晒烟种质资源主要性状的相关、通径及聚类分析

尹光庭 王宇超 陈小龙 朱列书 段卫东

摘 要：对34份晒烟种质资源的部分植物学性状、农艺性状和经济性状进行了相关分析和通径分析。结果表明：最大叶长和最大叶宽与单株产量呈显著正相关，茎围与单株产量达到极显著正相关;茎围、最大叶宽和单株产量与单株上中等烟比例均呈极显著正相关，最大叶长与单株上中等烟比例呈显著正相关。最大叶宽对上中等烟比例的直接作用最大。聚类分析结果表明，34份晒烟种质资源分为2个组群，且所有种质资源中，施秉鸡尾烟和开阳大黄烟的亲缘关系在所有种质资源中最接近。

关键词：晒烟;植物学性状;农艺性状;经济性状;相关分析;通径分析;聚类分析

中图分类号：S572文献标识码：A文章编号：1006-060X（2020）08-0001-05

Abstract： Correlation analysis and path analysis were carried out on the main botanical， agronomic and economic traits of 34 sun-cured tobacco germplasm resources. The results showed that the maximum leaf length and maximum leaf width each had a significant positive correlation with yield per plant， and stem girth had an extremely significant positive correlation with yield per plant; stem girth， maximum leaf width and yield per plant were extremely significantly positively correlated with the proportion of high and middle grade tobacco per plant， and the maximum leaf length was significantly positively correlated with the proportion of high and middle grade tobacco per plant; the maximum leaf width had the most direct effect on the proportion of high and middle grade tobacco. The results of cluster analysis showed that 34 sun-cured tobacco germplasm resources were divided into two groups， and ShibingJiwei tobacco and KaiyangDahuang tobacco had the closest genetic relationship among all germplasm resources.

Key words： sun-cured tobacco; botanical characters; agronomic traits; economic traits; correlation analysis; path analysis; cluster analysis

生物體亲代传给子代的遗传物质叫种质，携带各种种质的材料叫种质资源，种质资源也叫品种资源或遗传资源[1]。种质资源研究的最终目的是利用，有的资源可直接用于生产，有的可作为育种材料加以利用，有的可作为遗传、进化、生态、分类等方面理论研究的材料[2]。种质资源的征集保存对作物新品种的选育，特异种质材料的利用以及种质创新具有重要意义[3]。20世纪初，人们已意识到种质资源对作物遗传改良的重要性，并着手收集和保存各种各样的变异材料。自1958年美国建成第一个机械控温种子库（种质库）以来，许多国家和国际农业研究组织先后建设了大小不等的数百个基因库，以便保存所收集的种子，当前已有数以百万计的各类作物种质资源被保存[4]。育种工作的突破性进展，常来源于关键性种质资源的发现和利用。因此，必须广泛地收集多种多样的种质资源，并做详细的鉴定分析，从中筛选出优良的种质用于作物育种[5]。地方晒烟是宝贵的种质资源，由于其特有的生态类型和适应性，在特色烟草品种的选育上，往往具有很重要的利用价值[6]。笔者主要研究34份晒烟种质资源株高、茎围、叶数、节距、最大叶长、最大叶宽、最大叶长宽比、单株产量和上中等烟比例之间的相关性，并揭示影响晒烟产质量的主要农艺性状，同时对34份晒烟种质资源进行聚类分析，为进一步利用晒烟种质资源提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试品种

供试的34份晒烟种质资源均由中国农业科学院青岛烟草研究院种质资源库提供（表1）。

1.2 试验地点及方法

试验于近年在中国烟草中南农业试验站湖南农业大学基地进行，试验地肥力中等、均匀，供试土壤的速效N、P、K分别为114.5、13.7、42.1 mg/kg。试验地地面平整，排灌方便，前作水稻。

