全 文 ：1仑 9 6年 2月
第 12 卷第 1期
西 南 农 业 大 学 学 报 v o l一 2 , 地 .
J o u r n a l o f S o u t h w e s t A g r i e u l t u r a l U n i v e r s i t y F e b
_
19 9 0
蕃茄熟性的主分量与模糊聚类分析
曲竹蓉 喻乐辉 尹生华
( 园艺系 ) ( 中心实脸室 )
【摘要 】应 用主分 量分析 , 从构成蕃茄熟性的 1 个性状中筛选出起主要作 用的
5个性状 : 现蕾期 、 绿熟期 、 株高 、 变色期和生长类型 。 并甘此 5’, 性状进行 模糊余类
分析 , 其结果与以 1 个性状的 , 类结果顽为一致石此 法可减少谓查性状的数量 , 提
高分类的准确性 o’
主百词 : 蕃命; 主分量分析 ; 模糊聚类分析飞/熟嫉
植物育种对种质资源的研究 , 往往需对原始材料的一些属性进行快速 、 准确 的 分 类 鉴
定 〔 ` ’ , 以确定其在育种研究中的利用价值 。 由于植物的属性由多个性状构成 , 若逐个对其性
状进行考察 , 分类工作势必繁锁复杂 , 甚而影响到分类的准确性。 能否在诸多的构成性状中
选择部分性状进行考察 , 就能准确地反映其属性 , 前人 己作了一些研究 〔 ’ 一 5 ’ , 并 已引起 人
们的关注 〔 ” ` 1 。 笔者进一步以蕃茄为材料进行了分析论证 。
1 材料与方法
1
.
1 试验材料及处理 试验结合种质资源保存工作进行 。 采用顺序排列 , 一次重 复 。 小 区
为 1 x 10 m , 双行栽植 , 株行距 50 x 6 7c m 。 每份材料随机确定 10 株考察 。 考察项目及试材 名
称见表几
1
.
2 试验方法 采用主分量分析法 工” , 对构成蕃茄熟性的 1 个性状进行筛选 。 再用模糊聚
类法 〔 . ’对选出的起主要作用的性状进行分析 。
2 结果写分析
2
.
1 主分 t 分析
根据 19 83 和 19 8 4年考察结果的平均值 ( 表 l ) , 按公式 〔 ” :
习 ( x ; i 一 x i ) ( x ; k 一 x 、 )
丫i熟(( x 一 几 一一 X i ) ’ 恩 ( x * k 一 X ` ) `
( i = l
, 2 , … 19 ; j 、 k = 1 , 2 , … , 1 1 )
计算两性状相关系数 , 得矩阵v 。
r o g。年 7月一g 日收到。
DOI : 10. 13718 /j . cnki . xdzk. 1990. 01. 003
l 2 百 南 农 业 大 攀 举 报 l。。 o年二七月
株 第序一节高 花位
封指
顶数
6 3 5 7 1
6 2 0 7 0
。
4 0 0 7 1
0 9 2 6 ~ O
。
3 8 6 9 0
。
4 2 6 9
0 2 4 3 一 O。 0 7 9 0 0。 2 6 5 0
3 5 1 2 0
。
2 7 5 3 0
。
7 2 2 3
0 7 5 4 ~ Q
。
3 7 7 6 0
。
4 4 3 6
2 8 7 3 0
。
4 9 0 2 0
。
0 7 0 5
3 3 2 5 0
。
7 8 9 7 0
.
12 5 3
1 4 5 8 0
。
3 2 2 3 一 0。 1 7 2 5
2 6 1 6 0
`
1 7 3 6 0
。
0 9 5 8
生闰”…
0
一
0 9 6 7
0
。
7 1 7 4
0
。
9 3 8 6
一 0。 19 2 9
一 0。 2 9 9 4
一 0。 2 0 0 3
一 0. 0 8 6 3
0
。
3 9 0 0 1
0
。
4 3 4 3 0
。
7 8 4 5 1
0
。
1 5 0 6 0
。
2 2 2 9 ` 0二 1 2 2; 3
一 0。 0 8 6 8 0。 2 3 0 8 二 C ` 3〔 {1,J
一 0 。 2 0 6 4 一 0。 0 2 0 1 ` 0…2 52 {沙
一 o 。 2 2 7 9 一 o 。 0 18 7 ` c ` 1 5 ; ;2
0
.
7 2 4 0 1
0
.
7 4 5 1 0
。
6 7 2读 1
0
。
5 2 5 0 0 , 4 8 1氏 o 。 6夕7 9
裹 1 . 茄熟性构成性 .状洲定值
生长类型封顶指数品 始红花熟至期
株
种 (天 )
. 高 .
