21個粟米品種經濟性狀的相關性及聚類分析

石麗敏， 呂學高， 朱正梅， 宋費玲， 許巧賢， 陳一波， 盧華兵

(浙江省農業科學院玉米與特色旱糧研究所，浙江 東陽 322100)

粟米 (Setariaitalica)，北方俗稱谷子，原產于我國，是最古老的谷類作物之一，去殼后就是小米，是廣大人民群眾喜愛的雜糧。近些年，隨著人們物質生活水平的不斷提高，小米以其獨特的風味和豐富的營養價值受到越來越多的消費者喜愛。因此，近年來對谷子的研究報道較多[1-4]，但是研究主體基本上都是北方谷子主產地區的谷子品種，對于南方品種研究報道的不多[5]。浙江省雖不是我國粟米主要種植區，但也素有種植粟米的傳統，且因地形地貌多變、氣候資源多樣，有許多豐富的地方種質資源。本研究選取了21個粟米品種，包含了18個北方品種和3個集中種植在浙江同一區域的品種，利用SPSS軟件對其進行了經濟性狀相關性分析和聚類分析，以期能為粟米資源的進一步利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

參試粟米品種共計21個，品種信息見表1。

表1 供試的21個粟米品種信息

1.2 處理設計

21份粟米材料于2020年種植于浙江省玉米與特色旱糧研究所李宅試驗基地，前茬為鮮食玉米，土壤肥力中等。試驗采用隨機區組設計，重復2次，每個小區長13.5 m，寬5.2 m，開溝起4壟，每壟種植2行，行距65 cm,株距7 cm。7月24日播種，撒播，8月10日人工間苗定苗。施肥、治蟲等田間管理基本一致，后期根據各個品種成熟度，分批收獲。

1.3 調查項目及方法

調查生育期和有關經濟性狀。成熟期從每個小區中隨機選取10株進行性狀調查和數據采集。

生育期：從出苗的當日算起，到成熟期之日止的天數。

株高：地上部分到穗頂部的高度，取平均值。

穗長：從穗基部最后穗碼到頂端(包括無效碼)的長度，取平均值。

穗粗：穗中部的周長，取平均值。

單穗重：單個谷穗晾干后稱重，取平均值。

穗粒重：將以上所收谷穗分別脫粒并稱重，取平均值。

千粒重：從以上所收谷粒中隨機挑選3組1 000粒并稱重，取平均值。

1.4 數據分析

利用SPSS(19.0)軟件對以上21個谷子品種的經濟性狀進行相關性分析和聚類分析，主要運用了SPSS軟件中的系統聚類模塊進行聚類分析。

2 結果與分析

2.1 經濟性狀變異系數分析

參試各品種均無分蘗。對21個粟米品種的各性狀測量值(表2)進行描述統計(表3)。由表3可以看出，各性狀的變異系數均較大，尤其是單株穗重和單穗粒重，變異系數分別高達39.54%和42.27%，生育期和千粒重的變異系數相對較小，但是也分別為10.32%和10.58%。

表2 21個粟米品種經濟性狀表現

表3 21個粟米品種經濟性狀的統計量

2.2 經濟性狀的相關性分析

由表4可知，千粒重與生育期、穗粗呈不顯著正相關，與其余性狀呈不顯著負相關。單穗粒重、單株穗重都與除千粒重外的其他5個性狀均呈極顯著正相關，其中單穗粒重與生育期和單株穗重的相關系數分別高達0.834和0.983，單株穗重與生育期的相關系數為0.829。株高與穗粗呈不顯著正相關，與除千粒重外的其他4個性狀均呈極顯著正相關，其中與穗長的相關系數最高，為0.791。穗粗與其他各性狀均呈正相關，其中與生育期、單株穗重、單穗粒重呈顯著正相關，與生育期相關系數最高，為0.591。

表4 21個粟米品種經濟性狀相關系數

2.3 聚類分析

根據經濟性狀數據，對21個粟米品種進行聚類分析。圖1是采用平均連接法繪制的聚類圖，可以看出，在遺傳距離25附近，將21個粟米品種分成兩大類，第一大類包括18個品種，這些品種全部是北方類型的品種，在浙江地區種植多數表現為生育期較短、植株較矮、穗長較短，單株穗重和單穗粒重均較輕。第一大類在遺傳距離5附近又分了2個亞類，第一個亞類包括16個品種，第二個亞類只有2個品種，第二亞類的株高明顯高于第一亞類。第二大類包括3個品種，全部為浙江地區品種，表現為生育期較長、植株較高、穗長較長，單株穗重和單穗粒重均較重。

圖1 21個粟米品種基于中心連接法的聚類結果

3 小結與討論

21個粟米品種的經濟性狀變異系數均較高，說明各品種間差異較大，品種類型比較豐富。因栽培中影響產量的因素比較復雜，為了客觀地反映各品種的特性，本研究僅對記載的各性狀與單株產量即穗粒重進行了相關性分析，結果顯示，除千粒重外，生育期、株高、穗長、穗粗、單株穗重均與單穗粒重呈極顯著正相關，單株穗重與之相關系數最高，與任月梅等[6-7]研究結果一致。

同一粟米品種在不同的生態區域種植，受環境的影響，其生育特性、產量特性、品質特性及抗逆性等方面都會有很大的改變[8],本研究中各粟米品種的性狀僅代表該品種在浙江地區種植的表現。根據聚類結果,21個粟米品種共分成了兩大類，一類全部為北方品種，另一類則為浙江省品種，且遺傳距離較遠，聚類結果和品種的生態類型具有較高的一致性，也說明浙江省地方粟米品種與北方粟米主產區的粟米品種在經濟性狀上確實存在較大的遺傳差異。粟米屬于光溫敏感型作物，大多數品種適應性窄、地域性強，浙江省雖不是我國粟米初生起源中心, 但因其地形地貌多變、氣候資源多樣, 在長期的自然條件和人為選擇下, 逐漸形成了特異的粟米地理生態類型[5]。聚類分析的結果，可以為粟米種質資源的區域融合、基因聚合以及育種提供詳細的參考。