丝瓜种质资源主成分与聚类分析

叶新如; 朱海生; 温庆放; 李祖亮; 刘建汀; 王彬; 陈敏氡; 张前荣; 黄爱萍

doi:10.19303/j.issn.1008-0384.2017.07.003

丝瓜种质资源主成分与聚类分析

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.07.003

叶新如^{1, 2, 3,},
朱海生^{1, 2, 3, ,},
温庆放^{1, 2, 3, ,},
李祖亮⁴,
刘建汀^{1, 2, 3},
王彬^{1, 2, 3},
陈敏氡^{1, 2, 3},
张前荣^{1, 2, 3},
黄爱萍⁵

1.
福建省农业科学院作物研究所, 福建福州 350013
2.
福建省农业科学院蔬菜研究中心, 福建福州 350013
3.
福建省蔬菜工程技术研究中心, 福建福州 350013
4.
福建省农业科学院农业生物资源研究所, 福建福州 350003
5.
福建省农业科学院农业经济与科技信息研究所, 福建福州 350003

基金项目:

福建省科技计划项目——省属公益类科研院所基本科研专项 2015R1018-4

福建省科技计划项目——省属公益类科研院所基本科研专项 2016R1015-4

福建省农业科学院创新团队 2016PI-40

福建省自然科学基金项目 2015J01118

详细信息

作者简介:
叶新如(1991-), 女, 主要从事园艺植物分子生物学研究(E-mail:731122298@qq.com)

通讯作者:
朱海生(1978-), 男, 博士, 副研究员, 主要从事园艺植物生理生化与分子生物学研究(E-mail:zhs0246@163.com)

温庆放(1965-), 男, 研究员, 研究方向:蔬菜育种(E-mail:fjvrc@163.com)

中图分类号: S642.1
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2016-10-10
- 修回日期: 2017-04-07
- 刊出日期: 2017-07-01

Principal Components and Cluster Analyses on Luffa Germplasms

YE Xin-ru^{1, 2, 3
,},
ZHU Hai-sheng^{1, 2, 3
, ,},
WEN Qing-fang^{1, 2, 3
, ,},
LI Zu-liang⁴,
LIU Jian-ting^{1, 2, 3},
WANG Bin^{1, 2, 3},
CHEN Min-dong^{1, 2, 3},
ZHANG Qian-rong^{1, 2, 3},
HUANG Ai-ping⁵

1.
Crops Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350013, China
2.
Vegetable Research Center, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350013, China
3.
Fujian Engineering Research Center for Vegetables, Fuzhou, Fujian 350013, China
4.
Agricultural Bio-Resource Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350012, China
5.
Institute of Agricultural Economics and Scientific Information, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350003, China

摘要

摘要: 对60份丝瓜种质资源的植株、果实等16个农艺性状进行主成分分析和聚类分析。结果表明，60份丝瓜种质资源变异系数范围在0~111%；多样性信息指数在0~2.037。各个材料之间的变异系数和多样性指数各不相同，但总体上60份丝瓜的变异程度和多样性较高。通过主成分分析，提取出5个农艺性状的指标。判断有棱丝瓜和普通丝瓜的因子、果肉因子、果形因子、熟性因子、外观品质因子。根据种质间遗传聚类丝瓜分为有棱丝瓜和普通丝瓜两大类。
- 丝瓜 /
- 性状 /
- 主成分分析 /
- 聚类分析
Abstract: Principal agronomic components of the plants and fruits of 60 varieties of luffa were analyzed. A cluster analysis was conducted on the composition and morphological traits of the vegetables. The results showed coefficient of variations among them ranged from 0% to 111%; and, Shannon's information, from 0 to 2.037. Overall, their variation coefficients and diversity indices were high and distinctively different from one another. The principal component analysis showed 5 indices to largely cover all agronomic traits that could distinguish between Luffa acutangula (L.) Roxb and L. cylindrica (L.) M.J. Roem. They included the flesh, shape, maturity, and appearance of the fruits. Morphologically, the germplasms were clustered into two groups, with Luffa acutangula in one and L. cylindrica in the other.
- luffa /
- characteristics /
- principal components analysis /
- cluster analysis

