食用向日葵杂交种主要农艺性状与产量的相关性分析

王兴珍　贾秀苹　梁根生　陈炳东　沈昱彤　卯旭辉

摘要：对21个食用向日葵杂交种（组合）的主要农艺性状进行变异分析及产量的相关分析、主成分分析。结果表明，参试21个食用向日葵杂交种（组合）的主要农艺性状的变异系数为 1%～27%，其中株高相关性状变幅较大，单株产量、叶片数次之，生育期、籽粒长、籽粒宽、百粒重、花盘径等相关性状较小。其主要农艺性状与单株产量的相关性由大到小依次为籽仁率、籽粒长、百粒重、茎秆粗、花盘直径、叶片数、籽粒宽 、 株高 、生育期；主要农艺性状与小区产量的相关性由大到小依次为单株产量、叶片数 、花盘直径 、籽粒宽、株高 、籽仁率、生育期 、百粒重 、茎秆粗、籽粒长。通过主成分分析明确，影响食用向日葵杂交种小区产量的主要性状为“株形因子”、“籽粒因子”。

关键词：食用向日葵；杂交种；农艺性状；小区产量；变异分析；相关分析；主成分分析

中图分类号：S565.5 文献标志码：A 文章编号：1001-1463（2018）11-0001-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.11.001

Correlation Analysis on Main Agronomic Traits and Yield of Confectionery Sunflower Hybrids

WANG Xingzhen 1， JIA Xiuping 1， LIANG Genshen 1， CHEN Bingdong 2， SHENG Yutong 3， MAO Xuhui 1

（1. Institute of Crops， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China； 2. Gansu Science and Technology Association， Lanzhou Gansu 730000， China； 3. Baiyin Colored Jiahua Garden Co.， LTD.， Baiyin Gansu 730400， China）

Abstract：The variation analysis， correlation analysis and principal component analysis were carried out for each agronomic character of 21 confectionery sunflower hybrids （combinations）. The results showed that the variation coefficients of agronomic traits of 21 edible sunflower hybrids （combinations） were 1%～27%， among which the variation range of plant height related traits was relatively large， followed by the yield per plant and leaf number， while the correlation traits such as growth period， grain length， grain width， 100-grain weight and flower disk diameter were relatively small. The correlation between the main agronomic traits and the yield of the single plant from large to small was in order： Seed kernel rate， grain length， 100-grain weight， stem diameter， disk diameter， leaf number， grain width， plant height ， growth period. The correlations of the main agronomic traits with the yield of the plot from large to small were in order： single plant yield ， leaf number， disc diameter ， grain width， plant height， kernel rate， growth period， 100-grain weight， stem diameter， grain length. The principal component analysis showed that the main characters affecting the yield of confectionery sunflower hybrids were plant shape factor and grain factor.

Key words：Confectionery sunflower； Hybrid； Agronomic character； Plot yield； Variation analysis； Correlation analysis； Principal component analysis

向日葵（Helianthus annuus L.） 屬菊科（Compositae）向日葵属（Helianthus）一年生草本油料作 物[1 - 2 ]，已有 500多年栽培历史。目前，全球共有 40 多个国家种植向日葵[3 - 5 ]。向日葵根据其用途可分为食用、油用与观赏等3种类型[6 - 7 ]。食用型向日葵俗称食葵，籽实含有丰富的胡萝卜素、维生素 E、糖分、不饱和脂肪酸等人体生长发育所必须的营养元素，具有降血压的重要作用，是人们休闲磕食的首选[7 ]，已成为具有一定保健功能的休闲食品和健康食品[8 ]。

