沈吉成，趙彩霞,3，葉發(fā)慧,3，李亞鑫，劉德梅，劉瑞娟，沈?；?，張懷剛,3，陳文杰

（1中國科學院高原生物適應與進化重點實驗室/中國科學院西北高原生物研究所/中國科學院種子創(chuàng)新研究院，西寧 810008；2青海省作物分子育種重點實驗室，西寧 810008；3中國科學院大學，北京 100049；4青海大學，西寧 810016）

0 引言

辣椒是國內種植面積最大的蔬菜作物之一，其年種植面積持續(xù)穩(wěn)定在147萬hm2以上[1-2]，國內辣椒平均年產量高達2800萬t，占到世界辣椒產量的46%，辣椒產業(yè)的年產值超過700億元[3-5]。海東市樂都地區(qū)年溫差和晝夜溫差較大，有利于蔬菜光合作用和光合產物的積累[6-7]，成為青海省的辣椒主產區(qū)，主栽辣椒品種主要為當?shù)氐乩順酥巨r產品——樂都長辣椒[8]。該品種具有抗病、高產、優(yōu)質及經濟效益較好等特點，目前在青海辣椒產區(qū)廣泛種植[8]。近年來樂都長辣椒的產量和品質出現(xiàn)了不同程度的分化和退化，致使其在當?shù)赜兄饾u失去競爭優(yōu)勢的趨勢[9-10]。為更好地保護和開發(fā)樂都長辣椒這個青海地方特色蔬菜種質資源，助推青海辣椒產業(yè)健康發(fā)展，筆者在同樣栽培條件下比較分析來自青海不同產區(qū)的4個樂都長辣椒品系的農藝性狀，探究其種質分化情況，以期為保持樂都長辣椒的高產等優(yōu)良種質特性的提純復壯和改良育種工作提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

研究于2020年1—8月在位于青海省海東市樂都區(qū)的海東高原現(xiàn)代農業(yè)園區(qū)設施農業(yè)試驗示范基地的日光溫室內進行。日光溫室內土壤容重1.31 g/cm3，持水孔隙31.51%，通氣孔隙10.99%，總孔隙度51.97%，pH 6.28。

1.2 試驗材料

供試的4個材料為青海目前生產上種植的4個樂都長辣椒品系，其中樂都1號(LD1)為海東高原現(xiàn)代農業(yè)園區(qū)育苗中心（樂都）提供的樂都長辣椒，樂都2號(LD2)、樂都3號(LD3)和樂都4號(LD4)分別是在青海3個不同辣椒產區(qū)（互助、民和和湟源）種苗中心的3個不同的日光溫室大棚中隨機取樣的樂都長辣椒（表1）。將上述4份材料的種子在育苗盤中育苗，當辣椒苗長到8～10片真葉時按材料分4個小區(qū)定植于海東高原現(xiàn)代農業(yè)園區(qū)設施農業(yè)試驗示范基地的1號日光溫室大棚中，每個材料均設置3次重復。定植前施約15 m3的牛糞為底肥，深翻整平后，按照壟高度為20 cm、壟面寬度為50 cm、灌溉溝寬50 cm的標準進行起壟，然后覆蓋不透光黑色地膜，每壟栽植2行，株距為0.45 m，植株生長期間采用吊蔓栽培方式，同時進行多蔓整枝方式，按照去內不去外、去老不去新、去弱不去強的原則，每株辣椒保留2～3個強壯側枝吊蔓。其余栽培技術按常規(guī)管理。

表1 供試材料

1.3 試驗方法

在辣椒收獲期隨機選取LD1、LD2、LD3和LD4各30株，共計120份材料，試驗以LD1作為對照，在辣椒收獲期進行相關指標的測定及評價。

1.4 測定項目

分別利用卷尺和游標卡尺對各品種辣椒植株的株高、商品果橫縱徑等形態(tài)指標進行測量，測定指標以隨機選取的10株作為1次重復，每個測定指標均重復3次，株高指標以土層表面至生長點的高度為標準。在辣椒收獲期間，使用電子秤稱量生產區(qū)域中的成熟綠色果實，并統(tǒng)計單株結果數(shù)量。

