国外甘蔗种质工、农艺性状主成分与聚类分析

采用相关分析、主成分分析及聚类分析法,对Q、VMC、FR、RB、CP、TCP等系列113份引进甘蔗种质的出苗率、分蘖率、宿根发株数、株高、茎径、有效茎、单茎重、蔗产量、锤度、蔗糖分、简纯度、纤维分、含糖量等13个工艺及农艺性状进行研究。相关分析结果表明,含糖量、蔗产量与株高、有效茎、单茎重呈极显著正相关,蔗糖分与锤度、简纯度呈极显著正相关,有效茎与茎径呈极显著负相关,宿根发株数与出苗率、分蘖率呈极显著正相关,各性状间存在多重共线性。主成分分析结果表明,13个工、农艺性状可简化为5个主成分,即产量因子、糖分因子、发株与纤维分因子、分蘖因子、茎径因子,5个主成分所提供的信息量占全部信息量的75.16%。基于主成分分析结果,对113份引进种质进行聚类分析,将其划分为7个类群,Ⅰ类群属高纤维、低产种质;Ⅱ类群属出苗发株差、低产种质;Ⅲ类群属强宿根、高产种质;Ⅳ类群种质可作为能源甘蔗育种亲本进行杂交利用;Ⅴ类群属于高产、低糖种质;Ⅵ类群属低产、高糖种质;Ⅶ类群属于丰产、高糖种质。     

割手密主要数量性状的主成分及聚类分析

割手密是甘蔗育种中极为重要的野生种质资源。对94份割手密为材料的其主要数量性状进行主成分分析及聚类分析。主成分分析表明,割手密7个数量性状可简化为3个主成分,即植株因子、茎数因子、糖分因子,3个主成分所提供的信息量占全部信息量的82.47%。在主成分分析的基础上,对94份割手密进行聚类分析,将其划分为4大类群:第1类群蔗糖分较高,茎多,植株高,萌芽率高;第2类群综合表现一般;第3类群植株高、茎较粗,分蘖少;第4类群蔗糖份偏低,植株较矮,茎较小,萌芽率低而分蘖率较高。基于割手密茎蔗糖分的聚类分析将94份割手密划分为4大类群:第1类群共22份,为高糖材料,蔗糖分平均为5.63%;第2类群共31份,蔗糖分略低,平均为3.98%;第3类群18份,蔗糖分较高,平均为4.64%;第4类群共23份,蔗糖分平均为3.06%,为低糖割手密。     

385份甘蔗种质资源的表型评价

【目的】对比385份甘蔗种质资源的表型性状特征,为挖掘和利用广西蔗区的优良甘蔗种质资源及选育适应性强的甘蔗品种提供参考依据。【方法】在田间以桶栽方式种植385份来源于我国广西、广东、云南和台湾及美国的甘蔗种质资源,在甘蔗成熟期早期对有效茎数、茎径、叶长、叶宽和锤度等5个重要表型性状进行测量、差异分析及相关分析,综合评价其表型性状表现,筛选出适应性强的优良甘蔗种质资源。【结果】不同地区来源的甘蔗种质在5个表型性状上表现出较大差异,具有丰富的遗传多样性。表型演进趋势分析结果表明,我国广东和云南及美国甘蔗种质的锤度整体呈上升趋势,在世代4或世代5达到最高值;我国广西和云南及美国甘蔗种质的叶长都出现不同幅度的增加。相关分析表明,叶长与锤度、有效茎数呈显著正相关(P<0.05,下同),而与茎径呈极显著正相关(P<0.01,下同);叶宽与叶长呈显著正相关,而与茎径呈极显著正相关;锤度与有效茎数呈极显著正相关,但与茎径呈显著负相关。根据欧式距离进行聚类分析,将365份甘蔗种质材料分为11个类群,其中,桂糖23号、桂糖32号、桂糖37号、桂糖44号等14份甘蔗种质被划分为第Ⅴ类群,在锤度、...     

