101份朝天椒種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的 遺傳多樣性分析

中圖分類號：S641.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-2871（2025）06-055-06

Genetic diversity analysis of agronomic traits of 101 pod pepper germ plasmresources

YANG Senyao'，LIU Yongpeng'， JIA Shengfeng'， DONG Xiaoyu2， YANG Fan2，MA Min3，HOU Li4，HAN Yanan2， YAO Qiuju2

（1.LuoheAcaeAcuralensuon;Veetbleechtdeicl turalSciencesotealfiael Sciences，Zhengzhou4ina;4.nanrovicialCshoromotionation，Zenghouo8，Hennna）

Abstract： Inorder to explore the agronomic trait diversityof pod pepper germplasm resources and improve their utilizationeficiencythisstudyused10lpodpeppergermplasmresouresasmaterialstoconductdiferentialanalysiscorelationanalysis，principalcomponentanalysis，andclusteranalysisof9agronomic traits.Theresultsshowed thatthecoefficientsof variation for9agronomic traitsranged from 11.47% to 23.61% ，and the genetic diversity indexvaried between 1.43and2.07.Exceptforstem thickness，which wasnotsignificantlycorelated withotheragronomic traits，theother8 agronomic traitsweresignificantlyorextremelysignificantlycorelatedwithatleast1otheragronomictrait.Cluster analysis clasified the101 pod pepper germplasm resources into 5 major groups， with group Vonlycontained 1 germplasm resource.There weresignificantdifferences ineffective branches，fruits numberperplant，andsinglefruitmassbetween groups I-IV.Principalcomponent analysis extractedatotalof 4 principal components，withacumulativecontributionrate of 75.331% .Based on the comprehensive score of principal components，10 excelent germplasm resources were selected， which can be used as basic materials for germplasm innovation and pod pepper breeding.

Keywords：Pod pepper; Germplasm resources;Agronomic trait; Genetic diversity

朝天椒是辣椒的變種，因其椒果朝上或斜朝上生長而得名，又因其椒果較小，又名小辣椒。朝天椒的椒果具有果型小、辣度高、易干制、適加工等特點(diǎn)，既可以作為鮮食、泡制，又可以作為干辣椒使用，是一種優(yōu)質(zhì)的鮮食和加工蔬菜，深受廣大群眾喜愛，是多個地區(qū)的特色蔬菜之一[-2]。朝天椒營養(yǎng)物質(zhì)豐富，經(jīng)深加工后可廣泛應(yīng)用于食品、藥品、化工等領(lǐng)域，市場前景廣闊。在我國，朝天椒有悠久的栽培歷史，種植面積和產(chǎn)量均位居世界第一位，世界總產(chǎn)量的 70% 以上均來自我國。河南朝天椒栽培面積常年穩(wěn)定在13萬 hm² 左右，栽培面積位居全國前列，但河南省朝天椒栽培品種結(jié)構(gòu)比較單一，以常規(guī)品種為主，缺少高辣、高辣椒紅素含量、抗病、易干制、易機(jī)收的雜交朝天椒品種[5]。

種質(zhì)資源是作物遺傳改良、種質(zhì)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，對新品種選育具有重要意義，因此國內(nèi)外都十分重視種質(zhì)資源的相關(guān)研究。Parvin等對513份辣椒種質(zhì)資源的形態(tài)特征和植物化學(xué)物質(zhì)含量進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，不同種質(zhì)間的形態(tài)特征和植物品質(zhì)方面有較大差異。韓婭楠等對33份辣椒品種的24個形態(tài)特征、8個品質(zhì)性狀和抗炭疽病特性進(jìn)行了研究分析，結(jié)果表明，產(chǎn)量與果肉厚呈極顯著正相關(guān)，水分含量與抗炭疽病存在極顯著正相關(guān)且與辣椒素含量呈顯著負(fù)相關(guān)?？鬃遇┑纫?0份辣椒種質(zhì)資源為材料，對其11個主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了研究，結(jié)果表明株高與株幅、單果質(zhì)量與果肉厚度呈極顯著正相關(guān)。陳彩霞等[]以154份辣椒種質(zhì)資源為材料，對其21個農(nóng)藝性狀進(jìn)行了遺傳多樣性、相關(guān)性等分析，為甘肅省中部沿黃灌區(qū)引進(jìn)辣椒種質(zhì)資源的研究與利用提供了參考依據(jù)。朱珍花等1對32份辣椒種質(zhì)資源的23個表型性狀進(jìn)行了變異水平、遺傳多樣性和相關(guān)性分析，結(jié)果表明大部分表型性狀間存在相關(guān)性關(guān)系。彭澤等[12]對17個辣椒品種的20個農(nóng)藝性狀和4個品質(zhì)性狀進(jìn)行了研究，結(jié)果表明影響地方辣椒品種產(chǎn)量的主要因素是株高、株幅、莖粗、果肉厚度等性狀，為地方辣椒種質(zhì)資源的創(chuàng)新和遺傳改良提供了參考依據(jù)。