1.5 辣椒農藝性狀綜合評價

對所選擇的各評價指標進行標準化處理，得到辣椒各評價指標的隸屬度值[11]。具體計算如式(1)。

式中，A(Xi)表示辣椒標準化結果之后的隸屬度值，Xi表示所要評價的辣椒各指標的實驗室測定值，Ximax、Ximin分別代表第i項指標中的2個最值。

1.6 數(shù)據分析

采用Excel繪制圖，SPSS 19.0對數(shù)據進行顯著性檢驗及相關分析，不同處理間的比較采用Duncan’s新復極差法(P＜0.05)。

2 結果與分析

如表2所示，LD1株高最長為108.10 cm，LD4株高最低為97.65 cm，LD1株高較LD4顯著增加，增幅為11.00%(P＜0.05)。LD2單株果數(shù)最高為35.20個，其次為LD1（32.00個），LD2單株果數(shù)較LD1顯著增加，增幅為25.71%。LD3單果重最高(80.00 g)，LD1次之(67.25 g)，LD2 單果重最低(63.58 g)，LD3 單果重較LD2增加24.03%，且兩者差異顯著(P＜0.05)。

表2 樂都長辣椒基本農藝性狀

由表2可知，不同品種辣椒果實橫徑表現(xiàn)為LD3＞LD1＞ LD2＞LD4。LD1和LD3果肉橫徑較LD4分別顯著增加7.06%和11.10%；LD2果實縱徑最大(188.70 g)，LD1次之(182.61 g)，LD2果實縱徑較LD3顯著增加4.77%；辣椒果肉厚度的變化為LD3＞LD2＞LD1＞LD4，LD3果肉厚度較LD4增加21.12%，兩者差異顯著(P＜0.05)。

如圖1，不同品種辣椒單株產量表現(xiàn)為LD2＞LD1＞LD3＞ LD4。其中LD2單株產量最高(2238.02 g)，LD1次之(2152.00 g)，LD4單株產量最低(1651.20 g)。LD1和LD2單株產量較LD4顯著提高30.33%和35.54%。

圖1 樂都長辣椒產量變化

由表3可知，有3個性狀與產量呈極顯著正相關，相關系數(shù)表現(xiàn)為單株果數(shù)(0.82)＞果肉厚度(0.50)＞單果重(0.34)。單果重與果肉厚度、商品果橫徑呈極顯著正相關性，同時果肉厚度與商品果橫徑呈極顯著正相關(P＜0.01)。

表3 樂都長辣椒農藝性狀相關性分析

如表4所示，由于表征辣椒農藝性狀的各指標間存在相關性，各變量之間存在信息上的重疊，使各因子含義不清楚，利用主成分分析可以把多個變量因子歸結為少數(shù)幾個綜合因子，在減少評價指標的同時，還能最小程度減少原始信息損失，通過主成分分析可掌握各性狀在綜合性狀中的貢獻值，進一步篩選重點指標[12-13]。

表4 解釋的總方差

將表2中各指標進行標準化處理，使用SPSS對數(shù)據進行主成分分析，得到辣椒各評價參數(shù)的相關矩陣，對初始因子載荷矩陣進行再轉換，使因子與原始變量間的關系進行重新分配，相關系數(shù)向0～1分化，從而使因子載荷矩陣中系數(shù)更加顯著[14-15]，結果見表5?？梢钥闯鲋鞒煞?綜合所有信息的40.25%，主要從辣椒單果重、果肉厚度、果實橫徑、單株產量反映辣椒的品質；主成分2綜合所有信息的62.77%，主要從辣椒單株果數(shù)、果實縱徑反映辣椒的品質；主成分3綜合所有信息的76.85%，主要從辣椒株高反映辣椒的品質。

