全 文 ：Vol. 35 No. 9
Sep. 2015
第 35卷 第 9期
2015年 9月
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
Journal of Central South University of Forestry & Technology
收稿日期：2014-07-17
基金项目：林业公益性行业科研项目（201304810）
作者简介：郑 元，讲师，博士 通讯作者：刘惠民，教授，博士；E-mail：hmliu@swfc.edu.cn
引文格式：郑 元，高 柱，罗明灿，等 . 元江干热河谷牛角瓜种质资源调查及果实性状的多元统计分析 [J].中南林业科技大学学报，
2015, 35(9): 13-21.
Doi:10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.09.003 http: //qks.csuft.edu.cn
元江干热河谷牛角瓜种质资源调查及果实性状的
多元统计分析
郑 元 1，高 柱 2，罗明灿 1，刘 鹏 1，黄 北 1，唐军荣 1，王连春 1，马焕成 1，刘惠民 1
（1. 西南林业大学，云南 昆明 650224；2. 江西省科学院，江西 南昌 330096）
摘 要：对元江干热河谷区 29个牛角瓜种质资源地点进行实地调查，并对收集的不同种源牛角瓜的 18个果实
性状进行了相关分析、变异度分析、主成分分析、方差分析、聚类分析。结果表明：该区大量分布的野生牛角
瓜种质资源具有丰富的多样性；牛角瓜果实的单果长、单果宽、单果高、单果鲜质量、果壳鲜质量这 5个指标
相互之间均呈极显著正相关，果实各组分的含水量与单果干质量的相关性高于单果鲜质量，果实长度、果实干
质量、种子干质量是影响单果棉干质量与出棉率这 2个重要棉纺指标的关键因子；果实性状指标的变异度范围
在 3.99%～ 42.84%之间，表明调查区内牛角瓜果实在不同种源之间存在广泛的遗传变异性；筛选出单果长、单
果干质量、单果棉干质量、单果含水量、芯含水量、种子含水量、单果种子数、出棉率为牛角瓜的主要果实性
状指标；筛选出 GJ05、HH01、HH06、GJ02、GJ04、JS03为元江干热河谷区牛角瓜不同种源地点的优良单株，
表现为果实品质性状与棉纺经济性状均较高，确定红河、个旧为元江干热河谷区牛角瓜不同地理分布的优良种源。
关键词：牛角瓜；种质资源；果实性状；干热河谷；云南元江
中图分类号：S718.3 文献标志码：A 文章编号：1673-923X(2015)09-0013-09
Investigation on germplasm resources and multivariate statistical analysis
on fruit characters of Calotropis gigantea in Yuanjiang dry-hot valley in
Yunnan
ZHENG Yuan1, GAO Zhu2, LUO Ming-can1, LIU Peng1, HUANG Bei1, TANG Jun-rong1,
WANG Lian-chun1, MA Huan-cheng1, LIU Hui-min1
(1. Southwest Forestry University, Kunming 650224, Yunnan, China; 2. Jiangxi Academy of Sciences, Nanchang 330096, Jiangxi, China)
Abstract: Twenty-nine germplasm resource sites of Calotropis gigantea in Yuanjiang dry-hot valley were surveyed in the fi eld, and
eighteen fruit characters of collected fruits from different provenances were analyzed in multivariables, which including correlation
analysis, variation analysis, principal component analysis, variance analysis, and cluster analysis. The results show that the large
numbers of germplasm resources of wild C. gigantea in the distribution areas had abundant diversities; There were signifi cantly positive
correlations among fruit length, fruit width, fruit height, fruit fresh weight, and shell fresh weight of Calotropis gigantea; Fruit dry
weight had higher correlation with the water content of each fruit component than fruit fresh weight did, and cotton dry mass and cotton
yield rate are two important cotton indexes, both of which are signifi cantly infl uenced by fruit length, fruit dry weight, and seed dry
weight; The variation degree range of fruit characters varied from 3.99% to 42.84%, indicated that the extensive genetic variability
existed among different germplasm resources of C.gigantea; Fruit length, fruit dry mass, c otton dry weight, fruit water content, core
water content, seed water content, seed number, and cotton yeild rate were selected as the main fruit character indexes of C.gigantea.
In Yuanjiang dry-hot valley, GJ05, HH01, HH06, GJ02, GJ04, JS03 were selected as the superior individual from different germplasm
resource sites, which present greater fruit quality traits and cotton economic characters. Honghe County and Gejiu City were selected as
the superior provenances of C. gigantea in Yuanjiang dry-hot valley.
