全 文 ：广东农业科学 2015年第13期54
收稿日期：2015-02-03
基 金 项目 ：广 东 省 科 技 基 础 条 件 建 设 项目
（2013B060400032）
作者简介：袁圆（1993-），女，在读本科生，E-mail：
jyy_360662385@qq.com
通讯作者：陈和明（1976-），男，硕士，助理研究员，
E-mail：chenheming@163.com
12 个蝴蝶兰品种主要性状的主成分分析
袁 圆1，陈和明2，吕复兵2，赵超艺2，李 佐2，肖文芳2
（1. 中国农业大学农学与生物技术学院，北京 100193；
2. 广东省农科院环境园艺研究所，广东 广州 510640）
摘 要：2013 年 1月至 2015 年 2 月，对生产应用上的12 个蝴蝶兰品种进行观察统计，应用变异分析和主成
分分析建立评价体系。结果表明：15个性状的平均变异系数为 0.3428，侧分枝数的变异系数最大、为1.8747，叶宽
的变异系数最小、仅 0.1175，各指标变量之间相互独立又密切联系；采用主成分分析法对12 个蝴蝶兰的15 个主
要性状进行分析，前 5个主成分累积贡献率达 89.64%，包含了15 个性状的绝大部分信息，通过计算各品种的综
合得分值及其组培、栽培特性，得出第1类、第 2类和第 4类共 8个优良品种值得进一步开发利用。
关键词：蝴蝶兰；性状评价；主成分分析
中图分类号：S682.31 文献标识码：A 文章编号：1004-874X（2015）13-0054-06
Principal component analysis on main traits of 12 Phalaenopsis
YUAN Yuan1，CHEN He-ming2，LYU Fu-bing2，ZHAO Chao-yi2，LI Zuo2，XIAO Wen-fang2
（1. College of Agriculture and Biotechnology，China Agricultural University，Beijing 100193，China；
2. Environmental Horticulture Research Institute，
Guangdong Academy of Agricultural Sciences，Guangzhou 510640，China）
Abstract：Twelve varieties of Phalaenopsis applied in production were observed and counted from January 2013 to
February 2015. A synthetic assessment system was established by means of variation analysis and principal component
analysis. The results showed that the average coefficient of variation of 15 traits was 0.3428， the coefficient of variation of
lateral branching number was the largest with 1.8747，and the coefficient of variation of leaf width was the smallest with
0.1175. The processing evaluation variables were relatively independent but closely related. The main traits of 12 varieties
were analyzed by principal component analysis. The cumulative contribution rate of the first five principal components
reached more than 85%，which contained the most information of 15 traits，total 8 varieties in the first，second and fourth
category were worth further development and utilization according to the calculation of comprehensive score and the
features of tissue culture and cultivation.
Key words：Phalaenopsis；traits evaluation；principal component analysis
蝴蝶兰（Phalaenopsis）为兰科蝴蝶兰属植物，
原产于亚热带雨林地区，而人工育成的蝴蝶兰在温