我國辣椒種質(zhì)資源豐富，可利用的優(yōu)良性狀也相對較多，但少數(shù)優(yōu)異親本被頻繁集中使用，致使辣椒種質(zhì)資源的遺傳背景變得越來越狹窄，可挖掘和利用的優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源逐漸減少[13]。因此，筆者對漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院收集的101份朝天椒種質(zhì)資源進(jìn)行了變異水平分析和遺傳多樣性分析，以期篩選出具有優(yōu)異性狀的種質(zhì)資源，提升種質(zhì)資源利用效率，為進(jìn)一步開展朝天椒新品種的選育奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1材料

101份朝天椒種質(zhì)資源材料均由漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院收集并保存，編號1＼～101。其中，早熟材料50份，中熟材料34份，晚熟材料17份。

1.2 方法

試驗(yàn)于2024年在漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)地塊土地平整，肥力均勻。于3月中旬采用72孔穴盤育苗，5月上旬定植于試驗(yàn)田，采用露地高壟栽培，株距 40cm ，行距 50cm ，每份材料50株，3次重復(fù)，完全隨機(jī)排列，10月下旬收獲。整個生育期內(nèi)采用正常的田間管理措施。

1.3 農(nóng)藝性狀調(diào)查

依據(jù)李錫香等[4《辣椒種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》，在果實(shí)紅熟期，對各小區(qū)隨機(jī)取樣10株進(jìn)行農(nóng)藝性狀調(diào)查，包括株高、株幅、莖粗、葉長、葉寬、有效分枝數(shù)、果長、單株結(jié)果數(shù)和單果質(zhì)量等指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excle2019對所測的農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，計(jì)算基本統(tǒng)計(jì)量（最小值、最大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)）。利用平均值（M）和標(biāo)準(zhǔn)差（o），將所測農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)劃分為10級，1級 ?M-2σ ，10級 gt;M+2σ ，每個 0.5σ 為一級，統(tǒng)計(jì)每一級所測農(nóng)藝性狀的相對頻率，計(jì)算Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H） ，其公式為 ，式中Pi 表示某一性狀第 i 級的材料數(shù)占總材料數(shù)的百分比。利用SPSS27.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析和主成分分析；利用Origin2024軟件進(jìn)行聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1朝天椒種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的多樣性分析

對101份朝天椒種質(zhì)資源的9個農(nóng)藝性狀進(jìn)行多樣性分析，結(jié)果如表1所示。9個農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)在 11.47%～23.61% ，單果質(zhì)量的變異系數(shù)最大，為 23.61% ，變異范圍為 2.85～6.71g ，平均值為4.42g ;其次是莖粗，為 23.29% ，變異范圍為 1.08～ 4.53cm ，平均值為 1.50cm ；株高的變異系數(shù)最小，為 11.47% ，變異范圍為 48.00～94.25cm ，平均值為63.37cm 。9個農(nóng)藝性狀的多樣性指數(shù) （H） 在 1.43～ 2.07，單株結(jié)果數(shù)的 H 最大為2.07，莖粗的 H 最小，為1.43。由此可知，101份朝天椒種質(zhì)資源具有比較豐富的遺傳多樣性。

2.2朝天椒種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

由表2可知，除了莖粗與其他農(nóng)藝性狀不存在顯著相關(guān)性外，其他8個農(nóng)藝性狀均至少與1個其他農(nóng)藝性狀存在顯著或極顯著相關(guān)性。與葉寬和有效分枝數(shù)呈顯著相關(guān)或極顯著相關(guān)的農(nóng)藝性狀最多，分別為6個和5個。其中，葉寬與株高、葉長、有效分枝數(shù)、單果質(zhì)量呈顯著或極顯著正相關(guān)，與果長、單株結(jié)果數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)；有效分枝數(shù)與葉長、葉寬、單株結(jié)果數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)，與果長、單果質(zhì)量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)；株高與株幅、葉寬、單果質(zhì)量呈顯著或極顯著正相關(guān)；株幅與株高、果長、單株結(jié)果數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)；葉長與葉寬、有效分枝數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)；果長與株幅呈極顯著正相關(guān)，與葉寬、有效分枝數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)；單株結(jié)果數(shù)與株幅、有效分枝數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)，與葉寬、單果質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)；單果質(zhì)量與株高、葉寬呈極顯著正相關(guān)，與有效分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。綜上，朝天椒種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀間表現(xiàn)為相互影響的關(guān)系。

