辣椒品种主要农艺性状的相关性和主成分分析

李晴，韩玉珠，张广臣

（吉林农业大学园艺学院，吉林长春，130118）

辣椒（Capsicum annuumL.）目前已成为中国重要的蔬菜作物和调味品，至20世纪80年代末我国已收集辣椒种质资源2 000多份[1]。我国辣椒种类众多，种植面积也不断扩大，生产上迫切需要优良的辣椒品种[2]。辣椒和其他作物一样，其突破性的育种成果取决于关键性基因资源的开发与利用[3]。研究辣椒品种的遗传多样性及其农艺性状也变得尤为重要，我国对辣椒品种在丰产性、优质性、适应性、抗病抗逆性等方面的研究均已达到相当水平。辣椒不同的农艺性状都有不同的遗传表现，了解遗传表现对提高育种质量，加速育种进程具有非常重要的作用[4]。多元分析方法已被广泛应用于各农作物的遗传研究，在大白菜[5]、菜豆[6]、大豆[7]、油菜[8]、花生[9]等作物上都有相关的研究报道。本研究通过对47份辣椒品种主要农艺性状的鉴定，进行了相关性分析和主成分分析，旨在揭示各农艺性状间的相关关系及各性状与产量间的密切关系，为辣椒良种选育上对各性状的选择提供科学依据，以及对辣椒高产优质栽培提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为47份辣椒品种，见表1，其中包括2份簇生椒品种。所有供试品种均由吉林农业大学园艺学院蔬菜教研室提供。

表1 供试品种

1.2 试验设计

本试验采用完全随机区组设计，3次重复，于2008年在吉林农业大学园艺学院蔬菜基地进行，温室育苗，壤土栽植。于2008年3月21日播种，采用营养盘育苗，5月21日定植大田。每小区面积5 m2左右，双行定植，每品种每小区定植30株。栽培管理条件同常规。

1.3 测量项目与方法

对不同辣椒品种的形态学特征观察与测定在田间进行，生理学特性及果实各性状于收获后在室内进行，同时对果实产量进行测定。测定标准如下：（1）始花节位（X1，节）：第 1 朵花着生节位数。 （2）株高（X2，cm）：植株基部至植株最高处的距离。 （3）茎粗（X3，mm）：第 1 朵花下横径长度。（4）植株开展度（X4，cm）：植株顶部叶片展开的最大宽度。 （5）果长（X5，cm）：果实纵径。（6）果宽（X6，cm）：果实横径。（7）果肉厚（X7，mm）：果实中部果皮厚度。 （8）单株结果数（X8，个）：所测总果数除以所测株数。 （9）青果鲜质量（X9，g）：所测果质量除以所测果数。 （10）干物质质量（X10，g）：恒重法称果实质量。 （11）单株产量（X11，kg）。 （12）果实可溶性糖含量（X12，%）。（13）可溶性蛋白含量（X13，mg/g）。 （14）维生素 C 含量（X14，mg/100 g）。（15）果实辣椒素含量（X15，mg/kg）。（16）果实辣椒红素含量（X16，相对值）。相关分析采用SPSS软件进行分析，主成分分析采用唐启义等的DPS数据处理系统[10]。

2 结果与分析

2.1 辣椒农艺性状相关性分析

对47份辣椒品种的16个农艺性状进行观测和处理，判定性状间的相关关系，通过统计软件进行相关性分析，其相关系数分析结果见表2。

①植物学性状间的相关分析始花节位与株高、开展度、果实大小、单果质量、单株产量均呈极显著负相关，始花节位高则植株矮小，株幅小，果型偏小；始花节位与单株结果数呈极显著正相关，相关系数达0.628**，因此要获得早熟辣椒品种就要选择始花节位低、株型开展幅度大，大果型，单果质量较大的品种。株高、茎粗、开展度彼此之间均呈极显著正相关关系；果长、果宽与果肉厚也呈极显著正相关，说明果型较大的果实，其果肉也较厚；除果长与株高成显著的负相关关系外，其他果型性状与植株形态无明显的相关关系。

