太白贝母主要农艺性状的灰色关联度分析

胡 平，杨玉霞，方清茂，周先建

(四川省中医药科学院，四川 成都 610041)

0 引言

川贝母(Bulbus Fritillariae Cirrhosae)是川产名贵道地药材，为百合科植物川贝母FritillariacirrhosaD.Don、暗紫贝母F.unibracteataHsiao et K.C.Hsia、甘肃贝母F.przewalskiiMaxim.、梭砂贝母F.delavayiFranch.、太白贝母F.taipaiensisP. Y. Li或瓦布贝母F.unibracteataHsiao et K. C. Hsia var.wabuensis(S. Y. Tang et S. C. Yue)Z. D. Liu，S.Wang et S. C. Chen的干燥鳞茎，具有清热润肺，化痰止咳，散结消痈之功效[1]。太白贝母系川贝母药材6 种基源植物之一，具有适应性强，低海拔也能正常生长发育的特点，是川贝母药材中最适宜家种栽培的品种。近年来，由于市场需求增加，种植太白贝母逐渐成为地方政府实施乡村振兴、改善农业产业结构的重点项目，其新产区得到不断发展，引种、只种不选的现象比较普遍，不同产区太白贝母种质资源发生了变异、混杂和退化，导致药材质量参差不齐，急需培育高产优质的太白贝母新品种[2-4]。灰色关联度分析是根据各因素数列相似性分析系统内部主要因素间的关联程度[5]，已在水稻[6-7]、藜麦[8-9]、玉米[10]、芝麻[11-13]、半夏[14]等品种的相关研究领域中广泛应用，目前未见太白贝母产量与相关农艺性状的灰色关联分析研究报道。试验以收集到的15份太白贝母种质资源为研究对象，对其主要农艺性状与产量进行相关性分析、灰色关联度分析，探明影响太白贝母产量相关性状间的相互关系，评价影响产量的主要农艺性状，以期能为太白贝母选育优质高产的新品种和选择亲本材料提供理论基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料与试验地概况

选用来源于四川省(3份)、陕西省(3份)、重庆市(9份)共计15 份太白贝母种质资源作为试验材料，所有试验材料经四川省中医药科学院某研究员鉴定均为百合科(Liliaceae)贝母属(Fritillaria)植物太白贝母(F.taipaiensis)，凭证标本保存于四川省中医药科学院腊叶标本馆，其种质资源编号及来源地如表1所示。

表1 15份太白贝母种质资源编号及来源地

试验地位于四川省达州市太白贝母基地，地理位置108°08′41″E、32°06′45″N，海拔1 608.11 m。年平均气温9.6 ℃，年均降雨量1 245 mm。基地土壤的pH 5.8，速效磷79.43 mg/kg，有效钾437.36 mg/kg，铵态氮10.63 mg/kg。

1.2 试验设计

试验于2017年7月布置，采用随机区组排列，每份种质资源为1个处理，3次重复/处理，每个小区面积为2(2 m×1 m)，栽培管理同大田生产；2020年7月收获时，每个处理随机采集太白贝母完整植株10株测定其主要农艺性状；根据灰色系统理论，将太白贝母所有农艺性状视为一个灰色关联系统，设置单株产量y为参考数列，其他各性状设为比较数列，依次为株高x1、茎粗x2、地上部分重x3、鳞茎高x4、鳞茎直径x5，相应的主要农艺性状的测定方法如表2所示。

1.3 数据统计与分析

1)采用Microsoft Excel 2007软件对平均值、标准差及变异系数数据进行处理。

2)采用DPS11.0软件对试验数据进行相关分析和灰色关联分析。

表2 主要农艺性状测定方法

3)以参考品种各性状指标作为比较数列，记为x0，参试品种各性状指标作为被比较列记xi(i=1，2，…，n，n为考查的性状个数，本试验n=6)，采用标准差法，按式(1)对测定农艺性状相对应的原始数据进行无量纲的标准化处理；按式(2)计算参考序列与比较序列绝对差值；按式(3)计算农艺性状与产量的灰色△i(k)关联系数；按式(4)计算各农艺性状与产量的灰色关联度，式(1)～(4)如下所示。

(1)

△i(k)=|x0(k)-xi(k)|

(2)

(3)

(4)

