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，有利于預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)藝性狀及其相互關系，對選育優(yōu)質高產(chǎn)新品種具有重要的意義。相關分析是研究2個處于同等地位的隨機變量間的相關關系，通過相關分析可以研究不同性狀間的相互關系；主成分分析和聚類分析是遺傳育種和種質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)藝性狀間的關系，株高和盤徑與小區(qū)產(chǎn)量呈顯著正相關，主成分分析中前3個主成分累計貢獻率達86.9825%。賈曉軍等[6]研究了20個向日葵品種13個農(nóng)藝性狀間的關系，分析得出9對相關性狀，通過主成分分析，提取6個主成分的累積貢獻率達99.88%。王興珍等[7]對21個食葵雜交種11個主要農(nóng)藝性狀進行相關分析和主成分分析，分析得出7對相關性狀，前3個主成分累積貢獻率為64.685%。李素萍等[8]對275個食葵雜交種15個主要農(nóng)藝性狀進行主成分分析，前7個主成分對變異的累積貢獻率為 84.90%。在食葵雜交種和親本選擇時，應注意產(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個主成分累積貢獻率達86.66%。在性狀選擇上，首先對變異大的性狀進行選擇是非常重要的；在品種選擇上，應注意選擇產(chǎn)量和籽仁率、百粒重和單盤粒重均高的品種。聚類分析是將引進的資源按照不同特征組成不同組群，從而進行研究、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]等作物種質資源中應用。

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)藝性狀進行分析研究，旨在全面了解參試材料的性狀及性狀間的關系，明確食葵資源的遺傳基礎，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)科學院壩下試驗基地進行，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。試驗地土壤有機質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進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，用SPSS 20.0進行各農(nóng)藝性狀的相關分析、主成分分析和聚類分析。

2 結果與分析

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)藝性狀進行相關性分析（表3），有5對性狀呈極顯著相關，2對呈顯著相關，其中只有百粒重與小區(qū)產(chǎn)量呈負相關，其余均為正相關。株高與莖粗呈極顯著正相關，與盤徑呈顯著相關，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，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，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，說明粒長的增加有利于粒寬的增加；百粒重與小區(qū)產(chǎn)量呈顯著負相關，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的貢獻率最大，為31.983%，主成分2和3的貢獻率分別為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，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]研究結果一致。相關性分析表明：有5對性狀呈極顯著相關，2對呈顯著性相關，其中株高與莖粗呈極顯著正相關，與盤徑呈顯著相關，莖粗與盤徑、粒長呈極顯著正相關，粒長與粒寬呈極顯著正相關，百粒重與小區(qū)產(chǎn)量呈顯著負相關，這與張寶英等[22]研究結果一致。6個主要農(nóng)藝性狀與小區(qū)產(chǎn)量的相關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意義[23]。本研究通過主成分分析，總結了株型因子、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)藝性狀之間的關系，這一結果與張寶英等[22]研究結果相近。對7個農(nóng)藝性狀進行聚類分析，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，還應考慮類群歸屬。

4 結論

對冀西北食葵產(chǎn)區(qū)收集到的50份地方資源農(nóng)藝性狀進行分析，結果表明粒色、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。相關性分析表明，有5對性狀呈極顯著相關，2對呈顯著相關。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。