2.3朝天椒種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的主成分分析

利用SPSS27.0軟件對朝天椒種質(zhì)資源的9個主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，以特征值 gt;1 為原則，提取出4個主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到 75.331% ，可解釋9個農(nóng)藝性狀的大部分信息（表3）。其中，主成分1的特征值為2.328，貢獻(xiàn)率為 25.869% ，特征向量絕對值較高的是單株結(jié)果數(shù)和單果質(zhì)量；主成分2的特征值為1.963，貢獻(xiàn)率為 21.810% ，特征向量絕對值較高的是有效分枝數(shù)和果長；主成分3的特征值為1.394，貢獻(xiàn)率為 15.492% ，特征向量絕對值較高的是株高和株幅；主成分4的特征值為1.094，貢獻(xiàn)率為12.160% ，特征向量絕對值較高的是莖粗和葉長。

2.4 朝天椒種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的綜合評價(jià)

利用SPSS27.0對9個農(nóng)藝性狀的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，基于9個農(nóng)藝性狀所對應(yīng)的主成分值計(jì)算出4個主成分得分，公式如下：

F1=0.227X1-0.209X2+0.113X3+0.201X4+ 0.405X5-0.031X6-0.231X7-0.547X8+0.578X9

表3朝天椒種質(zhì)資源主成分分析

F2=- 0.192X1-0.254X2-0.071X3 + 0.316X4+0.383X5+0.575X6-0.419X7+0.269X8-0.263X9;

F3=0.636X1 + 0.627X2 + 0.060X3 + 0.068X4 + 0.251X5+0.277X6+0.102X7+0.209X8+0.019X9;

F4=-0.223X1+0.208X2-0.684X3+0.522X4+ 0.113X5-0.084X6+0.358X7-0.124X8+0.057X9.

其中， X1～X9 分別代表株高、株幅、莖粗、葉長、葉寬、有效分枝數(shù)、果長、單株結(jié)果數(shù)、單果質(zhì)量9個農(nóng)藝性狀； F1～F4 分別代表主成分1＼～4得分。以每個主成分貢獻(xiàn)率/累計(jì)貢獻(xiàn)率的值為權(quán)重系數(shù)，得到4個主成分的權(quán)重系數(shù)分別為 0.34，0.29，0.21 、0.16，根據(jù)權(quán)重系數(shù)計(jì)算每份朝天椒種質(zhì)資源的綜合得分 （F 值），公式如下： F=0.34F1+0.29F2+ 。 F 值越高就代表朝天椒種質(zhì)資源

表4排名前10的朝天椒種質(zhì)資源綜合得分及排序

綜合表現(xiàn)力越好，101份朝天椒種質(zhì)資源的 F 值范圍在 -1.99～1.79 之間，根據(jù) F 值大小最終篩選出10份優(yōu)質(zhì)朝天椒種質(zhì)資源（表4）。

2.5 101份朝天椒種質(zhì)資源的聚類分析

通過Origin2024對101份朝天椒種質(zhì)資源的9個農(nóng)藝性狀進(jìn)行聚類分析（圖1，表5），如圖1所示，101份朝天椒種質(zhì)資源在遺傳距離20.0處被劃分為五大類群。第I類群共包含26份種質(zhì)資源，占總種質(zhì)資源的 25.74% ；第Ⅱ類群共包含36份種質(zhì)資源，占總種質(zhì)資源的 35.64% ；第IⅢ類群共包含34份種質(zhì)資源，占總種質(zhì)資源的 33.66% ；第IV類群共包含4份種質(zhì)資源，占總種質(zhì)資源的 3.96% ；第V類群共包含1份種質(zhì)資源，占總種質(zhì)資源的 0.99% 。由表5可知，I＼～I(xiàn)V類群的株高、株幅、莖粗、葉長、葉寬和果長在4個類群間不存在顯著差異，I＼～I(xiàn)V類群的有效分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)和單果質(zhì)量存在顯著差異，I＼～I(xiàn)V類群的有效分枝數(shù)和單株結(jié)果數(shù)的平均值大小依次為 _{I ，單果質(zhì)量依次為I gt;IIgt; IIIgt;IV 。}

