糯玉米主要农艺性状的主成分分析

孙开利+李清超+马俊等

摘 要：为了对糯玉米新组合主要农艺性状进行综合评价，选出综合表现优良的品种进行推广与应用，通过对8个糯玉米新组合的产量等9个性状进行主成分分析，结果表明：ck2、ck1和YN26在主成分1中表现最好；YN26、YN21和ck2在主成分2中表现最好；YN40、YN21和YN01在主成分3中表现最好；YN45、YN40和ck2在主成分4中表现最好；ck2、YN26和YN21在试验中综合表现最好。明确了新组合间不同主成分因子下的表现情况，为糯玉米育种提供了参考依据。

关键词：糯玉米；农艺性状；综合评价分析

中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）15-34-03

糯玉米起源于中国，是一类胚乳淀粉由100%支链淀粉组成的特用玉米，在我国主要用作鲜食[1]。随着人民生活水平不断提高，鲜食糯玉米已成为中国种植面积最大的非设施蔬菜[2]。糯玉米区试中主要通过品尝来鉴定其品质，人为误差较大[3]。传统的评价方法一般仅从品质角度进行分析，未将所有观测性状进行系统分析。因此，本研究利用8个糯玉米新组合及ck的主要农艺性状作为研究对象，采用主成分分析法，从育种角度对产量等9个观测性状进行综合评价，拟筛选出各参试性状优异的品种，为糯玉米育种研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料 8个参试组合、对照种及其相关数据来源于2012年毕节市农科所糯玉米杂交新组合观察试验结果，8个参试材料代号分别为：YN01、YN02、YN21、YN26、YN40、YN41、YN44和YN45，ck为筑糯1号，观测性状：生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数和产量（果穗鲜重）。试验采用间比法排列，不设重复，每组合种1行，行长5m行距0.8m，穴距0.5m，每穴2株，密度4 970株/hm2，走道宽0.8m。参试组合前后分别设一对照，对照为筑糯1号。

1.2 分析方法 利用Office2007及SPSS18.0软件对数据进行处理及分析，采用主成分分析法，按照累积贡献率>85%的原则提取主成分因子，进行相关分析，并计算变异系数、特征向量矩阵和因子综合得分矩阵。

2 果与分析

2.1 述统计及相关分析 对8个组合及对照种进行描述性分析（表1），发现所有性状变异系数在1.93%～38.92%间，生育期变异系数最小，为1.93%，秃尖长的变异系数最大，为38.92%。可见，组合及对照种间存在一定的遗传差异，由于糯玉米收获鲜果穗，造成生育期差异较小。

表1 描述性统计分析

[性状＼&极小值＼&极大值＼&均值＼&标准差＼&方差＼&变异系数（%）＼&生育期＼&119＼&125＼&122.3＼&2.359＼&5.567＼&1.93＼&株高＼&240＼&260＼&250.74＼&6.046＼&36.549＼&2.41＼&穗位高＼&93＼&115＼&103.57＼&7.8974＼&62.369＼&7.63＼&穗长＼&16.5＼&25.7＼&20.61＼&2.3197＼&5.381＼&11.26＼&穗粗＼&4.6＼&5＼&4.85＼&0.1434＼&0.021＼&2.96＼&秃尖长＼&0.5＼&2.2＼&1.38＼&0.5371＼&0.288＼&38.92＼&穗行数＼&13.4＼&18.4＼&16.6＼&1.4847＼&2.204＼&8.94＼&行粒数＼&34＼&50.1＼&40.46＼&4.5466＼&20.672＼&11.24＼&产量＼&1.25E+04＼&1.80E+04＼&1.64E+04＼&1.86E+03＼&3470832.351＼&11.38＼&]

