韓永亮， 路正營(yíng)， 李世云， 楊玉楓， 崔紅印

(河北省邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北邯鄲 056001)

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早熟棉品種的灰色關(guān)聯(lián)分析

韓永亮， 路正營(yíng)， 李世云*， 楊玉楓， 崔紅印

(河北省邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北邯鄲 056001)

[目的] 明確各種性狀對(duì)早熟棉花產(chǎn)量的影響, 找出高產(chǎn)育種的有效方法。[方法]采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法，對(duì)來(lái)源不同的18個(gè)早熟棉花品種(系)進(jìn)行了分析，并探討了灰色關(guān)聯(lián)度分析在早熟棉種質(zhì)資源綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。[結(jié)果]依據(jù)各品種的灰色關(guān)聯(lián)序所進(jìn)行的綜合評(píng)價(jià)與品種的實(shí)際表現(xiàn)是基本一致的。[結(jié)論]灰色關(guān)聯(lián)度分析方法可以明確資源篩選中的育種目標(biāo)與方向，為早熟棉種質(zhì)資源研究提供了參考。

灰色關(guān)聯(lián)；早熟棉；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量

棉花是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一,是紡織工業(yè)的重要原料[1]。棉花產(chǎn)量是由多種因素共同作用的結(jié)果,分析各種因素之間的關(guān)系，對(duì)有效地篩選、評(píng)價(jià)棉花種質(zhì)資源,對(duì)棉花新品種選育均有重要意義?；疑P(guān)聯(lián)分析方法是鄧聚龍教授1982年開(kāi)發(fā)的重要的統(tǒng)計(jì)方法,近年來(lái)在農(nóng)業(yè)研究中已有應(yīng)用，但很少用于早熟棉花種質(zhì)資源的研究。為此，筆者使用灰色關(guān)聯(lián)分析方法，一方面對(duì)早熟棉花產(chǎn)量和主要產(chǎn)量性狀進(jìn)行分析[2],以明確各種性狀對(duì)早熟棉花產(chǎn)量的影響,另一方面對(duì)早熟棉品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，試圖找出高產(chǎn)育種的有效方法，為早熟棉花育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料18個(gè)育成早熟棉品種(系)為BC6507、山農(nóng)SF10、中425、贛早1號(hào)、贛早2號(hào)、BC6305、邯232、中農(nóng)K30、邯359、遼4493、遼14569、陜1302、夏早4號(hào)、運(yùn)早N339、百棉19、運(yùn)早N455、石早2號(hào)和中50。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)于2014年在河北省邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行，采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，參試品種18 個(gè)，3次重復(fù)，行長(zhǎng) 9.0 m,平均行距 0.6 m， 3 行區(qū),小區(qū)面積 16.2 m2,四周設(shè)保護(hù)區(qū)[2]。理論密度8.25萬(wàn)株/hm2。5月26日直播，前茬為試驗(yàn)地冬閑地，土質(zhì)為沙質(zhì)壤土，肥力中等，地力均勻，水利條件好，田間管理一致。

表1 棉花品種農(nóng)藝性狀平均值

1.3 調(diào)查方法調(diào)查各棉花品種(系)的主要農(nóng)藝性狀，包括單株果枝數(shù)、株高、單株鈴數(shù)、節(jié)位、單鈴重、衣分、病情指數(shù)、病株率、霜前花率、生育期、籽棉總產(chǎn)量和皮棉總產(chǎn)量，其中株高、單株果枝數(shù)、節(jié)位、單株結(jié)鈴數(shù)為中期調(diào)查結(jié)果，病情指數(shù)和病株率在棉花發(fā)病高峰調(diào)查。進(jìn)入收獲期后，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取50鈴進(jìn)行考種，記載衣分、單鈴重。