室栽培条件下可以在世界各地种植，成为全世界广
泛流行的热带兰花；其花形奇特、花色艳丽、色泽丰
富、花序整齐、花期长，深受国内外消费者喜爱，素
有“洋兰皇后”的美誉［1-2］。性状评价在花卉方面的
研究报道主要集中在菊花［3］、海棠［4］、郁金香［5］、
三色堇［6］、红山茶［7］等，但在蝴蝶兰性状评价的研
究报道较少。李娜等［8］对中小花型蝴蝶兰品种进行
了分类性状主成分与聚类分析，得出影响中小花型
蝴蝶兰品种分类的主要指标是花径、花瓣颜色、唇
瓣颜色、花瓣长、花瓣宽等；周俐宏等［9］利用灰色
关联度对 10 个蝴蝶兰品种进行了评价，得出聚宝、
白天使的综合性状表现优良；陈和明等［10］利用主成
分分析对 27 个蝴蝶兰进行了评价，得出10 个观赏
性状优良的品种。以上蝴蝶兰评价主要集中在品种
资源上，对生产应用上的蝴蝶兰评价甚少。本研究
采用主成分分析法对生产应用中的 12 个蝴蝶兰品
种进行评价，而主成分分析将原来具有一定相关
性的众多性状转化成少数相互无关的主成分，避免
了信息的重叠，且根据贡献率的大小确定各因子的
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2015.13.021
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表 1 定性指标评价标准
指标 特 征 分数
花色 白花 1分
白花流彩 2分
白底浅紫花 3分
白底紫红花 4分
白底暗紫花 5分
黄绿花 6分
黄花 7分
黄底橙红花 8分
黄底紫红花 9分
黄底暗紫花 10 分
橙黄底紫红花 11分
浅紫红 12 分
紫红流彩 13分
紫红 14 分
深紫红 15分
叶色 浅绿 1分
绿色 2分
深绿 3分
花蜡质 无腊质 1分
半腊质 3分
厚腊质 5分
权重，评价科学客观［11］，结合品种的组培及栽培特
性，可为蝴蝶兰的进一步开发利用提供一定依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
2013 年 1月至 2015 年 2 月，以广东省农科院环
境园艺研究所金颖花卉苗木推广中心生产的焰火、
大辣椒、一串红、绿熊、富乐夕阳、0436、超群火鸟、
兄弟女孩兰、枫叶、V31、红太阳和内山姑娘等12 个
蝴蝶兰品种为材料，编号依次为 P01、P02、P03、
P04、P05、P06、P07、P08、P09、P10、P11、P12。
1.2 试验方法
2013 年 1月，以抽出的花梗为外植体，用剪刀将
花梗从母株上剪下，并将花梗切成长 3~4 cm 的带
芽截段，每个品种接种30 个花芽，3次重复。诱导培
养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L+10.0% 椰
子汁 + 蔗糖 30 g/L + 琼脂 7 g/L，培养后 40 d 统计
诱导率，诱导率（%）= 成活数 /（接种外植体个数 -
污染个数）×100；增殖（继代）培养基为MS+6-BA
3.0 mg/L+AD 3.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+10.0% 椰子汁
+蔗糖 30 g/L+ 琼脂 7 g/L，每 30~50 d 继代1次，统
计增殖系数，增殖系数 = 增殖新芽数 / 接种外植体
总数。诱导培养和增殖培养的培养条件均为光照强
度 2 000~2 500 lx、光照12 h/d，培养温度 25~28℃。
2013 年 8 月，将经诱导培养、增殖培养和壮苗
生根后的幼苗出瓶移栽，统计成活率，移栽成活率
（%）= 移栽成活数 / 出苗总数×100；观察从小苗、
中苗、大苗再到成苗的整个过程（植株长势），分
为 5个等级：10~12 个月（快）、12~14 个月（较快）、
14~16 个月（中等）、16~18 个月（较慢）、18~20 个月
（慢）。成苗后，调查植株大小（测量成苗叶展幅），分
为3个等级：≤25 cm（小）、25~35 cm（中）、＞35 cm
（大），每个品种测量 50 株后取其平均值；调查病害
发生率（品种主要病害发生植株数所占的比例）。
2015 年 1~2 月，对成熟大苗花期各性状进行
调查（花枝上开花达 50% 之时），分别调查以下 15
个性状：株高（X1）、株幅（X 2）、叶长（X 3）、叶宽
（X4）、叶数（X5）、花梗数（X6）、花枝长（X7）、花
纵径（X8）、花横径（X9）、主枝花数（X10）、总花数
（X11）、侧分枝数（X12）、叶色（X13）、花腊质（X14）、
花色（X15）。其中，株高、株幅、叶长、叶宽、叶数、花
梗数、花枝长、花纵径、花横径（花径）、主枝花数、
总花数、侧分枝数为定量指标；而叶色、花腊质和花
色为定性指标，通过打分将定性指标定量化（表1）。
1.3 数据统计
利用 Excel 计算平均值、标准差、变异系数、最
大值、最小值；采用离差标准化方法对数据进行标
