李晴，韓玉珠，張廣臣

（吉林農(nóng)業(yè)大學園藝學院，吉林長春，130118）

辣椒（Capsicum annuumL.）目前已成為中國重要的蔬菜作物和調(diào)味品，至20世紀80年代末我國已收集辣椒種質(zhì)資源2 000多份[1]。我國辣椒種類眾多，種植面積也不斷擴大，生產(chǎn)上迫切需要優(yōu)良的辣椒品種[2]。辣椒和其他作物一樣，其突破性的育種成果取決于關(guān)鍵性基因資源的開發(fā)與利用[3]。研究辣椒品種的遺傳多樣性及其農(nóng)藝性狀也變得尤為重要，我國對辣椒品種在豐產(chǎn)性、優(yōu)質(zhì)性、適應性、抗病抗逆性等方面的研究均已達到相當水平。辣椒不同的農(nóng)藝性狀都有不同的遺傳表現(xiàn)，了解遺傳表現(xiàn)對提高育種質(zhì)量，加速育種進程具有非常重要的作用[4]。多元分析方法已被廣泛應用于各農(nóng)作物的遺傳研究，在大白菜[5]、菜豆[6]、大豆[7]、油菜[8]、花生[9]等作物上都有相關(guān)的研究報道。本研究通過對47份辣椒品種主要農(nóng)藝性狀的鑒定，進行了相關(guān)性分析和主成分分析，旨在揭示各農(nóng)藝性狀間的相關(guān)關(guān)系及各性狀與產(chǎn)量間的密切關(guān)系，為辣椒良種選育上對各性狀的選擇提供科學依據(jù)，以及對辣椒高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為47份辣椒品種，見表1，其中包括2份簇生椒品種。所有供試品種均由吉林農(nóng)業(yè)大學園藝學院蔬菜教研室提供。

表1 供試品種

1.2 試驗設計

本試驗采用完全隨機區(qū)組設計，3次重復，于2008年在吉林農(nóng)業(yè)大學園藝學院蔬菜基地進行，溫室育苗，壤土栽植。于2008年3月21日播種，采用營養(yǎng)盤育苗，5月21日定植大田。每小區(qū)面積5 m2左右，雙行定植，每品種每小區(qū)定植30株。栽培管理條件同常規(guī)。

1.3 測量項目與方法

對不同辣椒品種的形態(tài)學特征觀察與測定在田間進行，生理學特性及果實各性狀于收獲后在室內(nèi)進行，同時對果實產(chǎn)量進行測定。測定標準如下：（1）始花節(jié)位（X1，節(jié)）：第 1 朵花著生節(jié)位數(shù)。 （2）株高（X2，cm）：植株基部至植株最高處的距離。 （3）莖粗（X3，mm）：第 1 朵花下橫徑長度。（4）植株開展度（X4，cm）：植株頂部葉片展開的最大寬度。 （5）果長（X5，cm）：果實縱徑。（6）果寬（X6，cm）：果實橫徑。（7）果肉厚（X7，mm）：果實中部果皮厚度。 （8）單株結(jié)果數(shù)（X8，個）：所測總果數(shù)除以所測株數(shù)。 （9）青果鮮質(zhì)量（X9，g）：所測果質(zhì)量除以所測果數(shù)。 （10）干物質(zhì)質(zhì)量（X10，g）：恒重法稱果實質(zhì)量。 （11）單株產(chǎn)量（X11，kg）。 （12）果實可溶性糖含量（X12，%）。（13）可溶性蛋白含量（X13，mg/g）。 （14）維生素 C 含量（X14，mg/100 g）。（15）果實辣椒素含量（X15，mg/kg）。（16）果實辣椒紅素含量（X16，相對值）。相關(guān)分析采用SPSS軟件進行分析，主成分分析采用唐啟義等的DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 辣椒農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析

對47份辣椒品種的16個農(nóng)藝性狀進行觀測和處理，判定性狀間的相關(guān)關(guān)系，通過統(tǒng)計軟件進行相關(guān)性分析，其相關(guān)系數(shù)分析結(jié)果見表2。

