、遺傳背景和評價利用研究較少，致使其優(yōu)異的性狀或優(yōu)異基因開發(fā)利用率不高。八倍體割手密是我國倍數(shù)較低的整倍體割手密，其雜交一、二代（F1、F2）的創(chuàng)新種質(zhì)，是甘蔗有性雜交育種中云南八倍體割手密優(yōu)良基因世代升級的遺傳載體，亦是云南八倍體割手密在利用過程中克服細(xì)莖、低糖和早花等不利野生性狀，保留其廣適應(yīng)性、強(qiáng)宿根性和抗逆性的重要途徑，對其F2創(chuàng)新種質(zhì)開展表型性狀的多樣性研究是甘蔗優(yōu)良品種選育的基礎(chǔ)。云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗甘蔗育種站（國家內(nèi)陸甘蔗雜交育種站）課題組一直致力于利用云南割手密創(chuàng)新種質(zhì)、培育創(chuàng)新親本、改良甘蔗品種抗逆性的研究[20-27]，在2018/2019雜交季節(jié)創(chuàng)制了云南八倍體割手密84-268的F2群體材料，目前針對該群體資源的遺傳多樣性的評價研究還是空白，極大限制了該類資源在甘蔗品種改良中的利用，鑒于此，本研究針對該群體的100份種質(zhì)材料的倍性性狀進(jìn)行評價、鑒定、篩選和分類，為下一步對該群體的創(chuàng)新利用及優(yōu)異基因挖掘提供重要指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為云瑞新創(chuàng)制優(yōu)良親本云瑞06-1598（白樓蔗×51NG90）與云南八倍體割手密血緣F1優(yōu)良種質(zhì)云瑞14-258（云瑞09-163×云南84-268）雜交所創(chuàng)制的云南割手密F2群體材料，共計208個雜交單株，通過SSR標(biāo)記鑒定真假雜種和剔除病死單株，最終獲得1個包含100個雜交后代材料的云南八倍體割手密F2群體，由于該新群體組合號為 226號，對其重新編號為云割F218-226-1至云割F218-226-100。

1.2 試驗設(shè)計

試驗布置在東經(jīng) 97°51′44″、北緯 24°1′33″，海拔778.6 m的云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗育種站內(nèi)，該試驗地光溫資源豐富，年均溫20℃，年降雨量1394 mm，屬于南亞熱帶季風(fēng)性濕潤蔗區(qū)。試驗地前作為甘蔗，土壤為沙壤土，肥力均勻。于2018年3月上旬完成試驗材料實(shí)生苗播種，4月中旬假植，5月下旬完成大田定植。試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，設(shè)3個重復(fù)。小區(qū)面積7.2 m2，小區(qū)行長6 m，行距1.2 m，田間管理與大田生產(chǎn)一致。

1.3 測定項目與方法

分別于2018年11月中旬和2019年11月下旬，大田收集每行成活叢數(shù)、莖徑、有效莖數(shù)（大于1 m的蔗莖）、錘度、株高和莖徑等農(nóng)藝性狀的新植和宿根數(shù)據(jù)，其中株高、莖徑和錘度每叢隨機(jī)選取3株進(jìn)行調(diào)查，選用2018、2019年1月中旬的新植、宿根錘度，參照經(jīng)艷芬等[28]的方法利用以下公式計算單莖重、單產(chǎn)和11月理論糖產(chǎn)量，參試農(nóng)藝性狀的指標(biāo)取新植、宿根平均值。

單莖重（kg）=（株高-50）×莖徑2×0.785/1000

單產(chǎn)（t/hm2）=莖徑2×（株高-50）×0.785×叢有效莖數(shù)×10-6

糖產(chǎn)量（t/hm2）=單產(chǎn)×11月份理論蔗糖分/100

式中，株高、莖徑單位為cm，叢有效莖數(shù)為每公頃有效莖數(shù)（條/hm2），理論蔗糖分單位為%。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019軟件整理各農(nóng)藝性狀指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)，采用 SPSS22軟件計算各農(nóng)藝性狀的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)并制作頻數(shù)分布圖，利用DPS 13.5數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行逐步回歸分析、主成分分析和判別分析，利用 RStudio的軟件包進(jìn)行相關(guān)分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 7個主要農(nóng)藝性狀的種質(zhì)頻數(shù)分布

