杏16个主要农艺性状的多元统计分析

陈毅琼，刘玉林，杨途熙，魏浩华，魏安智

（西北农林科技大学 林学院，陕西 杨陵712100）

杏原产于我国，是世界范围内重要的经济树种，其果肉、果仁均可食用。具不完全统计，全世界共有10个种的杏属植物，约3 000个品种。我国有9个种13个变种，约有2 000个品种和类型，因而为我国杏优良品种选育与研究提供了丰富的种质资源［1-2］。由于我国杏资源分布较为广泛（华北、西北、东北和华东等地区均有种植），品种众多，且不同杏品种品质差异较大，在种植方面也多以地方品种居多，很多优势品种没有形成种植规模［3］。随着杏产业的快速发展，迫切需要对其主要的农艺性状做出客观的分析与评价，以满足杏品种的选育与推广。

近年来，各类型的分子标记如SSR、ISSR、AFLP、SNP等被广泛应用于物种的分类当中［4-6］，但形态学特征，作为物种最直观的变现形式，结合主成分分析，相关性分析以及聚类分析依然在品种分类与选育中发挥着重要的作用，如文冠果［7］、枣［8］、苹果［9］、核桃［10］等。

因此，本试验以银香白、沙金红、超仁等具有代表性的17个同龄、自然生长的杏品种为材料，分别对其叶长、叶宽、叶柄长、主枝、二次枝、节间长、南北冠幅、东西冠幅、树高、地径、果实结果量、果实单果重、核仁干重、果实产量、出核率、出仁率等16个与杏树体、果实及果仁密切相关的农艺性状进行观测记录，利用Excel和SPSS软件对数据进行统计及相关性分析、主成分分析和聚类分析，旨在探求在自然生长状态下杏树体指标、果实性状之间的相关性，得到较为全面、客观的结论，为杏优良品种的选育和改良提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验材料来源于西北农林科技大学渭河试验站杏树种质资源圃，共包含17个杏树品种（均为10a树龄，自然生长，未用人工对树形进行修剪），其中仁用杏品种3个，鲜食杏品种14个（表1）。

表1 17个杏品种农艺特征及性状变异分析Table 1 Fruit characters of 17apricot varieties and analysis of variation

1.2 试验方法

对17个杏品种的16个农艺性状进行统计，所有性状设3次重复（3个单株）求均值。具体测定方法参考蒲富慎［11］的描述规则进行测量。

树体指标：借助皮尺测量树高、节间长，投影法得到南北冠幅、东西冠幅，计数得主枝数、二次枝数量；用地径尺以树基部距离地面10cm处为基准测得地径值。

叶片指标：每个单株随机摘取成熟叶片（连同叶柄）10片，分别取叶片最长、最宽处作为叶长、叶宽，用游标卡尺对叶长、叶宽、叶柄长进行测量。

果实指标：在成熟期用竹竿敲下果实，统计果实结果量；电子称称量果实总产量产量；分析天平称量鲜果单果重及核仁干重。

1.3 数据处理

利用window office 2010中Excel建立杏品种原始数据表，并计算各项指标均值、果实产量、出核率、出仁率等。利用SPSS18.0软件进行相关性分析、主成分分析及聚类分析，具体方法参照赫黎仁［12］等方法。

2 结果与分析

2.1 杏各项指标测定

本次试验共测得1 7个杏品种1 6项农艺性状

（表1）。由表1可以看出，不同杏品种在各项指标方面差异较大，遗传变异较为丰富，不同性状在不同材料间多样性较为丰富。其中，沙金红叶最长（9.04 cm）；试管一号叶宽、叶柄长的值最大，分别达到7.20cm和4.10cm；主枝数最多的是争魁，供佛杏二次枝数最多，节间长最大的是泾阳黄；鸡蛋杏、供佛杏的冠幅较其他品种的更大；争魁的平均树高、地径值优于其他杏品种。果实单果重最大者为串枝红（44.05g），最小值为丰仁（11.53g），品种间差异明显；超仁核仁干重最大（0.74g），泾阳黄最小，仅为0.19g。

