基于主成分分析和聚类分析的不同水稻品种营养品质评价研究

为了评价不同颜色糙米品种的营养品质,以3个红米品种、8个黑米品种和8个普通糙米品种为材料,对其5项基本营养成分、13种矿质元素含量和9项活性物质含量等27项营养品质指标进行比较分析,并采用主成分分析和聚类分析对不同水稻品种进行营养品质评价。结果表明,不同品种稻米的总淀粉、膳食纤维和脂肪含量在较小范围内波动;有色米品种的矿质元素含量变化范围较大,普通糙米品种的变化范围较小;总酚、总黄酮、ABTS和DPPH抗氧化活性间存在极显著的相关性,其在有色米品种中的含量显著高于普通糙米品种,且大多数黑米品种的含量显著高于红米品种;总花色苷、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、芍药素-3-O-葡萄糖苷在黑米品种中含量比较高。对稻米基本营养成分和矿物质元素等指标进行主成分分析,提取了6个主成分,其累积方差贡献率达80%左右,可以较好反映稻米的营养品质。对19个水稻品种稻米的所有营养品质参数进行聚类分析,可以将水稻品种分为有色米类和普通糙米类;将所有品质指标分为五类,其两类主要是矿质元素,一类主要是活性物质,两类主要是基本营养成分。该研究结果可为稻米营养品质的评价提供科学依据,也可为生产功能性稻米新产品提供新思路...     

大豆品种籽粒的油脂组成综合评价

为对大豆种质资源的油脂品质进行综合评价,从中筛选出综合品质表现优异的大豆品种,本研究以173份大豆种质为试验材料,利用近红外光谱分析法结合气相色谱法对大豆的脂肪酸及粗脂肪含量进行测定,利用主成分分析法和系统聚类分析法对173份大豆种质进行划分,并建立大豆油脂品质综合评价的模型。结果表明：参试大豆种质的品质性状间差异较大;性状间相关性分析结果显示大豆饱和脂肪酸即棕榈酸和硬脂酸分别与油酸含量呈极显著负相关;与多不饱和脂肪酸即亚油酸与亚麻酸均呈极显著正相关,大豆粗脂肪含量与油酸、亚油酸相关性最大,其中与油酸呈极显著正相关,而与亚油酸呈极显著负相关。利用主成分分析法确立了2个主成分,建立了大豆油脂品质综合评价的模型,并评价出最优的大豆品种依次为多马卡-托里萨、中兴1号、冀豆3号、高丰1号和商豆1201。最后利用系统聚类分析法将173份大豆种质划分为5个类群,其中第Ⅲ类群表现较突出,具体表现为棕榈酸含量最高,油酸含量最低,亚油酸和亚麻酸含量最高,同时油脂品质的综合表现最好。本研究结果可为获得优良油脂品质的大豆品种提供理论依据。     

不同品种亚麻籽组成及抗氧化特性分析

分析了我国不同产区不同品种亚麻籽的组成及体外抗氧化特性。结果表明,除基本组成成分外,不同品种亚麻籽主要活性组分含量和体外抗氧化活性具有显著差异。α-亚麻酸、木酚素、总酚酸、黄酮、生育酚、植物甾醇含量范围分别为33.42%~59.74%,120~918 mg/100g,209~491 mg/100g,33.04~75.63 mg/100g,8.68~20.75 mg/100g,340~596 mg/100g。亚麻籽提取物DPPH值和FRAP值分别为4 357~8 146 μmol Trolox/100g, 8 289~15058 μmol Trolox/100g。此外,不同品种亚麻籽抗营养因子生氰糖苷含量差异较为显著(5.57~11.34 mg HCN/100g)。相关性分析结果表明,亚麻籽提取物体外抗氧化活性与木酚素、总酚酸和黄酮含量具有显著相关性（p<0.05）。主成分分析和聚类分析结果表明,亚麻籽主要酚类化合物及其抗氧化活性主要依赖于亚麻籽品种特性,而非种植区域。     