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图 1 60份丝瓜种质资源UPGMA聚类

Figure 1. Dendrogram of 60 luffa accessions generated by UPGMA method

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表 1 供试材料

Table 1. Material tested

编号	材料	种质类型
1	05005-2-3-3-4-6	普通丝瓜
2	08002-1-3-4-1-8	普通丝瓜
3	11009-1-2-1-3-2	有棱丝瓜
4	11010-1-5-1-3-6	有棱丝瓜
5	11014-3-9-3-2-10	有棱丝瓜
6	11014-3-2-3-4-5	有棱丝瓜
7	11016-4-4-1-5-1	有棱丝瓜
8	11017-3-6-4-3-1	普通丝瓜
9	11027-2-9-4-6-3	有棱丝瓜
10	05008-1-2-2-2-5	普通丝瓜
11	07001-1-1-1-9-1	有棱丝瓜
12	08002-1-7-3-4-7	有棱丝瓜
13	08012-1-7-4-3-3	有棱丝瓜
14	11016-4-5-2-5-6	有棱丝瓜
15	11027-2-10-2-4	有棱丝瓜
16	11027-2-11-4-5-1	有棱丝瓜
17	13010-1-1-13-2	普通丝瓜
18	11009-1-1-11-1-4	普通丝瓜
19	11017-3-8-4-8-8	普通丝瓜
20	09001-4-3-2-1-7	有棱丝瓜
21	11019-1-3-9-1-2	有棱丝瓜
22	13003-1-5-8-3-3	普通丝瓜
23	11010-1-1-9-4	有棱丝瓜
24	11014-3-10-3-5	有棱丝瓜
25	12001-1-3-2-1-4	普通丝瓜
26	06001-1-1-5-9	普通丝瓜
27	06001-2-1-4-6	普通丝瓜
28	05003-1-2-2-4	普通丝瓜
29	11012-1-14-5-9	有棱丝瓜
30	11002-1-3-5-8	普通丝瓜
31	05008-1-2-2-2-1	普通丝瓜
32	11011-1-11-4-5-3	有棱丝瓜
33	05006-1-1-7-9-2	有棱丝瓜
34	07001-1-12-6-4-3	有棱丝瓜
35	05006-1-3-4-6-5	有棱丝瓜
36	11012-2-14-9-6-3	有棱丝瓜
37	11019-1-3-1-4-5	有棱丝瓜
38	11024-4-4-6-9-6	普通丝瓜
39	12001-1-3-1-5-1	普通丝瓜
40	11007-1-1-5-3-3	有棱丝瓜
41	13003-2-3-6-5-4	普通丝瓜
42	14001-1-6-9-5-2	普通丝瓜
43	14002-3-4-7-5-2	普通丝瓜
44	05005-2-5-9-6-1	普通丝瓜
45	05007-2-1-5-7-1	普通丝瓜
46	11004-1-3-6-1-5-2	普通丝瓜
47	11012-1-3-7-6-9-6	有棱丝瓜
48	13011-1-5-6-9-5	普通丝瓜
49	13012-1-4-6-9-3	普通丝瓜
50	11019-5-3-9-6-7	有棱丝瓜
51	12001-1-4-5-3-4	普通丝瓜
52	11015-1-4-6-9-7	有棱丝瓜
53	05003-1-2-1-6-9-9	普通丝瓜
54	07004-1-2-1-5-4	普通丝瓜
55	11020-2-2-9-8-4	普通丝瓜
56	11007-2-1-6-4-1	普通丝瓜
57	11012-1-8-6-2-5	有棱丝瓜
58	11004-1-1-9-5-8	普通丝瓜
59	11015-1-2-5-3-6	有棱丝瓜
60	08012-1-9-2-2-6	有棱丝瓜

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表 2 形态性状记载

Table 2. Morphological characteristics of luffa

形态性状	记载标准
第一雌花节位	第＿节
瓜重	＿kg
瓜长	＿cm
瓜横径	＿cm
果肉厚	＿cm
瓜把长	＿cm
生长势	1弱2中3强
瓜棱	0无棱1微棱2浅棱3深棱
叶形	1心脏形2掌状浅裂3掌状深裂
结瓜习性	1主蔓2侧蔓3主/侧蔓
瓜皮色	1白2黄白3橙红4黄绿5浅绿6绿7深绿
瓜肉色	1白2白绿3黄绿4浅绿
瓜面特征	1平滑2微皱3粗糙
瓜形	1长棍棒2段棍棒3长圆筒4段圆筒5椭圆形6纺锤形7镰刀形8束腰形9蛇形
瓜面光泽	1灰暗2较光亮3光亮
瓜瘤稀密	0无1稀2中3密

