首页 > 分享 > 中国花生核心种质的主成分分析及相关分析

中国花生核心种质的主成分分析及相关分析

花匠小妙招
2024-08-17 14:43

1、年月，（）：中国油料作物学报中国花生核心种质的主成分分析及相关分析张晓杰，姜慧芳，任小平，廖伯寿（中国农业科学院油料作物研究所，国家油料作物改良中心，湖北武汉）摘要：以份中国花生全套核心种质为材料，对个表型性状进行主成分和相关性分析。结果表明，花生资源在这个性状方面均存在显著的遗传分化和丰富的多样性。从主成分分析的结果来看，前个主成分对变异的累积贡献率达，叶片宽、种子宽、百果重和百果仁重对花生种质资源主成分贡献较大，表明在花生种质资源鉴定中，这些性状占有重要地位。相关性分析结果表明，主茎高和主茎节密度呈显著负相关，主茎

2、高和主茎节数，叶片长与叶片宽，荚果宽与种子长、种子宽、百果重、百果仁重等呈显著正相关。这些相关性表明，测得相关性极显著的一对表型性状中的一个即可判断另一个性状的变异状况，减少了花生种质资源鉴定的工作量。关键词：表型性状；核心种质；主成分分析；相关性分析中图分类号：文献标识码：文章编号：（），，，（，，，，）：，（），，，，，，：；；；收稿日期：基金项目：国家自然科学基金项目（）；国家科技基础条件平台项目（）；国家科技支撑计划（）；作物种质资源保护项目（）作者简介：张晓杰（），

3、硕士研究生，：通讯作者：姜慧芳，博士，研究员，：，：花生是世界范围内广泛栽培的重要油料和经济作物之一，是发展中国家重要的食用植物油脂和蛋白质来源。中国是世界上最大的花生生产、消费和出口国，。在国内农作物中，花生的种植面积位于第，但单位面积产值位于第。因此，花生生产的发展对于弥补我国植物油脂和蛋白质供给的不足、调整农业结构、发展农村经济等方面均具有重要意义。种质资源是新品种选育及相关研究不可缺少的基础材料，近年来，我国花生种质资源研究取得了很大进步，收集保存有多份花生资源，可以为遗传研究和育种工作提供大量的材料。近年来

4、又以资源的基本数据、特征数据和评价数据为信息，采用分层分组聚类以及随机取样与必选资源相结合的方法，建立了以的样本数代表基础收集品的中国花生核心种质，，为花生种质资源的有效保存和深入研究奠定了基础。在传统的花生种质资源鉴定和研究中要调查很多性状，就植物学形态性状而言，需要调查的性状达个之多。因此，很有必要对花生资源性状的主成分和相关性进行分析，明确影响花生资源差异的主要性状以及各性状间的相互关系，提高花生种质资源的研究效率。材料与方法材料中国花生核心种质份。方法植物学性状调查年连续年于中国农科院油料所试验农场种植，每品种行，行

5、距，株距，常规的田间管理。调查方法和标准按花生种质资源描述规范和数据标准进行，调查的性状包括主茎高、主茎节数、主茎节密度、侧枝长、有效枝长、第一分枝数、第二分枝数、第三分枝数、总分枝数、单株结果数、结果分枝数、结实内节数、叶片长、叶片宽、小叶间距、叶柄长、荚果长、荚果宽、种子长、种子宽、百果重、百果仁重、百仁重、出仁率、小区产量、单株生产力。数据统计分析应用文档计算平均值、标准差和变异系数，参照参考文献计算多样性指数，利用软件进行主成分和相关性分析。结果与分析花生种质资源各种性状间的主成分分析对个

6、主要表型性状进行主成分分析，结果（表）显示，在所有的主成分构成中，信息主要集中在前个主要成分，其累积贡献率达，在多粒型花生、珍珠豆型花生、龙生型花生、普通型花生和中间型花生中其累积贡献率分别达到、、、和。其中主成分贡献率和特征值最大，分别为和；在多粒型花生中分别达和；表核心种质表型性状的主成分分析性状主成分核心种质特征根主茎高（）主茎节数（）主茎节密度（）侧枝长（）有效枝长（）第一次分枝数（）第二次分枝数（）第三次分枝数（）总分枝数）单株结果数（）结果分枝数（

7、）结实内节数（）叶片长（）叶片宽（）小叶间距（）叶柄长（）荚果长（）荚果宽（）种子长（）种子宽（）百果重（）百果仁重（）百仁重（）出仁率（）小区产量（）单株生产力（）注：括号里的字母表示英文名称缩写，下表同。：张晓杰等：中国花生核心种质的主成分分析及相关分析在珍珠豆型花生中分别达和；在龙生型花生中分别达和；在普通型花生中分别达和；在中间型花生中分别达和。从表可以看出，主成分的特征向量中，载荷较高的表型性状有叶片宽、种子宽、百果重和百果仁重；多粒型花

