娃娃菜主要农艺性状相关性及灰色关联度分析

张秀荣,张保才,魏峥楠,孙俞洪

（四川种都高科种业有限公司,成都610041）

娃娃菜（Brassica pekinensis）属于十字花科芸苔属白菜亚种,又称微型大白菜,由于其食用方便,风味独特,品质优良,口感脆嫩,富含多种矿物质和膳食纤维;且具有生长期短,易栽培、耐贮运等优良特性,深受广大消费者和菜农的青睐,种植经济效益较高。随着市场需求的不断变化,高产、优质是当前娃娃菜育种的主要目标。目前,关于娃娃菜产量形成方面的研究较少,以往的研究主要以大白菜为研究对象,虽具有一定的指导意义,但因娃娃菜的品质和产量标准与白菜存在很大差异,不能很好地为娃娃菜育种提供理论依据。方淑桂等[1]通过相关和通径分析,研究了大白菜9个数量性状与产量的关系,结果表明:对产量直接影响较大的性状是毛重、球茎、叶宽、叶柄宽。李晓峰等[2]通过灰色关联度分析,研究了白菜10个农艺性状与单株产量的关系,结果表明:对单株产量影响较大的性状是单株叶重、叶宽和叶柄下宽。

灰色关联度分析法可以对多种因素影响的不确定事件进行总体评价,进而更加深入、准确地揭示事物的本质[3]。近年来,灰色系统理论在作物遗传育种中被广泛应用,如玉米[4-6]、小麦[7-8]、大麦[9-10]、花生[11]、豆类[12-13]、甜高粱[14]、蔬菜[2,15-19]等,使研究者在分析关键因子时得全面、足够的信息,并取得了一些有参考价值的研究结果。目前,娃娃菜相关农艺性状对产量性状的灰色关联度分析鲜见报道。本研究应用灰色关联度分析的方法,对11个娃娃菜品种农艺性状间的相关性进行分析,明确各因素与产量性状的关联程度及相互间的关系,为选育优质、高产品种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料名称为‘新娃58’‘心娃13’‘津宝1 号’‘NBM-9’‘NB-T60’‘迷你黄2 号’‘娃娃菜06#’‘高山金娃娃’‘F19’‘韩娃娃’‘福娃’,11份材料均为四川种都高科种业有限公司从国内外引进与收集的娃娃菜新优品种,编号依次为 W01—W11。

1.2 方法

试验于2016年秋季在四川种都高科科技园区进行,该园区位于成都平原属于亚热带温润气候区,四季分明,气候温和,地处东经 103°40′—104°10′,北纬 30°54′—31°26′,年无霜期长达 278 d,年平均气温15.7℃,年降雨量960 mm左右,年日照时数约1180 h。试验田前茬作物为玉米,土壤肥沃,灌溉方便。各试验品种于2016年8月5日采用50孔穴盘播种育苗,9月1日定植于露地。采用随机区组设计,3次重复,四周设有保护行,株行距30 cm×30 cm,小区面积5.6 m2。整个生育期内的栽培管理同大田生产。

1.3 农艺性状调查

于各参试品种商品成熟期及时进行各农艺性状调查记录,每小区随机选取10株,测定与净菜率相关的株高、株幅、外叶数、内叶数、最大叶长、最大叶宽、叶柄长、叶柄宽、叶柄厚、叶球高、叶球宽、球形指数、中心柱长、单株毛量和单株净重15个农艺性状。各参试品种主要农艺性状的平均值作为原始数据。

1.4 试验原理与方法

根据灰色系统理论[3],将11个娃娃菜品种的净菜率及其他15个农艺性状看作一个整体,即1个灰色系统,并将每个农艺性状视为该系统的1个因素。以净菜率为参考数列,记为Y0,以株高x1、株幅x2、外叶数 x3、内叶数 x4、最大叶长 x5、最大叶宽 x6、叶柄长 x7、叶柄宽 x8、叶柄厚 x9、叶球长 x10、叶球宽 x11、球形指数x12、中柱高x13、单株毛重x14、单株净重x15为比较数列,计算关联系数及关联度。

