佟士?jī)€ 孫東雷 卞能飛 張祖明 王曉軍

摘 要：該文利用SPSS軟件對(duì)44份花生品種資源的蛋白質(zhì)、油酸、亞油酸、油亞比（O/L）、硬脂酸等主要品質(zhì)性狀進(jìn)行了主成分分析和聚類分析。結(jié)果顯示：主成分分析表明，將21個(gè)品質(zhì)性狀綜合成為3個(gè)主成分因子，可代表花生品質(zhì)80.069%的原始數(shù)據(jù)信息量；聚類分析表明，44個(gè)花生品種可劃分為5類，各類別間品質(zhì)和遺傳距離有較大差距。

關(guān)鍵詞：花生；品質(zhì)性狀；主成分分析；聚類分析；綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào) S56 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）06-47-05

Quality Traits Analysis of 44 Peanut Germplasm Resources

Tong Shijian1 et al.

（1Agriculture Committee of Xinyi，Xinyi 221400，China）

Abstract：Comprehensive evaluation on peanut quality traits can provide the basis for peanut quality breeding and production.Principal component and cluster on peanut quality traits were analyzed by using SPSS software.The results showed that the 21 traits were consolidated into 3 principal components which accounted for 80.069% of total variation.44 peanut varieties were divided into 5 categories through cluster analysis，and there was a wide genetic distance and quality between each categories.

Key words：Peanut；Quality traits；Principal components analysis；Cluster analysis；Comprehensive evaluation

花生是我國(guó)重要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物，是我國(guó)重要的出口創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品。過(guò)去50a來(lái)，我國(guó)花生品種改良工作取得了巨大成就，通過(guò)對(duì)農(nóng)家品種、育成品種（系）、引入資源的搜集整理和鑒定，篩選出一大批優(yōu)異種質(zhì)，在育種或生產(chǎn)上發(fā)揮了較大作用[1-2]。隨著人們生活水平的不斷提高，花生育種目標(biāo)由以高產(chǎn)為主轉(zhuǎn)向產(chǎn)量與品質(zhì)并重，選育優(yōu)質(zhì)專用型花生品種已經(jīng)成為我國(guó)花生產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求，而鑒定、評(píng)價(jià)和利用現(xiàn)有種質(zhì)資源是品質(zhì)遺傳改良和開(kāi)展品質(zhì)育種的基礎(chǔ)性工作[3]。

近紅外光譜分析技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)物理測(cè)試技術(shù)，該技術(shù)具有檢測(cè)快、成本低、無(wú)污染、不破壞樣本等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物品質(zhì)分析[4-6]。目前在研究作物親本各數(shù)量性狀之間的關(guān)系及對(duì)品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)則越來(lái)越多地運(yùn)用主成分分析法[7-8]。本研究利用DA7200型近紅外光譜儀，連續(xù)5a對(duì)44份花生資源的品質(zhì)性狀進(jìn)行檢測(cè)，并利用主成分分析和聚類分析進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，運(yùn)用多指標(biāo)衡量花生品質(zhì)，為品質(zhì)育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 44份花生品種資源（表1）由江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所油料研究室提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì) 田間試驗(yàn)于2011—2015年在江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)田進(jìn)行。每個(gè)花生品種種2行，2粒播；行長(zhǎng)2.5m，行距0.4m，株距0.2m。栽培管理措施與大田相同，適時(shí)收獲。

1.2.2 品質(zhì)性狀分析 將收獲的花生種子剝殼，選取籽粒飽滿、無(wú)破損的代表性種子待測(cè)。利用波通公司（Perten）生產(chǎn)的DA7200型近紅外光譜儀對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，重復(fù)3次。檢測(cè)品質(zhì)指標(biāo)包括：粗脂肪含量、蛋白質(zhì)含量、脂肪酸含量（油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、山崳酸、二十四烷酸）、氨基酸含量（總氨基酸、蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸、精氨酸、脯氨酸），共20個(gè)性狀。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 利用Excel 2003、SPSS18.0分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 花生品質(zhì)性狀的變異情況 5a間利用近紅外分析儀對(duì)44份供試材料的粗脂肪含量、蛋白質(zhì)含量、油酸含量和亞油酸含量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明不同年份間花生品質(zhì)性狀差異較大，不同品種間油亞比變異系數(shù)最高，達(dá)18.56%，硬脂酸、脯氨酸、山崳酸、油酸含量變異系數(shù)差異也達(dá)10%以上（圖1）。說(shuō)明花生品種的上述品質(zhì)性狀變異范圍廣，遺傳變異豐富，選擇潛力大，通過(guò)育種途徑改良這些品質(zhì)性狀具有一定可行性。