在向日葵育种实践方面，国内仍以常规育种为主，但对其农艺性状的遗传研究尚不够深入，缺乏对其遗传性状和育种应用价值进行客观、准确性的评判和评价[9 - 11 ]。育种成败的关键不仅在于亲本选配，还需要对主要性状进行选择[12 ]。因此，分析主要农艺性状对产量的影响及其主次关系，确定性状选择的方向，对选育高产优质向日葵品种具有重要的指导意义[13 - 15 ]。李素萍等[16 ]对275个食葵杂交组合的15个农艺性状进行主成分分析，结果表明：前7个主成分对变异的累计贡献率为 84.90%，在食葵杂交种和亲本选择时，应注意产量高、株高适中、籽粒较长、宽度适中的组合或自交系。在品种选择上，应注意选择产量和籽仁率、百粒质量、单盘粒质量均高的品种。安玉麟等[17 ]发现，食用向日葵的产量与籽粒粗脂肪含量呈极显著正相关。李素萍等[18 ]的另一研究表明，结实率、单盘粒数和籽仁率分别与食用向日葵产量存在较高的正相关，而籽粒长、籽粒宽和千粒重对食用向日葵产量存在较小的负向影响，产量与形态性状、生育期之间的相关主要是由产量性状中的籽实产量、单盘粒数和形态性状中的叶片数、株高及生育期的相关间接引起。

我们在前人的研究基础上，通过对甘肃省种植面积较大的21个食用向日葵杂交种（组合）的各主要农艺性状进行了变异分析、相关分析、主成分分析，研究分析食用向日葵各农艺性状的变异特征，综合评价各个农艺性状对食用向日葵小区产量的相对重要性及各性状之间的关系，探索决定食用向日葵产量形成的主要农艺性状，对不同杂交种（组合）的适应性进行综合评价，以期为合理评价与挖掘利用现有种质资源以及选育食用向日葵高产杂交种提供参考，进一步为食用向日葵品种的筛选和选育，种质资源的鉴定评价，以及筛选适宜甘肃省种植的向日葵品种提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试食用向日葵杂交种（组合）正和15号、正和331由嘉峪关正和农业有限公司提供， NK3610由甘肃农垦良种有限责任公司提供，A983、A986由酒泉丰源农业发展有限公司提供， 九洋3号、九洋5号、九洋7号由甘肃九洋农业发展有限公司提供，W0409、W601、 W361、HT339、矮大头由民勤县全盛永泰农业有限公司提供，T15-6、 T15-9由酒泉市新丰田农业科技有限公司提供，金谷玉3号、武科1号由武威市武科种业科技有限公司提供，唐汪葵花由东乡县晓荷贸易有限公司提供， XKS1515由新疆农垦科学院提供，JK601（CK） 、GKS1601由甘肃省农业科学院作物研究所提供。

1.2 试验地概况

试验设在景泰县条山农场。东经103° 33′～104°43′、北纬36° 43′～37° 38′。当地海拔1 650 m，属温带干旱型大陆气候。年均日照时数为2 652 h，日照百分率60%。≥0 ℃的活動积温3 614.8 ℃，≥10 ℃的有效积温3 038 ℃，无霜期191 d。试验地土壤类型为砂壤土，肥力中等，灌溉方便，前茬作物玉米。

1.3 试验方法

试验采用随机区组设计，3次重复，小区长6 m，8行区，小区面积24 m2。采用覆膜种植方式，覆膜前结合整地施入尿素75.0 kg/hm2、重过磷酸钙142.5 kg/hm2、硫酸钾45.0 kg/hm2作基肥。于4月17日按行距50 cm、株距40 cm点播，种植密度为42 000株/hm2。生育期间追施尿素225.0 kg/hm2，灌水2次，中耕锄草2次。田间记载各参试杂交种（组合）的生育时期。成熟前期（完熟前 15～20 d）从每小区中间行随机连续取有代表性的 10 株样本，风干后进行室内考种，测量其株高（X1）、茎秆粗（X2）、叶片数（X3）及花盘直径（X4）。于8月20 — 25日全区收获计产，小区实收晾晒测产后折算单位面积产量，测定百粒重（X5）、籽粒长（X6）、籽粒宽（X7）、籽仁率（X8）、生育期（X9）、单株产量（X10）、小区产量 （Y），并求平均值。

1.4 分析方法

试验数据采用Excel 2003计算供试材料数量性状的总体平均数（X）、标准差（S）、变异系数（CV）。采用spss19.0进行变异分析、相关分析、主成分分析。

2 结果与分析

2.1 食用向日葵杂交种（组合）主要农艺性状的变异特征

由表1 可以看出，供试食用向日葵杂交种（组合）间主要农艺性状变异丰富，21个食用向日葵杂交种（组合）各农艺性状的变异系数为 1%～27%，其中株高相关性状变幅较大，单株产量、叶片数次之，生育期、籽粒长、籽粒宽、百粒重、花盘径等相关性状较小，表明食用向日葵杂交种资源主要农艺性状均存在较大的变异，这为优异食用向日葵资源的甄别筛选创造了有利的条件。