( 心m )
第序
一节花位
(节 )
红热期天变色期天绿熟期始 天果期天始花期天现蕾期天
夕.、
序号
1 1 5 5 4
1 1 5 5 2
1 1了 5 2
1 17 6 8
1 1 5 5 9
1 1 5 5 4
1 1 9
,
5 5
1 1 4 5 9
1 0 4 3 4
1 1 7 5 1
1 1 7 5 9
1 1 3 5 8
1 1丫 5 9
l 0
6
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6
5
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4
4 0
6
6
3
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5
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I Q0
3 3
5 7
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l名O
1心8
1石4
1目2
1 1 0
1 1 5
1 0 9
1 4 3
1 4 4
15 9
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了3
召7
1习3
6
。
8 1
。
5
6
。
1 1
。
1
5
。
4 0
。
6
5
。
0 1
.
8
6
。
8 3
。
9
8
。
8 3
。
7
8
。
3 3
。
6
5
。
6 2
。
0
7
。
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。
9
1 1
.
6
5
。
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9
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。
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6
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5
,几通ùOd妇七q目勺山
0.…O口,几86丹D月`咋.,几
64587“32157t57162:I[03:l8
519640“1206
瓦尔特 1
北京早红 2
V C一 2 9 8 3
宁红三号 4
特罗皮克 5
房 果 6
M R一 9 7
9 6 1 7 0 (父本 ) s
。6 1 e 5 (母本 ) 9
P P 一 8 2H 二 1 1 0
V e一 l o 0 0 1 e h e r r y t yP e 1 1
桔黄佳辰 12
I t a l y j e d 1 3
Z o r r o 1 4
强 丰 15
K G 7 0 1 6
1 0 1 T 1 7
春 葵 18
小鸡心 1 9
9 3
9艺;
9匀
8翻
9公
9 3
9 2
8敏
9 2
1 0匀
8 8
9 3
9 6
1 0 4
9 6
8 7
8 7
9 6
1 0 1
1 1 9
1 3 1 2
。
2
5716462”
, 。一自封顶鱼 , 1一无 限生长型 。
第2 1 卷第1 期 曲竹蓉等 蕃茄熟性的主分童与模栩聚类分析1 3
根据矩阵 V, 用 J ac o ib 法求出各性状的方差值及其贡献率 ( 表 2 ) 。
衰 2 各构成性状的方位和贡献率
红熟期始 始花期果期序节第位项 一花株
目 (V : : ) ( V 男 高: : ) ( V : , )
变
色期
( V “
生长
类型
) ( V
, ,
)
封顶
指数
( V “ ) ( v , , ) (V 。 , ) ( y , , ) ( : o , o ) ( y
始红花熟至期
绿熟期现蕾期
: : ,
)
方 差 3 . 5 3 3 一 2 5
贡献率 (帕) 5 4 。 5 4 2 0 . 5 2
累计贡献率 (肠 ) 5 4 。 5 4 6` . 3 6
1
。
5 1
1 3
。
6 9
7 8
。
0 5
1
。
0 9
9
。
9 2
8 7
.
9 7
0
。
6 5
5
。
9 3
9 3
。
9 1
0
。
3 1
2
。
8 5
9 6
。
7 6
0
.
1 9
.
1
。
7 0 1
9 8
一
4 5
0
。
1 3
1
。
1 7
9 9
。
6 2
0
。
0 4 1
0
。
3 7
9 9
。
9 9
0 . 0 0 1 3
0
。
0 1
1 0 0 1 0 0
由表 2可知 , ( V , : + … 十 V , , ) / tr V > 90 肠 。 即所表征 的现蕾期 、 绿熟 期 、 株 高、 变
色期和生长类型 5性状的贡献率高达 9 3 . 91 呱 , 为需保留的考察性状 ; 其余各构成性状因方差
贡献率太小而淘汰 , 这样就使本来需要考察的 1 个构成性状减少为 5个 。
2
.
2 摸糊滩类分析
由于 5个构成性状的量纲不同 , 根据公式 :
X 1 1 =
X ,
1 一 x , ( m i n )
x , ( m a x )一 x i ( m i n ) (
i = 1 , 2 , … , 19 ; j = l , 2 , … , 5 )
式中 , x ; ( m a x ) 二 m a x ( x ; , ) 为第 j性状的最大值 ,
x , ( m i n ) = m i n ( x
; i
) 为第 j性状的最小值 。
将数据作正规化变换 〔 ` ’ , 得表 3。
衰 3 正 规 化 数 据
序号 瞥塑绿熟期 株 高 变色期 生长类型( x : ) ( x s ) ( X ; ) ( x , ) 序号 现蕾期( x : ) 绿熟期( x : ) 株 高( x 3 ) 变色期( x 。 ) 生长类型( x , )
0
。
0 9 1
0
。
0 9 1
0
。
0 9 1
0
。
0 9 1
0
。
0 9 1
0
。
0 9 1
0
。
0 9 1
0
。
0 9 1
0
。
0 9 1
0
。
0 9 1
0
。
5 9
0
。
5 3
0
。
5 3
1
0
一
74
0
。
5 9
0
.
