高粱农艺与品质性状的主成份和聚类分析资源-CSDN文库

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高粱农艺与品质性状的主成份和聚类分析

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王鑫，郭兴强，于永静，阿布都尼，谢光辉

中国农业大学农学与生物技术学院，北京（100094）

E-mail: longsdau@163.com

摘要：通过对 34 个品种的农艺性状、品质性状共 11 个指标的主成份分析，提取出产量因

子、单株木质纤维素含量因子、单杆糖产量因子和茎粗因子 4 个因子，累计可表达总变异的

89.76%，就各因子对高粱能量生产潜力的贡献作了详细分析。聚类分析结果表明，34 个高

粱品种可聚为 4 大类，不同类别间品种的遗传距离较大。在能源高粱育种中，应根据育种目

标，对杂交亲本进行选择。

关键词：高粱；农艺性状；品质性状；主成份和聚类分析

中图分类号：S3

当前，清洁、可再生的生物质能源的现代化利用在许多国家得到高度重视，可再生

能源利用程度的高低，已成为社会发展文明程度的重要指标之一。能源植物以其资源的

丰富性、可再生性以及二氧化碳零排放等优势，势必将成为一种重要的可再生替代能源

[1]

。由于高粱具有种植区域广、抗逆、耐旱、耐涝、耐贫瘠、耐盐碱、生长快、产量高

等特性

[2]

，并且其植株中的纤维素、半纤维素以及甜高粱茎杆中的糖都是很好的生物质

能源原料，使得其在生物质能源利用中有着良好的发展前景。目前，国内外已经广泛开

展了高粱能源加工工艺的研究，较少涉及栽培、生理方面，对与高粱能量生产有关的农

艺性状、品质性状等因素间的相关性研究也不多。在能源高粱育种中，由于农艺性状和

品质性状大都是典型的数量性状，在多指标的研究中，指标的个数很多，且彼此间往往

存在一定的相互关系，使观测数据在一定程度上重叠，给综合选择带来一定难度

[3]

。因

此，本研究选用 34 个国内外高粱品种，对其与能量生产相关的农艺性状、品质性状进行

观测，引入主成份分析和聚类分析，可以在不损失或很少损失原有信息的前提下，将原

有多个指标转换为少数几个新的综合指标

[4]

，从而简化多指标分析。通过主成份分析，

找出对品质性状贡献大的几个主要因子，通过聚类分析,明确各品种间的遗传距离，以期

为能源高粱的高产育种及栽培提供理论依据。

1. 材料与方法

试验于 2007 年在中国农业大学曲周实验站进行，试验地土壤为盐碱地改良后的盐化潮

土，土壤容重为 1.46 g﹒cm

-3

，pH 值 7.8，全氮含量 0.11 g﹒kg

-1

，速效磷含量 8.8 mg﹒kg

-1

，速

效钾 103.4 mg﹒kg

-1

。选用国内外高粱品种共 34 份（见表 1）。各品种田间顺序排列，行长

10m，行距 0.7m，各品种相邻种植，每品种种一行。5 月 19 日播种，穴播，穴距 0.2m，每穴 3

粒。三叶期间苗，每行保苗 50 株。

成熟期每品种取连续十株，测量株高(X1)、中部节间茎粗（X2，,以下简称茎粗）、地上伸

长节间数（X3，以下简称节间数）,记录各品种生育期(X4)。取样植株分茎、叶（包含叶鞘），

80℃分别烘干至恒重称干物重，计算单株茎叶总干重(W)。茎、叶分别粉碎后过 40 目筛，采用

蒽酮比色法测定茎含糖量(S1)，计算单杆糖产量(S)。范氏(Van Soest)分析法测定单株叶半纤

维素、纤维素、木质素含量，茎半纤维素、杆纤维素、杆木质素含量。计算单株半纤维

素、纤维素、木质素含量(F1、F2、F3)和产量(F)

[5]

。

1

本课题得到“十一五”国家科技支撑计划项目课题“生物质资源高效培育技术”(2006BAD07A04)的资助。

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