糯玉米农艺性状与产量性状典型相关分析

陈坚剑，吕桂华，卢华兵，郭国锦

(浙江省东阳玉米研究所,浙江东阳 322100)

糯玉米农艺性状与产量性状典型相关分析

陈坚剑，吕桂华，卢华兵，郭国锦*

(浙江省东阳玉米研究所,浙江东阳 322100)

以88个糯玉米杂交组合为研究对象,探讨糯玉米产量性状与农艺性状之间的相互关系。结果表明,产量性状与农艺性状各个变量之间简单相关程度较弱,最大相关系数为0.495 5;产量性状与农艺性状存在4级显著的典型相关,其前3级相关系数都高于简单相关系数最大值,远远大于简单相关系数绝对值平均值。说明典型相关分析的效果好于简单分析,能提供更多的信息来指导育种或栽培措施的选择。

糯玉米;农艺性状;产量性状;简单相关;典型相关

文献著录格式:陈坚剑,吕桂华,卢华兵,等.糯玉米农艺性状与产量性状典型相关分析[J].浙江农业科学,2015,56(5):713-715.

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20150551

玉米产量性状一般是指穗粒性状,包括穗重、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重、籽粒密度等性状,而农艺性状是指玉米的株高、穗位高、茎粗、雄穗分枝数、叶片数等非产量性状[1-2]。不同条件下,农艺性状与产量性状相关程度不一,通过简单相关分析,可以反映相应2个性状之间的关系,但不能反映多个性状之间的关系[3-4]。典型相关分析(canonical correlation analysis)是研究2组变量之间相关关系的多元统计方法,可弥补简单相关分析的不足[5],在玉米育种、栽培方面有一定的指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料

以88个糯玉米杂交组合为研究对象,每个组合3行区种植,随机区组排列,重复3次。成熟期测定株高、穗位高、基部第2节间茎粗、叶片数、及雄穗1级分枝数。果穗成熟后收获考种,测定鲜穗带苞重、鲜穗去苞重、穗长、秃尖长、穗粗、穗行数,干籽粒收获后考查单穗千粒重、百粒重、籽粒体积。

1.2 数据分析

使用SPSS 13.0软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 简单相关分析

对产量性状的各个指标进行简单相关分析,有助于了解各产量性状之间的相关程度。从表1可以看出,各指标间相关系数有些值较大,表明这两个指标可能反映相似或相同性状。比如带苞重和去苞重之间的相关系数是0.885 2,反映的是单穗产量性状;百粒重和子粒体积之间的相关系数是0.941 6,反映是的籽粒大小性状。但是大部分指标间相关系数较小,表明多数指标反映的性状与其他指标反映的性状不相关。

表1 88个糯玉米杂交组合产量性状间简单相关系数

对农艺性状的各个指标进行简单相关分析,有助于了解各农艺性状之间的相关程度。从表2可以看出,株高与穗位高简单相关系数为0.645 2,表明存在较大的正相关,即株高增高,穗位高也随之提高。而株高、穗位太高容易引起倒伏,所以育种上要求目标组合株高保持在合适的范围内。其他各农艺性状指标间相关系数值较小,表明各指标独立性较强,相互影响较弱。

表2 88个糯玉米杂交组合农艺性状间简单相关系数

2组变量之间简单相关分析,是把一组变量中某个变量,分别与另一组变量当中的某个变量进行单独计算,不考虑组内其他变量的影响。这可能导致:一是大部分性状之间不存在相关或弱相关,使相关分析变得毫无意义;二是局部关系不能反映全局关系,使相关分析信息量减少,意义降低。对88个糯玉米杂交组合产量性状和农艺性状2组变量之间简单相关分析结果如表3。表3表明,去苞重与株高之间关联程度最大,其简单相关系数0.495 5,其他产量性状指标和农艺指标间的相关系数较小。由于变量间的交互作用,简单相关系数矩阵提供的信息量少,不能反映这2组变量间更多的联系。

表3 88个糯玉米杂交组合产量性状与农艺性状间简单相关系数

2.2 典型相关分析

通过典型相关分析,得到5级典型相关系数如表4。

从表4可知,第1典型相关系数为0.764,第2典型相关系数为0.611,第3典型相关系数为0.529,都比产量性状指标和农艺性状指标间最大的简单相关系数0.495 5高,更远高于表3中简单相关系数绝对值平均数的0.163 0,即典型相关分析效果要显著好于简单相关分析。

表4 88个糯玉米杂交组合各相关层次的典型相关系数

由于此典型相关系数是从88个杂交组合数据计算而得,有必要进行总体系数是否为0的假设测验。经χ2检验,在α=0.05的情况下,第1,2, 3,4级典型相关是真实存在的。

从表5可知,来自产量性状指标的第1典型变量的计算公式:

U1=0.128X1-0.802X2-0.096X3-0.509X4+ 0.366X5+0.215X6+0.013X7+0.714X8-0.972X9。

产量性状指标的第2典型变量的计算公式:

U2=0.697X1-0.108X2+0.328X3-0.609X4-0.247X5+0.924X6-0.659X7+0.074X8+0.497X9。

产量性状指标的第3典型变量的计算公式:

U3=-0.833X1+1.529X2-0.927X3+0.067X4-0.018X5+0.159X6+0.098X7-1.497X8+1.465X9。

表5 88个糯玉米杂交组合产量性状标准化变量的典型相关换算系数

从表6可知,来自农艺性状指标的第1典型变量的计算公式:

