甜瓜品系主要性状相关性和主成分分析

王学征，赵 亮，李秋红，刘 阳，朱子成，纪雪岩

（1.东北农业大学园艺学院，哈尔滨 150030；2.山东省蓬莱市农业局土壤肥料工作站，山东 蓬莱 265600；3.齐齐哈尔市建华机械有限公司农业分公司，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

甜瓜是黑龙江省特色作物之一[1]，当前黑龙江省甜瓜生产上主栽品种单一，品种多，产量低，品质差，混杂退化严重。培育优质、抗病、高产和早、中、晚熟新品种是甜瓜育种主要工作。为提高育种效率，首先必须掌握性状间遗传相关关系，谈敏等对甜瓜部分农艺性状与产量性状间关系、产量性状与品质性状间关系作研究及遗传通径分析[2-4]，结果不同。白戈等对甜瓜F2群体农艺性状研究表明，节间长度对于果重的直接影响比较小，节间与产量的相关系数较大[5]。胡建斌等采用灰色关联分析法对15个薄皮甜瓜品种的9个果实相关性状进行分析。结果表明，与产量关联度最大的性状是单果重、果肉厚和种子千粒重；与单果重关联度最大的性状是果肉厚、首花节位和种子千粒重；与可溶性固形物含量关联度最大的性状是首花节位、果横径和种子千粒重；与果形指数关联度最大的性状是果纵径、单果重和首花节位[6]。本试验剖析甜瓜主要性状之间的遗传相关，以估测各性状相对重要性，使育种者把握主要性状、综合协调考虑其他次要性状，提高育种选择的目标性和效率，为丰产优质性育种中亲本的合理选配和性状选择提供理论依据。

1 试验与方法

1.1 材料

供试甜瓜材料均为东北农业大学园艺学院西甜瓜课题组提供的高代自交系。其中，薄皮甜瓜品系共10个，分别为M2-61、M2-63、M2-65、M2-67、M2-69、M2-74、M2-76、M2-78、M2-80和M2-83。厚皮甜瓜品系共10个，分别为M4-5、M4-7、M4-13、M4-16、M4-18、M4-21、M4-22、M4-43、M4-15和M4-45。

1.2 方法

本试验于2011年3～8月在东北农业大学设施园艺工程中心1号大棚内进行。2011年3月10日将供试甜瓜品系播种于营养钵，幼苗3叶1心时定植于大棚内，株距0.4 m，行距0.4 m，每个品系24株为一个小区，随机区组排列，3次重复，伸蔓后吊蔓栽培，栽培管理同常规生产。主要性状调查包括植株分枝数、茎粗、坐瓜节位、雌花开放时间、单株结果数、单果重、果实纵横径、瓜色、肉色、中心折光糖含量等性状。性状分析方法采用相关分析及主成分分析等，数据处理采用DPS（V 7.05）统计软件完成。

2 结果与分析

2.1 不同薄皮甜瓜品系主要性状相关分析

2011年东北农业大学西甜瓜课题组供试的10个薄皮甜瓜品系各性状平均值如表1所示。

表1 供试薄皮甜瓜各品系性状平均值Table 1 Average value of thin skin melon strains characters

通过表2相关分析可知，含糖量与分枝数、茎粗呈极显著相关（显著性标准r0.05=0.6319*，r0.01=0.7646**）；与定植到雌花开放时间和单果重呈正相关，但未达到显著水平；与单株结果数和果形指数呈负相关。分枝数与含糖量呈极显著正相关；与茎粗呈显著正相关；与定植到雌花开放时间呈正相关，但未达显著水平；与单果重相关性很小；与单株结果数和果形指数呈负相关。茎粗与含糖量呈极显著正相关；与分枝数呈显著正相关；与定植到雌花开放时间呈正相关但不显著，与单株结果数和单果重相关性很小，与果形指数呈负相关。定植到雌花开放时间只与单果重呈显著正相关，与分枝数、茎粗、含糖量呈正相关，与单株结果数和果形指数呈负相关。单株结果数与茎粗、单果重、果形指数相关性很小，与分枝数，定植到雌花开放时间和含糖量呈负相关。单果重与定植到雌花开放时间呈显著相关，与分枝数、茎粗、单株结果数、含糖量相关性很小，与果形指数无关。果形指数与单株结果数相关性很小，与单果重无相关性，与分枝数、茎粗、定植到雌花开放时间和含糖量呈负相关。以上相关分析表明，选育含糖量高的薄皮甜瓜品种时应注意选择分枝数多，茎粗壮的品种，兼顾定植到雌花开放时间，单果重与含糖量关系不大。