准化，并用SAS软件［12］进行主成分分析。
2 结果与分析
2.1 组培和栽培特性
从表 2 可以看出，12 种蝴蝶兰在组培过程中，
诱导率均在 96%以上，出芽率高；各品种随着继代
次数的增多，其增殖系数上升，但 P05、P07、P08 和
P11的增殖系数（1.4~3.6）相对较低，而其他品种的增
殖系数（2.3~4.5）较高。栽培过程中，12 种蝴蝶兰移
栽成活率均在 92%以上，成活率高；从出苗移植至
成苗的过程所需时间，除 P05 需 16~18 个月外，其余
品种均在14~16 个月内长至成苗，且植株均在中、大
以上（叶展幅在 25 cm以上）；供试蝴蝶兰植株的主
要病害为褐斑病、煤烟病、软腐病和疫病，但发病率
极低（1%~4%）。
2.2 蝴蝶兰品种间主要性状的差异
由表 3可知，侧分枝数变异系数达1.8747，变异
56
表 3 12个蝴蝶兰品种的主要性状
编 号 株高（cm）
株幅
（cm）
叶长
（cm）
叶宽
（cm）
叶数
（片）
花梗数
（个）
花枝长
（cm）
花纵径
（cm）
P01 12.50 45.00 24.57 8.50 5.33 1.33 76.33 8.17
P02 10.90 37.83 19.00 8.43 5.33 1.00 83.07 8.33
P03 23.10 27.43 21.77 8.17 6.33 2.00 64.87 9.17
P04 7.63 29.17 14.20 6.13 7.00 1.00 37.97 6.23
P05 15.20 34.00 22.60 7.57 6.33 1.00 67.50 8.00
P06 15.23 36.37 19.97 8.67 5.00 1.00 88.33 8.33
P07 10.00 40.90 22.17 7.57 5.33 1.00 76.33 8.93
P08 16.53 28.50 19.20 7.37 5.67 2.00 50.37 6.93
P09 11.20 33.73 20.03 6.87 6.67 1.00 70.97 7.47
P10 9.77 32.63 16.43 6.73 6.67 1.33 66.17 7.17
P11 21.07 35.10 26.13 9.80 5.33 1.00 71.60 9.30
P12 14.07 40.37 22.10 8.10 5.33 1.00 82.57 9.27
均值 13.93 35.09 20.68 7.83 5.86 1.22 69.67 8.11
标准差 4.63 5.35 3.30 1.00 0.69 0.38 14.16 0.99
最小值 7.63 27.43 14.20 6.13 5.00 1.00 37.97 6.23
最大值 23.10 45.00 26.13 9.80 7.00 2.00 88.33 9.30
变异系数 0.3326 0.1526 0.1596 0.1275 0.1175 0.3149 0.2033 0.1226
表 2 12个蝴蝶兰品种的组培与栽培特性
编号 诱导率（%）
转接天数
（d）
增殖
系数
移栽成活率
（%）
植株
长势
植株
大小
主要
病害
病害发生率
（%）
P01 98 30~40 2.8~4.2 96 中等 大 褐斑病 3
P02 97 30~40 3.2~4.3 95 中等 大 煤烟病 2
P03 98 30~40 3.0~4.5 93 中等 中 褐斑病 2
P04 96 30~40 2.3~4.0 95 中等 中 软腐病 2
P05 96 40~50 1.4~2.8 92 较慢 中 褐斑病 2
P06 97 30~40 3.0~4.3 95 中等 大 褐斑病 3
P07 96 40~50 1.8~3.0 96 中等 大 软腐病 2
P08 96 35~40 2.3~3.6 96 中等 中 疫病病 2
P09 97 30~40 2.8~4.2 96 中等 中 软腐病 4
P10 98 30~40 2.7~4.0 97 中等 中 软腐病 4
P11 97 40~50 1.5~3.0 92 中等 大 褐斑病 2
P12 96 30~40 2.8~4.2 92 中等 大 软腐病 1
系数最大，其次为花腊质（变异系数为 0.5839），而
花色、总花数、株高和花梗数的变异系数次之，分别
为 0.3697、0.3588、0.3326 和 0.3149，其他性状的变异
系数较低，均在 0.1100~0.2100 之间。
2.3 蝴蝶兰品种间的主成分分析
利用 SAS 软件对标准化的数据进行处理，得
出表 4。由表 4 可知，前 5 个主成分累积贡献率达
89.64%（＞ 85%），表明前 5 个主成分包含了15 个
性状的绝大部分信息。从主要性状相关矩阵的特征
向量看，主成分 1中，花枝长（X7）、花纵径（X8）、
花横径（X9）具有较大的正系数；主成分 2中，株高
（X1）、叶长（X3）、叶宽（X4）和叶数（X5）具有较大
的正系数；主成分 3中，主枝花朵数（X10）和总花数