V1=-1.058y1+0.488y2+0.363y3-0.106y4+ 0.196y5。

农艺性状指标的第2典型变量的计算公式:

V2=0.628y1-0.792y2+0.812y3-0.639y4+ 0.056y5。

农艺性状指标的第3典型变量的计算公式:

V3=0.407y1+0.428y2-0.185y3-0.008y4+ 0.612y5。

表6 88个糯玉米杂交组合农艺性状标准化变量的典型相关换算系数

分类变量用线性方程表示后,即可反映各个指标对分类变量的影响,以及分类变量内各个指标的相互影响。在第1对典型变量中,产量综合性状U1=0.128X1-0.802X2-0.096X3-0.509X4+0.366X5+ 0.215X6+0.013X7+0.714X8-0.972X9,农艺综合性状V1=-1.058y1+0.488y2+0.363y3-0.106y4+ 0.196y5,其之间的典型相关系数为0.764。通过标准化的系数大小可以看出,去苞重、秃尖长、百粒重、体积对产量性状影响较大,而农艺性状受株高影响最大。所以,第1对典型相关可以解释为:株高的高度决定农艺性状表现,并且,株高与去苞重、秃尖长、子粒体积呈正相关,与百粒重呈负相关。田间表现出来的是,不同的杂交组合,其株高越高,产量也越高。

在第2对典型变量中,产量综合性状U2= 0.697X1-0.108X2+0.328X3-0.609X4-0.247X5+ 0.924X6-0.659X7+0.074X8+0.497X9,农艺综合性状V2=0.628y1-0.792y2+0.812y3-0.639y4+ 0.056y5,其之间的典型相关系数为0.611。通过标准化的系数大小可以看出,产量性状的多个变量指数大小较平均,综合影响产量性状表现。农艺性状多个变量指数的大小也较平均,综合影响农艺性状表现。第2对典型相关可以解释为,单个产量性状改良或单个农艺性状改良对综合的产量性状或综合的农艺性状提高效果不显著,需要对所有性状进行综合改良。

在第3对典型变量中,产量综合性状U3=-0.833X1+1.529X2-0.927X3+0.067X4-0.018X5+ 0.159X6+0.098X7-1.497X8+1.465X9,农艺综合性状V3=0.407y1+0.428y2-0.185y3-0.008y4+ 0.612y5,其之间的典型相关系数为0.529。通过标准化的系数大小可以看出,产量性状中去苞重、穗长、百粒重、子粒体积变量指数较大,而秃尖长、穗粗、穗行数、穗粒重变量指数较小。农艺性状多个变量指数较平均,综合影响农艺性状表现。因此,第3对典型相关可以理解为综合农艺性状影响部分产量性状表现,育种上某些优良产量性状获得需以直接选择为主。如秃尖性状,需直接选择秃尖少的选系,而通过间接选择的效果较差。

3 小结与讨论

分析结果表明,88个糯玉米杂交组合产量性状与农艺性状各个变量之间简单相关程度较弱,最大相关系数为0.495 5;产量性状与农艺性状存在4级显著的典型相关,其前3级相关系数都高于简单相关系数最大值,远远大于简单相关系数绝对值平均值。说明典型相关分析的效果好于简单分析,能提供更多的信息来指导育种或栽培措施的选择。

典型相关是简单相关的延伸,简单相关为典型相关提供计算依据。如合并相关系数较大的变量,会对计算结果产生影响。分析中产量性状间鲜苞重与去苞重的简单相关系数为0.885 2,去苞重与穗长的简单相关系数为0.739 6,百粒重与籽粒体积的简单相关系数为0.941 6,在鲜苞重、去苞重、穗长变量中只留去苞重变量参与典型相关分析;农艺性状中株高与穗位高的简单相关系数为0.645 2,在株高、穗位高变量中只留株高性状参与典型相关分析,合并变量后,计算典型相关分析结果:第1相关层级的相关系数为0.764;第2相关层级的相关系数为0.611;第3相关层级的相关系数为0.529;第4相关层级为相关系数为0.444。合并变量后典型相关的层级相比未合并变量前减少1级,只有4级典型相关。并且4级典型相关中只有第1级、第2级典型相关达到显著水平。所以,合并变量将导致本次研究反应的信息量减少,降低实验效果。但其他情况下合并变量是否同有类似表现,有待于进一步探讨。

[1] 卢华兵,吕桂华,徐秀红,等.鲜食糯玉米去苞产量与优化农艺性状的相关分析[J].浙江农业科学,2011(3): 569-571.

[2] 李永洪,杨跃华,曾正明,等.糯玉米杂交种产量及主要农艺性状相关分析[J].玉米科学,2006,14(4):56-60.

[3] 王昌华,张燕之,王辉,等.北方杂交粳稻产量性状与品质性状典型相关分析[J].西南农业学报,2012(3):781-785.

[4] 朱保侠,王小丽,裴玉贺,等.玉米抗寒性与主要农艺性状的典型相关分析[J].玉米科学,2009(3):87-90.

[5] 朱军.数量性状遗传分析的新方法及其应用[J].云南大学学报,1999,13(1):40-41.

(责任编辑：张才德)

S 513

A

0528-9017(2015)05-0713-03

2015-03-15

浙江省公益性技术应用研究计划(2014C32028);浙江省重大科技专项农业项目玉米新品种选育(2012C12902-4);浙江省农业科学院重点实验室开放课题

陈坚剑(1983-),男,江西人,助理研究员,硕士,主要从事鲜食玉米遗传与育种工作。E-mail:50566092@qq.com。

郭国锦。