1.4 分析方法根據(jù)灰色系統(tǒng)理論[3],是根據(jù)各個(gè)因素曲線幾何的形狀相似程度來(lái)判斷關(guān)聯(lián)度,其關(guān)聯(lián)度愈大，說(shuō)明因素間變化態(tài)勢(shì)愈接近,相互關(guān)系愈密切，因此將18個(gè)品種的10個(gè)農(nóng)藝性狀看作1個(gè)系統(tǒng),每個(gè)性狀為系統(tǒng)的1個(gè)因素,對(duì)產(chǎn)量的相關(guān)因素進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析。以籽棉總產(chǎn)、皮棉總產(chǎn)量為母序列,分別編號(hào)為Y1和Y2，其他性狀為子序列，分別編號(hào)為X1，X2，X3，…，X10[4]。在10個(gè)性狀中，病情指數(shù)、病株率、霜前花率為百分率，而且大多不在30%～70%之內(nèi)，因此在進(jìn)入統(tǒng)計(jì)分析時(shí)進(jìn)行平方根反正弦轉(zhuǎn)換，使其接近正態(tài)分布(表1)。由于各性狀因素量綱不統(tǒng)一[5],需將原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，計(jì)算各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)系數(shù)。根據(jù)因素?cái)?shù)列的幾何性狀相似度判斷因素間關(guān)聯(lián)度大小。曲線越接近,說(shuō)明相應(yīng)序列間關(guān)系密切；反之，互相關(guān)系越疏遠(yuǎn)。

早熟棉花種質(zhì)資源篩選的灰色關(guān)聯(lián)度分析方法：以每個(gè)供試品種的實(shí)際密度、衣分、全生育期、株高、單株果枝數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、轉(zhuǎn)化后的病株率、黃萎病指等各項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成的數(shù)列作為比較數(shù)列,以構(gòu)建的“理想品種”為參考數(shù)列，評(píng)價(jià)資源材料與理想品種之間的關(guān)聯(lián)度。采用DPS 2000 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[6]和Excel 2007 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

表2 各品種產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀的關(guān)聯(lián)度及位次

表3 各品種與“理想品種”的關(guān)聯(lián)度及位次

2 結(jié)果與分析

2.1 早熟棉產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀的關(guān)聯(lián)度分析數(shù)據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)化[7]，分辨系數(shù)取0.5，分別以皮棉產(chǎn)量、籽棉產(chǎn)量為參考數(shù)列y0，單株結(jié)鈴數(shù)等產(chǎn)量構(gòu)成因素為比較數(shù)列y1(由于種植密度并非遺傳性狀，并未參與灰色關(guān)聯(lián)度的計(jì)算)，計(jì)算出的關(guān)聯(lián)度見(jiàn)表2。結(jié)果表明,籽棉產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)順序?yàn)椋褐旮?單株結(jié)鈴數(shù) >節(jié)位>生育期>衣分>單鈴重>單株果枝數(shù)>霜前花率>病株率>病情指數(shù)；皮棉產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)順序?yàn)椋簡(jiǎn)沃杲Y(jié)鈴數(shù)>株高>節(jié)位>生育期>衣分>單鈴重>單株果枝數(shù)>霜前花率>病株率>病情指數(shù)；單株結(jié)鈴數(shù)在皮棉產(chǎn)量中關(guān)聯(lián)度的最大(0.775 6)，其次為株高和節(jié)位；而株高在籽棉產(chǎn)量中的關(guān)聯(lián)度最大(0.760 2)，株高居第2位，節(jié)位為第3位；單株結(jié)鈴數(shù)、節(jié)位、株高與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度較高,說(shuō)明該3 個(gè)性狀對(duì)產(chǎn)量的影響較大。因此,在早熟棉新品種選育中,在兼顧其他性狀的同時(shí),應(yīng)著重考慮該3 個(gè)性狀,提高選種效率。

2.2 早熟棉品種資源評(píng)價(jià)以構(gòu)造出一個(gè)理想品種作為參名數(shù)列?！袄硐肫贩N”可以取比參試品種各性狀之上限值略大的數(shù)值,或可根據(jù)育種目標(biāo)而定。在該試驗(yàn)中根據(jù)各個(gè)性狀在早熟棉育種目標(biāo)的相對(duì)重要性，理想品種各性狀值：株高、節(jié)位取均值，病株率、病指、生育期取最小值，皮棉產(chǎn)量、籽棉產(chǎn)量、單株結(jié)鈴數(shù)取最大值的1.2倍，單株果枝數(shù)和單鈴重為均值的1.2倍。種植密度選取理論密度8.25萬(wàn)株/hm2，數(shù)據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)化[7]，分辨系數(shù)取0.5，經(jīng)DPS軟件[6]分析，結(jié)果見(jiàn)表3。與理想品種接近的是BC6305、邯232、遼14569、邯359、中425、贛早2號(hào)、山農(nóng)SF10、運(yùn)早N455和遼4493，與理想品種差距較大的是陜1302、中農(nóng)K30、石早2號(hào)、百棉19、贛早1號(hào)、中50、夏早4號(hào)、BC6507和運(yùn)早N339。