对9个农艺性状进行相关分析发现（表2），株高与穗位高呈显著正相关，穗长与产量呈显著负相关，穗行数与产量呈显著正相关，其余性状间均未达显著水平。

表2 相关性分析

[＼&生育期＼&株高＼&穗位高＼&穗长＼&穗粗＼&秃尖长＼&穗行数＼&行粒数＼&产量＼&生育期＼&1＼&0.304＼&-0.119＼&0.255＼&-0.016＼&-0.258＼&-0.628＼&0.42＼&-0.489＼&株高＼&0.304＼&1＼&0.638*＼&-0.205＼&0.409＼&-0.284＼&-0.47＼&-0.244＼&-0.208＼&穗位高＼&-0.119＼&0.638*＼&1＼&0.204＼&0.537＼&0.335＼&-0.39＼&-0.157＼&-0.257＼&穗长＼&0.255＼&-0.205＼&0.204＼&1＼&-0.159＼&0.179＼&-0.389＼&0.413＼&-0.683*＼&穗粗＼&-0.016＼&0.409＼&0.537＼&-0.159＼&1＼&0.361＼&-0.125＼&-0.09＼&0.109＼&秃尖长＼&-0.258＼&-0.284＼&0.335＼&0.179＼&0.361＼&1＼&0.05＼&-0.082＼&-0.075＼&穗行数＼&-0.628＼&-0.47＼&-0.39＼&-0.389＼&-0.125＼&0.05＼&1＼&-0.608＼&0.739*＼&行粒数＼&0.42＼&-0.244＼&-0.157＼&0.413＼&-0.09＼&-0.082＼&-0.608＼&1＼&-0.276＼&产量＼&-0.489＼&-0.208＼&-0.257＼&-0.683*＼&0.109＼&-0.075＼&0.739*＼&-0.276＼&1＼&]

注：*表示在 0.05 水平（双侧）上显著相关。

2.2 主成分分析 对原始数据进行检测Bartlett 的球形度检验发现，sig=0.029<0.05，说明该数据满足主成分分析条件，按照累积贡献率>85%的原则提取了4个主成分因子（表3），贡献率分别为34.736%、24.784%、17.489%和10.106%，总贡献率为87.115%。

表3 解释的总方差

[成份＼&特征值＼&贡献率（%）＼&累积贡献率（%）＼&1＼&3.126＼&34.736＼&34.736＼&2＼&2.231＼&24.784＼&59.52＼&3＼&1.574＼&17.489＼&77.009＼&4＼&0.91＼&10.106＼&87.115＼&5＼&0.554＼&6.153＼&93.267＼&6＼&0.371＼&4.119＼&97.386＼&7＼&0.211＼&2.344＼&99.73＼&8＼&0.021＼&0.232＼&99.963＼&9＼&0.003＼&0.037＼&100＼&]

提取的4个主成分因子的载荷矩阵列于表4，第1主成分与各个性状的权重系数中，与生育期和穗长的权重系数最大，主要反映上述2个性状的相关信息，可命名为生育期与穗长因子；主成分2主要解释株高与穗位高的相关信息，为株型因子；主成分3主要解释秃尖长的相关信息，为秃尖长因子；主成分4主要解释穗粗、行粒数与产量的相关信息，为产量相关因子。

表4 主成份载荷矩阵

[性状＼&成份＼&1＼&2＼&3＼&4＼&生育期＼&0.694＼&-0.243＼&-0.395＼&0.197＼&株高＼&0.412＼&0.688＼&-0.566＼&-0.155＼&穗位高＼&0.405＼&0.805＼&0.214＼&-0.173＼&穗长＼&0.623＼&-0.303＼&0.53＼&-0.286＼&穗粗＼&0.115＼&0.767＼&0.117＼&0.498＼&秃尖长＼&-0.017＼&0.317＼&0.84＼&0.173＼&穗行数＼&-0.943＼&-0.045＼&0.114＼&-0.133＼&行粒数＼&0.556＼&-0.504＼&0.098＼&0.551＼&产量＼&-0.842＼&0.115＼&-0.172＼&0.369＼&]

表5特征向量表可以得出4个主成分相应的表达式：Z1=0.39X1+0.23X2+0.23X3+0.35X4+0.07X5-0.01X6-0.53X7+0.31X8-0.48X9，单独解释所有信息的34.736%；Z2=-0.16X1+0.46X2+0.54X3-0.2X4+0.51X5+0.21X6-0.03X7-0.34X8+0.08X9，单独解释所有信息的24.784%；Z3=-0.31X1-0.45X2+0.17X3+0.42X4+0.09X5+0.67X6+0.09X7+0.08X8-0.14X9，单独解释所有信息的17.489%；Z4=0.21X1-0.16X2-0.18X3-0.3X4+0.52X5+0.18X6-0.14X7+0.58X8+0.39X9，单独解释所有信息的10.106%。

表5 主成分特征向量

[性状＼&主成分1＼&主成分2＼&主成分3＼&主成分4＼&生育期＼&0.39＼&-0.16＼&-0.31＼&0.21＼&株高＼&0.23＼&0.46＼&-0.45＼&-0.16＼&穗位高＼&0.23＼&0.54＼&0.17＼&-0.18＼&穗长＼&0.35＼&-0.2＼&0.42＼&-0.3＼&穗粗＼&0.07＼&0.51＼&0.09＼&0.52＼&秃尖长＼&-0.01＼&0.21＼&0.67＼&0.18＼&穗行数＼&-0.53＼&-0.03＼&0.09＼&-0.14＼&行粒数＼&0.31＼&-0.34＼&0.08＼&0.58＼&产量＼&-0.48＼&0.08＼&-0.14＼&0.39＼&]

