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，李翠芳，董心久，劉華君，高衛(wèi)時，楊洪澤，劉升廷，王燕飛

（1.新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，烏魯木齊830091；2.中國農(nóng)業(yè)科學院甜菜研究所，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1，楊洪澤1，劉升廷2，王燕飛1

（1.新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，烏魯木齊830091；2.中國農(nóng)業(yè)科學院甜菜研究所，哈爾濱150080）

以25個新疆甜菜品系（種）為材料，對塊根8個主要農(nóng)藝性狀進行變異系數(shù)、相關(guān)性和主成分分析。結(jié)果表明:根頭長度的變異系數(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、根頭長與根重呈極顯著正相關(guān)；甜菜含糖率與根體長度呈極顯著的正相關(guān)。主成分分析結(jié)果表明，前3個主成分對含糖率變異的累計貢獻率達到85.21%，對根重變異的累計貢獻率達到88.53%。首先對變異大的性狀進行選擇是非常重要的，在含糖率性狀選擇上，應(yīng)注意選擇根頸長度、根頸周長、根體長度大，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、根頸長度大，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。半個世紀以來全世界糖的需求量在不斷增長，糖的生產(chǎn)量也在不斷增長。在中國，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hm2。新疆甜菜年種植面積7.3萬hm2，占全國種植面積的32%左右，是新疆重要經(jīng)濟作物在新疆農(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試驗設(shè)計:試驗設(shè)在新疆農(nóng)業(yè)科學院瑪納斯試驗站，前茬作物大豆。采用隨機區(qū)組排列，3次重復，4行區(qū)，行長7m，行距0.5m，株距0.23m，小區(qū)面積14.0m2，密度86955株/hm2。成熟時收獲中間2行，每次重復取10株測量品種塊根。⑶測定項目:測量項目有:根頭長（x1）、根頸長（x2）、根體長（x3）、根寬（根體最寬處半徑）（x4）、根頸周長（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)計分析軟件進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 變異系數(shù)分析

供試材料8個農(nóng)藝性狀測定結(jié)果（見表1）表明，25個甜菜品種間的8個主要農(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，平均值為5.01cm，變異系數(shù)達29.14%，變幅為3.43-7.70cm，根頭長最短的為品種23，最長的為品種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＞根重＞根溝深淺＞含糖率＞根頸長＞根體長＞根頸周長＞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，而根頭長的變異系數(shù)最大，表明25份材料在這個性狀上變異十分豐富，而其它性狀的表現(xiàn)則介于這兩類之間。其中根頭長、根重、根溝深淺的變異系數(shù)較大，說明可以通過遺傳選育、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、根體長等性狀的變異系數(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、根寬的變異系數(shù)很小，表明期望通過育種手段獲得理想目標性狀的難度較大（見表1）。

2.2 相關(guān)分析

為判斷8個性狀間的相互關(guān)系，對試驗結(jié)果進行了相關(guān)分析，8個性狀間的相關(guān)系數(shù)見表2。分析結(jié)果顯示:甜菜含糖率與根體長的相關(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，根體長是一個重要的指標。糖甜菜根寬、根頸周長、根頭長與根重的相關(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，呈負相關(guān)。說明選擇豐產(chǎn)型品種，甜菜根寬、根頸周長絕對值大、根溝較淺是重要指標。根重與其它幾個農(nóng)藝性狀的相關(guān)程度依次為根頸長＞根體長＞含糖率。因此表明根寬對產(chǎn)量的影響最大，而根頸周長、根頭長、根頸長等因素也影響了產(chǎn)量。所以要選育豐產(chǎn)類型品種，應(yīng)以根寬作為首選目標性狀。

2.3 含糖率的主成分分析

對7個主要農(nóng)藝性狀進行主成分分析，結(jié)果（見表3）顯示，在所有的主成分構(gòu)成中，信息主要集中在前3個主成分，其累計貢獻率達到85.21%。主成分1貢獻率最大，為36.47%。其次為主成分2、3，貢獻率分變?yōu)?4.35%、14.39%。

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

表1 25個甜菜品系(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7個主要農(nóng)藝性狀進行主成分分析，結(jié)果（見表4）顯示，在所有的主成分構(gòu)成中，信息主要集中在前3個主成分，其累計貢獻率達到88.53%。主成分1貢獻率最大，為48.52%。其次為主成分2、3，貢獻率分別為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、根頸周長特征向量絕對值分別為0.5198、0.5164，說明根寬、根頸周長對甜菜根重起主要作用。第二主成分中，根頸長、根體長特征向量絕對值分別為0.5535、-0.6260，載荷較高且為正的農(nóng)藝性狀有根頸長，載荷較高且為負的農(nóng)藝性狀有根體長，說明根頸長和根體長對甜菜根重起主要作用。第三主成分中，根頭長、根溝深淺的特征向量絕對值分別為0.5843、0.7439，說明根頭長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、根溝深淺、含糖率、根頸長、根體長的變異系數(shù)較大，在品種選育上，首先對這些性狀進行選擇，比較容易獲得較好的目標性狀。⑵甜菜的含糖率與根體長是密切相關(guān)的，要獲得較高的含糖率，要注重根體長度的選擇。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、根頸周長、根寬和根體長。⑷甜菜的根重與根寬、根頸周長是密切相關(guān)的，要獲得高的產(chǎn)量，選擇根寬、根頸周長、根頸長度較大，根頭長度適中很重要。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、根頭長、根溝深淺。⑹如要選育甜菜產(chǎn)量和含糖率適中的品種，要著重對根寬、根頸周長、根頸長、根體長等主要性狀進行綜合選擇。

[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個品種的主成分分析及遺傳距離測定[J].河南農(nóng)業(yè)科學，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。