白 葦 胡 楊 楊素梅 張寶英 崔金麗 靳 濤 白?；?/p>

（張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，075000，河北張家口）

食用型向日葵（食葵）是菊科向日葵屬一年生草本植物，籽粒富含豐富的微量元素和蛋白質(zhì)，有利于預(yù)防心腦血管和癌癥等疾病[1]。冀西北是我國食葵主產(chǎn)區(qū)之一，生態(tài)條件復(fù)雜，在食葵長期的生產(chǎn)種植和選擇過程中，形成了多生態(tài)型的地方品種，從而構(gòu)成了豐富的地方資源[2]。由于常年種植，食葵品種資源混雜退化，研究其主要農(nóng)藝性狀及其相互關(guān)系，對選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種具有重要的意義。相關(guān)分析是研究2個處于同等地位的隨機(jī)變量間的相關(guān)關(guān)系，通過相關(guān)分析可以研究不同性狀間的相互關(guān)系；主成分分析和聚類分析是遺傳育種和種質(zhì)資源分析研究的主要方法之一[3-4]。

朱東旭等[5]分析了11個國內(nèi)外向日葵品種9個農(nóng)藝性狀間的關(guān)系，株高和盤徑與小區(qū)產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，主成分分析中前3個主成分累計貢獻(xiàn)率達(dá)86.9825%。賈曉軍等[6]研究了20個向日葵品種13個農(nóng)藝性狀間的關(guān)系，分析得出9對相關(guān)性狀，通過主成分分析，提取6個主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)99.88%。王興珍等[7]對21個食葵雜交種11個主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行相關(guān)分析和主成分分析，分析得出7對相關(guān)性狀，前3個主成分累積貢獻(xiàn)率為64.685%。李素萍等[8]對275個食葵雜交種15個主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，前7個主成分對變異的累積貢獻(xiàn)率為 84.90%。在食葵雜交種和親本選擇時，應(yīng)注意產(chǎn)量高、株高適中、籽粒較長和寬度適中的組合或自交系。柳延濤等[9]對14個油葵品種11個主要農(nóng)藝性狀統(tǒng)計分析，前4個主成分累積貢獻(xiàn)率達(dá)86.66%。在性狀選擇上，首先對變異大的性狀進(jìn)行選擇是非常重要的；在品種選擇上，應(yīng)注意選擇產(chǎn)量和籽仁率、百粒重和單盤粒重均高的品種。聚類分析是將引進(jìn)的資源按照不同特征組成不同組群，從而進(jìn)行研究、鑒定，對挖掘和利用優(yōu)良資源、特異性狀具有重要意義，目前已在玉米[10-11]、小麥[12-13]、水稻[14]、亞麻[15]和芝麻[16]等作物種質(zhì)資源中應(yīng)用。

本研究從冀西北5大食葵主產(chǎn)區(qū)收集到50份地方資源，對其主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析研究，旨在全面了解參試材料的性狀及性狀間的關(guān)系，明確食葵資源的遺傳基礎(chǔ)，為食葵遺傳改良提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以冀西北食葵主產(chǎn)區(qū)收集的50份地方資源為供試材料，其中懷安縣14份、蔚縣13份、涿鹿縣4份、陽原縣16份及宣化縣3份。

1.2 試驗地概況

試驗于2012年張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院壩下試驗基地進(jìn)行，試驗地（40°40′ N，115°55′ E）海拔643m，年日照時數(shù)2 906.4h，年平均氣溫6.2℃，年均降水量349.7mm。試驗地土壤有機(jī)質(zhì)18.92g/kg，堿解氮40.2mg/kg，速效磷11.9mg/kg，速效鉀115mg/kg，pH值8.1。

1.3 試驗方法

供試材料每份種植4行，按順序排列，小區(qū)面積17.28m2（5.4m×3.2m），行距 0.8m，株距 0.6m，田間管理同一般大田。向日葵成熟后，每個小區(qū)隨機(jī)連續(xù)選取有代表性的10株用于考種[17]，并考察株高（X1）、莖粗（X2）、盤徑（X3）、粒長（X4）、粒寬（X5）、百粒重（X6）、小區(qū)產(chǎn)量（X7）、粒型（X8）、粒色（X9）和熟性（X10）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，用SPSS 20.0進(jìn)行各農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析、主成分分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同材料農(nóng)藝性狀分析