①植物學性狀間的相關(guān)分析始花節(jié)位與株高、開展度、果實大小、單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量均呈極顯著負相關(guān)，始花節(jié)位高則植株矮小，株幅小，果型偏小；始花節(jié)位與單株結(jié)果數(shù)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達0.628**，因此要獲得早熟辣椒品種就要選擇始花節(jié)位低、株型開展幅度大，大果型，單果質(zhì)量較大的品種。株高、莖粗、開展度彼此之間均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系；果長、果寬與果肉厚也呈極顯著正相關(guān)，說明果型較大的果實，其果肉也較厚；除果長與株高成顯著的負相關(guān)關(guān)系外，其他果型性狀與植株形態(tài)無明顯的相關(guān)關(guān)系。

②形態(tài)性狀與產(chǎn)量間的相關(guān)分析 從表2可以看出，辣椒的果長、果寬、果肉厚均與青果質(zhì)量、干物質(zhì)含量、單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，其中果寬與青果質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)達0.959**，表明果實橫徑與單果質(zhì)量、產(chǎn)量密切相關(guān)。此外單株結(jié)果數(shù)與果長、果寬、果肉厚、青果鮮質(zhì)量、干物質(zhì)都呈極顯著負相關(guān)關(guān)系，可見單株果數(shù)與單果質(zhì)量相互影響，單株結(jié)果數(shù)的增多會導致單果質(zhì)量降低，可以通過分別提高單果質(zhì)量或提高單株結(jié)果數(shù)來實現(xiàn)增產(chǎn)的目標。單株產(chǎn)量還與始花節(jié)位呈極顯著負相關(guān)（r=-0.402**），由此說明始花節(jié)位低，開花期早則產(chǎn)量較高，在豐產(chǎn)性選擇時應注意對始花節(jié)位低的選擇，可以選擇出早熟豐產(chǎn)的類型。

③主要經(jīng)濟性狀間的相關(guān)分析 果肉厚與果長、果寬呈極顯著正相關(guān)（r=0.402**，r=0.633**），說明大果型的品種果肉較厚，小果型品種則果皮薄脆，口感好，根據(jù)生產(chǎn)上的不同要求可以加強對果肉厚性狀的選擇。果實可溶性蛋白、VC含量與果肉厚、干物質(zhì)含量呈極顯著負相關(guān)，與單株結(jié)果數(shù)呈極顯著正相關(guān)（r=0.446**，r=0.627**），表明果實營養(yǎng)物質(zhì)的含量與果質(zhì)量因子呈負相關(guān)關(guān)系，在對果實營養(yǎng)品質(zhì)方面的選擇時應注意對小果型品種的選擇。果實辣椒素含量與始花節(jié)位、單株果數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與果寬、果肉厚、青果鮮質(zhì)量，干物質(zhì)含量呈極顯著負相關(guān)關(guān)系，說明開花較晚、單果數(shù)高的品種果實辣椒素含量較高，而大果型、單果質(zhì)量較大的品種辣椒素含量則較低。在辣椒品質(zhì)育種的選擇上應注意對小果型、晚熟、單果質(zhì)量小的品種的選擇。在豐產(chǎn)性選擇上可以注重對大果型品種的選擇，也可以提高單株結(jié)果數(shù)加強對小果型的選擇。大果型品種果肉較厚，單株產(chǎn)量也較高，小果型品種果皮薄，單果質(zhì)量低，但果實營養(yǎng)品質(zhì)含量較高。

表2 主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)系數(shù)

2.2 主成分分析

對47個辣椒品種16個性狀的方差分析結(jié)果表明，16個性狀均達到極顯著水平，因此要求進一步進行主成分分析。由其相關(guān)系數(shù)可知各性狀之間存在著強或弱的相關(guān)關(guān)系，說明指標之間存在著信息重復，為了明確辣椒各性狀之間的內(nèi)在關(guān)系，本文采用了主成分分析的方法對樣本數(shù)據(jù)進行了分析。