2018年1月10日播种，采用漂浮育苗，3月20日一次性移栽。每份材料种植两行，每行30株，行株距为120 cm×50 cm，重复3次，随机区组排列，各项农事措施及时一致，同一管理措施在同一天完成，其他管理按生产技术方案要求进行。试验记载按照《烟草种质资源描述规范和数据标准》[7]进行。

1.3 数据处理与分析

计算平均值列于表中，试验数据唐启义等[8]编写的《实用统计分析及其DPS数据处理系统》一书对各性状进行相关性分析、通径分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 各晒烟品种主要植物学性状比较

植物学性状是用来鉴别品种特征特性的。从表2可以看出，各晒烟品种株型除小护脖香和护脖香1382为橄榄形、花坪风香溪为筒形外，其他品种以塔形为主。叶面以较平或平为主。另外，叶色、叶缘、叶耳和茎叶角度等性状各晒烟种质资源差异较大，能充分体现不同品种之间的特征。

叶形是根据叶片的长宽比例以及叶片最宽处的位置确定的，从表2中可以看出各晒烟品种的叶形差异明显。

2.2 各晒烟品种主要农艺性状比较

由表3可以看出，各晒烟品种株高最高的是护脖香1382，达到203.10 cm，是所有品种中唯一超过200 cm的，其次是74-16和翁龙团叶，株高分别达到194.60 cm和186.50 cm，株高最矮的是细叶疏节烟，只有76.30 cm，与株高最高的护脖香1382相差126.8 cm。从有效叶片数来看，企业细叶烟、疏节秋根、塘莲和广江61-10这4个品种的叶片数都超过或达到30片，分别为32.33、31.00、30.00、30.00片，花坪风香溪最少，叶片数只有10.00片。最大叶宽最宽的是护脖香1368，为41.60 cm，其次是金英，为40.40 cm，最窄的是花坪风香溪，只有9.70 cm。单株产量最高的是疏节秋根，为450 g，其次是74-16，为340 g，最低的是花坪风香溪，只有50 g。上中等烟比例，最高的是疏节秋根，比例达到74.44%，其次是铺背青梗，为69.49%，大烟S01-001也达到67.50%，最低的是花坪风香溪，为0。上述的各晒烟品种主要农艺性状可为将来烟草育种工作提供必要的依据。

2.3 各晒烟品种主要农艺性状的相关分析

由表4可知，单株产量与茎围呈极显著（P<0.01）正相关，相关系数为0.703 7;与最大叶长和最大叶宽呈显著（P<0.05）正相关，相关系数分别为0.361 1和0.402 5;与株高和有效叶数2个性状的相关系数不显著，相关系数分别为0.112 7和0.332 7;与节距和叶长宽比这2个性状呈负相关，但相关性不显著，相关系数分别为-0.067 4和-0.258 6。单株上中等烟比例与茎围、最大叶宽和单株产量呈极显著正相关，相关系数分别0.588 7、0.533 7和0.592 6;与最大叶长呈显著正相关，相关系数为0.373 3;与节距和叶长宽比呈负相关，但相关性不显著，相关系数分别为-0.196 3和-0.323 5;与株高和叶数呈正相关，相关性也不显著，相关系数分别为0.198 5和0.295 0。

综上所述，单株产量和单株上中等烟比例与节距和最大叶宽这2个性状均呈极显著正相关。因此，在今后的晒烟育种过程中，可以多考虑晒烟种质资源的节距和最大叶宽这2个性状，以达到优质适产的要求。

2.4 各晒烟品种主要农艺性状的通径分析

相关性分析结果反映了各农艺性状在其他因素下的协同作用对单株产量的综合结果，仅仅反映了2性状间的表型相关，不能真正反映各农艺性状对单株上中等烟比例的直接或本质作用。因此，有必要在此基础上再进行通径分析[9]，对相关系数进行剖分，估算各农艺性状对单株上中等烟比例的直接效应和间接效应，进一步揭示各农艺性状与单株上中等烟比例相关的原因。

