全 文 :北方园艺2015(11):7~10 ·试验研究·
第一作者简介:陈梦华(1990-),女,硕士研究生,研究方向为经济
林栽培生理。E-mail:839290035@qq.com.
责任作者:张雪梅(1980-),女,河北丰润人,博士,副研究员,硕士
生导师,现主要从事经济林栽培生理等研究工作。E-mail:zhan-
gxuemei888@163.com.
基金项目:国家林业公益专项资助项目(201004093);河北省科技
支撑资助项目(14236811D)。
收稿日期:2015-01-26
DOI:10.11937/bfyy.201511002
七个麻核桃品种的坚果性状分析
陈 梦 华1,靳 丽 鑫1,王 玉 莲3,赵 丹1,李 保 国1,2,张 雪 梅1,2
(1.河北农业大学 林学院,河北 保定071000;2.河北省核桃工程技术研究中心,河北 邢台054000;3.文安县林业局,河北 廊坊065800)
摘 要:为了对麻核桃品种的性状进行选择和评价,以7个麻核桃品种的坚果为试材,对其
纵径、横径、侧径、果形指数、三径均值和单果重进行了变异系数和主成分分析。结果表明:以性
状的累积方差贡献率为85%以上,确定了2个反映麻核桃坚果主要性状的主成分,Y1 方差贡献
率为69.411,Y2方差贡献率为30.024;Y1主要反映坚果大小,‘大官帽’的Y1 值最高为8.5,其次
为‘满天星’和‘四座楼’,分别为0.71和0.54;Y2 主要反映坚果果形,‘承德官帽’的Y2 值最高为
2.35,其次为‘满天星’和‘山西官帽’,分别为1.41和1.13。
关键词:麻核桃;坚果性状;主成分分析
中图分类号:S 664.1 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2015)11-0007-04
麻核桃(Juglans hopeiensis Hu)属胡桃科胡桃属植
物,是核桃与核桃揪的天然杂种,天然分布在河北、天
津、山西和北京的部分山区[1],因麻核桃内果皮质地坚
硬,花纹多样,多被用于把玩,所以又名文玩核桃[2]。近
年来,随着生活水平的不断提高,人们对精神生活的要
求也逐渐增加,因此具有健身和收藏价值的麻核桃备受
青睐,其产业发展前景呈现收益较高、市场需求稳中有
增的态势[3-4]。但是,在麻核桃的市场交易中主要依靠
人为主观判断,随意性较大。而主成分分析是综合变
量,且相互独立,主成分值作为品种选择指标,能较准确
了解各品种多个性状的综合表现[5-8]。目前,主成分分
析法已在多个坚果树种上得到应用[9-13],研究结果均表
明,采用主成分分析法对其主要性状进行综合评价具有
科学、简便的特点,但关于主成分分析法在麻核桃坚果
品质分析上的应用尚鲜见报道。因此,以7个麻核桃品
种的坚果为材料,测定了每个品种的6个性状,采用主
成分分析法对其进行综合评价,以期为选择具有优良性
状的麻核桃提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于河北省保定市涞水县龙泉山麻核桃基
地,地处太行山东麓北端,北纬39°31′2″,东经115°40′8″,
海拔123~130m,为低山丘陵地,土壤为钙质土,属温带
大陆性气候,年降水量500~600mm,极端最高气温
43℃,最低气温-20℃,无霜期165~210d,日照时数
2 500~2 900h。
1.2 试验材料
供试材料为涞水县龙泉山麻核桃基地树势相对一
致、无病虫害,生长结果良好的4年生麻核桃树,包括‘满
天星’、‘苹果园’、‘大官帽’、‘白狮子头’、‘山西官帽’、
‘承德官帽’和‘四座楼’7个品种的坚果。
1.3 试验方法
于果实成熟期,每个麻核桃品种随机选择20个坚
the petiole length(L2)which were smaler between the populations.It showed that these two traits among populations
performance were unstable and vulnerable to the environment.10groups were divided into 4types according to the
clustering of leaf shape index that conformity with the terrain.Al showed that leaf shape were greatly influenced by the
environment.Principal component analysis showed that the former three of the biggest contribution rate were tip angle
(α),leaf base angle(γ),leaf length(L1),which showed these parameters play an important role in Xinjiang wild apple
phenotype classification and be the important indicator in phenotypic analysis of Malus sieversi.