2.3 糯玉米新组合及对照种综合评价 表6显示8个参试诺玉米新组合及ck的4个主成分的相应得分及综合得分，可知，ck2、ck1和YN26在主成分1中表现最好；YN26、YN21和ck2在主成分2中表现最好；YN40、YN21和YN01在主成分3中表现最好；YN45、YN40和ck2在主成分4中表现最好；ck2、YN26和YN21在试验中综合表现最好。

表6 主成分因子得分矩阵

[品种＼&Z1＼&位序＼&Z2＼&位序＼&Z3＼&位序＼&Z4＼&位序＼&Z＼&位序＼&ck1＼&2.59＼&2＼&-2.18＼&9＼&0.72＼&4＼&-1.62＼&10＼&0.32＼&4＼&YN01＼&-0.53＼&6＼&0.83＼&4＼&1.26＼&3＼&0.15＼&6＼&0.26＼&5＼&YN02＼&-1.79＼&10＼&-1.13＼&8＼&-0.64＼&8＼&-0.38＼&8＼&-1.05＼&10＼&YN21＼&-0.16＼&5＼&1.42＼&2＼&1.38＼&2＼&0.19＼&4＼&0.56＼&3＼&YN26＼&0.65＼&3＼&1.97＼&1＼&-0.53＼&6＼&0.19＼&5＼&0.64＼&2＼&YN40＼&-1.58＼&9＼&-0.71＼&7＼&1.82＼&1＼&0.47＼&2＼&-0.36＼&7＼&YN41＼&-1.53＼&8＼&0.66＼&5＼&-0.46＼&5＼&-1.03＼&9＼&-0.55＼&8＼&YN44＼&-1.36＼&7＼&0.04＼&6＼&-2.23＼&10＼&-0.32＼&7＼&-0.89＼&9＼&YN45＼&0.5＼&4＼&-2.18＼&10＼&-0.63＼&7＼&1.95＼&1＼&-0.28＼&6＼&CK2＼&3.21＼&1＼&1.28＼&3＼&-0.69＼&9＼&0.4＼&3＼&1.35＼&1＼&]

3 讨论与结论

对8个糯玉米新组合及ck计算变异系数及相关分析发现，所有性状变异系数在1.93%～38.92%间，生育期变异系数最小，为1.93%，秃尖长的变异系数最大，为38.92%。可见，组合及对照种间存在一定的遗传差异，由于糯玉米收获鲜果穗，造成生育期差异较小；株高与穗位高呈显著正相关，这一结果与李清超等[4]的研究结果一致，穗长与产量呈显著负相关，穗行数与产量呈显著正相关，其余性状间均未达显著水平，造成这一结果可能由于实验未设重复，使得观测结果存在一定的误差，同时样本量较小等也是其中较为重要的原因，在后续的试验中，将设置重复，同时增加样本量进行分析研究，从而使得结果更加理想。

笔者对8个糯玉米新组合及ck计算其在提取的4个主成分因子中的得分情况，ck2、ck1和YN26在主成分1中表现最好，表示3个组合在生育期与穗长方面表现较好；YN26、YN21和ck2在主成分2中表现最好，表示在株型方面表现优异；YN40、YN21和YN01在主（下转73页）（上接35页）成分3中表现最好，表示在秃尖长方面表现较好；YN45、YN40和ck2在主成分4中表现最好，表示在产量相关方面表现出色；ck2、YN26和YN21在试验中综合表现最好。可见，在糯玉米育种中，可针对选育目标的不同，制定相应的育种方案。

参考文献

[1]梁志杰，陆卫平.特用玉米[M].北京：中国农业出版社，1997：122-140.

[2]陆大雷，王鑫，闫发宝，等.鲜食糯玉米籽粒物性差异与主成分分析[J].食品科学，2013，34（21）：16-19.

[3]刘萍，陆卫平，陆大雷.鲜食糯玉米品质差异及品质评价理化指标的筛选[J].扬州大学学报：农业与生命科学版，2009，30（3）：16-21.

[4]李清超，李永祥，杨钊钊，等.基于多重相关RIL群体的玉米株高和穗位高QTL定位[J].作物学报，2013，39（09）：1521-1529.

（责编：吴祚云）