表2 杏农艺性状之间的简单相关系数Table2 Simple correlation coefficients of agronomic traits of apricot varieties

2.2 杏资源数量指标与主要经济指标的相关分析及偏相关系数

将17份杏品种的16个农艺性状进行相关性分析（表2）。结果显示，单株结果数与叶长、叶宽极显著正相关，与出仁率显著正相关。果实单果重与主枝数、二次枝数呈显著正相关，与出核率极显著负相关。单株果实产量与叶长极显著正相关，与叶宽、二次枝数、树高之间显著正相关，且与出核率呈显著负相关；核仁干重与出核率、出仁率之间呈极显著正相关；叶宽、主枝数和地径均与树高、冠幅之间呈极显著正相关，而叶宽与出仁率极显著正相关；主枝数与地径呈极显著正相关；二次枝数与树高极显著正相关；树高与冠幅间存在极显著正相关关系；南北冠幅、东西冠幅均与出仁率呈显著正相关。综上，地径越粗，主枝数越多；二次枝数越多，相应的叶片越大；单株结果数越多，出仁率越高；随着单果重的增加，单株果实产量和出核率的值反而有所降低，可能单果重增加会影响单株结果数量。

2.3 农艺性状的因子分析与主成分分析

利用SPSS软件对杏的16个农艺性状进行主成分分析，计算特征特征值和贡献率，并根据特征值的最大绝对值所在位置得出其所属的主成分。通过因子分析（以特征值累积比例的临界值为0.85计算），可以确定主成分为5个，累积方差贡献率为87.17%（表3）。由表3可以看出，16个原始变量中，第1主成分对方差贡献率为36.683%；第2主成分对方差贡献率为17.764%；第3主成分对方差贡献率为15.582%；第4主成分对方差贡献率为10.769%；第5主成分对方差贡献率为6.371%，基本可反映出16个原始指标的绝大部分信息值，具有较强的信息代表性。

表3 各性状主成分的特征向量及贡献率Table 3 Eigen vectors and percentages of accumulated contribution of principal components

决定第1主成分的主要包括树高、南北冠幅、地径和二次枝数等4个指标，相当于5.869个原始指标，共同反映了原始指标信息值的36.683%。这几项指标主要反映树体大小信息，可将其归为“树体繁茂因子”；决定第2主成分的是单株结果数、叶长和叶宽等3个指标，相当于2.842个原始指标的作用，可反映原始指标信息值的17.764%。这几个指标主要代表果实、叶片的信息，可将其归为“叶片果实因子”；决定第3主成分的是果实单果重、核仁干重、出核率和出仁率等4个指标，与果实单果重之间呈现出较强的负相关性，独立反映了原始信息的15.582%，可认为是“经济性状因子”；决定第4主成分的是单株果实产量、主枝数、节间长和东冠幅4个指标，与单株果实产量呈较强的负相关性，相当于1.723个原始指标的作用，反映了原始指标信息值的10.769%。可认为是“树体次生因子”；决定第5主成分的是叶柄长，单独反映出原始指标信息的6.371%，认定为是“叶柄因子”。

2.4 杏Q型聚类结果

为探究影响杏不同品种间差异显著的主要原因，本研究选取欧式距离，以组内连接法对上述17个杏品种进行Q型聚类。聚类最小系数为45.589，最大系数为9 943.522，在欧氏距离为9.15阈值时，所选的17分品种被分为3组（表4，图1）。综合聚类使同组品种大多数表现相近，少数指标有差异，分组结果更具整体性和合理性。第1组包括鸡蛋杏、味馨、油仁、超仁、丰仁、胡安娜、草丕杏、金太阳、泾阳黄和细黑叶杏等10个品种，占总供试材料的58.82%，其核仁干重和出核率均值在3组中最高，但冠幅、树高和地径却最小；第2组包括银香白、串枝红、争魁和莱西金杏等4个品种，与第1组形成明显对比，平均冠幅、树高、地径最大。此外，单果果重也是3组中最大；第3组包括沙金红、供佛杏和试管一号3个品种，平均叶长、叶宽、果实产量和出仁率在3组中最高。

