44份花生資源品質性狀分析

佟士儉 孫東雷 卞能飛 張祖明 王曉軍

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

關鍵詞：花生；品質性狀；主成分分析；聚類分析；綜合評價

中圖分類號 S56 文獻標識碼 A 文章編號 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

花生是我國重要的油料作物和經濟作物，是我國重要的出口創匯農產品。過去50a來，我國花生品種改良工作取得了巨大成就，通過對農家品種、育成品種（系）、引入資源的搜集整理和鑒定，篩選出一大批優異種質，在育種或生產上發揮了較大作用[1-2]。隨著人們生活水平的不斷提高，花生育種目標由以高產為主轉向產量與品質并重，選育優質專用型花生品種已經成為我國花生產業發展的迫切需求，而鑒定、評價和利用現有種質資源是品質遺傳改良和開展品質育種的基礎性工作[3]。

近紅外光譜分析技術是近年來發展起來的一項物理測試技術，該技術具有檢測快、成本低、無污染、不破壞樣本等優點，已經被廣泛應用于農作物品質分析[4-6]。目前在研究作物親本各數量性狀之間的關系及對品種進行綜合評價時則越來越多地運用主成分分析法[7-8]。本研究利用DA7200型近紅外光譜儀，連續5a對44份花生資源的品質性狀進行檢測，并利用主成分分析和聚類分析進行綜合評價，運用多指標衡量花生品質，為品質育種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 44份花生品種資源（表1）由江蘇徐淮地區徐州農業科學研究所油料研究室提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 田間試驗設計 田間試驗于2011—2015年在江蘇徐淮地區徐州農業科學研究所試驗田進行。每個花生品種種2行，2粒播；行長2.5m，行距0.4m，株距0.2m。栽培管理措施與大田相同，適時收獲。

1.2.2 品質性狀分析 將收獲的花生種子剝殼，選取籽粒飽滿、無破損的代表性種子待測。利用波通公司（Perten）生產的DA7200型近紅外光譜儀對樣品進行檢測，重復3次。檢測品質指標包括：粗脂肪含量、蛋白質含量、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個性狀。

1.2.3 數據處理 利用Excel 2003、SPSS18.0分析數據。

2 結果與分析

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

2.2 花生品質性狀相關性分析 從相關系數矩陣（表2）可知，各指標之間都存在著一定的相關性，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相關，蛋白質與總氨基酸、蛋白質與纈氨酸、蛋白質與異亮氨酸、蛋白質與亮氨酸、蛋白質與苯丙氨酸、蛋白質與精氨酸、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，但各品質性狀提供的信息發生重疊，同時各單項指標對花生品質所起的作用也不盡相同，因此直接利用這些指標不能準確評價花生的綜合品質。

2.3 花生品質性狀的主成分分析 對花生21個品質性狀的主成分分析（表3、表4）表明，前3個主成分累計方差貢獻率達80.069%，可以用這3個主成分較好地代替上述21個品質特性來評價與判斷花生品質。決定第一主成分的主要是蛋白質、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據信息量的49.336%，這幾個性狀大多是氨基酸，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價 根據特征值和相應的特征向量，計算44個品種各自的主成分得分，按前3個主成分大小依次排序，可權衡每個性狀在每個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劣。從表5可以看出，44個品種中小葉果的氨基酸因子得分最高，濰花8號的氨基酸因子得分最低；徐花8號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號的飽和脂肪酸因子得分最低。從綜合品質性狀上看，綜合主成分分值越高，綜合品質表現越好。小葉果、粵油202-35、油93-81、阜花10號和徐花8號分別居綜合主成分得分的前5名，說明這5個品種的綜合品質表現最好；而魯花6號、花育25、花育16號、8923B-1、濰花8號綜合主成分得分居于后5名，說明這5個品種的綜合品質表現最差。在對花生品質進行評價時，不能只考慮某一個性狀或隨機某幾個性狀的優劣而應該對其進行全面系統科學綜合評價。

2.5 44份花生資源的聚類分析 將品質性狀按照系統聚類方法進行聚類分析，由圖2可知，利用花生的3個主成分因子可將44個花生品種劃分為5個類群。聚入A類的有29個品種，占總數的65.9%。聚入B類的有10個品種，占總數的22.7%，這10個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個品種，占總數的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，綜合品質表現較好，這3個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，占總數的2.3%，綜合主成分得分排名16，綜合表現中等，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，占總數的2.3%，綜合主成分得分排名4，綜合品質表現較好，這個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

對供試的44份花生品種的粗脂肪、蛋白質、油酸及亞油酸的含量進行檢測，結果表明，不同年份間花生品質性狀差異較大，不同品種間油亞比變異系數最高，達18.56%，硬脂酸、脯氨酸、山崳酸、油酸含量變異系數差異也達10%以上。說明新品種選育時，品種的上述品質性狀選擇空間較大，其他品質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價與種質資源的綜合評價中得到了廣泛的運用[9-11]，本研究分析了44個品種的與品質相關的21個性狀，利用主成分分析將這21個性狀綜合成氨基酸、不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸3個獨立因子，這3個合并因子反映原來變量的信息量的80.069%，而且彼此之間互不干擾，從而達到簡化和綜合的目的。

親本親緣關系的遠近決定后代材料的變異幅度，親緣關系差異越大，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主成分互補進行，這樣親本的遺傳差異較大，可以產生廣泛的變異，易選出性狀超親本和適應性強的品種。

4 結論

通過主成分分析和模糊聚類分析，對44個花生品種的主要品質性狀進行了分析。結果表明，21個品質性狀分別隸屬于3個主成分，代表全部信息的80.069%的信息量，44個品種可以聚合為5類，各類群之間在品質和遺傳距離方面都有較大差異。

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