巴州试种饲草高粱主要形态性状的主成分分析

巴州农业科学院，新疆巴州 841000

饲草高粱具有适应性强、抗旱、耐涝、耐盐碱等特点，主要以饲用为主，生长迅速、产量高，可进行青饲、干饲和青贮[1],因而受到许多以畜牧养殖为主的地区的广泛重视。选育性状优良的饲草高粱品种越来越重要[2]。为明确品种选育时各形态性状对目标性状作用的大小，本文调查了3个饲草高粱品种的主要农艺性状并进行了主成分分析，以期为品种改良提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

由新疆农业科学院生物质能源研究所提供饲草高粱品种共3份，分别为晋草8号、晋草11号、晋牧1号。

1.2 试验方法

田间形态性状调查：2017年在巴州农科院试验地进行材料的田间种植，行距40 cm，株距13 cm。共调查6个形态性状，分别是出苗至抽穗日期、生育日期、分蘖数、茎粗、鲜重、株高。所有调查项目按照《高粱种质资源描述规范和数据标准》进行。每个品种调查10株，以10株的平均数作为各性状的调查结果。

数据统计：将所有品种各性状的平均值运用SAS软件进行主成分分析。采用Jacobi法进行转换，得到一个新的相关矩阵R，从R中求得10个特征根及相应的特征向量，根据累计贡献率≥85%的特征根及相应的特征向量作为主成分。

2 结果与分析

表1 主要形态性状主成分分析

表2 主要形态性状主成分矩阵

数据相关分析结果见表1和表2.表1中各特征值的大小代表各综合指标遗传方差的大小，累计百分率代表各综合指标对遗传方差贡献的百分率，特征向量表示在各综合指标中供试品种各性状对综合指标贡献的大小。

从表1中初始化特征值可以看出，6个成分的累积贡献率达到100%，其中前5个成分作为概括不同饲草高粱品种形态性状绝大部分信息的主成分进行分析。

由5个主成分的特征向量可以得出，第一主成分中生育日期、茎粗、出苗至抽穗日期均为正值，生育期长、饲草高粱的茎秆越粗壮使得株高、分蘖数降低。第二主成分中出苗至抽穗日期、生育日期、鲜重、分蘖数等性状的正值较大，生育期越长，鲜重越大、分蘖越多。第三主成分分析中，鲜重、茎粗、株高的正值较大，茎秆越粗、株高越高的品种鲜重越高。第四主成分分析中，生育期相对较长的品种，鲜重较低。第五主成分分析中，茎粗、分蘖的正值较高，茎粗和分蘖数增长的同时，鲜重降低。

综合与饲草高粱鲜重及有关的形态性状考虑，生育期越长，单株的鲜重越高、产量越高。但随着茎粗和分蘖的增加，单株的鲜重有所降低。

3 讨论

形态性状中大部分都是数量性状，数量性状受微效多基因控制，各性状之间相互联系、相互制约，而且还受到环境影响。研究数量性状间表型和内在遗传联系已成为育种工作者十分关注的问题。主成分分析法从多个相关指标中得到相对独立的综合数量指标，解决了各性状间对目标性状作用大小的问题[3]。开展饲草高粱育种时，主要育种目标为生物产量高。通过对参试品种主成分分析表明，在形态性状选择中应适当考虑生育期、分蘖和茎粗不宜过高。进行材料的性状改良时应对这些性状的特点加以重视，此结果将为饲草高粱在巴州地区的试种和品种选育提供理论依据。