1.4.1 原始数据无量纲化处理

由于各因素量纲不一致,为保证各性状因素具有等效性和同序性,首先对原始数据进行无量纲化处理。

依公式（1）对原始数据作无量纲化处理,其中xi（k）为原始数据,¯xi为同一性状的平均值,si为同一性状的标准差,yi（k）为原始数据无量纲化处理后的结果。

1.4.2 计算参考数列与比较数列的绝对差值

根据无量纲化值计算参考数列与比较数列的绝对差值。

1.4.3 计算关联系数与关联度

其中,εi（k）为灰色关联系数,ri为灰色关联度,Δmin为两极最小差,Δmax为两极最大差,ρ为灰色分辨系数,取 ρ=0.5。

2 结果与分析

2.1 各农艺性状的变异系数

由表1可知,娃娃菜16个农艺性状的变异系数存在明显的差异。各性状变异系数由高到低依次为:内叶数＞外叶数＞单株净重＞中柱高＞单株毛重＞叶柄长＞净菜率＞叶柄宽＞叶柄厚＞最大叶宽＞球形指数＞叶球宽＞株高＞叶球长＞最大叶长＞株幅。其中,内叶数的变异系数最高,为23.60%,表明供试材料在这个性状上变异十分丰富。其次为外叶数和单株净重,变异系数分别为18.40%和16.73%。株幅的变异系数最小,为5.98%,在46.50—56.83 cm,11个品种的株幅最多相差10.33 cm,整体看来,娃娃菜株幅变化范围比较稳定,变异系数小。最大叶长、叶球高、株高和叶球宽等性状变化范围不大,变异系数较低。综上所述,本试验参试娃娃菜品种的株幅、最大叶长、叶球高、株高和叶球宽变异系数低,差异不大,但在内叶数和外叶数等性状上存在较大的差异。

表1 娃娃菜各农艺性状变异系数Table 1 The variation coefficient of agronomic characters

2.2 农艺性状与净菜率、单株净重相关和关联度分析

2.2.1 农艺性状之间的相关性分析

由表2可知,净菜率与单株净重呈显著正相关,与内叶数呈极显著正相关,与叶柄长、叶柄厚呈显著负相关,与外叶数、球形指数呈极显著负相关;单株净重与株幅、叶柄宽、中心柱长呈显著正相关,与内叶数、单株毛重呈极显著正相关,与球形指数呈极显著负相关;单株毛重与叶柄厚、叶柄长、株幅呈显著正相关,与叶柄宽呈极显著正相关,与净菜率呈负相关,但相关性不显著。由上可知,在单株毛重一定的情况下,单株净重越大则净菜率越高。在单株净重一定的情况下,单株毛重越小则净菜率越高。

表2 娃娃菜各农艺性状之间的相关性分析Table 2 The correlation analysis of agronomic characters

株高与最大叶长、株幅呈显著正相关;外叶数与叶柄厚、叶柄长呈显著正相关,与净菜率呈极显著负相关,说明外叶数越多净菜率越小;内叶数与叶球宽、中心柱长呈显著正相关,与球形指数呈极显著负相关;最大叶长与最大叶宽、叶柄宽、叶柄长呈显著正相关;最大叶宽与叶球宽、叶柄宽呈极显著正相关;叶柄宽与叶柄厚显著正相关;叶球宽与中心柱长呈极显著正相关,与球形指数呈极显著负相关。

由此可见,娃娃菜产量的形成主要受株幅、内叶数、中心柱长、叶柄长、叶柄宽、叶柄厚、叶球宽、最大叶长、最大叶宽等性状的影响。

2.2.2 农艺性状与净菜率的关联度分析

根据灰色系统理论,将11份娃娃菜杂交组合的净菜率与相关农艺性状看作1个灰色系统,由于娃娃菜各性状的单位不统一,差别较大,为便于分析,利用公式（1）对原始数据进行无量纲化处理;单位统一后,按照公式（2）求得参考数列与比较数列的绝对差值,从而得到二级最小绝对差值和二级最大绝对差值,然后通过公式（3）求得娃娃菜净菜率与相关主要农艺性状的关联系数（表3）,再由所得到的关联系数利用公式（4）求得各农艺性状与净菜率的关联度（表4）。

