湛江地区主要甘蔗品种蔗汁品质性状分析

1、亚热带农业研究SubtropicalAgricultureResearch第3卷第1期 2007年2月湛江地区主要甘蔗品种蔗汁品质性状分析王 超,陈 庄,王季槐(1.广东海洋大学农学院;2.广东海洋大学学报编辑部,广东湛江524088)摘要:应用回归分析、通径分析和因子分析对湛江地区7个甘蔗品种的6个主要蔗汁品质指标,包括蔗汁糖分(Y)、还原糖分(X1)、重力纯度(X2)、转光度(X3)、简纯度(X4)和锤度(X5)进行分析。简单回归分析结果表明,蔗汁糖分与其它5个品质指标均呈显著线性回归,简单回归模型均达极显著水平(P<0.01)。通过逐步回归分析建立最优方程为:Y=-4.477249

2、39+0.6598210692X3+0.03952629895X4+0.3513029685X5,方差分析表明,多元回归模型达极显著水平(P<0.01),决定系数为0.997424。通径分析表明,其它5个蔗汁指标对蔗汁蔗糖分均有正效应,其中蔗汁转光度、蔗汁锤度、蔗汁重力纯度、简纯度4个指标影响较大。因子分析表明,6个甘蔗品质指标可用2个主因子代表,其特征值的累计贡献率达98.254%,这2个主因子分别为蔗汁糖分指标因子(蔗汁糖分、蔗汁转光度、蔗汁锤度、还原糖分载荷值较大)和成熟度因子(蔗汁重力纯度、简纯度载荷值较大)。关键词:蔗汁;品质;回归分析;通径分析;因子分析中图分类号:S566文

3、献标识码:A文章编号:167320925(2007)0120017203121*AnalysisofqualityindexesofsugarcanejuiceofmainsugarcanevarietiesinZhanjiangareaWANGChao,CHENZhuang,WANGJi2huai121(1.AgriculturalCollege;2.EditorialDepartmentofJournalofGuangdongOceanUniversity,GuangdongOceanUniversity,Zhanjiang,Guangdong524088,China)Abstract:S

4、ixqualityindexesfromsevensugarcanevarietieswereanalyzedbyregression,pathandfactoranlysis.Thesequalityin2dexesincludesucrosecontentinjuice(Y),reductivesugar(X1),gravitypurity(X2),polarization(X3),apparentpurity(X4)andBrix(X5).Theresultofsimpleregressiondisplayedthatrelationshipsofsucrosecontentwithot

5、herfivequalityindexeswerelinearregression.Theregressionmodelswereextremelysignificant(P<0.01).RegressionequationwasdemonstratedbystepwiseregressionandthatisY=-4.47724939+0.6598210692X3+0.03952629895X4+0.3513029685X5,Themodelwasextremelysig2nificant(P<0.01)byvarianceanalysisandthedeterminationc

6、oefficient(R2)was0.99724.Theresultsofpathanalysissuggestedthatsucrosecontentinjuicewaspositivelycorrelatedwiththeotherqualityindexes,ofwhichX3,X5,X2,andX4primarilycon2trolledthesucrosecontentinjuice.Thesixqualityindexesofsugarcanecouldbediviedintotwofactorsandcumulativevariancecontributionofthetwofa

7、ctorsreached98.254%byfactoranalysis.Y,X1,X3andX5playedimportantrolesinfirstfactor.Thesec2ondfactorwasmainlydominatedbyapparentpurityandgravitypuritydeterminingsugarcanematurity.Keywords:sugarancejuice;qualityindex;regressionanlysis;pathanlysis;factoranlysis在蔗汁品质分析中,需要测定多项品质指标,蔗汁品质指标是衡量其品质优劣的重要标准多性状指