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表 3 植物学性状多样性基本统计数据

Table 3. Statistic diversity indices based on morphology of luffa

性状	最小值	最大值	均值	标准差	变异系数	多样性指数
瓜长	13.7	53.00	32.8	11.06	0.337	1.317
瓜横径	1.98	7.80	5.04	1.147	0.228	1.988
瓜皮色	4.00	6.00	4.90	0.752	0.154	1.068
瓜把长	1.26	7.02	3.94	1.285	0.326	2.037
瓜形	1.00	4.00	2.40	1.153	0.480	1.371
瓜面光泽	1.00	3.00	2.46	0.724	0.294	0.927
瓜瘤稀密	0.00	3.00	1.11	1.236	1.110	1.207
果肉厚	0.32	5.04	2.61	1.167	0.446	1.949
生长势	2.00	3.00	2.75	0.436	0.158	0.562
结瓜习性	1.00	3.00	1.71	0.691	0.403	0.992
瓜肉色	1.00	3.00	1.75	0.571	0.326	0.866
第1雌花节位	6.00	32.00	16.9	5.318	0.315	1.824
单瓜质量	0.10	0.93	0.37	0.160	0.425	1.988
瓜棱	0.00	3.00	1.50	1.512	1.000	0.693
瓜面特征	2.00	3.00	2.26	0.445	0.197	0.579
叶形	2.00	2.00	2.00	0.000	0.000	0.000
注：各性状最大值、最小值和均值的记载超标准见表 2。

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表 4 60份丝瓜田间性状调查结果

Table 4. 60 Characteristics of luffa in the field

编号	瓜长/cm	瓜横径/cm	瓜把长/cm	单瓜重量/kg	第1雌花节位	果肉厚/cm
1	19.87	6.00	5.12	0.40	16.0	4.92
2	20.12	4.91	4.08	0.30	8.0	2.58
3	25.00	4.60	3.83	0.33	19.0	1.87
4	46.00	5.00	4.54	0.58	23.0	2.86
5	13.78	5.33	4.68	0.24	22.0	2.54
6	21.00	3.33	3.81	0.15	20.0	1.03
7	21.00	5.50	4.22	0.23	7.0	2.13
8	45.30	4.40	3.58	0.40	20.0	2.88
9	14.00	4.00	3.61	0.33	32.0	1.98
10	14.00	4.30	3.57	0.28	19.7	3.01
11	18.00	4.40	2.76	0.14	22.0	1.34
12	19.20	5.00	4.56	0.19	22.0	3.35
13	30.00	6.00	5.12	0.21	20.0	3.04
14	26.41	4.10	4.42	0.24	11.0	1.76
15	28.51	5.24	4.12	0.29	17.5	1.36
16	14.00	7.00	4.76	0.23	22.0	4.65
17	15.00	4.30	2.89	0.25	17.0	1.75
18	19.70	6.00	5.58	0.71	22.0	4.67
19	31.07	5.61	7.02	0.44	17.0	4.07
20	32.00	3.28	4.92	0.15	6.0	3.54
21	32.00	5.00	4.45	0.38	17.0	2.81
22	15.00	4.30	3.98	0.37	15.0	2.65
23	35.30	7.70	5.98	0.46	19.0	5.04
24	32.73	6.33	5.12	0.48	19.0	3.31
25	24.38	3.76	2.63	0.24	15.0	1.05
26	27.82	6.30	5.78	0.67	15.6	4.78
27	29.00	6.00	5.01	0.44	19.0	4.32
28	27.00	4.30	3.86	0.35	21.0	1.67
29	44.80	5.90	3.98	0.55	21.0	3.23
30	23.59	5.31	2.86	0.34	16.0	3.97
31	26.50	5.00	4.01	0.40	18.6	2.12
32	32.79	4.63	5.67	0.41	8.0	1.88
33	46.10	4.90	3.82	0.42	12.0	1.34
34	47.00	2.61	3.14	0.12	11.0	0.98
35	48.21	4.00	3.55	0.34	12.0	1.34
36	48.00	3.50	2.54	0.27	31.0	1.54
37	36.57	5.45	3.18	0.51	10.0	2.21
38	33.30	6.72	2.04	0.24	21.0	4.53
39	39.00	5.84	3.36	0.42	9.0	3.44
40	33.47	1.98	4.63	0.10	22.0	0.32
41	52.30	7.80	2.16	0.65	16.0	4.33
42	43.60	3.81	2.36	0.39	11.0	1.55
43	47.00	5.97	2.64	0.32	14.0	3.82
44	43.60	4.95	1.94	0.26	16.0	2.75
45	37.32	5.63	6.63	0.57	16.0	3.65
46	49.70	5.78	2.32	0.35	22.0	2.45
47	30.21	6.22	6.71	0.51	22.0	1.42
48	31.00	4.86	2.76	0.37	18.0	2.01
49	53.00	5.57	2.27	0.38	11.0	3.21
50	38.80	6.50	5.64	0.49	21.0	3.43
51	42.00	3.45	2.89	0.31	22.0	1.43
52	39.25	5.34	3.69	0.51	15.0	1.78
53	40.17	4.92	5.71	0.48	10.0	3.67
54	39.56	5.46	3.73	0.59	14.0	2.32
55	34.30	4.49	2.19	0.93	11.0	1.43
56	50.60	3.16	3.04	0.53	18.6	1.14
57	34.00	6.14	3.96	0.42	20.0	2.08
58	41.80	4.72	3.26	0.38	11.0	2.23
59	33.60	4.57	1.26	0.14	14.0	2.11
60	31.00	5.26	4.66	0.55	16.0	2.23