苦荞农艺性状遗传多样性分析及综合评价

为了对苦荞品种在吉林西部地区的高效利用提供理论依据,2021年在白城种植了从国内多地引进的20份苦荞品种,并对其13个农艺性状进行主成分分析和聚类分析。结果表明,13个农艺性状的变异系数为6.19%～45.38%,具有丰富的遗传多样性。由主成分分析结果可知,20份苦荞品种的13个表型性状指标转化为4个综合指标,累计贡献率达86.919%,根据主成分表型性状的特征向量,可将其称为粒型因子、籽粒质量因子、株型因子、产量因子。聚类分析表明,20份苦荞品种可划分为株高较高、株粒数和株粒质量较低的长粒形苦荞品种,株高较矮、株粒数和株粒质量较高的苦荞品种,茎秆较粗、千粒质量大、株粒数和株粒质量较大的短粒形苦荞品种等3类。综合主成分分析和聚类分析,发现了高秆、矮秆、高产、大粒、粗秆、长粒形、短粒形的育种亲本材料以及生产上可直接利用的矮秆高产苦荞品种。     

中国樱桃不同品种（优系）果实品质分析

对中国樱桃果实品质进行分析,有利于选育适合区域发展的樱桃品种,为中国樱桃种质资源的保护奠定理论基础。本研究结合主成分分析、相关性分析和聚类分析,选取相同栽培条件下30个不同品种（优系）的中国樱桃果实进行内、外品质分析。结果表明：在相同的栽培条件下,不同品种（优系）的中国樱桃果实品质存在显著差异,综合性状评价得分排名依次为C78、C6、C14、C34和C32,C20（贵州玛瑙红）这一品种在各地栽培均表现优异,本次综合评价排名为11。9个果实内在品质指标存在不同程度的变异,变异系数为11.27%～36.32%。果实品质指标间存在相关系数,其中12项在0.01水平下极显著相关,17项在0.05水平下显著相关。主成分分析结果显示,前7个主成分的累计贡献率为88.196%,能够反映数量性状的基本特征。欧氏聚类分析结果显示,30个不同的中国樱桃品种（优系）初步聚为4大类。该研究得到的果实品质分析结果可以初步探索中国樱桃资源的遗传变异图谱,同时也可以作为新品种选育的参考依据。     

上海软米品种品质性状分析与评价

以上海近年推广种植的8个软米品种为试验材料,对稻米品质进行了相关性分析和主成分分析.结果 表明,8个软米品种均未达到部颁优质稻米标准,主要是因为透明度、胶稠度、直链淀粉含量3项指标未达到部颁优质米标准.各性状相关性分析复杂,整精米率与粒长呈极显著负相关,糙米率和碱消值呈显著负相关,胶稠度与蛋白质含量成显著负相关.主成分...     

国外引进油用亚麻品种资源农艺性状分析与评价

对从国外引进的256份油用亚麻品种资源的8个主要农艺性状进行了主成分和系统聚类分析与评价,结果表明：1）主要农艺性状的变异系数为17.51%~92.43%,表明各材料间农艺性状遗传变异丰富,类型广泛;2）主成分分析将主要农艺性状凝聚为4个主成分,分别为“单株果数因子”、“株高因子”、“千粒重因子”和“果粒数因子”,这4个主成分对总变异的贡献率分别为33.85%、25.95%、16.32 %和12.05%,累计贡献率为88.17%;3）系统聚类分析将256份品种资源在欧氏距离D=34.42水平上聚为六大类群,综合农艺性状较好的材料主要集中在第Ⅲ、第Ⅳ类群,包括76份材料,这些材料株高适中,单株分茎、分枝能力强,单株果数多,单株生产力高,综合农艺性状优良,作为优异基因资源可以进一步开发利用。     

不同小麦品种对干旱锻炼响应的综合评价

为明确不同小麦品种对干旱锻炼响应的差异,采用PEG6000模拟干旱胁迫,选取江苏、山东、河南、河北等地大面积种植的110个小麦品种进行水培试验,分析了不同小麦品种叶片相对含水量、叶面积、地上部干鲜重、根干鲜重、植株干物质积累量、根系形态、脯氨酸含量、可溶性总糖含量和蔗糖含量等14个指标的锻炼系数,通过主成分分析、聚类分析方法对这些品种的锻炼响应进行综合评价。结果表明,干旱胁迫下经锻炼处理的植株各指标总体均值大于未经锻炼处理的植株。小麦不同指标的锻炼系数存在差异,其中,可溶性糖、脯氨酸等渗透物质含量的锻炼系数较大。采用主成分分析将14个形态及生理指标综合成4个相互独立的综合指标,其累计贡献率为77.178%;根据主成分综合得分评价值进行系统聚类,可将110个小麦品种分为锻炼敏感型和锻炼不敏感型两大类,前者包括扬麦158、晋麦33、济麦22、豫麦47、洛旱11等81个品种;后者包括淮麦20、淮麦28、泗水38、苏麦188等29个品种。     