（X11）具有较大的正系数；主成分 4 中，侧分枝数
（X12）具有较大的正系数；主成分 5中，叶色（X13）和
花腊质（X14）具有较大的正系数。从以上分析可知，
主成分1、主成分 3和主成分 4主要体现在花部性状
上，主成分 2和主成分 5主要体现在植株性状上。
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表 4 12个蝴蝶兰品种的主成分特征根、贡献率、累积贡献率和特征向量
指 标 主成分1 主成分 2 主成分 3 主成分 4 主成分 5
特征根 6.7398 2.7067 1.8169 1.2306 0.9580
贡献率（%） 0.4491 0.1804 0.1211 0.8200 0.6380
累积贡献率（%） 0.4491 0.6295 0.7505 0.8326 0.8964
株高（X1） 0.1221 0.4840 0.3200 0.1674 0.1259
株幅（X2） 0.2835 -0.2640 -0.1374 -0.1435 -0.2568
叶长（X3） 0.2944 0.2242 0.2019 -0.1225 -0.1816
叶宽（X4） 0.3257 0.1761 0.0929 0.2651 0.0696
叶数（X5） -0.3222 -0.0609 0.2346 -0.1901 0.0118
花梗数（X6） -0.1109 0.4798 -0.0355 0.0917 0.2304
花枝长（X7） 0.3446 -0.1532 0.0479 -0.1639 0.2047
花纵径（X8） 0.3305 0.1256 0.2609 0.0854 -0.0073
花横径（X9） 0.3577 0.0070 0.0017 0.0183 -0.0633
主枝花数（X10） 0.0231 -0.4166 0.4711 -0.0481 0.2085
总花数（X11） -0.2786 -0.1764 0.2781 0.3770 -0.1359
侧分枝数（X12） -0.3215 0.1273 -0.0604 0.3618 -0.1317
叶色（X13） 0.0782 -0.2391 -0.1630 0.3241 0.7626
花腊质（X14） -0.1429 0.2458 -0.2601 -0.5398 0.3079
花色（X15） 0.1786 -0.0561 -0.5528 0.3395 -0.1597
编 号 花横径（cm）
侧分枝数
（个）
主枝花数
（朵）
总花数
（朵） 叶色 花腊质 花色
P01 10.10 0.00 9.33 9.33 2 1 13
P02 10.20 0.00 10.00 10.00 3 1 15
P03 9.77 1.00 9.33 13.33 2 1 4
P04 7.07 3.00 9.33 21.67 2 1 9
P05 8.17 0.33 11.00 12.00 2 1 7
P06 10.60 0.00 10.33 10.33 2 1 14
P07 10.77 0.00 8.67 8.67 2 1 14
P08 7.90 2.00 6.00 8.33 2 3 14
P09 9.03 0.00 9.67 9.67 2 3 4
P10 9.57 0.00 8.67 8.67 2 1 14
P11 11.30 0.00 7.67 7.67 2 1 15
P12 11.17 0.00 8.33 8.33 2 1 14
均值 9.64 0.53 9.03 10.67 2.08 1.33 11.25
标准差 1.35 0.99 1.31 3.83 0.29 0.78 4.16
最小值 7.07 0.00 6.00 7.67 2.00 1.00 4.00
最大值 11.30 3.00 11.00 21.67 3.00 3.00 15.00
变异系数 0.1400 1.8747 0.1455 0.3588 0.1386 0.5839 0.3697
（续表 3）
2.4 蝴蝶兰品种间主要性状的综合评价
将标准化后的数据 X i 代入主成分方程，分
别计算出12 个品种在 15 个指标上的综合得分 Y j
（j=1~5）。以前 5个主成分 Y1、Y2、Y3、Y4、Y5 与其方
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差贡献率构建出蝴蝶兰主要性状的综合评价模型
Z，即 Z=0.4491Y1+0.1804Y2+0.1211Y3+0.082Y4+0.0638
Y5。利用该数学模型对 12 种蝴蝶兰进行综合评价，
求出各品种的综合得分值 Z，再以 Z 值从大到小排
序，结果见表 5，得到每个品种的综合得分。
依照其得分，可将 12 种蝴蝶兰分为 4 类：第 1
类（Z＞1.0）只有1个品种，为 P11；第 2 类（0＜ Z
＜1.0）共 6 个品种，分别为 P01、P02、P03、P06、
P07、P12；第 3 类（-1.0 ＜ Z＜ 0）有 4 个品种，包