表5 旋轉后的成分載荷矩陣

為進一步確定主成分與不同因子之間的關系，分析主成分載荷矩陣，由成分得分矩陣（表6）可得4個主成分表達式，如式(2)～(5)。

表6 成分得分系數(shù)矩陣

以每個主成分所對應的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比值作為權重，計算各品種辣椒前3個主要成分分值與相應權重之積的累加之和，得到綜合分值F，然后對F值進行排序（表7）。其中LD1農藝性狀綜合評價最高，LD2次之，LD3最低。

表7 不同品系樂都長辣椒綜合評價結果

由表8可知，不同品種辣椒的單株產量、單果重的變異系數(shù)較大，分別為19.61%、19.70%，果肉厚度為16.56%，說明樂都長辣椒在這些指標上離散度較大；變異系數(shù)最小的指標是果實縱徑(3.08%)，說明辣椒在這一指標上的離散度較小，性狀相對穩(wěn)定。

表8 樂都長辣椒農藝性狀變異分析

3 結論

與純種樂都長辣椒LD1相比，LD2、LD3、LD4已存在明顯的農藝性狀變異，青海產區(qū)樂都長辣椒的種質分化情況已十分嚴重，其中以單株產量、單果重的變異系數(shù)較大，分別為19.61%、19.70%，果肉厚度次之為16.56%，果實縱徑變異系數(shù)最小為3.08%。農藝性狀綜合評價表明，LD1農藝性狀綜合評價最高為0.55，需進一步采取有效措施對其種質進行提純復壯和創(chuàng)新改良。建議采取的措施包括：（1）建立青海省統(tǒng)一規(guī)范的樂都長辣椒保種、制種以及種質創(chuàng)新的措施和機制，同時針對農戶自留種、多品種混種及田間管理不當?shù)冗M行相應的技術培訓；（2）通過分子標記技術對樂都長辣椒種質進行遺傳多樣性分析和核心種質資源庫的構建。

4 討論

本研究利用主成分分析綜合評價4種辣椒的基本農藝性狀，結果表明LD1農藝性狀綜合評價最高為0.55，LD2次之為0.54，LD3最低為0.34。變異系數(shù)表示性狀離散程度，變異系數(shù)越大則表明離散程度越高[16]。不同品種辣椒的單株產量、單果重的變異系數(shù)較大，分別為19.61%、19.70%，果肉厚度次之為16.56%，果實縱徑變異系數(shù)最小為3.08%，因此辣椒單株產量相對性狀最不穩(wěn)定、變異較大，單果重、果肉厚度相對較小，而果實縱徑相對性狀最穩(wěn)定。當然，更精細的樂都長辣椒種質分化程度的鑒定尚需更多分子水平的工作。本研究結果顯示，與純種樂都長辣椒LD1相比，LD2、LD3、LD4已存在明顯的農藝性狀變異，青海產區(qū)樂都長辣椒的種質分化情況已十分嚴重。這可能是由于青海當?shù)厣腥狈y(tǒng)一規(guī)范的樂都長辣椒保種、制種以及種質創(chuàng)新的措施和機制[17]，致使種子質量下降，品種退化嚴重[18-19]，同時青海各產區(qū)農戶自留種、多品種混種及田間管理不當?shù)仍蚋铀倭藰范奸L辣椒種質的分化[20-21]。

辣椒的農藝性狀包含了能夠反映品種特性的諸多指標，在一定范圍內植株高度、莖基粗壯及果實的大小均能反映植株的生長狀況[22-24]。本研究結果表明，樂都長辣椒產量與單株果數(shù)、果肉厚度和單果重呈極顯著正相關，其中單株果數(shù)的相關系數(shù)最高為0.82；樂都長辣椒單果重與果肉厚度、商品果橫徑呈極顯著正相關，這與李全輝等[25]、任朝輝等[26]研究結果一致，因此樂都長辣椒進一步的改良育種可優(yōu)先考慮在增加單株果數(shù)、果實橫徑及果肉厚度等方面著力，這樣更易獲得較高產的樂都長辣椒新品種。