張立明，李翠芳，董心久，劉華君，高衛(wèi)時(shí)，楊洪澤，劉升廷，王燕飛

（1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，烏魯木齊830091；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所，哈爾濱150080）

甜菜塊根農(nóng)藝性狀的遺傳變異及相關(guān)性和主成分分析

張立明1，李翠芳1，董心久1，劉華君1，高衛(wèi)時(shí)1，楊洪澤1，劉升廷2，王燕飛1

（1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，烏魯木齊830091；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所，哈爾濱150080）

以25個(gè)新疆甜菜品系（種）為材料，對(duì)塊根8個(gè)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行變異系數(shù)、相關(guān)性和主成分分析。結(jié)果表明:根頭長(zhǎng)度的變異系數(shù)較大為29.14%，根寬的變異系數(shù)最小為7.86%。在相關(guān)性上，糖甜菜根寬、根頸周長(zhǎng)、根頭長(zhǎng)與根重呈極顯著正相關(guān)；甜菜含糖率與根體長(zhǎng)度呈極顯著的正相關(guān)。主成分分析結(jié)果表明，前3個(gè)主成分對(duì)含糖率變異的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85.21%，對(duì)根重變異的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到88.53%。首先對(duì)變異大的性狀進(jìn)行選擇是非常重要的，在含糖率性狀選擇上，應(yīng)注意選擇根頸長(zhǎng)度、根頸周長(zhǎng)、根體長(zhǎng)度大，根溝較深的品系（種）。在根重性狀選擇上，應(yīng)注意選擇根寬、根頸周長(zhǎng)、根頸長(zhǎng)度大，根溝較淺的品系（種）。

甜菜；塊根農(nóng)藝性狀；遺傳變異；相關(guān)性；主成分分析

甜菜是世界兩大糖料作物之一，主要種植在北溫帶，用其生產(chǎn)的食糖約占世界食糖生產(chǎn)總量的29%～35%。糖是人們?nèi)粘Ｉ罴肮I(yè)生產(chǎn)必不可少的重要物質(zhì)。廣泛用于食品、飲料和制藥工業(yè)等方面。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)全世界糖的需求量在不斷增長(zhǎng)，糖的生產(chǎn)量也在不斷增長(zhǎng)。在中國(guó)，甜菜主要分布在西北、華北、東北等省區(qū)，2010種植面積約23萬(wàn)hm2。新疆甜菜年種植面積7.3萬(wàn)hm2，占全國(guó)種植面積的32%左右，是新疆重要經(jīng)濟(jì)作物在新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的地位。本研究選用目前新疆的25個(gè)主要甜菜品系（種）為材料，利用遺傳變異、相關(guān)性[1]、主成分分析法[2]研究甜菜主要農(nóng)藝性狀間的遺傳關(guān)系，為提高甜菜經(jīng)濟(jì)性狀的選擇效率和甜菜品種的選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

⑴供試材料:以25份新疆甜菜品系（種）為供試材料。⑵試驗(yàn)設(shè)計(jì):試驗(yàn)設(shè)在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院瑪納斯試驗(yàn)站，前茬作物大豆。采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，4行區(qū)，行長(zhǎng)7m，行距0.5m，株距0.23m，小區(qū)面積14.0m2，密度86955株/hm2。成熟時(shí)收獲中間2行，每次重復(fù)取10株測(cè)量品種塊根。⑶測(cè)定項(xiàng)目:測(cè)量項(xiàng)目有:根頭長(zhǎng)（x1）、根頸長(zhǎng)（x2）、根體長(zhǎng)（x3）、根寬（根體最寬處半徑）（x4）、根頸周長(zhǎng)（x5）、根溝深淺（x6）、含糖率（x7）、根重（x8）。⑷分析方法:主要農(nóng)藝性狀的遺傳變異、相關(guān)性和主成分分析采用DPS[3]統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 變異系數(shù)分析

供試材料8個(gè)農(nóng)藝性狀測(cè)定結(jié)果（見(jiàn)表1）表明，25個(gè)甜菜品種間的8個(gè)主要農(nóng)藝性狀存在豐富的變異。其中，變異系數(shù)最大的性狀為根頭長(zhǎng)，平均值為5.01cm，變異系數(shù)達(dá)29.14%，變幅為3.43-7.70cm，根頭長(zhǎng)最短的為品種23，最長(zhǎng)的為品種1。其次為根重，變異系數(shù)為18.11%，平均值554.11，變幅為354.00～693.57g，其中根重最重的為品種4，根重最輕的為品種14。各性狀的變異系數(shù)從大到小依次為:根頭長(zhǎng)＞根重＞根溝深淺＞含糖率＞根頸長(zhǎng)＞根體長(zhǎng)＞根頸周長(zhǎng)＞根寬。