马铃薯种质资源表型性状的遗传多样性分析

为了解引进马铃薯种质资源的遗传多样性,为山西马铃薯新品种选育的亲本选配提供参考。田间采集种质资源的11个质量性状和10个数量性状,进行Shannon-Wiener指数、相关性、主成分与聚类分析。质量性状的多样性指数为0.42~1.52,其中薯形、皮色、肉色、株型的多样性指数较高;数量性状中,产量、株高、生育期、单株块茎数的遗传多样性指数较高,均≥2.0。相关分析结果显示,产量与出苗率、商品薯率、单株块茎数、株高、生育期和单薯质量呈极显著正相关。主成分分析确定了单薯质量、生育期、比重、株高4个主成分因子,累计贡献率达83.997%。聚类分析将种质资源分为中早熟低产型、中早熟高产型、中晚熟高产型、中晚熟低产型4大种质群。引进资源具有丰富的遗传多样性,第Ⅱ类种质群可作为早熟高产育种的优异资源,第Ⅲ类种质群可作为多目标性状育种的亲本材料加以利用。     

苎麻种质资源农艺性状主成分及聚类分析

为了揭示我国丰富的苎麻种质资源,充分发掘利用其有益基因,利用主成分分析和聚类分析方法对收集的94份苎麻种质的7个主要农艺性状进行评价分析。利用主成分分析将苎麻的7个性状简化为4个主成分因子,其累积贡献率高达90.35%;其中第一主成分以株高、茎粗、有效株率的影响为主;第二主成分各个性状系数均为正,可以看作是苎麻种质农艺性状的综合反映;第三主成分以分株数、总株数的影响为主;第四主成分以有效株率的影响为主。采用系统聚类分析,将94份苎麻种质材料在阈值为3.79时聚为三个大类,可划分为高株细茎型、矮株粗茎型和1个特殊型。上述结果将苎麻种质资源农艺性状简化为4个主成分因子,并将94个苎麻品种分为3种类型,为苎麻优质品种选育和多功能应用提供参考依据。     

基于投影寻踪分类法的甘蔗种质综合评价

基于投影寻踪分类法对40份从法国和菲律宾引进的甘蔗种质进行综合评价。方差分析结果表明,各种质间茎径、单茎质量、蔗糖分等主要工农艺性状均存在显著差异(P0.01),变异系数介于5.68%～51.55%,变异广泛。对各种质的株高、茎径、有效茎、单茎质量、锤度、甘蔗蔗糖分、蔗汁蔗糖分、简纯度和纤维分等9个主要工农艺性状指标进行投影方向和投影值大小分析,结果表明:投影方向以甘蔗蔗糖分的最高,其后依次为锤度、蔗汁蔗糖分、简纯度、单茎质量和茎径等,株高和有效茎的较低;40份种质投影值大小各异,根据投影值大小,结合聚类分析将40份种质划分为5个类群,各类群投影值介于0.00～2.50,其中,第Ⅳ类群的5份种质资源(FR97–127、FR97–53、VMC95–29、VMC96–169和VMC97–30)综合性状表现优良,可供甘蔗杂交利用。综合来看,投影寻踪分类法可作为大量甘蔗种质资源评价的有效途径。     