Keywords:Malus sieversi(Ledeb.)Roem.;genetic diversity;leaf traits
7
·试验研究· 北方园艺2015(11):7~10
果,用千分之一天秤称量单果重;用数显游标卡尺测量
每个坚果的纵径、横径和侧径,果形指数=纵径/横径,
三径均值=(纵径+横径+侧径)/3。
1.4 数据分析
采用主成分分析法对麻核桃坚果性状进行分析。
2 结果与分析
2.1 7个麻核桃品种单果重的极差及变异系数分析
由表1可知,7个麻核桃品种单果重差异较大,‘大
官帽’单果重最大为33.47g,‘山西官帽’最小为22.85g;
7个麻核桃品种单果重的极差由小到大依次为:‘四座
楼’=‘苹果园’<‘满天星’<‘山西官帽’<‘白狮子头’<
‘承德官帽’<‘大官帽’;变异系数由小到大依次为:‘四
座楼’<‘苹果园’<‘满天星’<‘大官帽’<‘承德官
帽’<‘白狮子头’<‘山西官帽’。其中‘大官帽’单果重
的极差最大为16.5g,变异系数较大,为18.39%;‘山西
官帽’的极差为12.1g,其变异系数最大为20.98%;其
次为‘承德官帽’和‘白狮子头’,其极差分别为16.0g和
15.3g,变异系数分别为19.23%和20.47%。说明这4
个品种的单果重具有较高的遗传多样性,商品一致性较
差。‘满天星’、‘苹果园’和‘四座楼’单果重的极差和变
异系数均较小,商品一致性较好。
表1 7个麻核桃品种单果重的极差及变异系数
Table 1 The range and variance coeficient of single fruit weight in 7cultivars of Juglans hopeiensis Hu
类别
Type
‘大官帽’
‘Da Guanmao’
‘满天星’
‘Mantian Xing’
‘苹果园’
‘Pingguo Yuan’
‘四座楼’
‘Sizuo Lou’
‘山西官帽’
‘Shanxi Guanmao’
‘承德官帽’
‘Chengde Guanmao’
‘白狮子头’
‘Bai Shizi Tou’
单果重Single fruit weight/g 33.47 25.95 26.04 26.91 22.85 24.26 24.12
极差Range/g 16.5 10.0 9.0 9.0 12.1 16.0 15.3
变异系数 Variable coeficient/% 18.39 12.70 12.09 11.26 20.98 19.23 20.47
2.2 坚果形状
2.2.1 果形指数(纵径/横径) 由表2的7个麻核桃品
种果形指数的极差及变异系数可知,7个麻核桃品种果
形指数差异不大,均接近于1,截面近似圆形。其中‘承
德官帽’果形指数最大为1.03,‘四座楼’的最小为0.91。
7个麻核桃品种果形指数的极差由小到大依次为:‘白狮
子头’<‘四座楼’<‘苹果园’<‘山西官帽’<‘承德官
帽’<‘满天星’<‘大官帽’;变异系数由小到大依次为:
‘白狮子头’<‘四座楼’<‘山西官帽’<‘承德官帽’<
‘苹果园’<‘满天星’<‘大官帽’。其中‘大官帽’果形指
数的极差和变异系数均为最大,分别为0.29cm和
9.91%;其次为‘满天星’,极差和变异系数分别为0.25cm
和7.31%,说明‘大官帽’和‘满天星’的果型具有较高的
遗传多样性,商品一致性较差。其余麻核桃品种的极差
和变异系数均较小,说明其坚果形状的丰富度比较差,
商品一致性较好。
表2 7个麻核桃品种果形指数的极差及变异系数
Table 2 The range and variance coeficient of fruit shape index in 7cultivars of Juglans hopeiensis Hu
类别
Type
‘大官帽’
‘Da Guanmao’
‘满天星’
‘Mantian Xing’
‘苹果园’
‘Pingguo Yuan’
‘四座楼’
‘Sizuo Lou’
‘山西官帽’
‘Shanxi Guanmao’
‘承德官帽’
‘Chengde Guanmao’
‘白狮子头’
‘Bai Shizi Tou’
纵径Longitudinal diameter/cm 4.47 4.28 3.99 3.86 4.05 4.28 3.79
横径Transverse diameter/cm 4.69 4.26 4.19 4.25 4.04 4.17 4.02
果形指数Fruit index 0.96 1.01 0.96 0.91 1.01 1.03 0.94
极差Range/cm 0.29 0.25 0.17 0.10 0.18 0.20 0.09