表2 薄皮甜瓜品系各性状间的相关系数Table 2 Correlation coefficient of thin skin melon strains characters

2.2 不同厚皮甜瓜品系主要性状相关分析

由表5分析可知，厚皮甜瓜含糖量与分枝数、单果重呈正相关，其中，与分枝数呈极显著正相关，含糖量与坐瓜节位、坐果率、单株结果数、定植到第一雌花开放天数、授粉到成熟天数、果形指数等性状呈负相关，其中与坐果率呈极显著负相关，与其他性状相关性小。厚皮甜瓜产量性状包括单果重、单株结果数和单株产量，通过相关性分析，单株结果数与坐瓜节位、坐果率、定植到雌花开放时间、果形指数呈正相关，其中与坐果率呈显著正相关；与分枝数、单果重、授粉到成熟天数和含糖量呈负相关，其中与分枝数呈显著负相关。

表3 供试厚皮甜瓜各组合性状平均值Table 3 Comparision of major agronomic traits of different muskmelon

表4 供试厚皮甜瓜各组合品质性状平均值Table 4 Comparision of major quality traits of different muskmelon

表5 厚皮甜瓜各农艺性状间的相关系数Table 5 Correlation coefficient of major traits of different muskmelon

单果重与坐瓜节位和单株结果数呈显著负相关，分枝数、授粉到成熟天数及含糖量呈正相关，但相关性很小。

2.3 薄皮甜瓜性状主成分分析

由表6～8可知，主分量1包含的遗传信息占总遗传信息的49.1496%。从构成主分量1的性状因子载荷来看，糖含量最大，其次为茎粗和分枝数，而定植到雌花开放时间的因子载荷也较大。主分量2体现总信息量的20.7259%，其中单果重的性状因子载荷最大，其次是单株结果数；主分量3包含的遗传信息占总遗传信息的14.0238%，其中单株结果数因子载荷最大。在主分量1中，糖含量、茎粗和分枝数所占的载荷比较大。由于茎粗和分枝数与含糖量呈极显著正相关，且两者因子载荷为正值，所以从提高薄皮甜瓜品质育种目标出发，按主分量1进行正向选择，可获得理想材料。在主分量2中，单果重因子载荷最大，含糖量与单果重呈正相关，而单株结果数与含糖量呈负相关，因子载荷为正值，所以对主分量2方向的选择不宜正向过大。在主分量3中，单株结果数因子载荷最大，但由于单株结果数在主分量2中已有体现，可直接根据前两个主分量进行选择即可。

表6 主成分的特征值与累计贡献率Table 6 Characteristics values of the principal component and the cumulative contribution rate

表7 主分量中各性状载荷（特征向量）Table 7 Main component of the load characteristics(Feature vector)

表8 主成分值结果Table 8 Principal component results

2.4 厚皮甜瓜性状主成分分析

对供试厚皮甜瓜9个主要农艺性状进行主成分分析，结果如表9、10和11所示，得到9个性状遗传相关矩阵的特征根和特征向量，其中，前3个特征根在9个特征根中累计贡献率达81.1180%，包含

绝大部分信息，列出主成分分析因子得分，选取前3个主成分来代替9个指标进行分析，第一个主成分的特征值是4.4429，方差贡献率是49.3652%；第二个主成分特征值是1.6512，方差贡献率是18.3469%；第三个主成分特征值是1.2065，方差贡献率是13.4059%，其他主成分贡献率逐步减小。

表9 各性状规格化特征向量Table 9 Main component of the feature vector

表10 主成分特征值与累计贡献率Table 10 Principal component values and the cumulative contribution rate