云南八倍體割手密84-268血緣F2創(chuàng)新種質(zhì)材料主要農(nóng)藝性狀的頻數(shù)分布見圖1~圖4。從圖1~圖4可知，該群體的7個主要農(nóng)藝性狀頻數(shù)分布呈現(xiàn)較好的正態(tài)分布。不同性狀的頻數(shù)分布峰值與Y軸的距離有差異，數(shù)據(jù)分布范圍較廣，表明這100份云南八倍體割手密84-268血緣F2創(chuàng)新種質(zhì)材料確實(shí)存在廣泛的遺傳多樣性。

圖1 株高和莖徑頻率分布直方圖Fig.1 Histogram of frequency distribution of plant height and stalk diameter

圖4 糖產(chǎn)量頻率分布直方圖Fig.4 Histogram of frequency distribution of sugar yield

圖2 錘度和單莖重頻率分布直方圖Fig.2 Histogram of frequency distribution of brix and single stalk weight

圖3 有效莖數(shù)和蔗莖產(chǎn)量頻率分布直方圖Fig.3 Histogram of frequency distribution of effective stem number and cane yield

2.2 主要農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性分析

由表1可見，云南八倍體割手密84-268血緣F2創(chuàng)新種質(zhì)材料7個農(nóng)藝性狀間的變異系數(shù)分布幅度比較大，范圍為9.91%~50.76%，其中變異系數(shù)最大的是糖產(chǎn)量達(dá)到 50.76%，變幅為 2.94~32.45 t/hm2，其次是蔗莖產(chǎn)量的變異系數(shù)最大，達(dá)到50.03%，變幅為19.08~181.98 t/hm2，由此說明，這 100份云南八倍體割手密 84-268血緣 F2創(chuàng)新種質(zhì)材料的糖產(chǎn)量和蔗莖產(chǎn)量遺傳變異最為豐富。因此，在云南割手密創(chuàng)新種質(zhì)材料的選擇利用上要重點(diǎn)考慮糖分和產(chǎn)量；有效莖數(shù)、單莖重、莖徑、株高和錘度的變異系數(shù)依次為37.25%、32.13%、13.75%、10.75%和9.91%，其變幅依次為 27 274.09~272 740.91條/hm2、0.21~1.09 kg、1.29~2.43 cm、134~255 cm和12.60~20.80%。孫銘等[29]研究認(rèn)為變異系數(shù)大于 10%表示樣本間差異較大，本研究中7個主要農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)除錘度的變異系數(shù)為 9.91%外，其余性狀變異系數(shù)均大于10%，說明該群體材料性狀分離明顯、變異豐富，存在可利用的特異性種質(zhì)材料。

表1 云南八倍體割手密84-268血緣F2群體的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)Tab.1 Performance of agronomic traits of Saccharum spontaneum L.F2 population in Yunnan

2.3 7個農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

由圖5的相關(guān)性分析可見，株高、莖徑與單莖重呈極顯著正相關(guān)，蔗莖產(chǎn)量、蔗糖產(chǎn)量與株高、莖徑、單莖重和有效莖數(shù)呈極顯著正相關(guān)，蔗莖產(chǎn)量與錘度呈負(fù)相關(guān)，蔗莖產(chǎn)量與糖產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。由此可知，各農(nóng)藝性狀指標(biāo)之間存在顯著相關(guān)性，7項指標(biāo)間是相互影響、相互制約的，若直接利用這些指標(biāo)進(jìn)行群體創(chuàng)新材料的評價會產(chǎn)生信息重疊，為了科學(xué)客觀地利用云南八倍體割手密 84-268血緣 F2群體創(chuàng)新材料農(nóng)藝性狀指標(biāo)，有必要對其降維處理。

圖5 群體參試材料農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析Fig.5 Correlation analysis of agronomic traits in the tested materials

2.4 蔗莖產(chǎn)量和糖產(chǎn)量的逐步回歸分析

分別以蔗莖產(chǎn)量（y1）和糖產(chǎn)量（y2）為因變量，以株高（x1）、莖徑（x2）、錘度（x3）、單莖重（x4）、有效莖數(shù)（x5）為自變量進(jìn)行多元逐步線性回歸分析，分別得到回歸方程：

y1=-278.4781+0.4721x1+132.7984x2-98.0620x4+0.0005x5

y2=-52.6577+0.0692x1+19.3600x2+0.6289x3-11.6935x4+0.0001x5

方程的決定系數(shù)依次分別為R1=0.9282和R2=0.9160。從回歸方程可以看出，蔗莖產(chǎn)量主要由株高、莖徑、單莖重和有效莖數(shù)4個因素決定，糖產(chǎn)量有株高、莖徑、錘度、單莖重和有效莖數(shù)5個因素決定。