基于农艺性状分级对317份甘蔗种质资源的评价

【目的】采用重要农艺性状快速分级的方法对甘蔗种质资源进行评价,为种质资源的进一步精准评价和杂交利用提供参考。【方法】基于大田试验,在成熟期选择株高、茎径、有效茎、叶部病害程度（花叶病、锈病、褐条病等叶部病害田间自然发病的综合反映）和总体生势等5个重要农艺性状,对317份国内外甘蔗种质资源（2重复）进行分级评价。每个性状分为5级,其中株高以1级为最高,依次递减,5级最矮;同理,茎径以1级最粗,5级最细;有效茎以1级最多,5级最少;总体生势以1级最好,5级最差;叶部病害以1级为无或轻,5级最严重。各性状分级由分级小组成员共同完成。基于农艺性状分级数据,采用方差、广义遗传力、主成分、聚类和判别分析等统计方法,对317份种质资源进行综合评价分析,筛选农艺性状表现优良的种质资源。并在此基础上,采用一次旋光法,对筛选出的优良种质资源甘蔗糖分进行评价。【结果】方差和广义遗传力分析结果表明,317份甘蔗种质各个农艺性状指标分级数据间均存在极显著差异（P<0.01）,广义遗传力在0.61—0.72,其中广义遗传力最高为茎径（0.72）,最低为株高（0.61）。主成分分析结果表明,5个农艺性状可简化为1个主成分因子,即5个农艺性状的综合叠加,且此主成分所提供的信息占全部信息量的63.57%,特征根显著高于其他主成分的特征根之和。基于主成分结果,对317份种质进行聚类分析,将其划分为5类,第Ⅰ类包含20份种质,第Ⅱ类包含97份,第Ⅲ类包含82份,第Ⅳ类包含80份,第Ⅴ类包含38份;农艺性状表现以第Ⅰ类和第Ⅱ类的117份种质资源最优（占全部种质数的36.91%）。聚类结果的逐步判别分析显示,平均判对概率为95.85%。聚类结果充分体现了种质资源在田间试验中的实际表现。基于农艺性状聚类分析结果,对第Ⅰ类和第Ⅱ类共计117份种质的甘蔗糖分进行评价。结果显示,117份种质11月至翌年3月平均蔗糖分在5.0%—17.10%,最高为云蔗09-1601（17.1%）,最低为CP79-318（5.0%）。平均蔗糖分15.0%以上的种质有43份,其中有11份超过16.0%。【结论】株高、茎径、有效茎、叶部病害程度和总体生势等是反映甘蔗种质资源田间表现的重要农艺性状指标。基于重要农艺性状快速分级的方法可以作为大量甘蔗种质资源评价的另一途径。     

甘蔗经济性状的因子分析及品种聚类分析

对14个甘蔗品种2次新植和1次宿根的产量及品质性状进行因子分析和聚类分析,因子分析将11个甘蔗经济性状用4个主因子表示,累加方差贡献率达到91.08%.第1主因子中起主要作用的性状是折光锤度、转光度、蔗汁蔗糖分和甘蔗蔗糖分等糖分因子;第2主因子载荷值较大的性状有甘蔗茎径、单茎重和公顷蔗茎产量指标等产量因子;第3主因子只有公顷有效茎数起主导作用;第4主因子起支配作用是重力纯度和视纯度等衡量甘蔗成熟度的因子.第1主因子与第4主因子有较大的正相关性,与第2主因子有较大的负相关性.根据品种斜交因子得分值,进行系统聚类分析,把14个甘蔗品种分为4类,第1类又分为3个亚类,不同类型品种具有不同的产量和品质特征.     

云瑞甘蔗种质资源梢腐病田间抗性评价及农艺性状分析

[目的]对云瑞甘蔗种质资源进行梢腐病抗性鉴定及农艺性状分析,筛选出优异的云瑞甘蔗种质,为甘蔗抗梢腐病育种及培育高产高糖新品种提供种质材料.[方法]以161份云瑞甘蔗种质为研究对象,3个生产性品种为对照,分别调查参试材料新植蔗和宿根蔗梢腐病发病情况,根据病情指数进行抗病性评价;于甘蔗成熟期测量与甘蔗产量和糖分相关的株高、茎径、锤度和有效茎数4个农艺性状,并进行方差分析、相关分析和聚类分析.[结果]新植蔗与宿根蔗间的梢腐病自然发病率、病情指数和农艺性状田间表现差异极显著(P<0.01,下同);梢腐病发病率和病情指数与株高、有效茎数和锤度呈负相关,其中发病率与株高呈显著负相关(P<0.05),病情指数与株高呈极显著负相关,梢腐病的发生对甘蔗产量和糖分影响大;根据病情指数将161份云瑞种质划分为高抗、抗病、中抗、中感、感病和高感6大等级,其中高抗30份(占18.63%)、抗病54份(占33.54%)、中抗24份(占14.91%)、中感13份(占8.08%)、感病10份(占6.21%)、高感30份(占18.63%);新植蔗和宿根蔗均未发生梢腐病的有11份(占6.83%);聚类分析将86份抗病型种质分为六大类群,第Ⅱ和第Ⅴ类群产量和糖分性状较好,其中云瑞04-145、云瑞09-753、云瑞05-283、云瑞05-733和云瑞10-554等27份材料不仅抗梢腐病,还具有高产高糖育种潜力.[结论]大部分供试云瑞甘蔗种质易感梢腐病,且宿根蔗较新植蔗发病率高、发病更严重.CP×云瑞类型组合具有较好的梢腐病抗病性和高产高糖育种潜力,评价出的27份云瑞甘蔗材料可为甘蔗抗梢腐病和高产高糖育种提供种质来源.     