6 2
0
。
74
0
0
。
5
0
。
3 9
0
。
2 3
0
0
.
1王
O
。
5 7
1
O
。
8 7
0
一
4 1
0
一
5 7
0
。
5 2
0
。
7 3
0
。
3 6
0
一
4 5
0
。
4 5
0
。
2 7
0
。
1 8
1
0
。
1 8
0
。
1 8
0
0
。
0 9 1
0
。
0 9 1
0
一
7 3
0
。
5 0
0
。
4 1
0
0
0
一
7 7
1
0
。
7 4
0
。
7 1
0
一
7 4
0
。
5 0
0
。
7 4
0
一
8 8
0
一
7 4
0
。
4 7
0
一
6 2
0
。
4 7
0
.
7 7
0
。
7 8
0
。
9 2
0
。
3 9
0
一
0 7 2
0
。
1 4
0
。
2 7
0
。
6 8
0
。
1 8
0
一
7 3
0
。
3 6
0
一
3 6
0
。
0 9 1
0
。
4 5
0
.
2 7
0
。
4 5
0
。
4 5
,二O`九J41勺内01了`0甘,二..几,人,口孟`0O,`234
10
设蕃茄的熟性可用此 5性状来刻划 ,
i与j个试材之间的相似系数 〔 ” ,
则每个试材都是 5维空间中的一 个 点 。 令 r * j表 示第
习 x k X
价补 ) ( 习 x l、 ) ( i
、
j = l
, 2 , … , 1 9 )
k .
,14 西 南 农 业 大 学 举 报 工9 9匀年 2 月
) . 1 一 T 刀 一 “ - -一 - - - - - - ~ - 由 . 两口 . 侧 .r ; ;愈大 ( 小 ) , 则两试材之间差异愈小 (大 ) 。
ǐ ·l……l尸|l! ù尸.一曰日…l:!f丁
r ; j刻划了第 i与第j个试材之间的差异程度 ,
将表 3中数据代入公式计算得其
相似矩阵R = ( r , i
三
月,一一~ ~ 叫一 .一 尸一- - 一沪 、, 5 孰 } { 口0 6 { T 7 ) 2:l!!l一·!!l!ì |·111!·l. |1llwe尸.。`l|勺|!.|习·目里一l!!l一!lwel|ì1.…|习lù再取R的乘幂 , 将 R改造成为 :R . 七 R 盆 ` = R .
令 R 、 。 ( 入 ; i )
其中 , ` : ,一若` , r ` i ) 入、
0一 r 1 5 ( 入
· 则 R 、 称
为入图象 。
R 、是普通等价关系 , 它给出 了
u 的一个分类方法 。 我们取不同的入水
平 , 便得到如下的动态聚 类 图 ( 如
图 ) 。
由图可见 , 供试材料可分为四大
类 。 第 I 类属极早熟类型 , 第 I 类属
早熟类型 , 第 I 类属中熟类型 , 第 W
类属晚熟类型 。
、 . (加示o r ,
行 . 口分吕9
如 . 约3乙一乌
公 . 9只3 5
」 . ` ,牙互
, . 9 夕3日
代 ” 了卜 2
补 、 习了幼O
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幻 . )门才东
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.
7 0 6 4
一 匕一
匕
l 二 _ _
番茄熟性动态滚类图
2
.
2
. 1 同一类型内的品种 , . 其熟性的差异较小 , 而不 同类型间的差异较大石上述分类材料的
差异 , 可作为选择亲本的重要依据 。
2
.
2
.
2 在第 I 类中 , 9个品种的熟性仍有一定的差异 , 可划分成更细的三个亚类 。 这些亚类
与传统的早中熟 、 中熟 、 中晚熟模糊称谓相符 。 根据科研或实际应用的需要 , 入水平可以相应
选得高一些或低一些 , 这正是模糊聚类的特点 。
2
.
2
.
3 上图表明 , 9号 ( 96 16 母本 ) 试材独成一类 , 这是由于绿熟期 、 变色期都极球 , 它的
熟性与早熟的第 l 类仍有较大差异 , 应定性为极早熟类型 , 才能真实地反映其熟性的特征 。
它对增进群体的显性方差和提高杂优 , ’ 将是一份重要材料“
3 讨 · 论
3
.