式中：xi(k)和x0(k)分别为各农艺学性状和产量的标准化值，其中k=1，2，…，6；si为标准差；△i(k)为数列x0与数列xi在第k点的绝对差值；ζi(k)为x0到xi第k个指标上的关联系数[6-14]；minimink|x0(k)-xi(k)|为二级最小差；maximaxk|x0(k)-xi(k)|为二级最大差；ρ为分辨系数，通常取ρ=0.5；ri为试验品种与目标品种的等权关联度，r(x0,xi)称为x0、xi的灰色关联度。

2 结果与分析

2.1 太白贝母种质资源主要农艺性状的统计分析

15份太白贝母种质资源的变异分析结果表明，单株产量的变异系数(43.50%)>地上部分质量的变异系数(32.24%)>鳞茎直径的变异系数(20.78%)>鳞茎高的变异系数(18.62%)>茎粗的变异系数(16.41%)>株高的变异系数(10.74%)，呈现出很大的变异幅度(表3)。各性状的变异系数都大于10%，说明15份太白贝母种质资源间存在很大的变异，具有丰富的遗传多样性。

表3 太白贝母种质资源主要农艺性状的变异分析

2.2 太白贝母种质资源主要农艺性状之间的相关性分析

15份太白贝母种质资源主要农艺性状的相关性分析结果表明，单株产量与鳞茎高、鳞茎直径呈极显著正相关，与地上部分质量、株高和茎粗呈正相关但均未达到显著水平(表4)。由此说明鳞茎高和鳞茎直径2个性状是太白贝母获得高产的重要因素，可通过各种育种手段适当改良这2个性状，在一定程度上能提高太白贝母的产量。

表4 15份太白贝母主要农艺性状之间的相关性分析

2.3 太白贝母种质资源主要农艺性状原始数据的无量纲标准化处理

由于各个性状计量单位(量纲)不同，根据灰色系统理论和方法，需要对各农艺性状原始数据进行无量纲化处理。参考序列与比较序列绝对差值，按公式计算产量和各农艺学性状的标准化值。各农艺性状数列无量纲化处理结果如表5所示。根据表5计算不同种质资源产量与主要农艺性状的绝对差值，结果如表6所示。

2.4 太白贝母种质资源主要农艺性状之间的关联度分析

15份太白贝母种质资源灰色关联分析结果表明，关联度排序为鳞茎高>鳞茎直径>地上部分质量>株高>茎粗；试验中与产量密切相关的农艺性状有鳞茎高和鳞茎直径，其中鳞茎高关联度值最大，为0.665 8(表7)。这表明鳞茎高和鳞茎直径是太白贝母产量的关键因素，地上部分质量、株高、茎粗对产量的影响程度相对较小。

表5 15份太白贝母种质各农艺性状与单株产量数据标准化结果

表6 15份太白贝母种质农艺性状与产量的绝对差值

表7 太白贝母种质主要农艺性状与单株产量的关联度

3 结论与讨论

本试验对15份太白贝母的6个主要农艺性状进行统计分析，各性状变异系数范围为10.74%～43.50%，各性状的变异系数大于10%，样本间差异较大，变异系数表现为鳞茎质量>地上部分质量>鳞茎直径>鳞茎高>茎粗>株高。研究结果表明15份太白贝母种质资源6个农艺性状有着较大的变异范围，资源类型较丰富。

相关分析是衡量2个性状间的密切程度，而灰色关联分析能比较性状与参考性状的关联度，通过分析进一步筛选出关联度大的农艺性状，可以更好地实现育种目标，这种方法适合于品种选育与作物品种的综合评价[10,12]。本研究通过对太白贝母主要农艺性状与单株产量的相关性分析可以看出，单株产量与鳞茎高、鳞茎直径呈极显著正相关，说明鳞茎高和鳞茎直径2个性状是太白贝母获得高产的重要因素；灰色关联分析结果表明与产量密切相关的农艺性状有鳞茎高和鳞茎直径，2种方法分析出的与产量关系较为密切的性状基本一致，2个性状中，鳞茎高性状的关联度值最大为0.665 8，这为今后高产优质太白贝母新品种的选育提供了研究方向。

本研究只对太白贝母的6个主要农艺性状进行了分析研究，缺少与品质、抗性等性状的灰色关联度分析，需开展进一步的研究工作。同时，不同的生态环境会影响太白贝母品种的农艺性状，这对分析结果也能造成一定的影响。因此在进行太白贝母品种选育过程中要根据当地实际生态环境条件，综合考虑太白贝母与环境之间互作的关系，科学地分析太白贝母品种产量潜力，以便充分培育出符合人民生活需求的优良优质的太白贝母新品种。