表4 不同类别各指标均值Table 4 Average characters in each cluster

图1 系统聚类树状图Fig.1 Dendrogram of cluster analysis

3 结论与讨论

前人对杏品种已做了一些研究，如樊丁宇［12］等新疆杏品种果实鲜食品质主要评价指标的选择；刘梦培［14］等将鲜食杏果实品质10个评价指标简化为6个、将甜仁仁用杏果实23个评价指标简化为9个指标。但上述研究只是针对食用性作出评价，而没有对杏品种总体农艺性状的的综合联系进行研究。

因此，本研究利用16个农艺性状对较为具有代表性的17个杏品种进行多元统计分析。从不同杏品种在各项指标方面的差异可以看出，范围基本处在孙浩元［15］等对杏品种指标的划分区间内。不同性状在不同材料间多样性较为丰富，也充分反映了我国杏资源遗传背景的多样性。

相关性分析表明，杏农艺性状间存在着显著或极显著的正相关，有些性状之间存在着显著或极显著的负相关。如单株结果数与叶长、叶宽和出仁率呈极显著和显著的正相关；果实单果重却与出核率呈极显著负相关；叶宽与出仁率极显著正相关；南北冠幅、东西冠幅均与出仁率呈显著正相关等。此外，本研究还发现叶柄长不与其他15个农艺性状存在任何相关性，在此后杏资源的分析中，因而推测此农艺性状可能在杏品种的选育中可能作用不大。

主成分分析是多元统计方法之一，已经用于建立柚和核桃品种分类及果实品质性状遗传多样性的研究［16-17］。本研究以杏的16个主要农艺性状为基础，利用SPSS软件计算出各主成分的特征向量和贡献率，并根据各向量的绝对值将不同性状指标划分到不同的主成分之中，同一指标在各因子中的最大绝对值所在位置即为其所主成分。结果表明前5个主成分累积贡献率才达到87.57%。其中，第1主成分占方差贡献率为36.683%。J.S.Dias［18］等指出在主成分分析结果指导育种工作时，理论上应是第1主成分值愈大愈好。结合相关分析的结果，在杏品种选育的过程中，枝繁叶茂的品种应多加关注和利用。

通过聚类分析既能得知类群间的相互关系，也可以明确类群内品种的亲疏远近，且参与聚类的性状尤其是对评价指标具有重要作用的性状越多，越能综合反映出客观实际，因而是近年来研究品种资源和亲本选配的较为有效的方法。研究发现，通过多个性状所得到的聚类结果稳定性更强［19-20］。本研究根据杏的16项农艺性状将17个杏品种分为3类。第1类由于其核仁干重和出核率均值最高，且冠幅、树高和地径均值最小，品种覆盖了超仁，丰仁和油仁3个仁用杏品种，通过聚类，可以推测其他7个品种有进一步通过选育，培育成仁用、鲜食两用的品种的潜力；第2类平均冠幅、树高、地径和单果果重最大，是杏资源里的大果品种，在大果品种的选育中具有较大的发展潜力；第3类平均叶长、叶宽、果实产量最高，推测应该是因为大叶收集到更多的光合产物用于果实的生长发育，使得结果量和单株果实产量都是最高，而其他农艺性状参数大多介于3类的中间，推测此类的3个品种属于丰产性的品种

主观因素会对聚类结果产生影响，在对杏进行研究时，使用的指标不同，所得到的聚类分析结果也有所差异。未来的研究中，应尽量完善杏品种分类和评价的指标体系，建立科学、合理、规范的评价体系对杏资源的长远发展具有重要意义。

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