楊志剛，胡栓紅，王 勇，崔世茂，付崇毅，龐 杰，楊新宇，劉 燕

(1 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019;2 內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院 蔬菜研究所,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031;3 包頭市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,內(nèi)蒙古 包頭 014010)

辣椒種質(zhì)色價(jià)及主要果實(shí)性狀指標(biāo)的聚類(lèi)分析

楊志剛1，2，胡栓紅2，王 勇2，崔世茂1，付崇毅2，龐 杰2，楊新宇3，劉 燕2

(1 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019;2 內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院 蔬菜研究所,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031;3 包頭市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,內(nèi)蒙古 包頭 014010)

【目的】 評(píng)價(jià)辣椒資源材料果實(shí)的色價(jià)值及性狀指標(biāo)，為選育干制紅辣椒提供參考?！痉椒ā?以92份辣椒資源為材料，分別對(duì)辣椒色價(jià)值和辣椒單果質(zhì)量、果肉厚、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑進(jìn)行聚類(lèi)分析，從中篩選干制紅辣椒的優(yōu)良種質(zhì)材料。【結(jié)果】 (1)對(duì)辣椒色價(jià)值進(jìn)行單一性狀聚類(lèi)分析，可以將92份辣椒資源分為5大組群，辣椒色價(jià)值為5.90～20.62，在不同材料中表現(xiàn)出多樣性，但色價(jià)值極高型材料僅有7份，所占比例較小(7.61%)，且變異系數(shù)較大(0.54)。(2)對(duì)辣椒果實(shí)色價(jià)值、單果質(zhì)量、果肉厚、果實(shí)橫徑和果實(shí)縱徑5個(gè)性狀指標(biāo)進(jìn)行聚類(lèi)分析，可以將92份辣椒分為6大組群，各組群性狀存在差異，性狀表現(xiàn)豐富，單果質(zhì)量為26.17～33.59 g，果肉厚為0.21～0.35 cm，果實(shí)橫徑為2.21～2.67 cm，果實(shí)縱徑為13.30～16.65 cm。其中17份材料具有果肉薄(0.24 cm)、色價(jià)值高(18.11)、果型適中(橫徑2.38 cm，縱徑15.71 cm，單果質(zhì)量30.31 g)的特點(diǎn)，是選育干制紅辣椒的優(yōu)良材料?！窘Y(jié)論】 92份辣椒材料在色價(jià)值和果型指標(biāo)等特征上表現(xiàn)出多樣性，但色價(jià)值高、果型適宜作為干制紅辣椒的資源材料所占比例仍然較小。

辣椒；色價(jià)；果實(shí)性狀；聚類(lèi)分析

辣椒原產(chǎn)于墨西哥、中南美洲的安第斯山脈等熱帶地區(qū)，是世界上栽培面積最大的蔬菜作物之一。我國(guó)是辣椒種植大國(guó)，根據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)我國(guó)每年的辣椒種植面積在130萬(wàn)hm2以上[1]。干制、高色素辣椒主要供工業(yè)企業(yè)提取辣椒紅色素[2]。目前，國(guó)內(nèi)外干制色素辣椒市場(chǎng)已經(jīng)將辣椒色價(jià)和果型作為重要的候選品質(zhì)和主要的選育目標(biāo)[3-4]，但目前我國(guó)種植的干制色素辣椒品種色素含量參差不齊，高色素含量品種較為缺乏[5]。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者已針對(duì)色素辣椒品種培育及其遺傳規(guī)律開(kāi)展了一些研究[6-12]。如Todorova等[10]證實(shí)，低色素含量的辣椒品種在雜交組配時(shí)比較適合做母本，若作為父本其F1代具有不完全顯性。此外，還有研究指出，色素含量的高低與品種、果實(shí)成熟度以及栽培條件有關(guān)[13]。郭爽等[12]以44份辣椒種質(zhì)為材料，研究不同基因型辣椒紅色素含量的差異，結(jié)果表明44份辣椒種質(zhì)資源的紅色素含量為1.367～7.899 g/kg,極差達(dá)到6.532 g/kg，色素含量在品種與品系之間存在較大差異。尹成剛等[5]對(duì)北方地區(qū)109份色素辣椒材料進(jìn)行了色價(jià)評(píng)估，表明辣椒紅色素的色價(jià)在不同遺傳型間的雜種優(yōu)勢(shì)均值并不高，色價(jià)遺傳屬于數(shù)量性狀遺傳，但超親遺傳力低。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)干制、鮮食和醬制辣椒的市場(chǎng)需求不斷加大，但其不僅對(duì)辣椒色素含量有要求，而且對(duì)辣椒果型和果實(shí)脫水程度、果實(shí)單果質(zhì)量等指標(biāo)都有特定要求。為此，本試驗(yàn)對(duì)92份辣椒材料的色價(jià)及果實(shí)主要性狀指標(biāo)進(jìn)行了聚類(lèi)分析和評(píng)估，以期摸清現(xiàn)有辣椒資源材料的果實(shí)品質(zhì)狀況，為今后開(kāi)展干制色素辣椒專(zhuān)用品種的選育工作奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料是由內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所收集的92份色素辣椒資源材料，主要包括已經(jīng)純化的自交系材料和部分雜交種資源材料,詳見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2013-03-10在內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所進(jìn)行，辣椒種植在試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)的塑料大棚中，辣椒果型指標(biāo)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。2013-03-15播種育苗，2013-04-29定植,2013-09-02采集辣椒紅熟果進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定，所有材料的水肥管理和栽培措施均相同。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 辣椒色價(jià)值 辣椒色價(jià)值測(cè)定采用丙酮浸提法，具體參照GB 10783-2008[14]方法進(jìn)行。取四母斗位置紅熟辣椒果，剝?nèi)ヌプ凸?，裝入牛皮紙信封袋， 65 ℃下烘干至恒質(zhì)量，再用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)425 μm(40目)篩后稱樣。每份材料取10個(gè)樣品，粉碎混合后進(jìn)行測(cè)定，每份材料重復(fù)測(cè)定3次。

