甜菜块根农艺性状的遗传变异及相关性和主成分分析

张立明，李翠芳，董心久，刘华君，高卫时，杨洪泽，刘升廷，王燕飞

（1.新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐830091；2.中国农业科学院甜菜研究所，哈尔滨150080）

甜菜块根农艺性状的遗传变异及相关性和主成分分析

张立明1，李翠芳1，董心久1，刘华君1，高卫时1，杨洪泽1，刘升廷2，王燕飞1

（1.新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐830091；2.中国农业科学院甜菜研究所，哈尔滨150080）

以25个新疆甜菜品系（种）为材料，对块根8个主要农艺性状进行变异系数、相关性和主成分分析。结果表明:根头长度的变异系数较大为29.14%，根宽的变异系数最小为7.86%。在相关性上，糖甜菜根宽、根颈周长、根头长与根重呈极显著正相关；甜菜含糖率与根体长度呈极显著的正相关。主成分分析结果表明，前3个主成分对含糖率变异的累计贡献率达到85.21%，对根重变异的累计贡献率达到88.53%。首先对变异大的性状进行选择是非常重要的，在含糖率性状选择上，应注意选择根颈长度、根颈周长、根体长度大，根沟较深的品系（种）。在根重性状选择上，应注意选择根宽、根颈周长、根颈长度大，根沟较浅的品系（种）。

甜菜；块根农艺性状；遗传变异；相关性；主成分分析

甜菜是世界两大糖料作物之一，主要种植在北温带，用其生产的食糖约占世界食糖生产总量的29%～35%。糖是人们日常生活及工业生产必不可少的重要物质。广泛用于食品、饮料和制药工业等方面。半个世纪以来全世界糖的需求量在不断增长，糖的生产量也在不断增长。在中国，甜菜主要分布在西北、华北、东北等省区，2010种植面积约23万hm2。新疆甜菜年种植面积7.3万hm2，占全国种植面积的32%左右，是新疆重要经济作物在新疆农业生产中有着重要的地位。本研究选用目前新疆的25个主要甜菜品系（种）为材料，利用遗传变异、相关性[1]、主成分分析法[2]研究甜菜主要农艺性状间的遗传关系，为提高甜菜经济性状的选择效率和甜菜品种的选育提供理论依据。

1 材料与方法

⑴供试材料:以25份新疆甜菜品系（种）为供试材料。⑵试验设计:试验设在新疆农业科学院玛纳斯试验站，前茬作物大豆。采用随机区组排列，3次重复，4行区，行长7m，行距0.5m，株距0.23m，小区面积14.0m2，密度86955株/hm2。成熟时收获中间2行，每次重复取10株测量品种块根。⑶测定项目:测量项目有:根头长（x1）、根颈长（x2）、根体长（x3）、根宽（根体最宽处半径）（x4）、根颈周长（x5）、根沟深浅（x6）、含糖率（x7）、根重（x8）。⑷分析方法:主要农艺性状的遗传变异、相关性和主成分分析采用DPS[3]统计分析软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 变异系数分析

供试材料8个农艺性状测定结果（见表1）表明，25个甜菜品种间的8个主要农艺性状存在丰富的变异。其中，变异系数最大的性状为根头长，平均值为5.01cm，变异系数达29.14%，变幅为3.43-7.70cm，根头长最短的为品种23，最长的为品种1。其次为根重，变异系数为18.11%，平均值554.11，变幅为354.00～693.57g，其中根重最重的为品种4，根重最轻的为品种14。各性状的变异系数从大到小依次为:根头长＞根重＞根沟深浅＞含糖率＞根颈长＞根体长＞根颈周长＞根宽。

从分析表中可以看出，根宽方面供试品系（种）间差异不大，而根头长的变异系数最大，表明25份材料在这个性状上变异十分丰富，而其它性状的表现则介于这两类之间。其中根头长、根重、根沟深浅的变异系数较大，说明可以通过遗传选育、改良及改善栽培措施等方法，使这些性状获得较大程度的提高。含糖率、根颈长、根体长等性状的变异系数居中等水平，表明这些性状也可能获得一定程度的改善；根颈周长、根宽的变异系数很小，表明期望通过育种手段获得理想目标性状的难度较大（见表1）。

2.2 相关分析

为判断8个性状间的相互关系，对试验结果进行了相关分析，8个性状间的相关系数见表2。分析结果显示:甜菜含糖率与根体长的相关系数为0.5404，呈极显著的正相关。因此，要选育高含糖率的品种，根体长是一个重要的指标。糖甜菜根宽、根颈周长、根头长与根重的相关系数分别是0.8934、0.8777、0.5704，呈极显著正相关，根沟深浅与根重的相关系数是-0.042，呈负相关。说明选择丰产型品种，甜菜根宽、根颈周长绝对值大、根沟较浅是重要指标。根重与其它几个农艺性状的相关程度依次为根颈长＞根体长＞含糖率。因此表明根宽对产量的影响最大，而根颈周长、根头长、根颈长等因素也影响了产量。所以要选育丰产类型品种，应以根宽作为首选目标性状。