利用DPS軟件求出數(shù)據(jù)矩陣的特征值、各特征值的百分率和累計貢獻率列于表3。各特征值相應的特征向量就是辣椒主要農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)含量的權(quán)重系數(shù)，見表4。在主成分分析中，選擇累計貢獻率≥85%的前幾個主成分作為從不同方面來表征總體遺傳方差的主要因素[11～13]。從表3可知，辣椒農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)含量前5個主成分的特征值累計貢獻率達78.91%（大于75.00%），前7個主成分的特征值累計貢獻率達87.16%（大于85.00%），由此認為前5~7個主成分就能大致反映原來16個性狀基本遺傳特征。

從表3，4可知，第一主成分的特征值為6.319 24，貢獻率為39.49%，其特征向量中載荷較高的農(nóng)藝性狀有果寬、果長、果肉厚、青果鮮質(zhì)量和干物質(zhì)含量，這幾項指標權(quán)重正值較大，為產(chǎn)量的主要構(gòu)成因素，稱為產(chǎn)量因子，表明第一主成分大的品種具有果型較大，果肉較厚，單果質(zhì)量大等特點。第二主成分的特征值為3.055 79，貢獻率為19.09%，株高、莖粗和開展度的載荷較大，稱為株型因子，是主要反映植株長勢的綜合指標，表明第二主成分大的品種具有植株高大健壯，長勢旺盛等特點。第三主成分的特征值為1.477 79，貢獻率為9.23%，果實可溶性糖和VC含量的載荷較大，稱為營養(yǎng)因子，表明第三主成分大的品種具有果實品質(zhì)較好，營養(yǎng)較高的特點。第四主成分的特征值為0.921 65，貢獻率為5.76%，特征向量載荷高的性狀是辣椒紅素含量（0.724 61）和辣椒素含量（0.421 94），稱為果實品質(zhì)因子，說明第四主成分大的品種果實辣椒紅素含量高且果味較辣，適合生產(chǎn)上對高辣椒素和辣椒紅素含量的品種的要求。第五主成分的特征值為0.852 47，貢獻率為5.32，特征向量中載荷量以蛋白質(zhì)含量（0.553 49）最高，權(quán)重正值最大，稱為可溶蛋白質(zhì)營養(yǎng)因子。第六主成分的特征值為0.729 16，貢獻率為4.55%，單株結(jié)果數(shù)的載荷較高，稱為單株果數(shù)因子，說明第六主成分大的品種單株結(jié)果數(shù)多，比較適合豐產(chǎn)性選擇的需要。第七主成分的特征值為0.589 63，貢獻率3.68，始花節(jié)位的權(quán)重正值較大，稱為果實熟性因子。通過比較各個品種的主成分值大小，根據(jù)生產(chǎn)上的不同需要及不同育種目標，對47份辣椒品種進行篩選，以確定它們各自的應用價值。

表3 重要主成分的特征值和貢獻率

表4 重要主成分的規(guī)格化特征向量

3 小結(jié)與討論

試驗對47份辣椒品種的16個農(nóng)藝性狀進行了相關(guān)性和主成分分析。

在辣椒品種的植物學性狀間，各形態(tài)學性狀與產(chǎn)量間及經(jīng)濟性狀中，部分性狀之間呈顯著的相關(guān)性，某些相關(guān)性可對制定辣椒育種目標和選育優(yōu)良品種提供參考。始花節(jié)位與植株形態(tài)，果實大小，單株產(chǎn)量呈負相關(guān)，即始花節(jié)位低會得到植株高大，大果型，早熟豐產(chǎn)的類型，在育種工作中應注意對始花節(jié)位低性狀的選擇。在進行豐產(chǎn)育種時應注意對果實橫徑的選擇，果實橫徑嚴重制約著青果鮮質(zhì)量。通過調(diào)節(jié)單果質(zhì)量與單株結(jié)果數(shù)的關(guān)系，從而達到高產(chǎn)目的，對大果型的品種應提高其單果質(zhì)量而獲高產(chǎn)，對小果型的品種應提高其單株結(jié)果數(shù)而獲高產(chǎn)。此結(jié)論與李玉華等[14]的研究結(jié)果相一致。小果型品種果皮薄脆，單果質(zhì)量較輕，單株結(jié)果數(shù)高，營養(yǎng)物質(zhì)相對含量高，辣椒素含量較高；大果型品種果肉較厚，單果質(zhì)量較大，單株結(jié)果數(shù)低，辣椒素含量較低，果味微辣，辣椒紅素與辣椒素含量無明顯的相關(guān)性。