2.2 花生品質(zhì)性狀相關(guān)性分析 從相關(guān)系數(shù)矩陣（表2）可知，各指標(biāo)之間都存在著一定的相關(guān)性，其中油酸與棕櫚酸、油酸與亞油酸、棕櫚酸與亞油比、亞油酸與亞油比顯著負(fù)相關(guān)，蛋白質(zhì)與總氨基酸、蛋白質(zhì)與纈氨酸、蛋白質(zhì)與異亮氨酸、蛋白質(zhì)與亮氨酸、蛋白質(zhì)與苯丙氨酸、蛋白質(zhì)與精氨酸、亞油酸與棕櫚酸、花生酸與硬脂酸、油酸與油亞比、蘇氨酸與纈氨酸、總氨基酸與異亮氨酸、精氨酸與異亮氨酸、苯丙氨酸與異亮氨酸、總氨基酸與異亮氨酸、苯丙氨酸與亮氨酸、總氨基酸與亮氨酸、精氨酸與苯丙氨酸、總氨基酸與苯丙氨酸、總氨基酸與精氨酸之間顯著正相關(guān)，但各品質(zhì)性狀提供的信息發(fā)生重疊，同時(shí)各單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)花生品質(zhì)所起的作用也不盡相同，因此直接利用這些指標(biāo)不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)花生的綜合品質(zhì)。

2.3 花生品質(zhì)性狀的主成分分析 對(duì)花生21個(gè)品質(zhì)性狀的主成分分析（表3、表4）表明，前3個(gè)主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)80.069%，可以用這3個(gè)主成分較好地代替上述21個(gè)品質(zhì)特性來(lái)評(píng)價(jià)與判斷花生品質(zhì)。決定第一主成分的主要是蛋白質(zhì)、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、總氨基酸等性狀，第一主成分反映原始數(shù)據(jù)信息量的49.336%，這幾個(gè)性狀大多是氨基酸，因此可以把第一主成分稱為氨基酸因子。決定第二主成分的是油酸、亞油酸、油亞比，其貢獻(xiàn)率為22.097%，稱其為不飽和脂肪酸因子。決定第三主成分的主要是硬脂酸，其貢獻(xiàn)率為8.636%，稱其為飽和脂肪酸因子。

2.4 44份花生資源的綜合評(píng)價(jià) 根據(jù)特征值和相應(yīng)的特征向量，計(jì)算44個(gè)品種各自的主成分得分，按前3個(gè)主成分大小依次排序，可權(quán)衡每個(gè)性狀在每個(gè)品種中所處的位置與分量（表5），能較直觀地判斷某一品種的優(yōu)劣。從表5可以看出，44個(gè)品種中小葉果的氨基酸因子得分最高，濰花8號(hào)的氨基酸因子得分最低；徐花8號(hào)的不飽和脂肪酸因子得分最高，8506A-6A的不飽和脂肪酸因子得分最低；花育20的飽和脂肪酸因子得分最高，阜花10號(hào)的飽和脂肪酸因子得分最低。從綜合品質(zhì)性狀上看，綜合主成分分值越高，綜合品質(zhì)表現(xiàn)越好。小葉果、粵油202-35、油93-81、阜花10號(hào)和徐花8號(hào)分別居綜合主成分得分的前5名，說(shuō)明這5個(gè)品種的綜合品質(zhì)表現(xiàn)最好；而魯花6號(hào)、花育25、花育16號(hào)、8923B-1、濰花8號(hào)綜合主成分得分居于后5名，說(shuō)明這5個(gè)品種的綜合品質(zhì)表現(xiàn)最差。在對(duì)花生品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，不能只考慮某一個(gè)性狀或隨機(jī)某幾個(gè)性狀的優(yōu)劣而應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行全面系統(tǒng)科學(xué)綜合評(píng)價(jià)。