从表5可以看出，各农艺性状对单株上中等烟比例的直接作用是不均等的。8个农艺性状在对单株上中等比例的直接作用大小顺序为：最大叶宽（0.936 5）>叶长宽比（0.474 0）>单株产量（0.464 5）>节距（-0.341 7）>最大叶长（-0.293 0）>株高（0.187 5）>茎围（-0.136 3）>叶数（0.094 1），其中，株高、叶数、最大叶宽、叶长宽比和单株产量对单株上中等烟比例为正直接作用，茎围、节距和最大叶长对单株上中等烟比例为负直接作用。

2.5 基于晒烟种质资源8个性状的聚类分析

通过DPS软件，将整理的数据进行规格化转换，采用卡方距离，利用离差平方和法作聚类分析，聚类分析结果如图1所示，从34份晒烟种质资源8个性状的表现来看，在1.95的距离水平上，可分为2个组群。柳叶尖1324等17份划为第一组群，大护勃香等另外17份划为第二组群。在1.56的距离水平上，第二组群又可分为2个亚群，依此类推。从聚类结果可以看到，在所有34份晒烟种质资源中，施秉鸡尾烟和开阳大黄烟的亲缘关系在所有种质资源中最近，实现有利杂交优势的可能性相对较低，而花坪风香溪与其他种质资源的亲缘关系较远，利用花坪风香溪与这些材料杂交可能可以产生较大的杂交优势。

3 讨 论

为了便于晒烟育种工作的实际操作，希望通过对尽量少的与产质量有关的农艺性状进行选择，而取得最大的符合目标性状的选择效果，因此，有必要淘汰一些次要的产量影响性状，保留最主要的几个性状加以选择。34份晒烟种质资源的8个农艺性状与单株上中等烟比例的相关分析结果表明，茎围与单株产量和单株上中等烟比例均呈极显著正相关，相关系数分别为0.703 7和0.588 7;最大叶宽与单株产量和单株上中等烟比例均呈显著和极显著正相关，相关系数分别为0.402 5和0.537 7;最大叶长与单株产量和单株上中等烟比例均呈显著正相关，相关系数分别为0.361 1和0.373 3。通径分析结果表明，8个农艺性状在对单株上中等比例的直接作用前5名分别为最大叶宽、叶长宽比、单株产量、节距和最大叶长。这表明在以丰产和上中等烟高比例为主要育种目标时，应重点考虑茎围、最大叶长和最大叶宽这3个性状。

基于晒烟种质资源农艺性状的聚类分析，大大拓宽了晒烟种质各个性状遗传规律的研究途径，为育种工作提供了理论支持。比如利用遗传距离较远的2个材料进行杂交就有可能获得较大的杂种优势。

试验年份长沙地区烟草生长前期雨水过多，导致前期各品种烟株生长缓慢，等到烟株进入旺长期后，烟株又开始大面积发病，尽管采取了一些防范措施，但仍对各品种产质量产生了一定的影响。因此，为了进一步探究各晒烟品种的利用价值，还需要做进一步的研究工作。

参考文献：

[1] 雷永和，许美玲，黄学跃. 云南烟草品种志[M]. 昆明：云南科技出版社，1999.

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[3] 王建成，胡 晋，黄歆贤，等. 植物遗传资源核心种质新概念与应用进展[J]. 种子，2008，27（5）：47-50.

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[5] 杨铁钊. 烟草育种学[ M]. 北京：中国农业出版社，2003.

[6] 王绍明，张  霞. 植物遗传资源的重要性[J]. 生物學通报，2000，35（7）：14-15.

[7] 王志德，王元英，牟建民. 烟草种质资源描述规范和数据标准[M]. 北京：中国农业出版社，2006.

[8] 唐启义，冯明光. 实用统计分析及其DPS数据处理系统[M]. 北京：科学出版社，2002.

[9] 李文平，朱列书，赵松义. 基于烟草种质资源部分性状的相关、通径及聚类分析[J]. 中国烟草科学，2009， 30（B12）： 59-63.

（责任编辑：张焕裕）