陆地棉数量性状的多元统计分析

陆地棉数量性状的多元统计分析摘要：通过对45个陆地棉品种（系）的产量、品质性状进行多元统计分析，结果表明：产量性状的遗传改良潜力较大，而品质性状的遗传改良潜力较小：相关与偏相关均反映了产量性状间存在显着的相关关系，建立单株皮棉产量的回归方程，拟合效果较好，从通径和决策系数分析结果可看出，单株皮棉产量的影响因子大小依次为单株有效铃、单铃重、衣分：而产量与品质性状间的关系不显着。45个陆地棉品种（系）可以分为5类，其中第2类产量、品质性状综合表现优良，具有较大的利用价值。

关键词 ：陆地棉；数量性状；相关回归分析；聚类分析

产量是棉花育种的主要目标之一，但由于影响选育高产棉花新品种成效的因素十分复杂，不仅有遗传因素、生理因素、生态因素、环境因素以及这些因素的相互作用等，还有组成棉花产量结构的诸因素间的相关性，以及这些因素同棉花本身其它性状间的相互关系。因此，要选育出增产潜力更大的高产新品种，必须从这些复杂的因素中找出影响较大的主要因素，以促进棉花育种工作不断深入。

回归分析是研究因变量和自变量之间变动比例关系的一种方法，最终结果一般是建立某种经验性的回归方程。回归分析因变量的多少有一元回归和多元回归之分，而多元回归又可分为一个因变量对多个自变量之间的回归。本文对45个陆地棉品种（系）的产量和纤维品质等多项数量性状进行回归分析，并以各品种相应的性状值进行聚类分析，进而对各类品种的产量和主要纤维品质性状进行分析，旨在为棉花新品种的综合评价及确定改良目标提供参考依据。

1材料与方法

1.1供试材料

45个陆地棉品种（系）为：792024、R25.98-69、R1、R10、R11、R13、R16、R17、R19、R2、R21、R22、R26、R3、R4、R5、R7、R8、R9、阿什36、超鸡脚、国欣棉、鸡脚棉、冀丰197、晋4、鲁28、彭泽芽黄、神丰抗6、苏702、塔什干、新抗巴农1号、新陆早13号、新陆早22号、新陆早24号、新陆早28号、新陆早35号、新陆早36号、新陆中26号、新字7号、中棉42号、中796292、中796392、中796432和中796472。

1.2试验方法

本试验于2024年在塔里木大学植物科技学院育种试验地进行。试验材料采取随机区组设计，两次重复，行长5m，地膜覆盖种植，株行距配置为(10+60+10+60)cm×12.5cm，于4月18日人工点播，其他管理同大田。10月下旬各小区中间取生长正常的5株棉株，考种测定铃重、衣分，用纤维品质测定仪检测纤维上半部平均长度、平均长度、整齐度、强度和马克隆值。

1.3统计分析方法

利用EXCEL计算软件对测定数据进行初步整理分析，计算各个性状的2次重复的平均值，利用DPS统计软件进行各性状的相关分析、通径分析、逐步回归分析和聚类分析，聚类分析时原始数据进行标准化转换，样本间的距离采用卡方距离计算，聚类方法采用离差平方和法进行分析。

2结果与分析

2.1参试品种性状表现

从表1可以看出，参试45个品种（系）的各性状表现为供试群体的衣分、长度、强度等性状基本符合育种目标，但其单株有效铃、单铃重偏低，马克隆值偏大。群体各个性状差异较大。有效铃为3.2。12.1个：无效铃的变幅为O～4.5个，单株皮棉5.25～22.30g。铃重最大的为5.6g，最小的为2.8g。马克隆值3.3～5.6，衣分34.8%～49.5%。纤维上半部平均长度为27.8~34.2mm，平均长度为23.5～29.7mm。纤维强度分布在28.2～35.1CN/tex范围内。可以看出各个性状的表现在品种间差别较大，可以根据各个性状的表现型值进行分析加以聚类。变异系数反映了性状的变异程度，从表1中可以看出，单株有效铃、单株无效铃、单株皮棉重等性状的变异系数较大，说明这些性状的遗传改良潜力较大。上半部平均长度、强度的变异系数较小，说明它们遗传改良潜力较小。

2.2性状间的相关分析

从表2可以看出，单株有效铃与单株皮棉重呈极显着正相关，说明单株有效铃越多，单株皮棉产量越高，但它与衣分和单铃重呈极显着负相关，即单株有效铃多，反而会使衣分、单铃重下降。单株无效铃可以反映品种的熟性情况，无效铃越多，该品种的生育期可能越长。单株无效铃与上半部平均长度呈负相关，而与平均长度呈极显着正相关。衣分、单铃重与单株皮棉产量均呈极显着正相关，说明衣分越高，单铃重越大，单株皮棉产量越高。单铃重与衣分间呈极显着负相关，说明单铃重增加，会导致衣分降低。而上半部平均长度与平均长度间呈极显着正相关，其它性状的相关均不显着。从表2的偏相关系数可以看出，单株有效铃、衣分、单铃重与单株皮棉产量均呈极显着正相关，即铃数多、衣分高、单铃重重，单株皮棉产量就越高。单株无效铃与上半部平均长度、平均长度、强度呈极显着正相关，说明生育期越长，棉花纤维品质可能越好。上半部平均长度、平均长度与强度间呈极显着正相关，说明长度与强度间存在一定的协同关系。长度、强度与马克隆值间的偏相关系数达显着水平，但为负值，说明纤维长度越长、强度越高，可能纤维的细度和成熟情况越好。综上所述，陆地棉主要产量性状间存在显着的相关关系，但与品质性状间相关关系不甚明显，说明陆地棉产量与品质可能存在同步改良的可能。

