不同胡麻品種（系）農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量性狀的差異分析

楊治偉 錢愛萍 張 煒 欒 勇 曹秀霞

（寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院 固原756000）

胡麻作為我國特色油料作物之一，在甘肅、內(nèi)蒙古、寧夏等地區(qū)都有種植。 研究發(fā)現(xiàn)，由于含有α-亞麻酸、木酚素等多種具有生物活性的物質(zhì),使得亞麻籽具有保健功效[1-2]。 近年來，亞麻籽的生產(chǎn)逐漸向亞洲和歐洲傾斜，2016 年俄羅斯的亞麻籽產(chǎn)量首次超過加拿大， 位居世界第一；2017－2019 年我國的亞麻籽產(chǎn)量也從30.1 萬t 增加到34 萬t[3-4]。 有關(guān)研究統(tǒng)計(jì)表明，我國在2014 年亞麻籽和亞麻籽油的進(jìn)口量分別為25 萬t 和 1.7 萬t；2019 年我國進(jìn)口的亞麻籽總量達(dá)到 42.7 萬 t、亞麻籽油達(dá) 5.1 萬 t[5]。 以上研究表明， 我國亞麻籽及其油脂的市場發(fā)展前景相當(dāng)可觀。 然而由于胡麻種子生產(chǎn)技術(shù)相對滯后，選育工作沒有突破性進(jìn)展等，使其種子產(chǎn)量較低。 基于農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀評價(jià)作物品種特性的研究多集中于燕麥[6]、小麥[7]、谷子[8]、大豆[9]、高粱[10]、青花菜[11]等。 本研究通過對8 個(gè)胡麻品種（系）的主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量性狀指標(biāo)進(jìn)行差異顯著性分析、相關(guān)性分析、主成分分析和聚類分析，來探究不同胡麻品種（系）主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量性狀的關(guān)系， 從而選育出適宜在寧南山區(qū)氣候條件下栽培的胡麻品種， 對胡麻種質(zhì)資源評價(jià)和進(jìn)一步利用及胡麻高效栽培提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院提供的8 份品種（系）材料，品種（系）資源編號(hào)及來源地見表1。

表1 品種（系）資源編號(hào)及來源地

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)， 小區(qū)面積12.6 m2（1.8 m×7.0 m），行距 15 cm，區(qū)距 30 cm，排距50 cm，寧亞17 號(hào)為對照品種，試驗(yàn)地周圍設(shè)保護(hù)行。

1.3 測定指標(biāo)及方法

在青果期每個(gè)處理取胡麻20 株， 測定莖鮮重、冠鮮重、地上部鮮重、冠莖比、冠長、根長、根粗；在成熟期取樣考種，分別測定株高、工藝長度、有效分莖數(shù)、有效分枝數(shù)、有效結(jié)果數(shù)、每果粒數(shù)、單株產(chǎn)量、千粒重、一級分枝長度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 和SPSS 18.0 軟件對田間測試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同胡麻品種（系）的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量性狀的變異分析

由表2 可知，有效分莖數(shù)、有效結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量、千粒重、冠長、冠鮮重、地上部鮮重、冠莖比的變異系數(shù)大于10%，說明參試8 個(gè)品種（系）的這8 個(gè)性狀之間存在較大的差異。 16 個(gè)性狀多數(shù)的偏度和峰度的絕對值較小，可見這些性狀符合正態(tài)分布，可以進(jìn)一步作遺傳分析。

表2 不同胡麻品種（系）的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量性狀的變異分析

2.2 不同胡麻品種（系）的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的相關(guān)性分析和主成分分析

由表3 可知，冠長與單株產(chǎn)量及一級分枝長度，莖鮮重與千粒重，冠莖比與單株產(chǎn)量、冠長、冠鮮重、地上部鮮重都呈極顯著正相關(guān)；每果粒數(shù)與千粒重、莖鮮重呈極顯著負(fù)相關(guān)。 一級分枝長度與工藝長度、地上部鮮重與每果粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。