從分析表中可以看出，根寬方面供試品系（種）間差異不大，而根頭長(zhǎng)的變異系數(shù)最大，表明25份材料在這個(gè)性狀上變異十分豐富，而其它性狀的表現(xiàn)則介于這兩類(lèi)之間。其中根頭長(zhǎng)、根重、根溝深淺的變異系數(shù)較大，說(shuō)明可以通過(guò)遺傳選育、改良及改善栽培措施等方法，使這些性狀獲得較大程度的提高。含糖率、根頸長(zhǎng)、根體長(zhǎng)等性狀的變異系數(shù)居中等水平，表明這些性狀也可能獲得一定程度的改善；根頸周長(zhǎng)、根寬的變異系數(shù)很小，表明期望通過(guò)育種手段獲得理想目標(biāo)性狀的難度較大（見(jiàn)表1）。

2.2 相關(guān)分析

為判斷8個(gè)性狀間的相互關(guān)系，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了相關(guān)分析，8個(gè)性狀間的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表2。分析結(jié)果顯示:甜菜含糖率與根體長(zhǎng)的相關(guān)系數(shù)為0.5404，呈極顯著的正相關(guān)。因此，要選育高含糖率的品種，根體長(zhǎng)是一個(gè)重要的指標(biāo)。糖甜菜根寬、根頸周長(zhǎng)、根頭長(zhǎng)與根重的相關(guān)系數(shù)分別是0.8934、0.8777、0.5704，呈極顯著正相關(guān)，根溝深淺與根重的相關(guān)系數(shù)是-0.042，呈負(fù)相關(guān)。說(shuō)明選擇豐產(chǎn)型品種，甜菜根寬、根頸周長(zhǎng)絕對(duì)值大、根溝較淺是重要指標(biāo)。根重與其它幾個(gè)農(nóng)藝性狀的相關(guān)程度依次為根頸長(zhǎng)＞根體長(zhǎng)＞含糖率。因此表明根寬對(duì)產(chǎn)量的影響最大，而根頸周長(zhǎng)、根頭長(zhǎng)、根頸長(zhǎng)等因素也影響了產(chǎn)量。所以要選育豐產(chǎn)類(lèi)型品種，應(yīng)以根寬作為首選目標(biāo)性狀。

2.3 含糖率的主成分分析

對(duì)7個(gè)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，結(jié)果（見(jiàn)表3）顯示，在所有的主成分構(gòu)成中，信息主要集中在前3個(gè)主成分，其累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85.21%。主成分1貢獻(xiàn)率最大，為36.47%。其次為主成分2、3，貢獻(xiàn)率分變?yōu)?4.35%、14.39%。

第一主成分中，根頸長(zhǎng)、根頸周長(zhǎng)、根寬特征向量絕對(duì)值分別為0.5337、0.5267、0.4531，說(shuō)明根頸長(zhǎng)對(duì)甜菜含糖率起主要作用。第二主成分中，根體長(zhǎng)、根溝深淺特征向量絕對(duì)值分別為0.4569、-0.3889，載荷較高且為正的性狀有根體長(zhǎng)，載荷較高且為負(fù)的農(nóng)藝性狀有根溝深淺，說(shuō)明在選擇甜菜根體長(zhǎng)、根溝深淺上可改進(jìn)含糖率。第三主成分中，根頭長(zhǎng)、根溝深淺的特征向量絕對(duì)值分別為0.6644，0.5616，說(shuō)明根頭長(zhǎng)和根溝深淺影響了含糖率。

表1 25個(gè)甜菜品系(種)主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)及變異分析

表2 甜菜主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)系數(shù)

表3 含糖率等主要農(nóng)藝性狀的主成分分析

2.4 甜菜根重的主成分分析

對(duì)7個(gè)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，結(jié)果（見(jiàn)表4）顯示，在所有的主成分構(gòu)成中，信息主要集中在前3個(gè)主成分，其累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到88.53%。主成分1貢獻(xiàn)率最大，為48.52%。其次為主成分2、3，貢獻(xiàn)率分別為26.45%、13.56%。