8、标之间的关系由于受甘蔗的遗传特性、环境因素以及所选样本的影响而错综复杂2-31。但众。本文利用多元统计分析方法进行回归分析和通径分析,把大量相关联的性状综合考虑以探讨各项品质指标间的线性关系,以及各指标对蔗汁糖分的直接效应和间接效应,以期提高甘蔗育种的选择效率和鉴定的准确性;同时分析影响甘蔗品质测定的主因子,为甘蔗高糖育种和品质测定提供借鉴。1 材料与方法1.1 试验材料共7个湛江地区常植品种,包括粤糖79/177、新台糖10号、粤糖93/159、粤糖89/113、粤糖71/210、粤收稿日期:2006-09-25基金项目:广东省教育厅自然科学研究项目(200161);湛江市科技局科技攻关项目

9、(2002047)。作者简介:王超(1981-),男,硕士研究生。研究方向:作物遗传育种及作物生长模拟。*通讯作者:王季槐,教授。研究方向:生态模型及模拟。Emai:lwjihua。#18#糖94/128和台糖22号。1.2 试验设置亚 热 带 农 业 研 究第3卷试验品种于2005年2月在广东海洋大学的试验田播种,土壤肥力中等,小区面积(77)m,采用双芽苗播种,行距90cm,小区间设置1.5-2m宽的工作行。每个品种重复5次,共35个小区,所有试验小区按随机区组排列,田间栽培管理按当地蔗农的常规措施进行。1.3 取样方法从早熟品种粤糖93/159的成熟前期开始取样(2005年11月7日),

10、大约15d取样1次,一直到晚熟品种粤糖71/210成熟后期(2006年3月5日)为止。每次每个处理小区随机取6条甘蔗测定其蔗汁糖分(Y)、还原糖分(X1)、纯度包括重力纯度(X2)和简纯度(X4)、转光度(X3)及锤度(X5)等各项指标。1.4 统计方法所有试验数据通过DPS统计软件进行回归分析、通径分析、因子分析。2 结果分析2.1 回归分析利用本试验材料共63份数据对蔗汁糖分和其它5个品质指标分别进行简单回归分析(表1)。从表1可见,蔗汁糖分和各项指标均呈线性回归,简单回归模型均达极显著水平(P<0.01),同时回归系数和回归截距也都达到极显著水平(P<0.01)。其中决定系数

11、最高的为转光度,达0.993997,简单回归方程为:Y=075352+0.96938X3。其它指标的决定系数大小依次为:锤度、简纯度、还原糖分和重力纯度,分别为0.933773、0.852709、0.801139,0.798778。采用逐步回归方法进行分析,变数引入(SLE)及剔除(SLS)的显著水平取0.001,得到最优方程为Y=-4.47724939+0.6598210692X3+0.03952629895X4+0.3513029685X5。方差分析表明,多元回归模型达极显著水平(P<0.01),决定系数为0.997424。X3回归系数最大,对Y的贡献也最大。相比之下,X4、X5回归

12、系数较小,对Y的贡献自然也小。其它因子对Y的贡献更小,此结果与通径分析结果一致。表1 蔗汁品质性状的一元回归模型参数显著性检验1)Table1 Significancetestofone2waylinearregressionmodelofqualitycharacteristicsinsugarcanejuice回归方程Y=-10.1397+1.34693X5Y=075352+0.96938X3Y=22.04056-3.05161X1Y=-15.5716+0.39916X4Y=-16.7765+0.4094X21)决定系数(R2)0.9337730.9939970.8011390.85270

13、90.798778t值-10.1361229.327044.08928100.5057091.63353-15.67629-8.4222418.79215-7.2635615.56111标准误1.000360.045930.184270.009650.240530.194661.848870.021242.309680.02631F值*860.0752310101.4*398.6588353.145*242.0482X1.还原糖分,X2.重力纯度,X3.转光度,X4.简纯度,X5.锤度,Y.蔗糖分。2.2 通径分析通径分析(表2)表明,锤度、转光度、简纯度和重力纯度对蔗汁糖分均有正效应。各项指