按照关联分析的原则,关联度大的数列与参考数列的关系最为密切,关联度小的数列与参考数列关系则较远。因此,从其排列顺序看出:内叶数、单株净重、中心柱长、最大叶宽、单株毛重与净菜率的关联度较大,说明这些性状在娃娃菜净菜率形成过程中起着重要的作用;其次是叶球宽、株高和叶柄宽;叶球高和球形指数的关联度较小,对净菜率形成影响较小。

表3 娃娃菜净菜率与主要农艺性状的关联系数εiTable 3 Correlation coefficient（εi）between main agronomic characters and edible rate of the varieties

表4 娃娃菜净菜率与主要农艺性状的关联度及排序Table 4 Correlation degree between main agronomic characters and edible rate of the varieties and rank

2.2.3 农艺性状与单株净重的关联度分析

由表5可见,叶球宽、单株毛重、株幅、内叶数的关联度较大,说明叶球宽、单株毛重、株幅、内叶数对单株净重影响较大,是单株净重形成的重要因素;其次,中心柱长、最大叶宽、叶柄宽、最大叶长对单株净重有一定的影响;叶柄长和球形指数与单株净重关联度较小,对单株净重的形成贡献较小。

表5 单株净重与主要农艺性状的关联度及排序Table 5 Correlation degree between main agronomic characters and net weight per plant of the varieties and rank

3 讨论与结论

本试验表明,各农艺性状变异系数由大到小依次为:内叶数＞外叶数＞单株净重＞中心柱长＞单株毛重＞叶柄长＞净菜率＞叶柄宽＞叶柄厚＞最大叶宽＞球形指数＞叶球宽＞株高＞叶球高＞最大叶长＞株幅。内叶数、外叶数和单株净重方面存在较大的差异,说明以上性状具有丰富的遗传信息和选择潜力,可以通过良种选配和改善栽培措施等方法,使这些性状获得较大程度的提高。

净菜率、单株净重相关性和关联度分析表明:净菜率与内叶数、单株净重呈极显著或显著正相关,关联度分别居第1、2位。净菜率与外叶数、球形指数、叶柄长呈极显著或显著负相关,与叶球高呈负相关,但相关性不显著,灰色关联度分析中关联度小;单株净重与内叶数、单株毛重呈极显著正相关,关联度分别居第4、2位。单株净重与株幅、叶柄宽、中心柱长呈显著正相关;单株净重与球形指数呈极显著负相关,关联度居倒数第1位;与叶球宽呈正相关,但相关性不显著,关联度居第1位。

根据各农艺性状相关性分析可知,内叶数、单株毛重、株幅、叶柄宽、中心柱长是影响单株净重的重要性状;影响净菜率的性状相对复杂,与内叶数、单株净重呈极显著或显著正相关,与叶柄长、叶柄厚、外叶数和球形指数呈显著或极显著负相关。进一步的灰色关联度分析结果表明:内叶数、单株净重、中心柱长与净菜率关联度较大,是影响净菜率的重要性状;叶球宽、单株毛重、株幅、内叶数与单株净重关联度较大,是产量构成的主要因素。因此,本试验认为在娃娃菜以净菜率、单株净重为主要育种目标的实践过程中,首先应该把内叶数、株幅、叶球宽作为选育的重点性状,选择内叶多、株幅小、结球紧实以及叶球宽度适宜的组合。同时应考虑与净菜率、产量相关的各农艺性状间存在一定程度的相关性,在娃娃菜品种选育过程中,为获得净菜率高、产量高的娃娃菜新品种,应综合考虑各性状间的相互影响,注意对叶球宽、内叶数、株幅、中心柱的选择,着重选择叶球较宽、内叶多、中心柱和株幅适中的基因型,并注意淘汰外叶数多、叶柄长、叶球高的株系（组合）。

本研究所采用的两种分析方法在娃娃菜性状分析时结果基本一致,个别性状存在某些出入,主要是因为两种方法基于不同的系统理论,在数据较少或分布不典型时,关联分析的结果更可靠些。灰色关联度分析是相对于一个发展变化系统进行发展动态量化比较的分析方法[9],不同地点、时间和环境都可能使各性状发生改变,从而导致试验结果的差异。因此,应对不同环境、不同年份做具体分析,根据主要育种目标,选育适合当地栽培的娃娃菜新优品种。