3 討論與結(jié)論

種質(zhì)資源的遺傳多樣性是物種進(jìn)化和品種選育的物質(zhì)基礎(chǔ)，遺傳多樣性分析是種質(zhì)資源重要的評判方法，對物種農(nóng)藝性狀遺傳多樣性分析是有效利用種質(zhì)資源和種質(zhì)創(chuàng)新改良的前提，變異系數(shù)和多樣性指數(shù)能夠很好地反映出不同種質(zhì)間性狀的差異程度[I，15]。朱珍花等[研究表明，11個農(nóng)藝性狀中單果質(zhì)量的變異系數(shù)最大 （37.35% ，單株結(jié)果數(shù)的多樣性指數(shù)最小（1.86）。在本研究的9個農(nóng)藝性狀中，單果質(zhì)量的變異系數(shù)最大，為 23.61% ，與朱珍花等、常曉軻等的研究結(jié)果一致；單株結(jié)果數(shù)的 H 最大，為2.07，與朱珍花等的研究結(jié)果相反，與洪成等的研究結(jié)果一致。說明這101份朝天椒種質(zhì)資源間存在較大的遺傳差異，多樣性豐富，有利于選育出優(yōu)異的朝天椒品種。

相關(guān)性分析可以揭示不同性狀之間的關(guān)聯(lián)性，為育種目標(biāo)的制定和選育新品種提供參考[18]。相關(guān)性分析表明，9個農(nóng)藝性狀形成36對相關(guān)關(guān)系，有15對農(nóng)藝性狀存在顯著或極顯著相關(guān)性，除了莖粗與其他農(nóng)藝性狀不存在顯著相關(guān)性外，其他8個農(nóng)藝性狀均至少與1個其他農(nóng)藝性狀存在顯著或極顯著相關(guān)性。本試驗(yàn)結(jié)果還表明，單果質(zhì)量與單株結(jié)果數(shù)具有極顯著的負(fù)相關(guān)性 （-0.862） ，這與李全輝等[和李清照等[2]的研究結(jié)果一致，因此在以后的朝天椒品種選育上，可以在單株結(jié)果數(shù)和單果質(zhì)量之間尋求一個平衡點(diǎn)，爭取獲得較高的單株產(chǎn)量。

主成分分析是采取降維的方式使變量得到簡化，以期通過幾個綜合指標(biāo)來反映樣品的基本信息[2]。常曉軻等[采用主成分分析從14個性狀中提取出5個主成分因子，并根據(jù)占比較高的指標(biāo)將5個主成分因子分別歸納為反映相關(guān)性狀的因子。筆者從9個農(nóng)藝性狀中提取到4個主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到 75.331% ，其中主成分1和主成分2的特征向量絕對值較高的均與產(chǎn)量相關(guān)，主成分3和主成分4特征向量絕對值較高的均與株型相關(guān)，說明提取到的主成分主要反映產(chǎn)量和株型兩方面的遺傳信息。101份朝天椒種質(zhì)資源的綜合得分（F）在-1.99＼～1.79，其中94、89、78、24、53、92、88、79、87和20這10份種質(zhì)資源綜合表現(xiàn)良好，可在下一步育種工作中加以利用。

聚類分析常用于研究不同類別間的關(guān)系，使具有較高相似度的作物品種資源分為一類。步洪鳳等[22通過聚類分析將26個辣椒品種分為四大類，并推測出果實(shí)形狀和產(chǎn)量是影響聚類分析分類結(jié)果的主要因素。筆者將101份朝天椒種質(zhì)資源分為5個類群，其中第Ⅱ類群包含的種質(zhì)資源數(shù)量最多為36份，第V類群僅包含14這一份種質(zhì)資源，究其原因可能是株高和株幅均為101份朝天椒種質(zhì)資源中最大。對I＼～I(xiàn)V類群的9個農(nóng)藝性狀進(jìn)行方差分析，發(fā)現(xiàn)I＼～I(xiàn)V類群僅在有效分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)和單果質(zhì)量3個農(nóng)藝性狀間存在顯著差異，可推測這3個農(nóng)藝性狀可能是影響聚類分析分類結(jié)果的主要因素。

綜上所述，101份朝天椒種質(zhì)資源總體遺傳多樣性高，多個農(nóng)藝性狀遺傳變異豐富，具有較高的利用價(jià)值，可為朝天椒種質(zhì)資源的遺傳改良和優(yōu)異朝天椒品種的選育提供重要參考。同時，也可以通過形態(tài)標(biāo)記和分子標(biāo)記相結(jié)合的方法，對朝天椒種質(zhì)資源進(jìn)行更深一步的研究。

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