從50份食葵地方資源的10個主要農(nóng)藝性狀結(jié)果（表1）可以看出，各性狀在不同材料間差異很大，來源地相同的材料間差異也較大。

表1 冀西北食葵地方資源的來源地和主要農(nóng)藝性狀Table 1 The origins and the characteristics of the confectionery sun flower local resources of northwest Hebei

續(xù)表1 Table 1 (continued)

10個主要農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)變幅為6.98%～54.78%（表2），順序為粒色＞熟性＞粒型＞小區(qū)產(chǎn)量＞粒寬＞百粒重＞株高＞粒長＞盤徑＞莖粗，其中，粒色、熟性、粒型和小區(qū)產(chǎn)量的變異系數(shù)較大，粒寬、百粒重、株高、粒長、盤徑及莖粗的相對較小。50份食葵資源材料農(nóng)藝性狀存在較大的變異，資源類型豐富。

表2 10個主要農(nóng)藝性狀變異統(tǒng)計Table 2 Statistics of main ten agronomic characteristics

2.2 主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析

對株高（X1）、莖粗（X2）、盤徑（X3）、粒長（X4）、粒寬（X5）、百粒重（X6）和小區(qū)產(chǎn)量（X7）7個農(nóng)藝性狀進(jìn)行相關(guān)性分析（表3），有5對性狀呈極顯著相關(guān)，2對呈顯著相關(guān)，其中只有百粒重與小區(qū)產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，其余均為正相關(guān)。株高與莖粗呈極顯著正相關(guān)，與盤徑呈顯著相關(guān)，說明株高的增加有利于莖粗和盤徑的增加；莖粗與盤徑、粒長呈極顯著正相關(guān)，說明莖粗的增加有利于盤徑、粒長的增加；盤徑與粒長呈極顯著正相關(guān)，說明盤徑的增加有利于粒長的增加；粒長與粒寬呈極顯著正相關(guān)，說明粒長的增加有利于粒寬的增加；百粒重與小區(qū)產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，說明百粒重的增加會造成小區(qū)產(chǎn)量下降。

表3 主要農(nóng)藝性狀相關(guān)分析Table 3 Correlation analysis of main agronomic characteristics

2.3 主要農(nóng)藝性狀的主成分分析

對7個性狀進(jìn)行主成分分析（表4），根據(jù)特征值大于1的原則提取了3個因子，這3個因子所解釋方差占全部方差的75.704%，能比較全面地反映所有信息。主成分1的貢獻(xiàn)率最大，為31.983%，主成分2和3的貢獻(xiàn)率分別為25.565%和18.156%。

表4 主要農(nóng)藝性狀的主成分分析Table 4 Principal component analysis of main agronomic characteristics

第1主成分的特征值為2.239，特征向量中粒寬和小區(qū)產(chǎn)量載荷為負(fù)值，其余均為正值。其中，莖粗、盤徑和株高3個性狀載荷較高，他們相互之間均為顯著或極顯著正相關(guān)，可稱為株型因子。第2主成分的特征值為1.790，載荷較高的性狀為粒長和粒寬，可稱為粒型因子。第3主成分的特征值為1.271，載荷較高的性狀為百粒重和小區(qū)產(chǎn)量，可稱為產(chǎn)量因子。