表4 根重等主要農(nóng)藝性狀的主成分分析

從表4可知，第一主成分中，根寬、根頸周長(zhǎng)特征向量絕對(duì)值分別為0.5198、0.5164，說(shuō)明根寬、根頸周長(zhǎng)對(duì)甜菜根重起主要作用。第二主成分中，根頸長(zhǎng)、根體長(zhǎng)特征向量絕對(duì)值分別為0.5535、-0.6260，載荷較高且為正的農(nóng)藝性狀有根頸長(zhǎng)，載荷較高且為負(fù)的農(nóng)藝性狀有根體長(zhǎng)，說(shuō)明根頸長(zhǎng)和根體長(zhǎng)對(duì)甜菜根重起主要作用。第三主成分中，根頭長(zhǎng)、根溝深淺的特征向量絕對(duì)值分別為0.5843、0.7439，說(shuō)明根頭長(zhǎng)和根溝深淺影響了根重。

3 討論

⑴在所分析的甜菜根部農(nóng)藝性狀中，根頭長(zhǎng)、根溝深淺、含糖率、根頸長(zhǎng)、根體長(zhǎng)的變異系數(shù)較大，在品種選育上，首先對(duì)這些性狀進(jìn)行選擇，比較容易獲得較好的目標(biāo)性狀。⑵甜菜的含糖率與根體長(zhǎng)是密切相關(guān)的，要獲得較高的含糖率，要注重根體長(zhǎng)度的選擇。⑶含糖率的構(gòu)成主要在第一主成分和第二主成分上，包含的主要性狀有根頸長(zhǎng)、根頸周長(zhǎng)、根寬和根體長(zhǎng)。⑷甜菜的根重與根寬、根頸周長(zhǎng)是密切相關(guān)的，要獲得高的產(chǎn)量，選擇根寬、根頸周長(zhǎng)、根頸長(zhǎng)度較大，根頭長(zhǎng)度適中很重要。⑸從主成分分析看，產(chǎn)量的構(gòu)成主要在第一和第三主成分上，包含的主要性狀有根寬、根頸周長(zhǎng)、根頭長(zhǎng)、根溝深淺。⑹如要選育甜菜產(chǎn)量和含糖率適中的品種，要著重對(duì)根寬、根頸周長(zhǎng)、根頸長(zhǎng)、根體長(zhǎng)等主要性狀進(jìn)行綜合選擇。

[1]劉垂玕.作物數(shù)量性狀的多元遺傳分析[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社，1991:232-257.

[2]湯豐收，李蝴蝶.花生35個(gè)品種的主成分分析及遺傳距離測(cè)定[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，1992（4）:5-8.

[3]唐啟義，馮明光.DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1998:286-293.

Genetic Variation，Correlation and Principal Component Analysis on Agronomic Traits of Sugarbeet Root

ZHANG Li-ming1，LI Cui-fang1，DONG Xin-jiu1，LIU Hua-jun1，GAO Wei-shi1，YANG Hong-ze1，LIU Sheng-ting2，WANG Yan-fei1
（1.Institute of Industrial Crops，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，Urumchi 830091，China；2.Sugarbeet Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences，Harbin 150080，China）

The genetic variation，correlation and principal component of eight agronomic traits of 25 sugarbeet cultivars were analyzed,and the sugarbeet cultivars are mainly planted in Xinjiang.The results showed that coefficient of variation,root-tip length was the greatest about 29.14%，and rood-width was the least about 7.86%. Correlation analysis indicated that there was a significant positive correlation between root weight and roodwidth，circumference of root crown，root-tip length,and between sugar content of beet and root-body length. Principal component analysis showed that the first three principal components accounted for 85.21%on total variation of sugar content，and total variation of sugar root weight was 88.53%.It was an important for great variant agronomic traits to select.For sugar content breeding,it is considerable to select length of root crown，circumference of root crown，length of root-body and deep root-ditch.The wide root breadth，long circumference of root crown，length of root-body，length of root crown and superficial root-ditch would be considered for root weight breeding.

sugarbeet；rootofagronomic traits；genetic variation；correlation analysis；principalcomponentanalysis

S566.301

A

1007-2624（2011）04-0012-03

2011-05-31

國(guó)家甜菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-210105）。

張立明（1964-），男，新疆石河子市人，副研究員，從事甜菜育種與栽培技術(shù)研究。

王燕飛（1955-），女，江蘇省啟東縣人，研究員。