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表 5 60份丝瓜种质资源田间性状调查结果

Table 5. Characteristics of 60 luffa germplasms observed by field survey

编号	瓜形	瓜皮色	瓜面光泽	瓜面特征	瓜瘤稀密	瓜肉色	瓜棱	结瓜习性	生长势	叶形
1	短圆筒	绿	灰暗	微皱	稀	白绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
2	短圆筒	绿	灰暗	微皱	中	白绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
3	短棍棒	绿	较光亮	粗糙	无	白	深棱	侧蔓	强	掌状浅裂
4	长棍棒	深绿	光亮	微皱	无	白绿	深棱	侧蔓	强	掌状浅裂
5	短棍棒	绿	较光亮	微皱	无	白	深棱	主/侧蔓	强	掌状浅裂
6	短棍棒	深绿	较光亮	微皱	无	白绿	深棱	主/侧蔓	中	掌状浅裂
7	短棍棒	绿	较光亮	微皱	无	白	深棱	侧蔓	中	掌状浅裂
8	短圆筒	绿	灰暗	粗糙	密	白	无棱	主蔓	中	掌状浅裂
9	短棍棒	浅绿	光亮	微皱	无	白	深棱	侧蔓	强	掌状浅裂
10	短圆筒	绿	光亮	粗糙	密	白绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
11	短棍棒	浅绿	光亮	微皱	无	白绿	深棱	主/侧蔓	强	掌状浅裂
12	短棍棒	深绿	较光亮	微皱	无	白	深棱	侧蔓	中	掌状浅裂
13	短棍棒	深绿	光亮	微皱	无	白	深棱	侧蔓	强	掌状浅裂
14	短棍棒	深绿	光亮	微皱	无	白绿	深棱	侧蔓	中	掌状浅裂
15	短棍棒	绿	光亮	微皱	无	白绿	深棱	侧蔓	中	掌状浅裂
16	短棍棒	浅绿	光亮	微皱	无	白	深棱	侧蔓	强	掌状浅裂
17	短圆筒	绿	光亮	微皱	中	白绿	无棱	侧蔓	强	掌状浅裂
18	短圆筒	深绿	灰暗	微皱	稀	白绿	无棱	侧蔓	强	掌状浅裂
19	长圆筒	浅绿	光亮	粗糙	密	白绿	无棱	侧蔓	强	掌状浅裂
20	棍棒棒	浅绿	较光亮	微皱	无	白绿	深棱	侧蔓	中	掌状浅裂
21	长棍棒	绿	光亮	微皱	无	白	深棱	主蔓	强	掌状浅裂
22	短圆筒	绿	灰暗	粗糙	密	白绿	无棱	侧蔓	强	掌状浅裂
23	长棍棒	绿	光亮	微皱	无	白绿	深棱	侧蔓	强	掌状浅裂
24	长棍棒	深绿	光亮	微皱	无	白	深棱	主/侧蔓	强	掌状浅裂
25	短圆筒	浅绿	光亮	粗糙	密	黄绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
26	短圆筒	浅绿	较光亮	粗糙	中	白绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
27	短圆筒	浅绿	较光亮	微皱	中	白绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
28	短圆筒	浅绿	较光亮	微皱	中	黄绿	无棱	侧蔓	强	掌状浅裂
29	长棍棒	浅绿	光亮	微皱	无	白绿	深棱	侧蔓	中	掌状浅裂
30	短圆筒	浅绿	光亮	微皱	中	白绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
31	短圆筒	绿	光亮	微皱	中	白绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
32	长棍棒	绿	较光亮	微皱	无	白	深棱	主蔓	中	掌状浅裂
33	长棍棒	绿	较光亮	微皱	无	白绿	深棱	主蔓	强	掌状浅裂
34	长棍棒	深绿	光亮	微皱	无	白绿	深棱	主蔓	中	掌状浅裂
35	长棍棒	深绿	光亮	微皱	无	白	深棱	主/侧蔓	中	掌状浅裂
36	长棍棒	深绿	光亮	粗糙	无	白绿	深棱	侧蔓	强	掌状浅裂
37	长棍棒	绿	较光亮	微皱	无	白绿	深棱	主蔓	强	掌状浅裂
38	长圆筒	浅绿	光亮	粗糙	中	白	无棱	主/侧蔓	强	掌状浅裂
39	长圆筒	浅绿	光亮	粗糙	中	白	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
40	长棍棒	深绿	较光亮	微皱	无	白绿	深棱	侧蔓	强	掌状浅裂
41	长圆筒	绿	灰暗	粗糙	密	白绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
42	长圆筒	绿	光亮	粗糙	密	白绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
43	长圆筒	绿	光亮	微皱	稀	白绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
44	长圆筒	浅绿	光亮	微皱	中	黄绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
45	长圆筒	绿	光亮	微皱	密	黄绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
46	长圆筒	浅绿	较光亮	微皱	稀	白绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
47	长棍棒	浅绿	光亮	微皱	无	白绿	深棱	侧蔓	强	掌状浅裂
48	长圆筒	浅绿	光亮	微皱	中	白绿	无棱	侧蔓	强	掌状浅裂
49	长圆筒	绿	光亮	微皱	稀	白	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
50	长棍棒	深绿	光亮	微皱	无	白	深棱	侧蔓	中	掌状浅裂
51	长圆筒	绿	光亮	微皱	中	白	无棱	侧蔓	强	掌状浅裂
52	长棍棒	深绿	光亮	微皱	无	白绿	深棱	侧蔓	中	掌状浅裂
53	长圆筒	绿	灰暗	粗糙	密	白	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
54	长圆筒	绿	灰暗	粗糙	中	白绿	无棱	侧蔓	强	掌状浅裂
55	长圆筒	浅绿	较光亮	粗糙	密	白绿	无棱	主蔓	强	掌状浅裂
56	长圆筒	绿	光亮	粗糙	密	白绿	无棱	主/侧蔓	强	掌状浅裂
57	长棍棒	深绿	光亮	微皱	无	白	深棱	侧蔓	强	掌状浅裂
58	长圆筒	浅绿	光亮	微皱	密	白绿	无棱	侧蔓	强	掌状浅裂
59	长棍棒	浅绿	光亮	微皱	无	白绿	深棱	主蔓	中	掌状浅裂
60	长棍棒	绿	较光亮	微皱	无	白绿	深棱	主/侧蔓	中	掌状浅裂