2.5 主成分分析

對該群體的7個主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析（表2），根據(jù)主成分分析的原理，結(jié)合特征值≥1的原則或主成分累積方差貢獻(xiàn)率應(yīng)≥85%的標(biāo)準(zhǔn)[30-31]，取前3個特征值作為100份云南八倍體割手密 84-268血緣 F2群體材料的主成分。從表2可以看出，選取的前3個主成分的累計貢獻(xiàn)率為86.985%，特征向量總和為6.089，概括了該群體的絕大部分信息。主成分 1的特征值為3.333，貢獻(xiàn)率為47.615%，此主成分特征向量中，糖產(chǎn)量和蔗莖產(chǎn)量的特征向量最大依次分別為0.519和 0.511，其次是單莖重（0.410）和莖徑（0.368），因此把主成分 1稱為糖分產(chǎn)量因子。主成分2的特征值為1.718，貢獻(xiàn)率為24.545%，此主成分特征向量中，有效莖數(shù)向量值最大為0.587，其次是糖產(chǎn)量和錘度分別為 0.244和0.232，因此把主成分2稱為莖數(shù)因子。主成分3的特征值為1.038，貢獻(xiàn)率為14.824%，此主成分特征向量中，錘度的向量值最大為0.831，其次是株高（0.476）和單莖重（0.096），因此把主成分3稱為錘度株型因子。參照陸鑫等[32]、田江等[33]和俞華先等[34]的方法計算主成分得分系數(shù)矩陣（表3）。根據(jù)主成分計算公式，得到3個主成分與7項農(nóng)藝性狀的線性方程組合：

表2 群體參試材料的特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率Tab.2 Eigenvalues, contribution rates and cumulative contribution rates of the tested materials

表3 主成分及其得分系數(shù)矩陣Tab.3 Matrix of principal components and their scoring coefficients

W1=0.077X1+0.111X2+0.000X3+0.123X4+0.094X5+0.156X6+0.153X7

W2=-0.053X1-0.293X2+0.315X3-0.287X4+0.342X5+0.113X6+0.142X7

W3=0.458X1-0.081X2+0.801X3+0.092X4-0.199X5-0.146X6+0.024X7

式中，W表示主成分得分，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7分別表示經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的株高、莖徑、有效莖數(shù)、單莖重、錘度、蔗莖產(chǎn)量、糖產(chǎn)量數(shù)值。將7個農(nóng)藝性狀數(shù)值代入以上公式即可得到主成分得分（表4）。

參照張軍科等[35]的方法，利用數(shù)學(xué)模型：S=b1y1+b2y2+…+bnyn（S表示綜合得分值；bn為第n個主成分對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率；yn為第n個主成分的得分），求 100份創(chuàng)新材料農(nóng)藝性狀綜合得分，并把農(nóng)藝性狀綜合得分值依次降序排列（表4），由表4可知，100份云南八倍體割手密84-268血緣F2群體材料7個農(nóng)藝性狀綜合評價得分依次為：云割 F218-226-7＞云割 F218-226-14＞云割F218-226-89＞ 云 割 F218-226-48＞......＞ 云 割F218-226-58。

表4 主成分得分及其綜合得分Tab.4 Scores of principal components and their comprehensive scores

續(xù)表4 主成分得分及其綜合得分Tab.4 Scores of principal components and their comprehensive scores (continued)

續(xù)表4 主成分得分及其綜合得分Tab.4 Scores of principal components and their comprehensive scores (continued)

2.6 聚類分析

根據(jù)主成分的分析結(jié)果，利用R語言軟件，對100份云南八倍體割手密84-268血緣F2群體材料7個農(nóng)藝性狀的綜合評價得分值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換，以歐氏距離、可變類平均法對種質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。由圖6和表5可知，在歐氏距離6.00處，可將100份種質(zhì)資源分為3個大類群，第Ⅰ類包括云割F218-226-7、云割F218-226-14、云割F218-226-4和云割F218-226-17等33份創(chuàng)新材料，占總材料的33.00%，該類材料植株高大、中莖，平均錘度最高，有效莖數(shù)最多，蔗莖產(chǎn)量和糖產(chǎn)量最高，可以考慮重點(diǎn)加強(qiáng)利用；第Ⅱ類包括云割 F218-226-76、云割 F218-226-47、云割F218-226-80、云割F218-226-75和云割F218-226-63等29份材料，占總材料的29.00%，7個農(nóng)藝性狀變異系數(shù)均大于 8.10%，該類材料中大莖、蔗莖產(chǎn)量和糖產(chǎn)量的變異系數(shù)最大，田間表現(xiàn)為高產(chǎn)高糖，要選擇性利用。第Ⅲ類包括云割F218-226-33、云割 F218-226-25、和云割F218-226-24等38份材料，占總材料的38.00%，其變異系數(shù)錘度為10.34%，其余性狀的變異系數(shù)均大于11.00%，其余農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)變幅在11.24~35.67%，這些材料表現(xiàn)為植株高大、中莖，蔗莖產(chǎn)量和糖分不很理想，可以考慮選擇性利用或者淘汰。