2.2 食用向日葵杂交种主要农艺性状与产量的相关性分析

对供试的21个食用向日葵杂交种（组合）品种的 9个农艺性状与产量进行简单相关分析（表 2）表明，9个主要农艺性状与单株产量的相关性由大到小依次为籽仁率、籽粒长、百粒重、茎秆粗、花盘直径、叶片数、籽粒宽、株高、生育期。参试向日葵杂交种（组合）小区产量与籽仁率呈极显著正相关，与百粒重、籽粒长呈显著正相关。说明随着以上几个性状相应数值的提高，小区产量也有所增加。另外，10个主要农艺性状与小区产量的相关性由大到小依次为单株产量、 叶片数 、花盘直径、籽粒宽、株高、籽仁率、百粒重、茎秆粗、生育期、籽粒长。

相关性分析结果表明，在食用向日葵高产育种中应重点关注籽仁率、百粒重、籽粒长等，同时对花盘直径、叶片数、株高、茎粗进行综合考虑。但由于向日葵各农艺性状间也多存在显著的相关关系，仅根据各农艺性状与产量的简单相关系数，并不能从本质上揭示其内部的规律性联系。

2.3 食用向日葵杂交种小区产量的主成分分析

从表3 可以看出，影响食用向日葵杂交种（组合）小区产量的前 3个主成分包含了主要农艺性状总遗传信息的64.685%，且特征值均大于 1。因此，可用其对影响食用向日葵杂交种（组合）小区产量的综合性状进行选择。从表 3还可以看出，主成分 1 的特征向量中，载荷较高的因子为叶片数（X3）、茎秆粗（X2）、株高（X1），且符号与小区产量（Y）一致，说明高大粗壮、叶片数多的植株是向日葵高产的表型，可认为第一主成分为影响小区产量的“株形因子”。主成分 2的特征向量中，载荷较高的因子为单株产量（X10）、籽粒宽（X7）、花盘直径（X4）和百粒重（X5），且符号与小区产量（Y）一致，说明宽大的花盘直径及籽粒宽，较大的百粒重有利于提高向日葵小区产量，主成分 3 的特征向量中载荷较高的因子为花盘径（X4）、籽仁率（X8）、叶片数（X3），可认为第二主成分及第三主成分为影响向日葵杂交种小区产量的“籽粒因子”。

3 小结及讨论

不同作物的主要农艺学性状变异大小有很大差别 [19 - 21 ]。李秀等[22 ]发现，生姜的 12 个主要农艺性状的变异系数达 11.4%～51.3%；李学俊等[23 ]研究发现，薏苡的各农艺性状变异系数为 38%～49%，以株高较大。从本研究选用的21个食用向日葵种质资源所测定10个主要农艺性状的变异系数看，其变异范围为1%～27%，说明食用向日葵表现出丰富的遗传多样性，其中株高相关性状变幅较大，单株产量、叶片数次之，生育期、籽粒长、籽粒宽、百粒重、花盘径等相关性状较小，这与葛玉彬等[24 ]的研究结果相一致。

雷中华等[25 ]以油用向日葵杂交种为供试材料的研究发现，油用向日葵杂交种的籽实产量与茎粗、单株粒重、株高、叶片数显著正相关。本研究发现，参试食葵向日葵杂交种（组合）的小区产量与籽仁率呈极显著正相关，与百粒重、籽粒长呈显著正相关，说明随着以上几个性状相应数值的提高，小区产量也有所增加。通过主成分分析表明，影响向日葵小区产量的农艺性状相似，均包括“株形因子”和“籽粒因子”，这 2 个综合因子从不同角度反映了食用向日葵产量形成与不同农艺性状之间的关系。因此，在进行食用向日葵种质优选及新品种选育时，应根据选育目标合理确定农艺性状。

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（本文责编：郑立龙）