李有忠，葉春秀，王志軍，董永梅，趙曾強，謝宗銘

（新疆農(nóng)墾科學院生物技術研究所/作物種質創(chuàng)新與基因資源利用兵團重點實驗室，新疆 石河子 83200）

0 引言

棉花的數(shù)量性狀較多，且相互關系比較復雜，一個性狀受多個性狀的綜合影響。在棉花育種實踐中，改進單個性狀對目標性狀的貢獻往往很小，給棉花種質資源創(chuàng)新帶來了很大的困難。利用相關性分析在水稻[1]、小麥[2]、玉米[3]、大豆[4]、棉花[5]等作物研究應用較多，在某些性狀的選擇和改良方面為育種工作者提供了依據(jù)。但將相關性分析與主成分分析相結合綜合評價棉花各性狀之間的聯(lián)系和相關性報道甚少。本研究以系統(tǒng)選育的14個早熟棉品系為材料，在北疆膜下滴灌栽培模式下，對影響產(chǎn)量的10個主要農(nóng)藝性狀進行相關分析，并進行主成分分析。通過分析使育種者把握主要性狀，綜合協(xié)調考慮其他次要性狀，以提高育種選擇的目標性和效率，為北疆早熟棉花新品種育種及性狀改良的針對性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗設在新疆農(nóng)墾科學院生物技術研究所棉花育種試驗地（二壟五）。前茬作物棉花，土壤為壤土，秋翻春灌，播前精細整地。

1.2 材料

材料為2014年篩選的14個早熟棉花品系：MB013、131429、131363、131117、MB271、130655、MB103、131357、130523、MB205、130259、131303、MB799、130145。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計

試驗采用隨機區(qū)組排列設計，覆膜種植，1膜6行，重復3次，小區(qū)長10 m，行距2.3 m，株距12 cm，6行區(qū)，小區(qū)面積23 m2。4月22日播種，全生育期中耕松土2次，除草5次，膜下滴灌7次，縮節(jié)胺化控7次。施肥磷酸鉀銨255.0 kg/hm2，尿素352.5 kg/hm2。

1.3.2 調查記載項目

調查出苗期、開花期、結鈴期、吐絮期；打頂后1周，在1行內連續(xù)取10株調查植株的株高、始節(jié)高、始節(jié)位、果枝數(shù)、鈴數(shù)；吐絮期取10株調查植株的中部正常吐絮棉鈴20個混樣，測定其鈴重、衣分、絨長等；收獲后各小區(qū)分別收獲測產(chǎn)。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

性狀的研究方法采用相關分析及主成分分析等，數(shù)據(jù)轉換用Excel 2003[6]，數(shù)據(jù)處理采用唐啟義等[7]DPS統(tǒng)計軟件完成。

2 結果與分析

2.1 早熟棉產(chǎn)量及其主要農(nóng)藝性狀相關分析

2.1.1 參試早熟棉各品系的平均性狀及差異

14份北疆早熟棉品系10個主要農(nóng)藝性狀差異表現(xiàn)各異，詳見表1。各性狀變異系數(shù)，最大為單鈴重（6.95%），最小為生育期（2.81%），各性狀均小于10%，大小順序為單鈴重＞鈴數(shù)＞株高＞始節(jié)高＞衣分＞始節(jié)位＞產(chǎn)量＞果枝數(shù)＞絨長＞生育期。單鈴重變異系數(shù)最大，表明單鈴重選擇潛力最大；此外鈴數(shù)、株高、始節(jié)高、衣分也有較強的選擇潛力，可較容易選育出多種種質材料。

2.1.2 各性狀間的相關性分析

主要農(nóng)藝性狀間的相關分析結果表明（表2），產(chǎn)量與單鈴重呈顯著相關（顯著性標準a=0.05時，r=0.5324；a=0.01時，r=0.6614），與生育期、衣分、始節(jié)高、株高、果枝數(shù)、鈴數(shù)呈正相關，但未達到顯著程度，與絨長、始節(jié)位呈負相關；單鈴重與株高、果枝數(shù)、產(chǎn)量呈顯著正相關，與其它的呈正相關；株高與始節(jié)高、單鈴重呈顯著正相關，與衣分呈負相關，與其它性狀呈正相關，但不顯著；鈴數(shù)與絨長、始節(jié)位呈負相關，與其它性狀呈正相關，但不顯著；衣分與生育期、單鈴重、產(chǎn)量、始節(jié)高、始節(jié)位、鈴數(shù)呈正相關，與絨長、株高、果枝數(shù)呈負相關；絨長與單鈴重、始節(jié)高、株高、果枝數(shù)呈正相關，與生育期、衣分、產(chǎn)量、始節(jié)位、鈴數(shù)呈負相關。