1.3.2 果型指標(biāo) 測(cè)定指標(biāo)包括單果質(zhì)量、果肉厚、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑等4項(xiàng)指標(biāo)。單果質(zhì)量用電子天平稱量(精度為0.01 g)，果實(shí)橫徑與縱徑用直尺測(cè)量，果肉厚用游標(biāo)卡尺測(cè)量。均取四母斗位置的紅熟果備測(cè)，每份材料取10個(gè)辣椒，結(jié)果為10個(gè)辣椒的均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有測(cè)定數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。先對(duì)辣椒色價(jià)進(jìn)行單一形狀聚類(lèi)，然后對(duì)所測(cè)的5個(gè)指標(biāo)進(jìn)行聚類(lèi)；聚類(lèi)分析之前對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再用SAS 9.0軟件整理數(shù)據(jù),采用可變類(lèi)平均法進(jìn)行聚類(lèi)分析,種質(zhì)指標(biāo)間的距離為歐氏距離(D)。

2 結(jié)果與分析

2.1 辣椒色價(jià)值的單一性狀聚類(lèi)分析

色價(jià)值是評(píng)價(jià)辣椒紅色素含量的一個(gè)指標(biāo)，可以作為辣椒紅色素顏色深淺的衡量標(biāo)準(zhǔn)[15]。將供試92份辣椒資源材料的色價(jià)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，采用類(lèi)平均法進(jìn)行聚類(lèi)分析。結(jié)果顯示，在D=0.78處，可以將辣椒資源分為5大組群，按照色價(jià)值由低到高排序，將分別為極低型(第1組群)、低型(第2組群)、普通型(第3組群)、高型(第4組群)和極高型(第5組群)。從表2的組群劃分結(jié)果可知，92份材料中色價(jià)值最低為5.90，最高為20.62，不同色素含量的辣椒資源表現(xiàn)出多樣性。不同組群中，第3組群占總材料數(shù)的29.35%；第4組群占總材料數(shù)的33.70%，這2個(gè)組群共占63.05%，色價(jià)值為12.43～16.78；色價(jià)值極高型僅占7.61%，所占比例最小。說(shuō)明色價(jià)值中高型和普通型占有較大比例，但高色價(jià)值資源材料仍然偏少。此外，色價(jià)值最低和最高組群材料的變異系數(shù)均較高，分別為 0.75 和0.54；處于色價(jià)值中等的材料變異系數(shù)較低。

注：表2和表3中各編號(hào)代表的材料與表1相同。

Note:Numbers of materials in Tables 2 and 3 were the same as in Table 1.