②形态性状与产量间的相关分析 从表2可以看出，辣椒的果长、果宽、果肉厚均与青果质量、干物质含量、单株产量呈极显著正相关，其中果宽与青果质量的相关系数达0.959**，表明果实横径与单果质量、产量密切相关。此外单株结果数与果长、果宽、果肉厚、青果鲜质量、干物质都呈极显著负相关关系，可见单株果数与单果质量相互影响，单株结果数的增多会导致单果质量降低，可以通过分别提高单果质量或提高单株结果数来实现增产的目标。单株产量还与始花节位呈极显著负相关（r=-0.402**），由此说明始花节位低，开花期早则产量较高，在丰产性选择时应注意对始花节位低的选择，可以选择出早熟丰产的类型。

③主要经济性状间的相关分析 果肉厚与果长、果宽呈极显著正相关（r=0.402**，r=0.633**），说明大果型的品种果肉较厚，小果型品种则果皮薄脆，口感好，根据生产上的不同要求可以加强对果肉厚性状的选择。果实可溶性蛋白、VC含量与果肉厚、干物质含量呈极显著负相关，与单株结果数呈极显著正相关（r=0.446**，r=0.627**），表明果实营养物质的含量与果质量因子呈负相关关系，在对果实营养品质方面的选择时应注意对小果型品种的选择。果实辣椒素含量与始花节位、单株果数呈极显著正相关，与果宽、果肉厚、青果鲜质量，干物质含量呈极显著负相关关系，说明开花较晚、单果数高的品种果实辣椒素含量较高，而大果型、单果质量较大的品种辣椒素含量则较低。在辣椒品质育种的选择上应注意对小果型、晚熟、单果质量小的品种的选择。在丰产性选择上可以注重对大果型品种的选择，也可以提高单株结果数加强对小果型的选择。大果型品种果肉较厚，单株产量也较高，小果型品种果皮薄，单果质量低，但果实营养品质含量较高。

表2 主要农艺性状的相关系数

2.2 主成分分析

对47个辣椒品种16个性状的方差分析结果表明，16个性状均达到极显著水平，因此要求进一步进行主成分分析。由其相关系数可知各性状之间存在着强或弱的相关关系，说明指标之间存在着信息重复，为了明确辣椒各性状之间的内在关系，本文采用了主成分分析的方法对样本数据进行了分析。

利用DPS软件求出数据矩阵的特征值、各特征值的百分率和累计贡献率列于表3。各特征值相应的特征向量就是辣椒主要农艺性状和营养含量的权重系数，见表4。在主成分分析中，选择累计贡献率≥85%的前几个主成分作为从不同方面来表征总体遗传方差的主要因素[11～13]。从表3可知，辣椒农艺性状和营养含量前5个主成分的特征值累计贡献率达78.91%（大于75.00%），前7个主成分的特征值累计贡献率达87.16%（大于85.00%），由此认为前5~7个主成分就能大致反映原来16个性状基本遗传特征。

从表3，4可知，第一主成分的特征值为6.319 24，贡献率为39.49%，其特征向量中载荷较高的农艺性状有果宽、果长、果肉厚、青果鲜质量和干物质含量，这几项指标权重正值较大，为产量的主要构成因素，称为产量因子，表明第一主成分大的品种具有果型较大，果肉较厚，单果质量大等特点。第二主成分的特征值为3.055 79，贡献率为19.09%，株高、茎粗和开展度的载荷较大，称为株型因子，是主要反映植株长势的综合指标，表明第二主成分大的品种具有植株高大健壮，长势旺盛等特点。第三主成分的特征值为1.477 79，贡献率为9.23%，果实可溶性糖和VC含量的载荷较大，称为营养因子，表明第三主成分大的品种具有果实品质较好，营养较高的特点。第四主成分的特征值为0.921 65，贡献率为5.76%，特征向量载荷高的性状是辣椒红素含量（0.724 61）和辣椒素含量（0.421 94），称为果实品质因子，说明第四主成分大的品种果实辣椒红素含量高且果味较辣，适合生产上对高辣椒素和辣椒红素含量的品种的要求。第五主成分的特征值为0.852 47，贡献率为5.32，特征向量中载荷量以蛋白质含量（0.553 49）最高，权重正值最大，称为可溶蛋白质营养因子。第六主成分的特征值为0.729 16，贡献率为4.55%，单株结果数的载荷较高，称为单株果数因子，说明第六主成分大的品种单株结果数多，比较适合丰产性选择的需要。第七主成分的特征值为0.589 63，贡献率3.68，始花节位的权重正值较大，称为果实熟性因子。通过比较各个品种的主成分值大小，根据生产上的不同需要及不同育种目标，对47份辣椒品种进行筛选，以确定它们各自的应用价值。

