巴州試種飼草高粱主要形態性狀的主成分分析

巴州農業科學院，新疆巴州 841000

飼草高粱具有適應性強、抗旱、耐澇、耐鹽堿等特點，主要以飼用為主，生長迅速、產量高，可進行青飼、干飼和青貯[1],因而受到許多以畜牧養殖為主的地區的廣泛重視。選育性狀優良的飼草高粱品種越來越重要[2]。為明確品種選育時各形態性狀對目標性狀作用的大小，本文調查了3個飼草高粱品種的主要農藝性狀并進行了主成分分析，以期為品種改良提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

由新疆農業科學院生物質能源研究所提供飼草高粱品種共3份，分別為晉草8號、晉草11號、晉牧1號。

1.2 試驗方法

田間形態性狀調查：2017年在巴州農科院試驗地進行材料的田間種植，行距40 cm，株距13 cm。共調查6個形態性狀，分別是出苗至抽穗日期、生育日期、分蘗數、莖粗、鮮重、株高。所有調查項目按照《高粱種質資源描述規范和數據標準》進行。每個品種調查10株，以10株的平均數作為各性狀的調查結果。

數據統計：將所有品種各性狀的平均值運用SAS軟件進行主成分分析。采用Jacobi法進行轉換，得到一個新的相關矩陣R，從R中求得10個特征根及相應的特征向量，根據累計貢獻率≥85%的特征根及相應的特征向量作為主成分。

2 結果與分析

表1 主要形態性狀主成分分析

表2 主要形態性狀主成分矩陣

數據相關分析結果見表1和表2.表1中各特征值的大小代表各綜合指標遺傳方差的大小，累計百分率代表各綜合指標對遺傳方差貢獻的百分率，特征向量表示在各綜合指標中供試品種各性狀對綜合指標貢獻的大小。

從表1中初始化特征值可以看出，6個成分的累積貢獻率達到100%，其中前5個成分作為概括不同飼草高粱品種形態性狀絕大部分信息的主成分進行分析。

由5個主成分的特征向量可以得出，第一主成分中生育日期、莖粗、出苗至抽穗日期均為正值，生育期長、飼草高粱的莖稈越粗壯使得株高、分蘗數降低。第二主成分中出苗至抽穗日期、生育日期、鮮重、分蘗數等性狀的正值較大，生育期越長，鮮重越大、分蘗越多。第三主成分分析中，鮮重、莖粗、株高的正值較大，莖稈越粗、株高越高的品種鮮重越高。第四主成分分析中，生育期相對較長的品種，鮮重較低。第五主成分分析中，莖粗、分蘗的正值較高，莖粗和分蘗數增長的同時，鮮重降低。

綜合與飼草高粱鮮重及有關的形態性狀考慮，生育期越長，單株的鮮重越高、產量越高。但隨著莖粗和分蘗的增加，單株的鮮重有所降低。

3 討論

形態性狀中大部分都是數量性狀，數量性狀受微效多基因控制，各性狀之間相互聯系、相互制約，而且還受到環境影響。研究數量性狀間表型和內在遺傳聯系已成為育種工作者十分關注的問題。主成分分析法從多個相關指標中得到相對獨立的綜合數量指標，解決了各性狀間對目標性狀作用大小的問題[3]。開展飼草高粱育種時，主要育種目標為生物產量高。通過對參試品種主成分分析表明，在形態性狀選擇中應適當考慮生育期、分蘗和莖粗不宜過高。進行材料的性狀改良時應對這些性狀的特點加以重視，此結果將為飼草高粱在巴州地區的試種和品種選育提供理論依據。