表1 14個早熟棉品系考察性狀表現(xiàn)Table1 The study on characters of 14 early maturing cottons

表2 早熟棉品系各農(nóng)藝性狀之間的相關性分析Table2 The analysis of the correlation among diferent agronomic traits of early maturing cotton

2.2 主成分分析

對供試材料的10個主要農(nóng)藝性狀進行主成分分析，得到10個性狀遺傳相關矩陣的特征根和對應的特征向量（表3、表4）。其中前5個特征根在10個特征根中累計貢獻率達91.095 8%，包含了全部指標的絕大部分信息，列出主成分分析因子得分。選取前5個主成分來代替10個性狀指標進行分析。第一個主成分的特征值為3.462 1，方差貢獻率是34.620 9%，代表了全部性狀信息的34.620 9%，是最主要的主成分；第二個主成分的特征值為2.150 8，方差貢獻率是21.508 3%，是僅次于第一主成分的重要主成分；第三個主成分的特征值是1.547 9，方差貢獻率是15.479 1%；第四個主成分的特征值是1.217 7%，方差貢獻率是12.176 8%；其他主成分的貢獻率逐步減??；第5個主成分的特征值是0.731 1，方差貢獻率是7.310 7%。前5個主成分的累積貢獻率是91.095 8%，已把北疆早熟棉主要農(nóng)藝性狀91.095 8%的信息反映出來，因此可以選取前5個主成分為北疆早熟棉性狀選擇的綜合指標。

表3 各性狀的規(guī)格化特征向量Table3 The specification eigenvector of principal component analysis

表4 主成分的特征值與累計貢獻率Table4 The characteristic value and accumulation contribution rate of principale component

第一主成分主要為單鈴重、株高、始節(jié)高、始節(jié)位、產(chǎn)量及生育期，主要反映與產(chǎn)量有關的農(nóng)藝性狀；第二主成分主要為絨長和果枝數(shù)；第三主成分主要為鈴數(shù)和衣分；第四主成分主要為絨長；第五主成分主要是衣分。二、三、四、五主成分主要反映與早熟棉品質有關的性狀指標。結合相關分析結果，在北疆早熟棉育種實踐中著重關注第一主成分性狀，其次要關注絨長、衣分、鈴數(shù)和果枝數(shù)性狀的選擇。

3 主要性狀與產(chǎn)量的關系

各性狀變異系數(shù)順序為單鈴重＞鈴數(shù)＞株高＞始節(jié)高＞衣分＞始節(jié)位＞產(chǎn)量＞果枝數(shù)＞絨長＞生育期。表明單鈴重選擇潛力最大；生育期變異系數(shù)最小，這與近幾年本研究單位一直致力于選擇早熟棉為主的育種目標有很大的關系。

通過性狀間相關性分析可知，產(chǎn)量與單鈴重呈極顯著相關（顯著性標準a=0.05時，r=0.532 4；a=0.01時，r=0.661 4），與生育期、衣分、始節(jié)高、株高、果枝數(shù)、鈴數(shù)呈正相關，但未達到顯著程度，與絨長、始節(jié)位呈負相關。

主成分分析表明，前4個特征根在10個特征根中累計貢獻率達83.785 1%，根據(jù)主成分累積貢獻率≥85.00%才能反應所有性狀的絕大部分變異信息的標準，也納入了第五主成分，使累計貢獻率達91.095 8%，包含了全部指標的絕大部分信息，列出主成分分析因子得分。選取前5個主成分來代替10個性狀指標進行分析。

綜上所述，在北疆早熟棉育種實踐中著重關注第一主成分性狀，其次要關注絨長、衣分、鈴數(shù)和果枝數(shù)性狀的選擇。通過相關性分析和主成分分析建立綜合的、相對獨立的指標體系，數(shù)值直觀，易于分析。根據(jù)品種的各主成分值，可以分別篩選出早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質的典型品種及綜合表現(xiàn)優(yōu)良的品種，為早熟棉育種親本的選擇提供參考。

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