变异系数 Variable coeficient/% 9.91 7.31 5.96 3.59 4.66 5.82 3.49
2.2.2 三径(纵径、横径和侧径)均值 由表3的7个麻
核桃品种三径均值的极差及变异系数可知,7个麻核桃
品种三径均值差异较大,其中‘大官帽’三径均值最大为
4.52cm,‘白狮子头’的最小为3.95cm。7个麻核桃品
种三径均值的极差由小到大依次为:‘苹果园’<‘四座
楼’<‘满天星’=‘山西官帽’<‘大官帽’<‘白狮子头’<
‘承德官帽’;变异系数由小到大依次为:‘苹果园’<‘四
座楼’<‘满天星’<‘大官帽’<‘山西官帽’<‘白狮子
表3 7个麻核桃品种三径均值的极差及变异系数
Table 3 The range and variance coeficient of mean diameter in 7cultivars of Juglans hopeiensis Hu
类别
Type
‘大官帽’
‘Da Guanmao’
‘满天星’
‘Mantian Xing’
‘苹果园’
‘Pingguo Yuan’
‘四座楼’
‘Sizuo Lou’
‘山西官帽’
‘Shanxi Guanmao’
‘承德官帽’
‘Chengde Guanmao’
‘白狮子头’
‘Bai Shizi Tou’
纵径Longitudinal diameter/cm 4.47 4.28 3.99 3.86 4.05 4.28 3.79
横径Transverse diameter/cm 4.69 4.26 4.19 4.25 4.04 4.17 4.02
侧径Side diameter/cm 4.39 4.10 4.12 4.25 3.87 3.89 4.05
三径均值 Average of three diameter/cm 4.52 4.21 4.10 4.12 3.99 4.12 3.95
极差Range/cm 0.83 0.74 0.44 0.55 0.74 0.98 0.84
变异系数 Variable coeficient/% 6.51 5.57 3.91 4.50 6.52 7.73 6.58
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北方园艺2015(11):7~10 ·试验研究·
头’<‘承德官帽’。其中‘承德官帽’三径均值的极差和
变异系数均为最大,分别为0.98cm和7.73%;其次为
‘白狮子头’、‘大官帽’和‘山西官帽’,极差分别为0.84、
0.83、0.74cm,变异系数分别为6.58%、6.51%、6.52%,
说明这些品种的三径具有较高的遗传多样性,商品一致
性较差。‘满天星’、‘四座楼’和‘苹果园’三径均值的极
差和变异系数均较小,说明其坚果大小基本一致,商品
一致性较好。
2.3 主成分分析
2.3.1 主成分的选取 由于6个性状指标的单位有差
异,对7个麻核桃品种的6个性状指标值进行数据标准
化处理,转化为6个主成分。由表4样本相关矩阵的特
征根计算方差贡献率和累积方差贡献率可知,提取出来
的2个主成分的特征值大于1,累积贡献百分率达到
99.435%,表明这2个主成分已经把7个麻核桃品种的
主要性状99.435%的信息反映出来。因此,采用主成分
分析法对麻核桃坚果品质进行分析是科学可靠的,并且
可以选取前2个主成分作为麻核桃坚果性状选择的综
合指标。
表4 麻核桃主要性状主成分的
方差贡献率和累计方差贡献率
Table 4 Nucleolus variance proportion and cumulative
variance proportion of main traits of Juglans hopeiensis Hu
主成分
Principle
component
特征值
Characteristic
value
方差贡献率
Relative variance
contribution/%
累积方差贡献率
Cumulative variance
contribution rate/%
1 4.165 69.411 69.411
2 1.801 30.024 99.435
2.3.2 函数的建立及分析 主成分中各性状载荷值的
大小体现了各性状在主成分中的重要程度。麻核桃各
性状因子载荷矩阵见表5。由表5可列出前2个主成分
的函数表达式,分别为:Y1=0.671X1+0.996X2+
0.86X3-0.223X4+0.979X5+0.988X6;Y2=0.741X1+
0.07X2-0.494X3+0.973X4+0.203X5-0.124X6。第1