基于主成分分析法评价不同产地香牙蕉的营养品质

通过主成分分析和聚类分析2种方法对采自5个产地的香牙蕉（广西、云南、福建、海南和广东）功能性营养成分与品质指标进行比较和分析,首先对5个产地香牙蕉样品的各营养和感官指标进行相关系数矩阵分析,得到5个产地香牙蕉样品分别在F1风味和矿物质元素指标（甜度、可溶性固形物、总酸、水分、钾、磷、镁、铜）、F2维生素类指标（维生素B₆、烟酸、β-胡萝卜素和多糖）、F3外观指标（长度和围径）、F4感官指标（香味、可食率）、F5功能性指标（槲皮素、总抗性淀粉）五大主成分上的累计方差贡献率达78.89%,因此这5个因子能够用作分析香牙蕉品质的主要指标。通过三维散点图和计算综合得分,云南、广东、海南省3地香牙蕉样品总体得分居高,结果表明香牙蕉营养品质较高,而福建省香牙蕉营养品质较低。进一步结合聚类分析的层次聚类和K-均值聚类2种分析方法,与主成分分析的结果一致,云南省香牙蕉品质最高,其余产地品质分属一类与二类。这可能与各指标差异性分析中的云南省香牙蕉样品在β-胡萝卜素、香蕉多糖和矿物质元素等指标上显著高于其他4个产区（P<0.05）相关。通过以上不同方法综合分析,可以得出来自五大产区的香牙蕉样品综合营养品质水平,研究结果为我国香牙蕉的品种培育、产地选择提供理论依据及参考。     

外引矮秆玉米自交系性状综合评价

本试验对外引的14个矮秆玉米自交系的株高等13个性状进行了性状分析,并按主成分分析法对自交系进行了聚类分析。按照不同的特点,将14个自交系分为4类。在育种工作中,可根据其不同的特点及育种目标,选择利用。     

6个枇杷品种对低温胁迫的生理响应及抗寒性评价

为探究枇杷对低温胁迫的生理响应,综合评价不同枇杷品种的抗寒能力,本研究以6个枇杷品种为试验材料,研究了低温胁迫对枇杷幼果种胚相对电导率、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量的变化。结果表明：随处理温度的降低,各枇杷品种幼果种胚相对电导率REC呈现“小-大-小”的“S”型曲线变化,结合Logistic方程得出不同枇杷品种种胚的半致死温度介于-4.759 ~ -2.73 ℃之间,其中,WT（白肉芽变）幼果种胚的半致死温度最低,大五星幼果种胚的半致死温度最高;6个枇杷品种的脯氨酸（Pro）含量、丙二醛（MDA）含量随低温胁迫均呈现出先升高后降低的倒“V”型变化趋势,但增幅和达到峰值的时间点不同;可溶性糖和可溶性蛋白含量呈逐渐增加的趋势,均在-5 ℃时达到最大值;通过隶属函数综合分析,得出6个枇杷品种材料的抗寒能力表现为WT（白肉芽变）>冠玉>宁海白>龙泉5号>早钟6号>大五星。综上所述,WT（白肉芽变）对低温的胁迫具有较强的适应性,抗寒能力强;半致死温度LT₅₀结合隶属函数法的综合评价能准确鉴定枇杷品种的抗寒性。本研究为枇杷抗寒种质的筛选及寻找提高抗寒性的新途径提供理论依据。     