8、生载荷较高的表型性状有叶片宽、种子宽、百果重和百果仁重；珍珠豆型花生载荷较高的表型性状有叶片宽、种子宽、百果重和百果仁重；龙生型花生载荷较高的表型性状有叶片宽、种子宽、百果重和百果仁重；普通型花生载荷较高的表型性状有叶片宽、种子宽、百果重和百果仁重；中间型花生载荷较高的表型性状有叶片宽、种子宽、百果重和百果仁重。可以看出，个不同类型的花生的载荷量趋势表现相同。从总体上看，花生种质资源中的第二次分枝数、结果分枝数和种子长对主成分的贡献率较小。花生种质资源各种性状间的相关分析花生种质资源的个表型性状的相关系数列于表。在个相关系数中

9、，有个有显著差异，个达极显著差异，有个大于。等认为相关系数大于或小于才具有生物学意义，相当于一个性状占另一个性状变异的以上，即用一个性状可以来描述另一个性状。据此，由表数据可以看出，花生种质资源的表型性状中，主茎高与主茎节密度呈显著负相关，即主茎越高，主茎节密度越小。主茎高与主茎节数和侧枝长，主茎节数与侧枝长，有效枝长与结实内节数，第二分枝数与总分枝数，叶片长与叶片宽，荚果长与种子长、百果重、百果仁重，荚果宽与种子长、种子宽、百果重、百果仁重及百仁重，种子长与百果重、百果仁重和百仁重，种子宽与百果仁重和百果

10、重，百果重与百果仁重合百仁重，百果仁重和百仁重等均呈显著正相关，即主茎越高，主茎节数越多，侧枝越长；有效枝长越长，结实内节数越多；第二分枝数越多，总分枝数越多；荚果越长越宽，种子越长越宽，百果重、百果仁重越大；种子越长，百果重、百果仁重、百仁重越大；百果重越大，百果仁重越大；百果重、百果仁重越大，百仁重越大。测得相关性极显著的一对表型性状中的一个就可以知道另一个性状的变异情况。不同类型花生的植物学性状通过连续年对中国花生核心种质的植物学性状调查，获得各性状的平均值、变异系数、变异范围、多样性指数列于表。从平均值看，

11、多粒型花生主茎最高，主茎节数最多，侧枝最长，主茎节密度最小，第一分枝数、第二分枝数、总分枝数、结果分枝数和结果内节数的平均值均最小，叶片最大，小叶间距最大；龙生型花生的主茎最矮，主茎节密度最大，有效枝长最长，总分枝数最多，结实范围内节数最多，叶片最小，小叶间距最小，叶柄最短；中间型花生的主茎节数最少，侧枝和有效枝均较短，第一分枝数最多，叶柄最长；珍珠豆型花生的主茎高介于多粒型花生和普通型花生之间，总分枝数介于多粒型花生和中间型花生之间；普通型花生的主茎高介于龙生型花生和中间型花生之间，总分枝数也介于龙生型花生和中间型花生之

12、间。总的看来，疏枝亚种的多粒型和珍珠豆型的主茎高、第一侧枝长，叶片长、叶片宽、小叶间距均大于密枝亚种的龙生型和普通型的对应值，而密枝亚种的龙生型和普通型的主茎节密度、总分枝数、结实范围内节数均大于疏枝亚种多粒型和珍珠豆型的对应值。中间型花生一般都是育种过程中由亚种间杂交产生的，株体较矮。从变异范围和数值的分布情况看，多粒型花生的主茎节数、主茎节密度和总分枝数的变异范围最小。珍珠豆型花生的主茎高、主茎节数、主茎节密度、叶片长和小叶间距的变异范围最大。龙生型花生的主茎高、侧枝长、第一分枝数、结果分枝数、叶片长、叶片宽和叶片长的变异范围最

13、小；但其有效枝长的变异范围最大。普通型花生的第一次分枝数、第二次分枝数、第三次分枝数、总分枝数、结果分枝数、结实范围内节数的的变异范围均最小；但其叶柄长的变异范围最大。中间型花生侧枝长和叶片宽的变异范围最大；有效枝长、第三次分枝数、结果分枝数、结实范围内节数和小叶间距的变异范围最小。疏枝亚种的多粒型和珍珠豆型花生在主茎高、主茎节数、侧枝长、叶片长、叶片宽和小叶间距方面的标准差显著大于密枝亚种的龙生型和普通型的对应值，龙生型和普通型花生的有效枝长、结实范围内节数的标准差值大于多粒型和珍珠豆型花生资源的对应值，普通型花生的第一次分枝数、第二次分