3 討論

早熟棉育種過(guò)程中，人們常面臨多個(gè)不同性狀之間的選擇，總是試圖找出哪些是主要的，哪些是次要的，通常利用傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)方法如相關(guān)分析和多元回歸[8-9]，雖然這些方法是有效的，但需要大量的原始數(shù)據(jù)，而且需要的數(shù)據(jù)有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律[10-11]，早熟棉生長(zhǎng)過(guò)程中，由外部環(huán)境和一些未知的因素，如干擾抽樣調(diào)查誤差的影響[12-13]，使一些統(tǒng)計(jì)結(jié)果很難令人滿意。因此，尋找一種實(shí)用的數(shù)學(xué)工具用于早熟棉花育種，使之與傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法相結(jié)合，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。該研究中通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析方法以品種產(chǎn)量為參考序列，各產(chǎn)量性狀為比較序列，通過(guò)簡(jiǎn)單的操作來(lái)找到性狀與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度的序列，可以更準(zhǔn)確地反映各性狀與產(chǎn)量的關(guān)系。在選育高產(chǎn)早熟棉品種時(shí)，應(yīng)盡量選擇結(jié)鈴性強(qiáng)、株高稍高的品種。株高和節(jié)位適當(dāng)高些有利于協(xié)調(diào)庫(kù)源關(guān)系[14],增加干物質(zhì)積累,提高產(chǎn)量。同時(shí)考慮對(duì)棉花衣分、鈴重和生育期等的選擇[15]。早熟棉育種中不僅要考慮各性狀對(duì)產(chǎn)量的作用，還要注意各性狀的協(xié)調(diào)一致,才能取得較高的產(chǎn)量。

對(duì)于資源材料的綜合評(píng)價(jià)，引入“理想品種”經(jīng)過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析，可在一定程度上確定品種相對(duì)于“理想品種”的親緣關(guān)系遠(yuǎn)近，為組配雜交組合選育優(yōu)良品種提供了理論參考。對(duì)于中低世代材料的選擇是在一定的限制條件下進(jìn)行的,運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析可以提高選擇的效率和準(zhǔn)確度，可將田間表現(xiàn)與室內(nèi)考種得到的數(shù)據(jù)資料相互結(jié)合起來(lái),使育種材料的決選更加精確可靠。在該試驗(yàn)中，由于2014年邯鄲市降雨分布均勻氣溫高、光照好，棉花生育期比常年早5～7 d，有利于棉花長(zhǎng)，而在供試的18個(gè)品種(系)田間表現(xiàn)中，邯232、邯359、中425比較突出，灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果與之基本一致。該試驗(yàn)中僅用農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，并未結(jié)合品質(zhì)性狀，對(duì)品質(zhì)性狀還需進(jìn)一步研究。

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Grey Relational Grade Evaluation on Early Maturity Cotton Varieties

HAN Yong-liang， LU Zheng-ying, LI Shi-yun*et al

(Handan Academy of Agricultural Sciences, Handan, Hebei 056001)

[Objective] The effect of various characters on yield of early maturity cotton varieties were understood to find out an effective method for high-yield breeding.[Method] The yield and main agronomic characteristics of 18 early maturity cotton varieties in Handan Academy of Agricultural Sciences were studied by using the grey relational grade analysis, and application of the grey relational analysis in early maturity cotton germplasm comprehensive evaluation was discussed.[Result] The comprehensive evaluation of each type based on the grey relational sequence was basically consistent with varieties of actual performance.[Conclusion] The grey relational grade analysis method can clear breeding target and direction of resource screening, and provide reference for early maturity cotton germplasm research and breeding.

Grey grade analysis；Early maturity cotton；Agronomic characteristics；Yield

農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(xiàng)(2014ZX08005002-007)。

韓永亮(1979- )，男，河北磁縣人，助理研究員，碩士，從事早熟棉育種研究。*通訊作者，研究員，從事棉花育種及高產(chǎn)栽培技術(shù)研究。

2015-01-26

S 562

A

0517-6611(2015)08-037-02