主成分中,载荷较高且符号为正的特征向量为横径、侧
径、三径均值和单果重,主要反映的是麻核桃坚果大小
的综合指标;第2主成分中,载荷较高且符号为正的特
征向量为纵径和果形指数,主要反映的是麻核桃坚果果
形的综合指标。
表5 麻核桃各性状因子载荷矩阵
Table 5 Loading matrix of Juglans hopeiensis Hu traits
主成分
Principle component
纵径
Longitudinal diameter X1
横径
Transverse diameter X2
侧径
Side diameter X3
果形指数
Fruit index X4
三径均值
Average of three diameter X5
单果重
Single fruit weight X6
成分1Component(Y1) 0.671 0.996 0.860 -0.223 0.979 0.988
成分2Component(Y2) 0.741 0.070 -0.494 0.973 0.203 -0.124
2.3.3 综合测评结果 7个麻核桃品种坚果品质的综
合评价结果见表6。通过对计算结果标准化转换,得到7
个麻核桃品种的重要主成分值。根据主成分值的排序,
可以得出不同麻核桃品种的性状优劣,每个性状取前3
名:‘大官帽’的Y1值最高,其次为‘满天星’和‘四座楼’,
说明它们的主要优势体现在坚果大小方面;‘承德官帽’
的Y2值最高,其次为‘满天星’和‘山西官帽’,说明它们
的主要优势体现在坚果果形方面。根据以上2个主成
分值,可以列出麻核桃坚果综合评价值的函数表达式:麻
核桃坚果综合评价指数=0.698Y1+0.302Y2。由综合得
分值的排序可得,‘大官帽’的坚果品种综合评价值最高为
6.02,其次为‘满天星’,坚果品种综合评价指数为0.92。
表6 7个麻核桃品种坚果品质的综合评价结果
Table 6 Nut quality comprehensive evaluation results in 7cultivars of Juglans hopeiensis Hu
品种
Cultivars
主成分值Y1坚果大小评价指数
Principle component value Y1
evaluation number of nut size
Y1排名
Ranking
of Y1
主成分值Y2坚果果形评价指数
Principle component value Y2
evaluation number of nut shape
Y2排名
Ranking
of Y2
坚果品质综合评价值
Comprehensive evaluation
value of nut quality
综合排名
Comprehensive
ranking
‘大官帽’‘Da Guanmao’ 8.50 1 0.29 4 6.02 1
‘满天星’‘Mantian Xing’ 0.71 2 1.41 2 0.92 2
‘苹果园’‘Pingguo Yuan’ -0.59 4 -0.78 5 -0.65 5
‘四座楼’‘Sizuo Lou’ 0.54 3 -2.62 7 -0.41 3
‘山西官帽’‘Shanxi Guanmao’ -3.99 7 1.13 3 -2.44 6
‘承德官帽’‘Chengde Guanmao’ -1.72 5 2.35 1 -0.49 4
‘白狮子头’‘Bai Shizi Tou’ -3.44 6 -1.78 6 -2.94 7
3 结论与讨论
7个麻核桃品种主要坚果性状极差及变异系数的
分析表明,在麻核桃坚果大小方面,‘满天星’、‘苹果园’
和‘四座楼’这3个麻核桃品种单果重和三径均值的极
差及变异系数均较小,商品一致性较好;在麻核桃坚果
果形方面,‘大官帽’和‘满天星’这2个麻核桃品种果个
最大,但‘大官帽’果形指数的极差和变异系数均为最
大,分别为0.29cm和9.91%;其次为‘满天星’,极差和
变异系数分别为0.25cm和7.31%,说明这2个麻核桃
品种具有较高的遗传多样性,商品一致性较差,其余5
个麻核桃品种果形指数的极差和变异系数均较小,说明
其坚果形状的丰富度比较差,商品一致性较好。这与虎
9
·试验研究· 北方园艺2015(11):7~10
海防[7]和许静等[8]研究的核桃品质结果相似。
根据主成分分析,将7个麻核桃品种坚果的6个主
要性状转化为2个主成分。2个主成分提供了原性状
99.435%的信息,且是综合的、相互独立的指标,依据各
性状因子载荷矩阵,可计算麻核桃品种的主成分值,再
依据麻核桃市场消费趋势提出各主成分的相应组合,以
特征值百分率为加权系数构建综合评价指数,用于麻核