2.4 食葵地方資源的聚類分析

對50份地方資源的7個主要農(nóng)藝性狀以歐氏距離和類平均法進(jìn)行聚類分析，在遺傳距離為9處將參試材料分為5個類群（圖1）。第Ⅰ類群包括26份材料，株高297.5～324.5cm，莖粗2.4～3.1cm，盤徑16.0～23.1cm，粒長16.8～20.9mm，粒寬5.9～7.9mm，百粒重12.9～17.7g，小區(qū)產(chǎn)量1.38～5.87kg。第Ⅰ類群材料最多，分布較廣，來源包含所有5個產(chǎn)區(qū)，小區(qū)產(chǎn)量相對較低，其他性狀相對居中。第Ⅱ類群包括4份材料，來自蔚縣、陽原縣和宣化縣，粒寬和百粒重相對較高，商品性好。第Ⅲ類群只有2份材料，均來自懷安縣，盤徑和粒寬較小，但株高最低，粒長較長，具有一定利用價值。第Ⅳ類群包括15份材料，來自懷安縣、涿鹿縣和陽原縣，株高273.1～289.2cm，莖粗2.3～2.8cm，盤徑18.6～22.2cm，粒長 17.8～23.2mm，粒寬5.9～8.3mm，百粒重13.1～18.2g，小區(qū)產(chǎn)量3.34～5.66kg，特點(diǎn)是莖粗相對較小，百粒重較大。第Ⅴ類群包括3份材料，均來自陽原縣，株高最高，莖粗相對較粗，盤徑較大，粒長較短，小區(qū)產(chǎn)量較高，利用價值較大。

圖1 50份食葵地方資源聚類圖Fig.1 The clustering map of 50 local resources of confectionery sunflower

3 討論

不同作物的主要農(nóng)藝性狀變異有很大差異[18]。本研究中50份地方食葵資源10個主要農(nóng)藝性狀變異系數(shù)為6.98%～54.78%，表現(xiàn)出了豐富的遺傳多樣性，資源可選范圍大。其中，莖粗、盤徑和粒長的變異系數(shù)相對較小，這與楊素梅等[21]研究結(jié)果一致。相關(guān)性分析表明：有5對性狀呈極顯著相關(guān)，2對呈顯著性相關(guān)，其中株高與莖粗呈極顯著正相關(guān)，與盤徑呈顯著相關(guān)，莖粗與盤徑、粒長呈極顯著正相關(guān)，粒長與粒寬呈極顯著正相關(guān)，百粒重與小區(qū)產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，這與張寶英等[22]研究結(jié)果一致。6個主要農(nóng)藝性狀與小區(qū)產(chǎn)量的相關(guān)性由大到小依次為百粒重、粒長、株高、盤徑、莖粗和粒寬，在食葵新品種選育中應(yīng)注重百粒重，同時對粒長、株高、盤徑、莖粗和粒寬等性狀綜合考慮。

主成分分析和聚類分析是為了避免主要農(nóng)藝性狀及雜交育種過程中親本選育的盲目性，對農(nóng)作物雜交利用具有很好的指導(dǎo)意義[23]。本研究通過主成分分析，總結(jié)了株型因子、粒型因子和產(chǎn)量因子，這3個因子從不同角度反映了食葵主要農(nóng)藝性狀之間的關(guān)系，這一結(jié)果與張寶英等[22]研究結(jié)果相近。對7個農(nóng)藝性狀進(jìn)行聚類分析，50份地方資源可分為5類，各個類群之間差異明顯。其中第Ⅰ類群產(chǎn)量較低，其他性狀相對居中，利用價值不大，第Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ類群商品性較好，第Ⅴ類群產(chǎn)量相對較高，后4類根據(jù)不同育種目標(biāo)利用前景較好。從地域來看，來自同一個地區(qū)的材料分布在不同的組群，來自陽原縣的材料類型最為廣泛，分布于第Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ類群，其次是懷安縣，分布于第Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ類群，蔚縣、宣化縣和涿鹿縣的材料類型最少，均分布于2個類群。由此可見，地理來源相同的材料被歸為不同組群，不同地區(qū)的材料相互滲透，因此，在食葵育種時不僅要考慮地理來源，還應(yīng)考慮類群歸屬。

4 結(jié)論

對冀西北食葵產(chǎn)區(qū)收集到的50份地方資源農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，結(jié)果表明粒色、熟性、粒型和小區(qū)產(chǎn)量變異系數(shù)較大，莖粗、盤徑和粒長變異系數(shù)相對較小。相關(guān)性分析表明，有5對性狀呈極顯著相關(guān)，2對呈顯著相關(guān)。通過主成分分析提取了3個因子，分別為株型因子、籽粒因子和產(chǎn)量因子。通過聚類分析，將50份資源分為5類，其中，第Ⅰ類材料最多，分布較廣，其余4類具有一定育種利用價值。