表5 3個聚類群及其性狀特征Tab.5 Three Cluster groups and their characteristics

圖6 基于7個農(nóng)藝性狀綜合評價得分值的聚類圖Fig.6 Dendrogram of Cluster diagram based on the score values of the comprehensive evaluation of 7 agronomic traits

為了判斷聚類結(jié)果是否可靠，采用多類逐步判別法對其進(jìn)行判別（表6）。結(jié)果表明，第Ⅰ類群判對概率為 78.79%，第Ⅱ類群判對概率為89.66%，第Ⅲ類判對概率為97.37%，根據(jù)判別分析原理可知，判別概率越高，證明種質(zhì)被正確分類的機(jī)率越大。從表6可以看出，每個種質(zhì)被正確分類的概率較高，平均判對概率為88.61%。

表6 判別分析矩陣Tab.6 Lists of discriminant analysis matrices

3 討論

遺傳多樣性是生物多樣性的重要內(nèi)容之一,也是生物所攜帶遺傳信息的總和，研究生物遺傳多樣性具有重要的理論和實(shí)際意義[36]。盡管現(xiàn)代分子生物學(xué)手段為種質(zhì)資源的研究提供了穩(wěn)定有效的方法，但對于表型性狀的調(diào)查和分析仍不可缺少，尤其對于云南野生割手密的鑒定和創(chuàng)新利用，表型農(nóng)藝性狀的評價尤為重要。割手密倍性遺傳多樣性的分析是割手密種質(zhì)資源保育和育種方案設(shè)計的前提，甘蔗種質(zhì)資源的遺傳多樣性是其育種工作的基礎(chǔ)[37]，充分挖掘云南八倍體割手密農(nóng)藝性狀的遺傳變異和遺傳背景，可以為甘蔗育種工作提供理論基礎(chǔ)。遺傳變異系數(shù)是種質(zhì)間遺傳變異性狀差異的一種標(biāo)志[38]，也是遺傳變異潛力大小的標(biāo)志，表示群體中直接選擇的范圍。劉建樂等[39]認(rèn)為變異系數(shù)大的性狀，從該群體中選出具有該性狀的優(yōu)良個體的幾率大，反之則小。本研究發(fā)現(xiàn)100份云南八倍體割手密84-268血緣F2群體材料具有豐富的遺傳變異性，7個農(nóng)藝性狀除錘度的變異系數(shù)為9.91外，其余性狀的變異系數(shù)均大于10%，其中糖產(chǎn)量的變異系數(shù)最大為50.76%，其次是蔗莖產(chǎn)量變異系數(shù)為50.03%，錘度的變異系數(shù)最小為9.91%。齊永文等[40]對64份廣東割手密資源農(nóng)藝性狀遺傳多樣性評價中，其株高、莖徑、錘度的變異系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于本研究結(jié)果，這可能是其實(shí)驗材料來源地都是廣東地區(qū)，遺傳距離接近所致；張革民等[41-42]在 2006年對94份割手密主要數(shù)量性狀的主成分及聚類分析及2007年對 21份廣西高糖割手密無性系遺傳多樣性的表型和PAPD進(jìn)行的分析中，株高、莖徑、錘度和蔗莖產(chǎn)量等表型性狀的變異系數(shù)與本研究結(jié)果近似。另外，本研究中單莖重的變異系數(shù)為32.13%，與劉新龍等[16]在對 30份云南八倍體割手密的6個產(chǎn)量性狀和3個品質(zhì)性狀研究中單莖重的變異系數(shù)達(dá)到60.70%不一致，其原因可能是本研究的試驗材料是同一個無性系，以及不同評價體系所造成。