桃坚果主要性状的评价。该研究的第1主成分中,横径
和单果重的系数较大,主要反映麻核桃坚果大小的综合
指标,第2主成分中,纵经和果形指数的系数较大,主要
反映麻核桃坚果果形的综合指标,第1主成分较第2主
成分在综合评价值中占比重较大为69.8%。因此,主成
分值和综合评价指数可为麻核桃品种坚果性状指标提
供理论依据,可以根据不同的育种目标和各主成分所表
达的因子信息选择相应的麻核桃品种。应用主成分分
析法评价麻核桃坚果的主要性状,既能把握麻核桃坚果
的综合性状表现,又能简化选择程序,较人工打分和单
一性状选优快捷,且更具有科学性,与武静等[9]研究的
主成分分析法在核桃坚果品质评价中以及徐永杰等[10]、
肖良俊等[11]和高焕章等[12-13]研究的主成分分析法在核桃
选优中的应用结果类似,表明主成分分析在麻核桃优良品
种选择及发展麻核桃生产上均有较广泛的应用价值。
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Nut Character Analysis of 7 Juglans hopeiensis Hu Cultivars
CHEN Meng-hua1,JIN Li-xin1,WANG Yu-lian3,ZHAO Dan1,LI Bao-guo1,2,ZHANG Xue-mei 1,2
(1.Colege of Forestry,Agricultural University of Hebei,Baoding,Hebei 071000;2.Research Center for Walnut Engineering and Technology of
Hebei,Xingtai,Hebei 054000;3.Forestry Bureau of Wen’an County,Langfang,Hebei 065800)
Abstract:In order to provide a theoretical basis for selecting merit cultivars of Juglans hopeiensis Hu.The main economic
characters were determined by principal component analysis,which included nut length,nut width,nut side diameter,fruit
shape index,mean diameter and average nut weight.And 7cultivars of Juglans hopeiensis Hu were used as materials.
The results showed that,according to more than 85%of the cumulative variance proportion,the results proposed two
principal components and their function equations which reflected the main nut characters of J.hopeiensis Hu,the
variance proportions of Y1and Y2 were 69.411and 30.024.Y1 mainly reflected the nut size,the principal component
values(Y1)of‘Da Guanmao’was the highest 8.5,the higher were‘Mantian Xing’and‘Sizuo Lou’,their principal
component values(Y1)were 0.71and 0.54;Y2 mainly reflected the nut shape,the principal component values(Y2)of
‘Chengde Guanmao’was the highest 2.35,the higher were‘Mantian Xing’and‘Shanxi Guanmao’,their principal
component values(Y2)were 1.41and 1.13.
Keywords:Juglans hopeiensis Hu;nut character;principal component analysis
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