2.3产量性状间的回归分析

Y=-29.54+1.94X1+0.051X2+29.69X3+3.13X4+0.059X7+0.063X8（R2=0.99)

（1)

分别以有效铃（xl)、无效铃数（X2)、衣分（X3)、铃重（X4)、纤维上半部平均长度（x5)、平均长度（X6)、马克隆值（X7）、比强度（X8)8个性状为自变量，单株皮棉产量为因变量进行逐步回归分析，建立了6个变量与单株皮棉间的回归方程。该方程的复相关系数和F值都达到了显着水平，剩余标准差也较小。说明这几个自变量可以预测单株皮棉的表现。但有效铃、衣分、铃重与单株皮棉的偏相关系数较大且显着，它们对单株皮棉的影响较大，而无效铃数、马克隆值、强度与单株皮棉的偏相关系数较小且不显着，即对单株皮棉影响较小。纤维上半部平均长度和平均长度对单株皮棉影响小而没有引入到回归方程中。可从回归系数的大小看出自变量对单株皮棉的作用大小，即有效铃、衣分和铃重的贡献较大。

2.4性状间的通径分析

以单株皮棉产量为目标性状与其它6个产量品质性状间进行了通径分析，结果见表3。从分析结果可以看出，有效铃、单铃重、衣分对单株皮棉产量的直接通径较大，且均为正值，说明它们对单株皮棉产量均存在较大的贡献，贡献率大小依次为：有效铃>单铃重>衣分。所以各自变量性状对单株皮棉的直接作用大小可在一定程度上反映它们对单株皮棉的作用大小，但因自变量间存在相关而对目标性状产生间接作用（正向或负向间接作用），增加了分析的复杂性。各性状的决策系数的大小可反映各性状对目标性状的作用大小。决策系数最大的是有效铃，次之是铃重和衣分，最小的性状为比强度。可选择有效铃、铃重和衣分较好的品种，其单株皮棉也表现较好，各品种的实际表现型值与决策分析结果一致，并与相关分析及直接通径结果一致。

2.5陆地棉品种（系）的聚类分析

对45个品种（系）进行系统聚类分析，各性状原始数据进行标准化变换，聚类距离采用卡方距离，聚类方法采用离差平方和法，聚类结果将45个品种分为5大类，第1类：R16、R10、R22、R3、国欣棉和中796472：第2类：R26、R2、R5、R9、阿什36、鲁28、神丰抗6和中796392；第3类：R8、R17、R19、R2、超鸡脚、彭泽芽黄和新陆早28号；第4类：98-6、792024、R1、R11、R13、R2,、R7、鸡脚棉、冀丰197、晋4、苏702、塔什干、新抗巴农1号、新陆早13号、新陆早22号、新陆早24号、新陆早35号、新陆早36号、新陆中26号、新字7号、中796292和中796432：第5类：R4。

从表4可以看出，第1类棉花品种（系）的单株有效铃多，单株籽棉产量和单株皮棉产量较高，即它们的主要产量性状较为突出，而品质性状在各类中最低。第1类遗传变异系数较大的性状有单株无效铃、单株有效铃和马克隆值，说明此类品种的熟性和铃数还有一定的改良潜力：第2类产量性状中等偏大，品质性状较优，因此，这类是综合性状优良的品种（系）；第3类单株铃数、单铃重、衣分等均较低，品质性状属中等；第4类品种的产量性状、品质性状表现一般：第5类产量性状表现较差，即单株有效铃数较少，单铃重、衣分较低，但其纤维品质性状表现较为突出。

3结果与讨论

（1）从45个供试品种（系）的变幅和变异系数可以看出各个性状的表现在品种间差别较大，单株有效铃、单株无效铃、单株皮棉重等性状遗传改良潜力较大，而上半部平均长度、强度的遗传改良潜力较小。（2）相关、偏相关分析结果及通径分析结果一致，表现为衣分、单铃重与单株皮棉产量均呈极显着正相关，说明衣分越高，单铃重越重，单株皮棉产量越高。对单株皮棉产量的贡献顺序依次为单株有效铃、单铃重、衣分，其它性状对单株皮棉产量的影响均较小：而产量性状与品质性状间相关关系不甚明显，即供试材料在产量与品质性状间不存在明显的负相关关系，说明陆地棉产量与品质可能存在同步改良的可能。（3）对45个品种（系）进行系统聚类分析，结果可将其分为5类，第1类棉花品种（系）的主要产量性状较为突出，而品质性状表现较差：第2类品种（系）的产量、品质均综合表现优良，在生产上具有较大的利用潜力：第3类棉花品种（系）产量性状表现较差，品质性状属中等；第4类棉花品种（系）的产量性状、品质性状表现一般：第5类棉花品种（系）产量性状表现较差，但其纤维品质性状表现较为突出。聚类分析结果可为育种时的亲本选配提供参考。（4）本试验中产量性状间的关系与其他学者的结论一致．但产量和品质性状之间不存在显着的相关关系，这与其它学者的相关研究结论不一致，这可能与不同地区各性状的影响主次有关，也可能与供试材料的广泛性有关．因本文的供试材料来源较为广泛，有不同时代的品种（系），也有不同国家、地区的品种（系），造成品种间性状差异大，可能会对结果产生一定的影响。

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