相關(guān)性分析表明，株高、莖徑分別與單莖重、蔗莖產(chǎn)量、蔗糖產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；單莖重與蔗莖產(chǎn)量、蔗糖產(chǎn)量均呈極顯著正相關(guān)，蔗莖產(chǎn)量與蔗糖產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；糖分相關(guān)性狀如修正錘度與蔗糖分呈極顯著正相關(guān)等結(jié)論與張革民等[41]、劉新龍等[16]、齊永文等[40]和俞華先等[43]的研究結(jié)果基本一致。此外，本研究群體材料是特定的云南八倍體割手密雜交F2群體，在相關(guān)性分析中，株高與蔗糖產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，蔗莖產(chǎn)量與蔗糖產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，與趙俊等[44]對113個國外甘蔗種質(zhì)13個工農(nóng)藝性狀的相關(guān)性相關(guān)分析的結(jié)論一致；有效莖數(shù)與蔗莖產(chǎn)量和糖含量呈極顯著正相關(guān)，與陸鑫等[45]、秦昌鮮等[46]的研究結(jié)果一致；其中有效莖數(shù)與莖徑呈負(fù)相關(guān)，與生產(chǎn)實(shí)踐相吻合。在對100份云南八倍體割手密84-268血緣F2群體材料的7個性狀的回歸分析表明，對高產(chǎn)高糖甘蔗種質(zhì)的選育中，株高、莖徑、錘度和有效莖數(shù)是要重點(diǎn)考察的關(guān)鍵性狀，該結(jié)論與徐志軍等[47]對209個甘蔗F1群體材料8個性狀的回歸分析和吳建濤等[48]對10個粵糖系列甘蔗產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子多元回歸分析結(jié)論一致。

云南八倍體割手密84-268血緣F2群體材料的農(nóng)藝性狀大多數(shù)受微效多基因控制，結(jié)合本研究的相關(guān)性分析可知，不同農(nóng)藝性狀間存在不同程度的相關(guān)性，即其中某一性狀的改變會導(dǎo)致其他性狀的改變，郭元元等[49]認(rèn)為在育種中改良重要性狀的同時也會引起次要性狀的改變。趙俊等[44]、秦昌鮮等[46]和俞華先等[50]研究認(rèn)為甘蔗各農(nóng)藝性狀指標(biāo)間存在相互聯(lián)系、相互制約關(guān)系，各農(nóng)藝性狀在大田生產(chǎn)中的綜合信息容易出現(xiàn)交叉重疊，若直接用這些性狀進(jìn)行分析評價，結(jié)果會存在較大誤差，為了科學(xué)評價參試材料，本研究采用主成分分析法對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理。

主成分分析作為一種多元統(tǒng)計分析技術(shù)，其各主成分之間就是一個獨(dú)立系統(tǒng)，數(shù)值直觀、容易分析，且可以簡化資源篩評、價選的程序。朱東旭等[51]、唐啟明等[52]認(rèn)為，主成分分析法有利于提高育種水平和多目標(biāo)育種的親本選配效率。本研究將7個性狀簡化為3個主成分即糖分產(chǎn)量因子、莖數(shù)因子和株型因子，累積貢獻(xiàn)率為86.985%，說明這3個主成分反映了100份云南八倍體割手密血緣F2的7個農(nóng)藝性狀的絕大部分信息，與張革民等[42]、秦昌鮮等[46]的研究結(jié)果存在差異，可能與甘蔗的血緣基礎(chǔ)和所分析的農(nóng)藝性狀不同有關(guān)。

在主成分分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行聚類分析，可有效剔除一些不重要的重疊信息，減少統(tǒng)計分析的復(fù)雜性，使得分析結(jié)果更加客觀科學(xué)。閆世江等[53]認(rèn)為聚類分析結(jié)果可為育種決策提供有價值的參考依據(jù)。本研究基于 100份云南八倍體割手密84-268血緣F2群體材料7個農(nóng)藝性狀的綜合評價得分值進(jìn)行系統(tǒng)聚類，將100份材料分成各具特征的三大類群，為了判斷聚類結(jié)果是否可靠，采用多類逐步判別法對其進(jìn)行判別，其平均判對概率為88.61%，較科學(xué)客觀地反應(yīng)出該群體材料基因型分離的差異性與相似性特點(diǎn)，在以后的高產(chǎn)高糖材料育種或研究中，可以利用該系統(tǒng)聚類圖結(jié)合育種目標(biāo)選擇高糖、高產(chǎn)和高抗類型的極端材料，從而提高育種或研究效率。

本研究僅針對 100份云南八倍體割手密84-268血緣F2群體創(chuàng)新種質(zhì)材料的 7個表型性狀進(jìn)行了分析評價，畢竟所研究的表型農(nóng)藝性狀有限且受到環(huán)境的影響較大，因此下一步還有待于從分子生物學(xué)角度進(jìn)一步對這些資源進(jìn)行研究，以期更加客觀地評價云南八倍體割手密種質(zhì)資源特性，促進(jìn)割手密優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的高效創(chuàng)新利用。