2.3 含糖率的主成分分析

对7个主要农艺性状进行主成分分析，结果（见表3）显示，在所有的主成分构成中，信息主要集中在前3个主成分，其累计贡献率达到85.21%。主成分1贡献率最大，为36.47%。其次为主成分2、3，贡献率分变为34.35%、14.39%。

第一主成分中，根颈长、根颈周长、根宽特征向量绝对值分别为0.5337、0.5267、0.4531，说明根颈长对甜菜含糖率起主要作用。第二主成分中，根体长、根沟深浅特征向量绝对值分别为0.4569、-0.3889，载荷较高且为正的性状有根体长，载荷较高且为负的农艺性状有根沟深浅，说明在选择甜菜根体长、根沟深浅上可改进含糖率。第三主成分中，根头长、根沟深浅的特征向量绝对值分别为0.6644，0.5616，说明根头长和根沟深浅影响了含糖率。

表1 25个甜菜品系(种)主要农艺性状表现及变异分析

表2 甜菜主要农艺性状的相关系数

表3 含糖率等主要农艺性状的主成分分析

2.4 甜菜根重的主成分分析

对7个主要农艺性状进行主成分分析，结果（见表4）显示，在所有的主成分构成中，信息主要集中在前3个主成分，其累计贡献率达到88.53%。主成分1贡献率最大，为48.52%。其次为主成分2、3，贡献率分别为26.45%、13.56%。

表4 根重等主要农艺性状的主成分分析

从表4可知，第一主成分中，根宽、根颈周长特征向量绝对值分别为0.5198、0.5164，说明根宽、根颈周长对甜菜根重起主要作用。第二主成分中，根颈长、根体长特征向量绝对值分别为0.5535、-0.6260，载荷较高且为正的农艺性状有根颈长，载荷较高且为负的农艺性状有根体长，说明根颈长和根体长对甜菜根重起主要作用。第三主成分中，根头长、根沟深浅的特征向量绝对值分别为0.5843、0.7439，说明根头长和根沟深浅影响了根重。

3 讨论

⑴在所分析的甜菜根部农艺性状中，根头长、根沟深浅、含糖率、根颈长、根体长的变异系数较大，在品种选育上，首先对这些性状进行选择，比较容易获得较好的目标性状。⑵甜菜的含糖率与根体长是密切相关的，要获得较高的含糖率，要注重根体长度的选择。⑶含糖率的构成主要在第一主成分和第二主成分上，包含的主要性状有根颈长、根颈周长、根宽和根体长。⑷甜菜的根重与根宽、根颈周长是密切相关的，要获得高的产量，选择根宽、根颈周长、根颈长度较大，根头长度适中很重要。⑸从主成分分析看，产量的构成主要在第一和第三主成分上，包含的主要性状有根宽、根颈周长、根头长、根沟深浅。⑹如要选育甜菜产量和含糖率适中的品种，要着重对根宽、根颈周长、根颈长、根体长等主要性状进行综合选择。

[1]刘垂玕.作物数量性状的多元遗传分析[M].北京:农业出版社，1991:232-257.

[2]汤丰收，李蝴蝶.花生35个品种的主成分分析及遗传距离测定[J].河南农业科学，1992（4）:5-8.

[3]唐启义，冯明光.DPS数据处理系统[M].北京:中国农业出版社，1998:286-293.

Genetic Variation，Correlation and Principal Component Analysis on Agronomic Traits of Sugarbeet Root

ZHANG Li-ming1，LI Cui-fang1，DONG Xin-jiu1，LIU Hua-jun1，GAO Wei-shi1，YANG Hong-ze1，LIU Sheng-ting2，WANG Yan-fei1
（1.Institute of Industrial Crops，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，Urumchi 830091，China；2.Sugarbeet Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences，Harbin 150080，China）

The genetic variation，correlation and principal component of eight agronomic traits of 25 sugarbeet cultivars were analyzed,and the sugarbeet cultivars are mainly planted in Xinjiang.The results showed that coefficient of variation,root-tip length was the greatest about 29.14%，and rood-width was the least about 7.86%. Correlation analysis indicated that there was a significant positive correlation between root weight and roodwidth，circumference of root crown，root-tip length,and between sugar content of beet and root-body length. Principal component analysis showed that the first three principal components accounted for 85.21%on total variation of sugar content，and total variation of sugar root weight was 88.53%.It was an important for great variant agronomic traits to select.For sugar content breeding,it is considerable to select length of root crown，circumference of root crown，length of root-body and deep root-ditch.The wide root breadth，long circumference of root crown，length of root-body，length of root crown and superficial root-ditch would be considered for root weight breeding.

sugarbeet；rootofagronomic traits；genetic variation；correlation analysis；principalcomponentanalysis

S566.301

A

1007-2624（2011）04-0012-03

2011-05-31

国家甜菜产业技术体系（CARS-210105）。

张立明（1964-），男，新疆石河子市人，副研究员，从事甜菜育种与栽培技术研究。

王燕飞（1955-），女，江苏省启东县人，研究员。