2.5 44份花生資源的聚類分析 將品質(zhì)性狀按照系統(tǒng)聚類方法進(jìn)行聚類分析，由圖2可知，利用花生的3個(gè)主成分因子可將44個(gè)花生品種劃分為5個(gè)類群。聚入A類的有29個(gè)品種，占總數(shù)的65.9%。聚入B類的有10個(gè)品種，占總數(shù)的22.7%，這10個(gè)品種的氨基酸因子含量中等，不飽和脂肪酸因子較高，飽和脂肪酸因子較差。聚入C類的3個(gè)品種，占總數(shù)的6.8%，分別為小葉果、油93-81和粵油202-35，綜合主成分得分排名分別為1、2、3，綜合品質(zhì)表現(xiàn)較好，這3個(gè)品種氨基酸因子含量最好，不飽和脂肪酸因子中等，飽和脂肪酸因子最高。聚入D類的只有花育20，占總數(shù)的2.3%，綜合主成分得分排名16，綜合表現(xiàn)中等，其氨基酸因子含量中等，不飽和脂肪酸因子較差，飽和脂肪酸因子最高。聚入E類的只有阜花10號(hào)，占總數(shù)的2.3%，綜合主成分得分排名4，綜合品質(zhì)表現(xiàn)較好，這個(gè)品種的氨基酸因子含量較高，不飽和脂肪酸因子中等，飽和脂肪酸因子最差。

3 討論

對(duì)供試的44份花生品種的粗脂肪、蛋白質(zhì)、油酸及亞油酸的含量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，不同年份間花生品質(zhì)性狀差異較大，不同品種間油亞比變異系數(shù)最高，達(dá)18.56%，硬脂酸、脯氨酸、山崳酸、油酸含量變異系數(shù)差異也達(dá)10%以上。說(shuō)明新品種選育時(shí)，品種的上述品質(zhì)性狀選擇空間較大，其他品質(zhì)性狀選擇的空間較小。

主成分分析在小麥、水稻、玉米等多種作物性狀評(píng)價(jià)與種質(zhì)資源的綜合評(píng)價(jià)中得到了廣泛的運(yùn)用[9-11]，本研究分析了44個(gè)品種的與品質(zhì)相關(guān)的21個(gè)性狀，利用主成分分析將這21個(gè)性狀綜合成氨基酸、不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸3個(gè)獨(dú)立因子，這3個(gè)合并因子反映原來(lái)變量的信息量的80.069%，而且彼此之間互不干擾，從而達(dá)到簡(jiǎn)化和綜合的目的。

親本親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近決定后代材料的變異幅度，親緣關(guān)系差異越大，后代變異幅度越大。因此，雜交育種工作中雜交親本的選擇宜在類別間根據(jù)主成分互補(bǔ)進(jìn)行，這樣親本的遺傳差異較大，可以產(chǎn)生廣泛的變異，易選出性狀超親本和適應(yīng)性強(qiáng)的品種。

4 結(jié)論

通過(guò)主成分分析和模糊聚類分析，對(duì)44個(gè)花生品種的主要品質(zhì)性狀進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，21個(gè)品質(zhì)性狀分別隸屬于3個(gè)主成分，代表全部信息的80.069%的信息量，44個(gè)品種可以聚合為5類，各類群之間在品質(zhì)和遺傳距離方面都有較大差異。

參考文獻(xiàn)

[1]禹山林.中國(guó)花生品種及其系譜[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2008.

[2]廖伯壽.中國(guó)花生油脂產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力淺析[J].花生學(xué)報(bào)，2003，32（增刊）：11-15.

[3]王耀波，張藝兵，張鵬，等.入世后中國(guó)花生產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景及促進(jìn)出口的對(duì)策[J].花生學(xué)報(bào)，2003，32（增刊）：24-29.

[4]康月瓊，郝風(fēng)，柴勇，等.油菜品質(zhì)近紅外檢測(cè)模型建立的研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（5）：144-148.

[5]林家永.近紅外光譜分析技術(shù)在玉米品質(zhì)分析中的研究進(jìn)展[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2010，25（4）：108-115.

[6]高居榮，韓秀蘭，孫彩玲，等.DA7200近紅外儀在小麥品質(zhì)分析中的應(yīng)用研究[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2009，2（1）：173-176.

[7]陶愛(ài)芬，祁建民，林培青，等.紅麻優(yōu)異種質(zhì)產(chǎn)量和品質(zhì)性狀主成分聚類分析與綜合評(píng)價(jià)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，41（9）：2859-2867

[8]殷冬梅，張幸果，王允，等.花生主要品質(zhì)性狀的主成分分析與綜合評(píng)價(jià)[J].植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2011（4）：507-512.

[9]白志英，李存東，孫紅春，等.小麥代換系抗旱生理指標(biāo)的主成分分析及綜合評(píng)價(jià)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（12）：4264-4272.

[10]陳林，趙雙玲，朱江艷，等.膜下滴灌水稻的農(nóng)藝性狀相關(guān)性和主成分分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（22）：11202-11204.

[11]宋江峰，李大婧，劉春泉，等.甜糯玉米軟罐頭主要揮發(fā)性物質(zhì)主成分分析和聚類分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（10）：2122-2131. （責(zé)編：張宏民）