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表 6 前5个主成分的特征向量、特征值和贡献率

Table 6. Eigenvectors, eigenvalues and contribution rates of 5 predominant components

特征性状	主成分1	主成分2	主成分3	主成分4	主成分5
瓜形	-0.081	0.424	-0.797	-0.185	-0.018
瓜长	0.192	-0.521	0.737	0.074	0.089
瓜横径	0.245	0.704	0.439	0.204	-0.209
瓜把长	-0.163	0.667	0.166	-0.209	0.047
瓜皮色	-0.509	0.004	0.234	-0.288	0.454
瓜面光泽	-0.292	-0.286	0.111	0.461	-0.284
瓜面特征	0.593	-0.119	-0.080	-0.056	0.568
瓜肉色	0.354	-0.296	-0.223	0.041	-0.314
瓜瘤稀密	0.880	-0.151	-0.219	-0.023	0.160
单瓜质量	0.506	0.246	0.512	-0.040	0.252
瓜棱	-0.893	0.070	0.204	-0.019	-0.031
结瓜习性	-0.556	0.124	-0.084	0.294	0.435
第1雌花节位	-0.244	0.260	-0.224	0.670	0.361
生长势	0.561	0.150	-0.155	0.505	0.124
果肉厚	0.389	0.731	0.240	0.047	-0.191
特征值	3.613	2.303	2.011	1.444	1.223
贡献率%	24.089	15.351	13. 405	9.629	8.155
累计贡献率%	24.089	39.44	52.845	62.474	70.629

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