应用ICP-MS法对枇杷果实中痕量元素的研究

以15年生的枇杷果实为试材,采用微波消解法处理样品,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析测定果实中V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Se和Mo等9种人体必需痕量元素的质量分数(w)。结果表明,各元素的线性相关系数均大于0.999,检出限为0.003~0.126μg/L,相对标准偏差均低于3.00%;枇杷果实中痕量元素含量存在显著差异,其中Mn、Zn和Fe含量丰富,高于10 mg/kg DW;不同品种果实Co、Mo、Se和V等元素的变异系数高于40%;聚类分析结果表明,果实中矿质元素与果实风味品质有明显的相关性。     

解放钟和早钟6号枇杷果实的贮藏性与采后生理变化比较

较研究解放钟与早钟6号枇杷果实在20℃贮藏条件下果实的贮藏性及采后生理变化规律.结果表明,解放钟枇杷果实比早钟6号枇杷果实较耐贮藏,耐贮藏的解放钟枇杷果实贮藏期间果实失水率较低,保水能力较强.贮藏期间,枇杷果实的总酸含量快速下降,但解放钟枇杷果实能保持较高的总酸含量,而且极显著高于早钟6号枇杷果实;可溶性糖和还原糖含量在贮藏前期(0～5 d)略有上升而后缓慢下降;超氧歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性表现为先升后降的趋势,而且有酶活力峰出现,与解放钟枇杷果实相比,早钟6号枇杷果实SOD和CAT活性变化幅度大、酶活力峰提早出现,代谢不稳定;早钟6号枇杷果实H2O2和MDA含量均比解放钟枇杷果实高,表明早钟6号枇杷果实活性氧代谢加强,从而加快果实衰老,缩短果实保鲜期.     

枇杷种质资源幼龄树丰产性鉴定及模糊综合评判

在统一种植管理条件下,对228份枇杷种质资源进行丰产性鉴定,研究了中心枝数、中心枝抽穗数、侧枝数等20个生物学性状与单株产量的关系,运用模糊聚类法对丰产性进行综合评判。结果表明,228份枇杷种质资源的单株产量0.4~29.1 kg,变异系数58.8%,具有丰富的多样性;中心枝数、侧枝数、枝梢总数、中心枝抽穗数、枝梢抽穗数、侧枝抽穗数、株高、冠径、干周、叶幂层厚、中心枝抽穗率、单果重、穗坐果数等13个性状与单株产量呈显著正相关关系(p0.05)、回归显著;利用丰产性度量值(D值)进行模糊聚类,将228份枇杷种质资源丰产性分为5级,并鉴定筛选出产量高(单株产量16.0 kg)、丰产性好(D值0.580)的枇杷种质资源10份。     

甘薯主要亲本材料的主成分分析及聚类分析

对我国甘薯杂交育种中常用的亲本材料40份进行了主成分及聚类分析。方差分析表明品种间确实存在真实遗传差异。用9个主成分中代表95.26%变异的6个主成分计算品种间遗传距离,将供试材料聚为8个类群,性状差异大的品种分别聚为不同的类群。     

26个辣椒品种主要农艺性状分析与测评

为了筛选出适于常德春露地栽培的辣椒品种,对26个辣椒品种的13个性状作了相关性分析和聚类分析,并进行群众测评。结果表明：单果重与商品果横径、果肩形状呈极显著正相关,与叶形、果形、熟性呈极显著负相关;单产与单果重呈极显著正相关,与商品果横径、果肩形状呈显著正相关,与果形、熟性、叶形呈极显著负相关;熟性与叶形呈极显著正相关,与果形呈显著正相关,与商品果横径、单果重、果肩形状呈极显著负相关;将26个品种聚类分成4大类,果形和产量是影响聚类结果的重要因素。农民测评投票的选择意向与株高、株幅、果肩形状、病毒病抗性呈极显著相关关系,相关系数分别为0.538、0.542、-0.570、-0.518,与果实横径、叶形、果形呈显著相关;评选出‘湘研青翠’、‘丰抗21’、‘更新8号’、‘兴蔬201’等品种适于当地栽培。     