2.2 辣椒果型指標(biāo)的多性狀聚類(lèi)分析

將辣椒單果質(zhì)量、果肉厚、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑和色價(jià)值等5個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，使用類(lèi)平均法進(jìn)行聚類(lèi)分析。結(jié)果顯示，在D=3.42處，可以將92份辣椒資源分成3個(gè)大的組群，其中第3組群內(nèi)性狀差異較大，可以分為4個(gè)亞組。因此，供試92份辣椒種質(zhì)資源以果實(shí)果型性狀可以分為6個(gè)組群。由各組群的果實(shí)性狀特征(表3)來(lái)看，92份辣椒資源材料的果實(shí)性狀表現(xiàn)出多樣性，辣椒單果質(zhì)量均值為26.17～33.59 g，果肉厚均值為0.21～0.35 cm，果橫徑均值為2.21～2.67 cm，果縱徑均值為13.30～16.65 cm。

由表3可見(jiàn)，第1組群有編號(hào)為11和12共2份材料，此組群材料的主要特點(diǎn)是單果質(zhì)量較大，平均為33.59 g；果肉較厚，均值為0.35 cm；果實(shí)橫徑大，均值達(dá)到2.67 cm；果實(shí)縱徑偏小，均值為14.15 cm；色價(jià)值高，均值為18.23。本組群材料因單果質(zhì)量大、果肉厚、紅色素含量高，是選育醬制和鮮食辣椒品種的優(yōu)良親本材料。

第2組材料有編號(hào)為19、21、22等9份材料。此組材料單果質(zhì)量輕，均值為26.17 g；果肉薄，均值為0.21 cm；色價(jià)值中等，均值為13.55；果實(shí)橫徑和縱徑值低，果型偏小。因?yàn)楸窘M群材料色價(jià)值低，單果小，因此將其作為選育鮮食和干制辣椒資源的利用價(jià)值較小，但可以利用此組群材料與色價(jià)值高、果肉厚的材料進(jìn)行回交轉(zhuǎn)育，充分利用其果肉薄的特性，篩選干制辣椒的優(yōu)良親本材料。

第3組材料有編號(hào)為5、6、7等15份材料。此組群材料的主要特征是單果質(zhì)量偏大、果肉較厚、色價(jià)值中等。此組材料可以作為綠果鮮食品種選育的資源材料。

第4組材料共有編號(hào)為3、4、9等28份材料，該組材料占總材料數(shù)的30.43%，是材料份數(shù)最多的一組。該組材料的主要特點(diǎn)是單果質(zhì)量中等，均值為28.92 g，果肉較薄，果型偏細(xì)長(zhǎng)，色素含量低。此組材料可以作為選育干制辣椒的基礎(chǔ)材料，通過(guò)回交轉(zhuǎn)育充分利用其果肉薄的特點(diǎn)，可以篩選干制辣椒的親本材料。

第5組材料包括編號(hào)為2、8、13等21份材料，占到總材料數(shù)的22.83%，該組群材料的主要特征是單果質(zhì)量較大，均值為31.59 g，果型長(zhǎng)，果寬中等，果實(shí)橫徑均值為16.65 cm，縱徑均值為2.44 cm，色價(jià)值較低，均值為10.67。該組群材料可以作為露地和保護(hù)地鮮食辣椒的選育材料進(jìn)行利用。

第6組材料主要包括編號(hào)為1、10、38等17份材料，占到總材料數(shù)的18.48%，該組材料的主要特征是單果質(zhì)量中等、果肉薄、色素含量高，果實(shí)縱徑和橫徑分別為15.71和2.38 cm。此組材料是選育干制紅辣椒的優(yōu)良資源材料，符合干制紅辣椒脫水快、色價(jià)值高、果型中等的育種目標(biāo)，在今后選育中應(yīng)重點(diǎn)加以利用。

3 討論與結(jié)論

辣椒紅色素的紅色組分主要是辣椒紅素(Capsanthin)和辣椒玉紅素(Capsorubin),占色素總量的50%～60%，具有安全性高、穩(wěn)定性好、色澤艷麗、附著力強(qiáng)等特點(diǎn)[2]。本試驗(yàn)根據(jù)色價(jià)值不同，將92份供試?yán)苯凡牧戏譃?大組群，其色價(jià)值為5.90～20.62。辣椒色價(jià)值在不同材料間表現(xiàn)出了多樣性，其中色價(jià)值極高型材料有7份，占總材料數(shù)的 7.61%；色價(jià)值極低型材料有14份，占總材料數(shù)的15.22%，育種需求的高色價(jià)材料資源較少，多數(shù)材料是色價(jià)值中等的材料；色價(jià)值最低和最高的組群變異系數(shù)都較高。該結(jié)果與前人的研究結(jié)果[5,12]相似。張芳芳[16]針對(duì)辣椒紅色素進(jìn)行QTL定位分析發(fā)現(xiàn)，辣椒紅素含量是受到多個(gè)基因控制的數(shù)量性狀，共檢測(cè)到3個(gè)與辣椒紅素含量相關(guān)的QTL位點(diǎn)，分別位于第2、10、12號(hào)染色體上。此外，在選育辣椒新品種的過(guò)程中，要充分考慮環(huán)境因素對(duì)于表現(xiàn)型的影響。如前人研究表明，光照是辣椒紅素合成的重要因素，光照強(qiáng)度越大，辣椒紅色素的合成量越多，兩者呈直線正相關(guān)關(guān)系[17-18]。