1 主分 t 分析确定构成性状的可雄胜 本研究所入选的 5个性状 , 总 方 差 贡 献 率 高 达
9 3
. 引帕 , 淘汰掉的6个性状总方差贡献率仅占6 . 帕肠 。 为了探讨 6个性状对分类是否青干扰 ,
我们将 1 个构成性状作了模糊聚类分析 。 结果表明 , 聚类情况与前图基本一致 , 只是第 13 号
和第 1 4号试材归入了第 l 类 。 实际上 , 1 3号和 14 号试材是典型的晚熟类型 , 归入第 l 类显然
与实际情况不符 , 而前图将其归入第 F类是符合实际的 。 因此 , 可以认为 , 以主分量分析筛
选出的构成性状 , 不仅能够反映全部构成性状的信息作用 , 而且能够排除作用微小的构成性
状的干扰 , 进一步提高分类的准确性 。
应用主分量分析 , 筛选出对属性起决定作用的构成性状 , 去掉作用小的构成性状 , 然后
进行考察 , 可以大大减少工作量 , 并提高分类的准确性 。 但对具体的植物 、 具体的属性 , 应
第12卷第 1 期 曲竹蓉等 蕃茄熟性的主分t 与模栩聚类分析 l5
该选择哪些构成性状 , 还须通过试验确定 。
3
.
2 棋糊滩类对落茄熟性分析的价值 蕃茄熟性的模糊聚类分析 , 是从现蕾期和绿熟期等 5
个性状的整体观出发 , 是对熟性的综合划分 。 它既能划分出归属 的类别 , 又能表现出归属类别
的差异 , 使分类从绝对的 “ 是 ” 与 “ 不是 ” 的限制中解放出来 , 而呈现多种过渡类别之间有
机联系的规律性 , 为选择亲本捉供理论依据和新的信息 ; 对掌握植物种质资源 的熟性 、 丰产
性、 优质性 、 抗病性和抗逆性等属性的分类鉴定也有实际意义 。
参 考 文 献
马育华 . 植物数量性状遗传的研究和进展 , 遗传 , ’只8 , ; ’ : `~ 4
许蕊仙等 .模糊聚类分析在甘蓝品种资源数量分类上的应用 .东北农学院学报 , 1 9 8 5 ; 4 : 64 ~ 71
何国浩等 . 江淮下游地区大豆地方品种的聚类分析 .大豆科学 , 1 9 7 3 , 2 ( 4 ) : 2 53 ~ 2 62
俞中蓉等 . 聚类分析应用于小麦品种资源数量分类上的研究初探 . 南京农学院学报 , 1 9 3 2 ; 4 : 1 17 ~ 125
徐静斐等 . 水稻数量遗传论文专辑 · 安徽农业科学 , ` 9易, : “ 5~ 7 ’
s n e a t h P等 . 数值分类学 ( 赵铁桥译 ) . J晾: 科学出版社 ; 1 9 5 4 ; v 一植 、 7 0一 7 5 、 9 7一。。
张尧庭等 . 多元统计分析引论 . 北京 : 科学出版社 ; 1 9 8 2 , 3 2 2~ 3 2 8 , 39 3~ 40 `
贺仲雄等 . 模糊数学及其应用 . 天津. 天津科学技术出版社 ; 1 983 : 152 一18 了
2345678
A P R IN C I P A L C O M P O N E N T A N D F U Z Z Y G R O U P IN G
A N A L Y S I S O N R I P E N N E S S O F T O M A T O
Q u z 卜u r o n g一 Y u L e h u i
( D p a r t m e n t o f H o r t i e u l t u r
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S o u t h w e s t
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A g r i e u l t u r a l U n i v e r s i t y )
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.
T h e f u z z y
g r o u p i n g a n a l y s i s w i t h s C o m p o s e d
c h a r a e t e r s w a s s i m i l a r t o a l l 1 1 e o m 一
p o s e d c h a r a c t e r s
.
T h e S t u d y d e m o n s t r
a t e d t h a t u s i n g t h i s
,
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w o u ld r e d u e e t h e q u a n t i t y o f r e s e r e h e h a r a e t e r s a n d i n e r e a s e t h e a e e u r a 一
t i o n o f e l a s s i f i
e a t i o n
。
S u b j e e t w o r d s
: t o m a t o
; p r i n e i p a l e o m p o n
e n t一 a n a l y s i s ; e l u s t e r a n a l y s i s ;
r/ i p e n n e s s
.