從主成分分析結(jié)果來看，產(chǎn)量的構(gòu)成因素主要集中在第一主成分上，其中果寬、青果鮮質(zhì)量等權(quán)重正值較大。第二主成分是株型因子，表明植株粗壯高大。第三主成分主要包含果實可溶性糖和VC含量等，第四主成分大的品種辣椒素和辣椒紅素含量較高，第三、四主成分統(tǒng)稱果實營養(yǎng)品質(zhì)因子。在選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的辣椒品種時，應注意對前4個主成分的綜合選擇。若同時考慮第六主成分果數(shù)因子和第七主成分熟性因子可以加強對早熟高產(chǎn)品種的選擇。前7個主成分的貢獻率達到85%以上，可綜合表達全部性狀的信息，在辣椒育種中，可重點考察前7個綜合因子，以提高辣椒育種質(zhì)量。

[1]王述彬，袁希漢，鄒學校，等.中國辣椒優(yōu)異種質(zhì)資源評價[J].江蘇農(nóng)業(yè)學報，2001，17（4）：244-247.

[2]黃銳明，王穗濤，謝曉凱．早熟辣椒品種比較試驗[J]．廣東農(nóng)業(yè)科學，2003（1）：15-17.

[3]洪雨順，楊德.辣椒種質(zhì)資源遺傳多樣性保護和利用研究進展[J].中國農(nóng)學通報，2006，22（2）：358-360.

[4]莊燦然，呂金殿，梁耀琦.中國干制辣椒[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1995：7.

[5]劉永莉，劉翹，孫沖霞.大白菜主要數(shù)量性狀主成分分析和聚類分析[J].吉林蔬菜，2007（3）：73-75.

[6]張運鋒，黃光和，李希國，等.普通菜豆農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析及主成分分析[J].安徽農(nóng)學通報，2008，14（7）：79-81.

[7]韓秉進，潘相文，金劍，等.大豆農(nóng)藝及產(chǎn)量性狀的主成分分析[J].大豆科學，2008（2）：67-73.

[8]段利云，王通強，陽標仁，等.甘藍型油菜主要農(nóng)藝性狀的主成分和聚類分析[J].山地農(nóng)業(yè)生物學報，2007，26（5）：381-385.

[9]陳四龍，李玉榮，程增書，等.花生品種（系）生物學性狀的主成分分析和聚類分析[J].花生學報，2007，36（2）：28-34.[10]唐啟義，馮明光.實用統(tǒng)計分析及其DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M].北京：科學出版社，2002.

[11]趙銀月，耿智德，保麗萍，等.云南省大豆地方品種資源的主成分分析及聚類分析[J].湖南農(nóng)業(yè)大學學報：自然科學版，2007（8）：120-121.

[12]陳賢，吳興恩，楊德，等.主成分權(quán)重法在番茄果實商品性綜合評價上的應用探討 [J].吉林農(nóng)業(yè)科學，2008，33（4）：49-52.

[13]莊萍萍，李偉，魏育明，等.波斯小麥農(nóng)藝性狀相關(guān)性及主成分分析[J].麥類作物學報，2006，26（4）：11-14.

[14]李玉華，閆立英.辣椒主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析[J].北京農(nóng)學院學報，2003（1）：10-12.