從相關(guān)性分析結(jié)果可以看出， 不同性狀之間存在不同程度的相關(guān)性， 且各性狀的變化幅度層次不齊從而影響對品種（系）的評價(jià)，為消除這類影響，因此采用主成分分析方法對試驗(yàn)材料進(jìn)行綜合評價(jià)（表4），將16 個(gè)性狀指標(biāo)轉(zhuǎn)化為4 個(gè)主成分，累積貢獻(xiàn)率為90.87%， 表明可以用前4 個(gè)主成分來說明這8 個(gè)品種（系）的主要相關(guān)性狀。第1 主成分的貢獻(xiàn)率最大， 為45.33%， 說明主成分1 在評價(jià)中起主要作用， 特征向量中冠徑比的特征值大于其他的性狀指標(biāo)，表明第1 主成分是地上部生物產(chǎn)量因子；第2 主成分中每果粒數(shù)和有效結(jié)果數(shù)的特征值大于其他的性狀指標(biāo)，其中有效結(jié)果數(shù)的特征值最大，為0.84，表明第2 主成分是產(chǎn)量構(gòu)成因子； 第3 主成分中的株高的特征值大于其他的性狀指標(biāo)， 表明第3 主成分是株高因子； 第4 主成分中的根長的特征值大于其他的性狀指標(biāo)，表明第4 主成分是根系因子。

表4 不同胡麻品種（系）各主成分的特征向量、累計(jì)貢獻(xiàn)率

2.3 不同胡麻品種（系）基于農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量性狀的聚類分析

通過聚類分析 （附圖）， 參試材料可聚為3 類，第 1 類共包含 6 份材料， 分別為 17QS9、 固亞 8 號(hào)、0905-2、0822-23、0914-1、寧亞 17 號(hào)（CK），其余 2 份材料各成一類。 綜合農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀可知，第2 類的千粒重最大，冠莖比、一級分枝長和冠長最小，其余性狀居于第1 類、第3 類之間。

附圖 不同胡麻品種（系）基于農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量性狀的聚類分析

3 結(jié)論與討論

本研究通過對8 份胡麻品種（系）10 個(gè)農(nóng)藝性狀和6 個(gè)產(chǎn)量性狀的變異分析，16 個(gè)性狀的變異系數(shù)范圍為4.35%～57.57%，表明參試品種（系）的遺傳多樣性豐富，品種（系）間差異較大。 產(chǎn)量性狀中有效結(jié)果數(shù)、每果粒數(shù)和千粒重的變異系數(shù)較大，這與郭棟良等[12]的結(jié)果一致，這些產(chǎn)量相關(guān)性狀在胡麻育種中有較大的選擇空間。 相關(guān)性分析表明，株高與工藝長度呈正相關(guān)，單株產(chǎn)量與有效結(jié)果數(shù)呈正相關(guān)，這與焦振飛等[13]的研究結(jié)果一致，構(gòu)成種子產(chǎn)量的因素主要包括有效分莖數(shù)、有效結(jié)果數(shù)、每果粒數(shù)等，這些因素的變化都會(huì)影響種子產(chǎn)量的高低， 而不同品種產(chǎn)量性狀差異很大，其適應(yīng)性也就明顯不同。 千粒重與每果粒數(shù)呈極顯著（P<0.01）負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.925。 千粒重與莖鮮重呈極顯著（P<0.01）正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.842， 與冠鮮重和地上部鮮重呈顯著（P<0.05）正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為 0.714、0.821。 從數(shù)據(jù)上初步判斷影響千粒重的正向因子為莖鮮重、冠鮮重和地上部鮮重，負(fù)向因子為每果粒數(shù)。 主成分分析結(jié)果中，第1 主成分的貢獻(xiàn)率最大，在種質(zhì)資源評價(jià)中起主導(dǎo)作用， 特征值依次為冠莖比＞冠長＞冠鮮重＞一級分枝長度， 說明第1 主成分是生物產(chǎn)量因子。 研究表明，亞麻的抗倒伏能力與一級分枝長度、單莖鮮重、冠層鮮重等性狀呈負(fù)相關(guān)，倒伏率與株高呈正相關(guān)[14-15]，說明要防止或減輕亞麻的倒伏,選育分枝較短、株型較緊湊、分莖數(shù)較少、株高適中的品種是有效措施。 而聚類分析中，第1 類的冠莖比和一級分枝長度最大，千粒重適中，如品種（系）0905-2；第3 類的冠莖比和千粒適中，株高最高；第2 類的冠莖比和一級分枝長度最小，千粒重最大，其他性狀適中。

供試的 8 個(gè)胡麻品種 （系） 在寧夏固原均能成熟，其主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀在各品種（系）間均存在顯著性差異。 通過主成分分析和聚類綜合分析認(rèn)為，以產(chǎn)量較高和抗倒伏能力強(qiáng)為目的時(shí)，應(yīng)選擇植株高度適中、冠莖比較小、千粒重最大的寧亞21 號(hào)作為寧南山區(qū)推廣種植的品種。