基于投影寻踪分类法评价43份澳大利亚 甘蔗种质资源

为合理评价国外甘蔗种质资源,利用投影寻踪分类法对43份澳大利亚甘蔗种质进行综合评价。方差分析表明,各种质主要工农艺性状存在显著差异(P0.01),变异系数在5.31%～35.21%之间,变异广泛。对总体长势、茎径、有效茎、叶部病害、株高、蔗糖分、蔗汁糖分、锤度、简纯度和纤维分等10个主要工农艺性状指标进行投影方向和投影值大小分析表明,投影方向以叶部病害最高,其次为总体长势、茎径、有效茎、株高和蔗糖分等,简纯度和纤维分等其他品质性状最低;43份种质投影值大小各异。根据投影值大小,结合聚类分析将43份种质划分为5个类群,各类群投影均值在0.32～1.83之间,并从中筛选了13份(Ⅰ类群和Ⅱ类群)综合性状优良的种质资源。综合来看,投影寻踪分类法对43份澳大利亚甘蔗种质的评价与实践相符。     

云南不同生态型甘蔗细茎野生种育种潜力分析

【目的】筛选符合育种目标要求的甘蔗组合或种质,以扩大甘蔗遗传种质血缘,提高甘蔗育种效率。【方法】以云南不同生态类型的10份甘蔗细茎野生种无性系及其与栽培种杂交组配的17个组合有性世代群体为研究材料,应用R软件统计分析其株高、茎径、有效茎数、锤度、蔗茎产量和蔗糖产量等6个主要经济性状的配合力、遗传力。【结果】不同生态型甘蔗细茎野生种（父本）对其杂交后代的影响主要表现为蔗茎产量的改变,对后代主要经济性状的改良主要表现为产量性状的变化,而双亲对后代性状的改良主要表现在锤度、茎径、株高、有效茎数4个性状。在亲本及所配组合中,以不同组合方式对后代性状的影响较大,其次为父本,母本影响相对较小。湿热生态型甘蔗细茎野生种蔗茎产量的配合力表现突出,尤其是云割82-114、瑞割06-7-3,可作为高产育种的重要种质。半湿润半干燥型甘蔗细茎野生种的锤度表现出极高的配合力,尤其是云割83-174、云割83-160和云南1号,可作为高糖育种的优良种质。粤糖93-159×云割82-114、CP65-357×瑞割06-7-3和CP77-1776×云割82-114等3个组合的蔗糖、蔗茎产量和锤度特殊配合力均为正效应,是高糖、高产优良组合,应重点利用。【结论】云南不同生态型甘蔗细茎野生种无性系的蔗茎产量、蔗糖分遗传潜力表现不尽相同,应有目的地选择利用多种类型的甘蔗细茎野生种无性系创新种质,培育新型亲本,尽可能地丰富甘蔗育种遗传基础。     

糖蜜酒精发酵液对甘蔗生长的效应

[目的]探讨糖蜜酒精发酵液蔗田施用对甘蔗生长的影响,为甘蔗增产增糖、消除糖蜜酒精发酵液对环境的污染及发展蔗糖业循环经济提供参考,并为在试验地蔗区推广酒精发酵液定量还田技术提供试验依据.[方法]把糖蜜酒精发酵液作为液肥与常规施肥作比较试验,糖蜜酒精发酵液施用量为120 t/ha,锤度为7.0~7.5.试验期间调查不同处理甘蔗的农艺性状及生理指标的变化.[结果]与常规施肥(CK)相比,喷施糖蜜酒精发酵液提高了甘蔗出苗率、分蘖率、叶绿素和田间锤度,甘蔗株高、茎径、有效茎数也有一定的提高,产量比对照增加30.2%.[结论]喷施糖蜜酒精发酵液对甘蔗生长具有明显的促进作用,有利于增产增糖.     