括 P05、P08、P09、P10；第 4 类（Z＜ -1.0）只有 1
个品种，为 P04。结合品种的整体特征，第 1 类中，
花横径（花径）最大（11.3 cm），花朵最少（7.7 朵），
花梗较长（71.60cm）花色深紫、艳丽，植株高大
（株高 21.07 cm、株幅 35.10 cm）；第 2 类中，花径
较大（9.8~11.2 cm），花朵较多（8.33~13.33 朵），花
梗较长（64.87~88.33 cm），花色紫红、美观，植株
高大（株高10.0~23.10 cm、株幅 27.43~45.00 cm）；
第 3 类中，花径中等（7.9~9 .6 cm），花朵较多
（8.33~12.0 朵），花色以黄底色或白色为主的紫红
花，花梗较长（50.37~70.97 cm），株型较小（株高
9.77~16.53 cm、株幅 28.50~34.00 cm）；第 4 类中，
花径最小（7.07 cm），花数最多（21.67 朵），花梗最
短（37.97 cm），花色为黄花红唇，株型最小（株高
7.63 cm、株幅 29.17 cm）。
3 结论与讨论
主成分分析是一种处理高维数据的方法，将高
维数据以尽可能少的信息损失投影到低维空间，使
数据降维达到简化数据结构的目的［11］。前人研究主
要集中在蝴蝶兰资源评价上［8-10］，对生产应用上的
品种进行评价鲜见报道。陈和明等［10］利用主成分析
对蝴蝶兰 27 个品种资源进行了评价，得出第1类中
的红花品种A6169、A7251、A6580、A5631和黄花品
种 A6885 在田间的观赏效果较好，与当前市场流行
品种基本一致；而第 4 类中的品种 A2945、A2225、
A5724、A5557 和 A6125 属于小花型，虽然小花型品
种在市场上不及大花、红花或黄花型品种流行，但
由于花数多、株型小，适宜摆放桌旁、办公台、书桌
等上，在市场上仍然占有一定的份额，因此也可以适
宜地开发利用这些小花型品种。
从本研究的综合评价结果来看，第 1类和第 2
类均为大花、紫红花品种，其花径均在 9.8 cm以上，
花色为紫红或深紫红，与当前蝴蝶兰市场以红花、大
花品种为主相吻合［13-14］。近年来，年宵花销售已经从
礼品消费向个人消费转型［15］，中、小花型尤其是小
花型蝴蝶兰在年宵市场上所占的份额逐步上升，如
满天红、小飞象等［16-17］，第 3 类尤其是第 4 类的黄
花红唇品种其株型和花朵较小、花梗较短，适应了当
下发展的趋势，这与陈和明等［10］的研究结果基本一
致，体现了综合评价模型的有效性。
从品种的组培和栽培特性来看，12 个蝴蝶兰品
种在组培过程中出芽率高，增殖系数除 P05、P07、
P08和 P11相对较低外，其他品种均较高；栽培过程
中，移栽成活率高，长至成苗所需时间除 P05 外，其
表 5 12个蝴蝶兰品种主要性状的综合得分与排序
编号 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Z 排序
P11 3.0775 1.7854 0.1541 0.7780 -0.6951 1.7423 1
P12 2.3134 -0.1054 -0.1548 -0.2525 -0.6718 0.9376 2
P06 1.9363 -0.7406 0.2089 0.3501 -0.0095 0.7894 3
P01 1.9569 -0.2940 -0.2380 -0.2326 -0.7893 0.7275 4
P03 -0.7501 2.5004 2.6708 0.7621 0.8071 0.5516 5
P02 1.6785 -2.0638 -0.9530 1.2703 2.3377 0.5194 6
P07 1.7652 -0.7714 -0.7261 -0.3360 -0.9532 0.4773 7
P05 -0.7172 -0.7407 1.8887 -0.4750 -0.0090 -0.2665 8
P08 -2.5947 3.2829 -2.5268 -0.0594 0.4655 -0.8542 9
P09 -1.5542 -0.4142 0.4859 -2.8004 0.8264 -0.8908 10
P10 -1.3369 -0.7414 -1.0375 -0.4683 -0.1581 -0.9083 11
P04 -5.8130 -1.6847 0.1767 1.4546 -1.0110 -2.8383 12
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他品种均在14~16 个月内长至成苗，植株均在中、大
以上，且主要病害发生率极低。表明12 个蝴蝶兰的
组培和栽培技术成熟，对进一步推广第1类、第 2类
及第 4类品种奠定了基础。
参与文献：
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（责任编辑 张辉玲）