表11 主成分因子得分Table 11 Principal component results

前3个主成分为厚皮甜瓜性状选择的综合指标。第一主成分主要为分枝数、坐果率，主要反映与厚皮甜瓜含糖量有关的植株性状，第二主成分为定植到雌花开放天数，第三主成分为单果重。其他性状可不作为调查重点。

3 讨论与结论

甜瓜性状包含具体性状个数较多，而这些性状大多由数量性状基因控制[7]，各性状间相互关联，使育种工作难度增大。以多元统计为基础的主成分分析可在不损失或较少损失原有信息前提下，将原来数目较多且彼此相关指标转换为新的个数较少而彼此独立或不相关综合指标，简化多指标分析，使育种者在育种过程中把多个单一性状集中到少数几个主分量性状分析上[6-8]。

通过对甜瓜几个主要性状的调查和相关性分析，结果表明，薄皮甜瓜含糖量与分枝数、茎粗呈极显著相关，与定植到雌花开放时间和单果重呈正相关，但未达到显著水平，与单株结果数和果形指数呈负相关；分枝数与茎粗呈显著正相关；单果重与定植到雌花开放时间呈显著正相关。厚皮甜瓜含糖量与分枝数呈极显著正相关，与坐瓜率呈极显著负相关。单果重与坐瓜节位和单株结果数呈显著负相关。研究结果与2009年和2010年甜瓜品种比较试验基本一致。不同的是，2010年结果显示，薄皮甜瓜含糖量与生育期呈极显著正相关，而本研究显示含糖量与分枝数呈极显著正相关。

评价与选择是常规育种的重要部分，传统单一性状选择，通过主成分分析法，从多个性状中构造出几个新综合指标，不仅降低选择难度，且可达到综合选择目的，提高选择效果[9-10]。本研究结果表明，在所有构成主分量的性状中，遗传信息主要集中在前几个主分量中，其中前3个主分量包含总遗传信息的83.8993%。在实际选择中，通常不需要选择全部主成分，按照累计贡献率大于80%的原则，只用前3主分量作为选择手段进行综合选择。

在实际选择中，根据主分量各性状载荷大小、正负及与含糖量的相关性，可确定主分量选择方向。在哈尔滨地区，选育含糖量高的甜瓜品种时，注意选择植株生长势强、分枝性强的品种，兼顾生育期和坐果率，而其他果实性状与含糖量关系不大。选育产量高的甜瓜品种时，要选择坐瓜节位低、生育期长、坐果能力强的品种。

[1] 王喜庆.黑龙江省西瓜甜瓜生产现状、存在的问题和对策[J].中国瓜菜,2008(2):53-54.

[2] 谈敏,刘童光,戴祖云,等.甜瓜果实主要数量性状的聚类和典型相关分析[J].中国瓜菜,2011,24(1):5-7.

[3] 胡建斌,李琼,李静.薄皮甜瓜果实相关性状的灰色关联分析[J].湖南农业科学,2010(21):119-121.

[4] 崔继哲,杨忠奎.薄皮甜瓜主要农艺性状与产量的通径分析[J].中国西瓜甜瓜,1990(2):39-42.

[5] 白戈,王志民,李秀秀.甜瓜F2群体农艺性状的分析[J].华北农学报,2009,24(增):99-102.

[6] 胡建斌,马肖静,李琼.薄皮甜瓜表型性状的主成分分析[J].江西农业学报,2010,22(12):30-33.

[7] 仇志军,郑素秋.西瓜数量性状的遗传研究[J].湖南农学院学报,1992,18(增):762-769.

[8] 冯国郡,叶凯,涂振东,等.甜高粱主要农艺性状相关性和主成分分析[J].新疆农业科学.2010,47(8):1552-1557.

[9] 李晴.辣椒品种主要农艺性状的相关性和主成分分析[J].长江蔬菜,2010(6):29-33.

[10] 赵庆媛,张文峰.主成分分析在春大棚黄瓜高产育种中的应用[J].吉林农业科学,1998(3):79-82.