14、标的效应值的大小依次为:转光度、锤度、重力纯度、简纯度、还原糖分。转光度的直接作用最大,达0.65022,该因子通过其它各项指标对蔗汁蔗糖分都有间接的正效应。还原糖分通过其它4项指标对蔗汁糖分有间接的负效应,通过该因子则抵消了一部分效应,剩余通径系数为0.05231。第1期王超等:湛江地区主要甘蔗品种蔗汁品质性状分析表2 蔗汁蔗糖分和其它各项蔗汁品质指标间的作用分析1)Table2 Relationshipofsucrosecontentwithotherqualityindexesofsugarcanejuice间接作用X3-0.591380.586890.077090.082230.066

15、050.611270.620450.02641#19#因子X1X2X3X4X51)相关系数-0.895060.893740.996990.923420.96632直接作用0.019350.08540.650220.03290.26866X1-0.01802-0.0176-0.01864-0.01526X2-0.07954X4-0.031690.031670.03093X5-0.211810.207790.256370.21566X1.还原糖分,X2.重力纯度,X3.转光度,X4.简纯度,X5.锤度。2.3 因子分析6个甘蔗品质指标共构成2个主因子,从这2个主因子的方差极大旋转因子载荷矩阵(表3

16、)可以看出,2个主因子特征值的累计贡献率达98.254%,说明该2个主因子有较好的代表性。第一主因子中起主要作用的是蔗汁品质指标,即蔗汁糖分、蔗汁锤度、蔗汁转光度和蔗汁还原糖分,因此称为蔗汁糖分指标因子。第二主因子载荷值较大是重力纯度和简纯度,这2个指标是衡量甘蔗成熟度的标志,故称为成熟度因子。在甘蔗成熟过程中,随糖分的积累,非糖分逐渐减少,纯度逐步提高,简纯度和重力纯度虽然都在增表3 方差极大正交旋转因子载荷矩阵1)Table3 Thefactorloadingmatrixaftervarimaxrotation指标X1X2X3X4X5Y方差贡献累计贡献1)因子1-0.85520.64309

17、0.868470.855240.613280.910413.1740.529因子2-0.476460.763080.455980.503670.788330.4092.721210.98254X1.还原糖分,X2.重力纯度,X3.转光度,X4.简纯加,然而增加的趋势不一样,简纯度比重力纯度增加得快。度,X5.锤度,Y.蔗糖分。成熟前期简纯度比重力纯度低得多,而成熟后期,重力纯度增加缓慢,简纯度很接近甚至超过重力纯度。说明甘蔗体内,还原糖分总量在减少的同时,游离葡萄糖和果糖的相对浓度也在不断变化,从而影响两种纯度的相对大小。因子1与因子2的相关性为显著正相关(P<0.05),表明因子1与因

18、子2的间接作用较大,相关系数为0.72504。3 讨论蔗汁的锤度、转光度、蔗汁糖分、重力纯度以及简纯度等性状是甘蔗重要的品质指标。锤度表示溶液中固形物的质量百分数,锤度的高低可粗略评价蔗汁蔗糖分高低。由于锤度测定简单、快捷、方便,因此在甘蔗育种早期阶段普遍采用锤度来衡量蔗糖分的高低。但环境温度对锤度值有所影响,容易导致一定的盲目性。在本试验中,把7个湛江地区常植品种进行数据合并,用蔗汁蔗糖分别和转光度、重力纯度、简纯度、锤度及还原糖分进行了简单和逐步回归分析,得到了最优方程,预测结果较为理想,平均误差小于1%。利用本回归模型不仅可以较为准确地估算蔗汁蔗糖分,同时也可进一步推算出转光度、锤度和简纯度等。为了提高回归模型估计的准确度,还应该再扩大样品的数量和取值范围,并且在测定蔗汁各项指标时,要尽量减少测定过程中的环境误差。通径分析结果说明,甘蔗蔗汁糖分主要受蔗汁转光度、蔗汁锤度、蔗汁重力纯度、简纯度4个指标影响,对甘蔗蔗汁品质的衡量,应该采取更为综合的评判,以得出准确的鉴定