辣椒果型和色素含量是干制色素辣椒新品種選育的重要指標(biāo)。目前生產(chǎn)中推廣應(yīng)用的干制辣椒和醬辣椒對(duì)辣椒色素含量和果型都有嚴(yán)格要求。干制紅辣椒要求辣椒果肉薄，紅熟果果肉厚為0.20～0.25 cm，果面光滑，果尖為鈍尖型，果長(zhǎng)為12.0～15.0 cm。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)辣椒單果質(zhì)量、果肉厚、果實(shí)橫徑、縱徑和色價(jià)值進(jìn)行聚類(lèi)分析，發(fā)現(xiàn)可以將供試的92份材料分為6個(gè)組群，其中可用于干制紅辣椒的優(yōu)良材料共有17份，占總材料數(shù)的18.48%，該組辣椒單果質(zhì)量中等、果肉薄、色素含量高，是選育干制紅辣椒的優(yōu)良材料，在今后的新品種選育中應(yīng)重點(diǎn)利用。

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Cluster analysis of color value units and main fruit characters of red chili breeding resources

YANG Zhi-gang1,2,HU Shuan-hong2,WANG Yong2,CUI Shi-mao1, FU Chong-yi2,PANG Jie2,YANG Xin-yu3,LIU Yan2

(1CollegeofAgronomy,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot,InnerMongolia010019,China;2VegetableInstitutes,InnerMongoliaAcademyofAgriculturalandAnimalHusbandrySciences,Hohhot,InnerMongolia010031,China; 3BaotouAgriculturalTechniqueExtensionStation,Baotou,InnerMongolia014010,China)

【Objective】 The color value units and fruit characters of red chili breeding resources were evaluated to provide reference for breeding new varieties.【Method】 The color value units,fruit diameter,fruit length,fruit weight,and fruit wall thickness of 92 pepper breeding resources were evaluated with hierarchical cluster analysis for screening high quality breeding materials of dry chili.【Result】 (1)The pepper breeding resources were divided into 5 groups based on cluster analysis of color value units.Color value units of pepper were 5.90-20.62 with large diversity.But there were only 7 with high color value units among all resource,with the ratio of 7.61% and large variation coefficient of 0.54.(2)The pepper breeding resources were divided into 6 species groups based on cluster analysis on 5 fruit characters.The characters of each group were different and the differences were abundant with the average fruit mass of 26.17-33.59 g,fruit wall thickness of 0.21-0.35 cm,fruit transverse diameter of 2.21-2.67 cm,and fruit vertical diameter of 13.30-16.65 cm.17 materials were chosen as excellent resources for dry red pepper breading,which had the characteristics of thin fruit wall thickness (0.24 cm),high color value units (18.11),and good fruit type (average fruit mass 30.31 g,fruit transverse diameter 2.38 cm,and fruit transverse diameter 15.71 cm).【Conclusion】 Pepper breeding resources showed great diversity in color value units and fruit characters,but the pepper resources with high color value units and suitable fruit type had small proportion.

pepper;color value units;fruit characters;cluster analysis

2014-05-28

內(nèi)蒙古科技廳應(yīng)用與研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(20110711)；內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2015CXJJN03)；內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2014QNJJN09)；國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系呼和浩特綜合試驗(yàn)站項(xiàng)目(CARS-25-G-15)

楊志剛(1984-)，男，內(nèi)蒙古涼城人，助理研究員，博士，主要從事蔬菜育種和栽培研究。E-mail:yzg5995@163.com

崔世茂(1961-)，男，山西代縣人,教授，博士生導(dǎo)師，主要從事園藝作物抗逆性生理和園藝設(shè)施及環(huán)境調(diào)控等研究。 E-mail:cuishimao@sina.com

時(shí)間:2015-04-13 12:59

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.05.006

S641.302.4

A

1671-9387(2015)05-0149-07

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