主成分分析与聚类分析在茶饮料汤色稳定性评价中的应用

采用主成分分析（Principal components analysis, PCA）和聚类分析（Cluster analysis, CA）对38个以不同工艺加工的茶样为原料制成的茶饮料汤色稳定性进行了分析,从17个影响茶饮料品质稳定性指标中提取4个主成分指标构建数学评价模型,并基于综合评价得分（Z）对38个不同工艺进行聚类。研究结果表明,可以将38个不同加工工艺的原料茶划分为3类,第1类Z<10,表现为茶饮料汤色稳定性好;第2类10≤Z≤20,表现为茶饮料汤色稳定性一般;第3类Z>20表现为茶饮料汤色稳定性差。将数学评价模型结合工艺处理综合分析后发现,原料茶的干燥处理对茶饮料汤色稳定性的影响较为显著。     

枇杷果实EjNADP-ME2基因及启动子克隆与表达分析

以‘解放钟’和‘白梨’果实为材料,研究基于转录组筛选出的表达量较高且在2个品种中有差异的EjNADP-ME2（Unigene0001461）基因,采用RACE和RT-PCR技术成功克隆EjNADP-ME2的cDNA全长。系统进化树分析表明,EjNADP-ME2与苹果的NADP-ME基因关系最近。生物信息学预测结果显示,EjNADP-ME2蛋白应该位于细胞质中。用染色体步移法成功克隆了EjNADP-ME2的启动子序列,序列预测该基因启动子区域含有水杨酸、茉莉酸、脱落酸响应的顺式作用元件,此外还有厌氧诱导元件、MYB和MYC参与黄化和干旱诱导的结合位点MBS。荧光定量PCR分析表明,EjNADP-ME2基因的表达量变化趋势在2个品种中大致相同,均呈现出先降低后升高又降低的趋势,且该基因在低酸品种的表达量稍低于高酸品种。相关性分析结果显示,低酸品种EjNADP-ME2基因转录水平与苹果酸含量呈显著负相关。本研究的结果为进一步探究EjNADP-ME2基因在苹果酸代谢途径中的功能奠定坚实基础。     

不同产地紫米营养成分比较及其相关性分析

为评价不同品种紫米淀粉、脂肪、花青素、多酚、氨基酸和矿质元素间的差异,探究不同营养成分之间的关系,选取云南墨江（MJ）、湖南新化（HN）、贵州黎平（GZ）和陕西汉中（SX）4个产地的紫米,并与红米（R）、黑米（B）进行比较。结果显示,不同产地紫米成分含量存在差异,具有不同营养特征。HN紫米的淀粉含量最低（68.13%）,脂肪（2.38%）、矿质元素Fe、K、Mg、Mn、Na、P、Zn含量最高,其中Mn（80.37 mg/kg）、Na（10.75 mg/kg）元素显著高于其他产地;MJ和SX紫米花青素（533.03 mg/kg,412.54 mg/kg）、多酚（340.55 mg/100 g,387.91 mg/100 g）含量显著高于其他产地,而GZ紫米花青素（156.55 mg/kg）和多酚（239.23 mg/100 g）显著低于其他产地紫米。SX紫米氨基酸总量（74.37 g/kg）与必需氨基酸（total essential amino acids,ΣEAA,26.09 g/kg）含量最高,与其他紫米差异不显著。紫米成分间相关性分析显示,花青素与多酚呈极显著正相关（0.625）,二者分别与Ca呈显著负相关（-0.571,-0.549）。Asp、Gly与Fe、Ca呈显著正相关,大部分元素间呈显著正相关。不同有色稻米间,红米淀粉（74.73%）含量最高,花青素（9.05 mg/kg）、氨基酸总量（55.94 g/kg）、ΣEAA（19.78 g/kg）、Fe（6.51 mg/kg）、Mg（609.41 mg/kg）、P（1746.72 mg/kg）元素含量最低,与紫米和黑米差异显著（P<0.05）。黑米花青素（533.03 mg/kg）、多酚（453.53 mg/100 g）含量显著高于（P<0.05）其他有色稻;黑米和紫米氨基酸含量差异不显著（P>0.05）,但显著高于（P<0.05）红米。有色稻ΣEAA与非必需氨基酸总量（total non-essential amino acid,ΣNEA）比例在0.54左右。主成分分析将3种有色稻分为红米、紫黑米两组,前3个主成分可以解释总方差的91%。第一主成分（PC1）贡献率为67.5%,代表矿质元素,说明产地是有色稻米成分组成差异的主要原因。第二主成分（PC2）占总方差的18.2%,主要为总花青素含量、氨基酸等。