表3 重要主成分的特征值和贡献率

表4 重要主成分的规格化特征向量

3 小结与讨论

试验对47份辣椒品种的16个农艺性状进行了相关性和主成分分析。

在辣椒品种的植物学性状间，各形态学性状与产量间及经济性状中，部分性状之间呈显著的相关性，某些相关性可对制定辣椒育种目标和选育优良品种提供参考。始花节位与植株形态，果实大小，单株产量呈负相关，即始花节位低会得到植株高大，大果型，早熟丰产的类型，在育种工作中应注意对始花节位低性状的选择。在进行丰产育种时应注意对果实横径的选择，果实横径严重制约着青果鲜质量。通过调节单果质量与单株结果数的关系，从而达到高产目的，对大果型的品种应提高其单果质量而获高产，对小果型的品种应提高其单株结果数而获高产。此结论与李玉华等[14]的研究结果相一致。小果型品种果皮薄脆，单果质量较轻，单株结果数高，营养物质相对含量高，辣椒素含量较高；大果型品种果肉较厚，单果质量较大，单株结果数低，辣椒素含量较低，果味微辣，辣椒红素与辣椒素含量无明显的相关性。

从主成分分析结果来看，产量的构成因素主要集中在第一主成分上，其中果宽、青果鲜质量等权重正值较大。第二主成分是株型因子，表明植株粗壮高大。第三主成分主要包含果实可溶性糖和VC含量等，第四主成分大的品种辣椒素和辣椒红素含量较高，第三、四主成分统称果实营养品质因子。在选育优质高产的辣椒品种时，应注意对前4个主成分的综合选择。若同时考虑第六主成分果数因子和第七主成分熟性因子可以加强对早熟高产品种的选择。前7个主成分的贡献率达到85%以上，可综合表达全部性状的信息，在辣椒育种中，可重点考察前7个综合因子，以提高辣椒育种质量。

[1]王述彬，袁希汉，邹学校，等.中国辣椒优异种质资源评价[J].江苏农业学报，2001，17（4）：244-247.

[2]黄锐明，王穗涛，谢晓凯．早熟辣椒品种比较试验[J]．广东农业科学，2003（1）：15-17.

[3]洪雨顺，杨德.辣椒种质资源遗传多样性保护和利用研究进展[J].中国农学通报，2006，22（2）：358-360.

[4]庄灿然，吕金殿，梁耀琦.中国干制辣椒[M].北京：中国农业科技出版社，1995：7.

[5]刘永莉，刘翘，孙冲霞.大白菜主要数量性状主成分分析和聚类分析[J].吉林蔬菜，2007（3）：73-75.

[6]张运锋，黄光和，李希国，等.普通菜豆农艺性状相关性分析及主成分分析[J].安徽农学通报，2008，14（7）：79-81.

[7]韩秉进，潘相文，金剑，等.大豆农艺及产量性状的主成分分析[J].大豆科学，2008（2）：67-73.

[8]段利云，王通强，阳标仁，等.甘蓝型油菜主要农艺性状的主成分和聚类分析[J].山地农业生物学报，2007，26（5）：381-385.

[9]陈四龙，李玉荣，程增书，等.花生品种（系）生物学性状的主成分分析和聚类分析[J].花生学报，2007，36（2）：28-34.[10]唐启义，冯明光.实用统计分析及其DPS数据处理系统[M].北京：科学出版社，2002.

[11]赵银月，耿智德，保丽萍，等.云南省大豆地方品种资源的主成分分析及聚类分析[J].湖南农业大学学报：自然科学版，2007（8）：120-121.

[12]陈贤，吴兴恩，杨德，等.主成分权重法在番茄果实商品性综合评价上的应用探讨 [J].吉林农业科学，2008，33（4）：49-52.

[13]庄萍萍，李伟，魏育明，等.波斯小麦农艺性状相关性及主成分分析[J].麦类作物学报，2006，26（4）：11-14.

[14]李玉华，闫立英.辣椒主要农艺性状的相关分析[J].北京农学院学报，2003（1）：10-12.