辣椒種質(zhì)色價及主要果實性狀指標(biāo)的聚類分析

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)色價及主要果實性狀指標(biāo)的聚類分析

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】 評價辣椒資源材料果實的色價值及性狀指標(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，分別對辣椒色價值和辣椒單果質(zhì)量、果肉厚、果實橫徑、果實縱徑進行聚類分析，從中篩選干制紅辣椒的優(yōu)良種質(zhì)材料?！窘Y(jié)果】 (1)對辣椒色價值進行單一性狀聚類分析，可以將92份辣椒資源分為5大組群，辣椒色價值為5.90～20.62，在不同材料中表現(xiàn)出多樣性，但色價值極高型材料僅有7份，所占比例較小(7.61%)，且變異系數(shù)較大(0.54)。(2)對辣椒果實色價值、單果質(zhì)量、果肉厚、果實橫徑和果實縱徑5個性狀指標(biāo)進行聚類分析，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，果實橫徑為2.21～2.67 cm，果實縱徑為13.30～16.65 cm。其中17份材料具有果肉薄(0.24 cm)、色價值高(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，是選育干制紅辣椒的優(yōu)良材料?！窘Y(jié)論】 92份辣椒材料在色價值和果型指標(biāo)等特征上表現(xiàn)出多樣性，但色價值高、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；果實性狀；聚類分析

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。我國是辣椒種植大國，根據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計我國每年的辣椒種植面積在130萬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，國內(nèi)外干制色素辣椒市場已經(jīng)將辣椒色價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]。

國內(nèi)外學(xué)者已針對色素辣椒品種培育及其遺傳規(guī)律開展了一些研究[6-12]。如Todorova等[10]證實，低色素含量的辣椒品種在雜交組配時比較適合做母本，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]對北方地區(qū)109份色素辣椒材料進行了色價評估，表明辣椒紅色素的色價在不同遺傳型間的雜種優(yōu)勢均值并不高，色價遺傳屬于數(shù)量性狀遺傳，但超親遺傳力低。近年來，國內(nèi)對干制、鮮食和醬制辣椒的市場需求不斷加大，但其不僅對辣椒色素含量有要求，而且對辣椒果型和果實脫水程度、果實單果質(zhì)量等指標(biāo)都有特定要求。為此，本試驗對92份辣椒材料的色價及果實主要性狀指標(biāo)進行了聚類分析和評估，以期摸清現(xiàn)有辣椒資源材料的果實品質(zhì)狀況，為今后開展干制色素辣椒專用品種的選育工作奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料是由內(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,詳見表1。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2013-03-10在內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所進行，辣椒種植在試驗農(nóng)場的塑料大棚中，辣椒果型指標(biāo)在實驗室內(nèi)進行測定。2013-03-15播種育苗，2013-04-29定植,2013-09-02采集辣椒紅熟果進行指標(biāo)測定，所有材料的水肥管理和栽培措施均相同。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 辣椒色價值 辣椒色價值測定采用丙酮浸提法，具體參照GB 10783-2008[14]方法進行。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，再用粉碎機粉碎，過425 μm(40目)篩后稱樣。每份材料取10個樣品，粉碎混合后進行測定，每份材料重復(fù)測定3次。

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

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有測定數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007進行統(tǒng)計。先對辣椒色價進行單一形狀聚類，然后對所測的5個指標(biāo)進行聚類；聚類分析之前對測定數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再用SAS 9.0軟件整理數(shù)據(jù),采用可變類平均法進行聚類分析,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 辣椒色價值的單一性狀聚類分析

色價值是評價辣椒紅色素含量的一個指標(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值進行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，采用類平均法進行聚類分析。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個組群共占63.05%，色價值為12.43～16.78；色價值極高型僅占7.61%，所占比例最小。說明色價值中高型和普通型占有較大比例，但高色價值資源材料仍然偏少。此外，色價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；處于色價值中等的材料變異系數(shù)較低。

注：表2和表3中各編號代表的材料與表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)的多性狀聚類分析

將辣椒單果質(zhì)量、果肉厚、果實橫徑、果實縱徑和色價值等5個指標(biāo)的數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，使用類平均法進行聚類分析。結(jié)果顯示，在D=3.42處，可以將92份辣椒資源分成3個大的組群，其中第3組群內(nèi)性狀差異較大，可以分為4個亞組。因此，供試92份辣椒種質(zhì)資源以果實果型性狀可以分為6個組群。由各組群的果實性狀特征(表3)來看，92份辣椒資源材料的果實性狀表現(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，第1組群有編號為11和12共2份材料，此組群材料的主要特點是單果質(zhì)量較大，平均為33.59 g；果肉較厚，均值為0.35 cm；果實橫徑大，均值達(dá)到2.67 cm；果實縱徑偏小，均值為14.15 cm；色價值高，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；色價值中等，均值為13.55；果實橫徑和縱徑值低，果型偏小。因為本組群材料色價值低，單果小，因此將其作為選育鮮食和干制辣椒資源的利用價值較小，但可以利用此組群材料與色價值高、果肉厚的材料進行回交轉(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是單果質(zhì)量中等，均值為28.92 g，果肉較薄，果型偏細(xì)長，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，通過回交轉(zhuǎn)育充分利用其果肉薄的特點，可以篩選干制辣椒的親本材料。

第5組材料包括編號為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，果寬中等，果實橫徑均值為16.65 cm，縱徑均值為2.44 cm，色價值較低，均值為10.67。該組群材料可以作為露地和保護地鮮食辣椒的選育材料進行利用。

第6組材料主要包括編號為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、色價值高、果型中等的育種目標(biāo)，在今后選育中應(yīng)重點加以利用。

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、附著力強等特點[2]。本試驗根據(jù)色價值不同，將92份供試?yán)苯凡牧戏譃?大組群，其色價值為5.90～20.62。辣椒色價值在不同材料間表現(xiàn)出了多樣性，其中色價值極高型材料有7份，占總材料數(shù)的 7.61%；色價值極低型材料有14份，占總材料數(shù)的15.22%，育種需求的高色價材料資源較少，多數(shù)材料是色價值中等的材料；色價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]針對辣椒紅色素進行QTL定位分析發(fā)現(xiàn)，辣椒紅素含量是受到多個基因控制的數(shù)量性狀，共檢測到3個與辣椒紅素含量相關(guān)的QTL位點，分別位于第2、10、12號染色體上。此外，在選育辣椒新品種的過程中，要充分考慮環(huán)境因素對于表現(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，果長為12.0～15.0 cm。本試驗通過對辣椒單果質(zhì)量、果肉厚、果實橫徑、縱徑和色價值進行聚類分析，發(fā)現(xiàn)可以將供試的92份材料分為6個組群，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)用與研究開發(fā)計劃項目(20110711)；內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科技創(chuàng)新基金項目(2015CXJJN03)；內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新基金項目(2014QNJJN09)；國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系呼和浩特綜合試驗站項目(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

時間:2015-04-13 12:59

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.05.006

S641.302.4

A

1671-9387(2015)05-0149-07

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20150413.1259.006.html