14、枝数、第三次分枝数、总分枝数、结果分枝数和叶柄长的标准差值大于其他几个类型花生资源的对应值。多样性指数也反映了个类型花生在这些性状方面的差异，与标准差值的结果相似，多粒型和珍珠豆花生的主茎高、叶片长和小叶间距的多样性指数大于龙生型和普通型花生的对应值，普通型和龙生型花生的有效枝长、总分枝数、结果分枝数、结实范围内节数和叶柄长的多样性指数大于多粒型和珍珠豆型花生资源中国油料作物学报，（）的对应值。表中国花生核心种质各性状间的相关系数注：，分别代表显著水平为，：（），张晓杰等：中国花生核心种质的主成分分析及相关分析表不同类型

15、花生在植物学性状方面的变化多粒型平均值标准差变异系数（）最小值最大值多样性指数珍珠豆型平均值标准差变异系数（）最小值最大值多样性指数龙生型平均值标准差变异系数（）最小值最大值多样性指数普通型平均值标准差变异系数（）最小值最大值多样性指数中间型平均值标准差变异系数（）最小值最大值多样性指数多粒型平均值标准差变异系数（）最小值最大值多样性指数珍珠豆型平均值标准差变异系数（）最小值最大值多样性指数龙生型平均值标准差变异系数（）最小值最大值多样性指数普通型平均值标准差

16、变异系数（）最小值最大值多样性指数中间型平均值标准差变异系数（）最小值最大值多样性指数注：，平均值；，变异系数；，变异范围；，多样性指数中国油料作物学报，（）不同类型花生的经济性状个类型花生的荚果长、荚果宽、百果重、单株生产力等个性状的平均值、变异系数、多样性指数均存在较大的差异（表）。不同类型花生种质各性状的变幅较大。从平均值看，除单株结果数和种子长外，多粒型花生的各个性状均为最小值；珍珠豆型花生的单株结果数最多，荚果最短；龙生型花生的荚果最长，出仁率最高，单株结果数最少；中间型花生的

17、荚果和种子最宽，平均百果重、百果仁重、百仁重最大，小区产量最高，单株生产力最高。从变异范围看，除珍珠豆型花生的单株结果数和中间型花生的小区生产力的变异范围最大外，其他性状的变异范围均属普通型最大；多粒型花生的百仁重和小区生产力的变异范围最小；龙生型花生的单株结果数变异范围最小，荚果长、荚果宽和种子长的变异范围最小，百果重、百果仁重和单株生产力的变异范围也最小；中间型花生的种子宽和出仁率变异范围最小。除多粒型花生在单株结果数、荚果长，珍珠豆型花生在小区生产力、单株生产力的标准差较大外，其他经济性状均属普通型花生的标准差较大。多样性指数与

18、标准差值的结果相似。表不同类型花生在荚果、种子和产量性状方面的变化，多粒型平均值标准差变异系数（）最小值最大值多样性指数珍珠豆型平均值标准差变异系数（）最小值最大值多样性指数龙生型平均值标准差变异系数（）最小值最大值多样性指数普通型平均值标准差变异系数（）最小值最大值多样性指数中间型平均值标准差变异系数（）最小值最大值多样性指数讨论通过对中国核心种质个类型花生的个表型性状的分析，发现所有这些性状均存在显著的遗传分化，尤其是主茎高、有效枝长、第二次分枝数、第三次分枝数、总分枝数、单

19、株结果数、百果重、百果仁重、百仁重、小区产量和小区生产力方面的遗传变异程度更为宽广，各个性状的多样性也很丰富。从主成分分析的结果来看，叶片宽、种子宽、百果重和百果仁重对花生种质资源主成分贡献较大，而且核心种质和个不同类型的花生的载荷较高值表现相同，结果一致。而花生种质资源中的第二次分枝数、结果分枝数和种子长对主成分的贡献率较小。因此，在花生种质资源研究中，叶片宽、种子宽、百果重和百果仁重占有重要地位，不能忽视。张晓杰等：中国花生核心种质的主成分分析及相关分析花生种质资源表型性状的调查工作非常繁重，本研究通过对相关系数的分析认为，

20、花生种质资源的主茎高和主茎节密度呈显著负相关，主茎高和主茎节数，主茎高与侧枝长，主茎节数和侧枝长，有效枝长和结实内节数，第二分枝数与总分枝数，叶片长与叶片宽，荚果长与种子长，荚果长与百果重，荚果长与百果仁重，荚果宽和种子长，荚果宽与种子宽，荚果宽与百果重，荚果宽与百果仁重，荚果宽与百仁重，种子长与百果重，种子长与百果仁重，种子长与百仁重，种子宽与百果仁重，种子宽与百果重，百果重与百果仁重，百果重与百仁重，百果仁重和百仁重呈显著正相关，测得相关性极显著的一对表型性状中的一个就可以判断另一个性状的状况，减少了工作量。参考文献：孙大容花生育种学北京：中国农业出版社联合国粮农组织数据网：张吉民，苗华荣花生加工利用、贸易现状与展望武汉工业学院学报，，（）：姜慧芳，任小平我国栽培种花生资源农艺和品质性状的遗传多样性中国油料作物学报，，（）：姜慧芳，任小平，廖伯寿，等中国花生