云南不同生态型甘蔗细茎野生种育种潜力分析

【目的】筛选符合育种目标要求的甘蔗组合或种质,以扩大甘蔗遗传种质血缘,提高甘蔗育种效率。【方法】以云南不同生态类型的10份甘蔗细茎野生种无性系及其与栽培种杂交组配的17个组合有性世代群体为研究材料,应用R软件统计分析其株高、茎径、有效茎数、锤度、蔗茎产量和蔗糖产量等6个主要经济性状的配合力、遗传力。【结果】不同生态型甘蔗细茎野生种（父本）对其杂交后代的影响主要表现为蔗茎产量的改变,对后代主要经济性状的改良主要表现为产量性状的变化,而双亲对后代性状的改良主要表现在锤度、茎径、株高、有效茎数4个性状。在亲本及所配组合中,以不同组合方式对后代性状的影响较大,其次为父本,母本影响相对较小。湿热生态型甘蔗细茎野生种蔗茎产量的配合力表现突出,尤其是云割82-114、瑞割06-7-3,可作为高产育种的重要种质。半湿润半干燥型甘蔗细茎野生种的锤度表现出极高的配合力,尤其是云割83-174、云割83-160和云南1号,可作为高糖育种的优良种质。粤糖93-159×云割82-114、CP65-357×瑞割06-7-3和CP77-1776×云割82-114等3个组合的蔗糖、蔗茎产量和锤度特殊配合力均为正效应,是高糖、高产优良组合,应重点利用。【结论】云南不同生态型甘蔗细茎野生种无性系的蔗茎产量、蔗糖分遗传潜力表现不尽相同,应有目的地选择利用多种类型的甘蔗细茎野生种无性系创新种质,培育新型亲本,尽可能地丰富甘蔗育种遗传基础。     

我国金沙江干热河谷地区甘蔗野生种质资源采集与鉴定

为了扩充国家甘蔗野生资源,进一步挖掘具有育种潜力的亲本材料。对金沙江干热河谷地区华坪县、攀枝花市区、盐边县、米易县、会理县、永仁县等12个市县的甘蔗野生种质资源进行了采集和鉴定,共采集斑茅9份,割手密20份,蔗茅4份,芒1份,涉及4个属4个种,合计34份。主要农艺性状相关性分析结果表明:所采集的甘蔗野生种质资源性状差异显著,株高、茎粗、叶长和叶宽均存在极显著或者显著(株高和叶长)的相关性,而锤度与其它指标不相关。遗传多样性分析表明:所采集的甘蔗野生种质资源多样性指数为1.53~1.68,变异系数为0.35~0.61,具有较高的遗传多样性。聚类分析可将其分为四个类群,其中Ⅲ类群具有较好的锤度品质潜力,Ⅳ类群具有较大的生物产量。Ⅲ和Ⅳ类群可推荐作为甘蔗育种的优异材料。     

用模糊综合评判方法筛选甘蔗优良杂交组合

为直观地对甘蔗杂交组合进行筛选及评价,选择对甘蔗杂交组合优劣影响最大的四个因素(锤度、株高、茎径、有效茎),以2009年广西甘蔗研究所实生苗的24个亲本杂交组合为研究对象,采用模糊综合评判方法,研究锤度、株高、茎径、有效茎的相互作用对24个甘蔗杂交组合的影响,从中筛选出优的甘蔗杂交组合1个(ROC24×粤糖91-976),较优的甘蔗杂交组合10个(ROC1×ROC22、ROC1×桂糖96-211、桂糖92-66×湛蔗92-126、粤糖91-976×ROC1、桂糖92-66×福农91-4621、桂糖94-119×CP74-383、粤糖89-113×HoCP93-750、ROC10×崖城94-46、崖城99-31×ROC22、桂糖92-66×桂糖00-245),这些组合可用到今后的育种实践。     

灌溉与干旱条件下甘蔗工农艺性状的相关性分析与品种抗旱性评价

以8个云蔗(CYZ06–407、CYZ05–226、CYZ04–622、CYZ04–724、CYZ03–258、CYZ03–103、CYZ02–588、CYZ01–1413),3个新台糖系列(ROC22、ROC16、ROC10),2个粤糖系列(CYT93–159、CYT00–236),1个桂糖品种(CGT11),1个古巴引进品种(C266–70)等甘蔗品种为材料,设自然降雨(干旱)、正常灌水(灌溉)2个处理,通过测定蔗产量、株高、茎径、单茎重、有效茎、糖产量、蔗糖分、锤度、简纯度、纤维分10个工、农艺性状指标,采用抗旱指数(DRI)、相关分析、主成分分析和聚类分析方法,研究干旱、灌溉条件下甘蔗工、农艺性状间的相关性,并对参试品种的抗旱性、抗旱类型进行综合评价与划分。结果表明:干旱、灌溉条件下,糖产量与蔗产量、有效茎呈极显著正相关,与单茎重呈显著正相关;干旱条件下,糖产量与株高呈极显著正相关;灌溉条件下,糖产量与蔗糖分呈极显著正相关,与纤维分呈极显著负相关;参试品种10个工、农艺性状抗旱指数的主成分析将10个指标简化为产量因子、糖分因子、单株因子和品质因子4个主成分,累计贡献率为86.287%;基于主成分分析结果,对参试品种抗旱性进行聚类分析,将其划分为5个类群,C266–70抗旱性突出,CYZ03–258、CYZ04–622抗旱性强,ROC22、CGT11抗旱性较强,CYT00–236、CYZ03–103、CYZ04–724、CYZ02–588、CYZ05–226、ROC16抗旱性中等,CYZ01–1413、CYT93–159、CYZ06–407、ROC10抗旱性较弱。     

江西甘蔗种质资源主要性状的变异与相关研究

以96份江西省甘蔗种质资源为材料,采用统计分析方法,研究甘蔗主要形态农艺、经济性状的变异程度和相关关系,主要研究结果如下:(1)甘蔗主要形态农艺和产量性状的变异系数存在很大差异,其差异大小顺序为分:蘖率,萌发率,株高,蔗糖产量,蔗茎产量,单茎重,有效茎,茎径,苗高,锤度,糖分。甘蔗主要形态农艺和经济性状的种质频数分布均近似于正态分布,但不同性状间有所差异,萌芽率、茎径、有效茎、蔗茎产量和蔗糖产量呈典型正态分布,分蘖率和单茎重呈左偏正态分布,苗高、株高、锤度和糖分呈右偏正态分布。(2)相关分析发现,萌发率与分蘖率呈极显著负相关、与单茎重呈显著负相关,与苗高呈极显著正相关、与有效茎呈正显著相关;分蘖率与苗高呈极显著负相关,与蔗茎产量呈显著正相关;苗高与蔗茎产量、蔗糖产量呈显著正相关;株高与锤度、糖分和有效茎呈极显著正相关;单茎重与蔗茎产量、蔗糖产量呈极显著正相关;有效茎与蔗茎产量呈极显著正相关,与蔗糖产量呈显著正相关;蔗茎产量与蔗糖产量呈极显著正相关。     

基于同一度的云南甘蔗细茎野生种血缘F1代创新种质材料分类

【目的】对原生地为云南半湿润半干燥生态型的甘蔗细茎野生种血缘F1代创新种质材料进行分类,为有针对性利用这些创新种质材料提供科学依据。【方法】对20个甘蔗细茎野生种血缘F1代创新种质材料的9个性状进行调查,采用集对分析同一度的综合评价方法进行分类。【结果】20个参试甘蔗材料被分为10个类型：Ⅰ类包括8个材料,综合表现较好,占参试材料总数的40%;Ⅱ类包括1个材料,分蘖力、宿根性特强、低锤度;Ⅲ类包括两个材料,有效茎数多、特高产、中等锤度;Ⅳ类包括1个材料,高产、高锤度;Ⅴ类包括两个材料,分蘖差、低产、中等锤度;Ⅵ类包括1个材料,茎细、低产、中等锤度;Ⅶ类包括1个材料,茎特细、低产、高锤度,枯心苗率为0,可能抗旱或抗螟虫;Ⅷ类包括两个材料,大茎、高产、高锤度;Ⅸ类包括1个材料,茎细、高产、高锤度;Ⅹ类包括1个材料,茎细、低产、高锤度。【结论】各类甘蔗创新种质材料均表现出良好的分蘖力、宿根性和较多的有效茎数,且各有特点。有针对性地利用不同类型甘蔗种质材料,可培育出各具特色的创新亲本材料,从而丰富中国甘蔗育种的遗传基础。