Key words: Calotropis gigantea; germplasm resource; fruit characters; dry-hot valley; Yuanjiang of Yunnan
郑 元，等：元江干热河谷牛角瓜种质资源调查及果实性状的多元统计分析14 第 9期
牛角瓜 Calotropis gigantea，隶属于萝藦科
Asclepiadaceae牛角瓜属 Calotropis，在干热河谷、
盐碱地、沿海沙滩等生态脆弱环境下生长迅速，
长势良好，花期果期几乎全年，作为干热河谷区
阳性适生代表树种，具有改善该区脆弱生境与防
止水土流失的生态功能 [1]。同时，牛角瓜近年来
被发现具有多种用途的资源开发价值，在医学药
用、生物药剂、纺织原料、能源植物等方面均具
广阔的开发应用前景，是干热河谷地区不可多得
的生态经济型资源植物 [1-4]。然而目前由于国内对
牛角瓜的认识严重不足，尚未对其开展针对性的
野生驯化栽培措施，导致牛角瓜的集约化种植与
生态经济价值推广受到极大限制。
种质资源工作的最终目的在于有效利用优良
种源，而前期对种质资源全面客观的评价是种质
资源工作的中心环节，只有在正确评价的基础上
才能做到对种质资源的有效利用 [5-6]。当前，国内
外学者对牛角瓜的研究主要集中在药理活性 [7-11]、
抑菌活性 [12]、生物源杀虫剂 [13-14]、纤维性能 [15]、
育苗技术 [16]等方面，但是针对牛角瓜特有的药用
和纤维资源特色，关于其种质资源的调查、收集
与评价等方面研究却一直未见报道。为此，本研
究以元江干热河谷大量分布的牛角瓜为调查对象，
对其种质资源进行了系统调查和收集整理，并综
合分析了不同种源果实性状之间的相关性和差异
性，旨在为牛角瓜优良种源与优良单株的筛选以
及种质资源评价体系的建立提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 调查地概况
调查地位于云南省中南部的元江干热河谷，
属西南地区最热的干热河谷，气候条件极其严
酷，地理位置为 N23°00′～ 25°00′，E100°30′～
103°30′[17]。元江干热河谷由于开发时间早，人口
密度大，植被破坏严重，已成为我国生态环境最
为脆弱的地区之一。元江河谷整体呈东南走向，
其西南一侧与哀牢山系平行，阻挡了来自印度洋的
暖湿气流，成为西南季风和西风急流的风屏，形成
雨阴效应与焚风效应地带，最终使得深陷的元江河
谷形成以干热为典型特征的河谷型气候 [18]。
1.2 调查方法
于 2013年 8月在地处元江干热河谷典型气候
区的元江、红河、建水、元阳、个旧共 5个县市
进行实地调查，共计调查牛角瓜散生或集中分布
的种源地点 29个（元江 9、红河 6、建水 5、元阳 2、
个旧 7），各种源地选择 1株长势健壮、无病虫害、
正常结果的代表性样树，采用钢卷尺、围尺、GPS
等调查工具，实时记录样树的编号、树龄、树高、
地径、冠幅、分枝数、结果数，以及样树所在地
的种源地点、海拔、地理坐标、主要植被、林分
状况、分布位置等。
每个种源地选取样树及周围长势一致植株不
同方位的成熟饱满果实共 30个，分别测量单果长
（X1）、单果宽（X2）、单果高（X3）、单果鲜质
量（X4）、单果干质量（X5）、果壳鲜质量（X6）、
果壳干质量（X7）、单果棉湿质量（X8）、单果棉
干质量（X9）、单果种子数（X10）、芯湿质量（X11）、
芯干质量（X12）、种子湿质量（X13）、种子干质
量（X14）等果实性状指标，并按下式计算单果含
水量（X15）、出棉率（X16）、芯含水量（X17）、
种 子 含 水 量（X18）。X15=(X4-X5)/X4×100%；
X16=X9/X5×100%；X17=(X11-X12)/X11×100%；X18=
(X13-X14)/X13×100%。采用游标卡尺测量果实形态
指标，采用电子天平称量果实质量指标。
1.3 统计分析
文中数据的多元统计分析包括相关分析、变
异度分析、方差分析、聚类分析、主成分分析均
通过 SPSS 13.0软件（SPSS Inc., Chicago, USA）
完成。
2 结果与分析
2.1 牛角瓜的种质资源调查
在元江干热河谷区，共调查了 29个牛角瓜种
质资源地点，在 219～ 608 m海拔范围内均有分布，
树龄在 2～ 12 a之间（见表 1）。不同种源牛角
瓜的树高、地径、冠幅、分枝数、结果数均呈现
较大差异，其中树高、地径、冠幅的差异主要与
树龄有关，而分枝数与树龄之间并未表现出明显
的相关性，单株结果数最多的可达 118个，最少
的仅有 5个。牛角瓜不同种源地的植被主要有合
欢 Albizia julibrissin、印楝 Azadirachta indica、膏
桐 Jatropha carcas、木棉 Bombax ceiba、车桑子
Dodonaea viscosa、芒果 Mangifera indica、酸角
Tamarindus indica等，均具有喜光照、耐干热的典
型阳性树种特点。牛角瓜的分布范围广泛，在山顶、
山腰、山脚、江边等地均有分布。由以上调查结
果可以看出，元江干热河谷牛角瓜的种质资源具
有丰富的多样性。
15第 35卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
表 1 元江干热河谷牛角瓜的种质资源调查
Table 1 Survey of germplasm resources of C. gigantea in Yuanjiang dry-hot valley
样树
编号 种源地点
海拔
/m 地理坐标
树龄
/a
树高
/m
地径
/cm
冠幅
/m
分枝数
/个
结果数
/个 主要植被 林分状况 分布位置
YJ01 元江 (那塘 ) 608 N23°31′14.2″E102°04′41.0″ 4 1.9 4.5 1.5 4 14
合欢、酸
角、香蕉 散生 山脚公路旁
YJ02 元江 (那塘 ) 604 N23°31′13.8″E102°04′42.4″ 3 2.0 5.0 2.0 7 72
合欢、芒
果、香蕉 散生 山脚公路旁
YJ03 元江 (旧寨 ) 532 N23°30′14.9″E102°05′51.2″ 6 2.0 8.0 3.6 16 40
凤凰木、印楝、
构树 散生 山脚公路旁
YJ04 元江 (煤场河 1号桥 ) 456 N23°28′58.2″E102°08′8.7″ 9 2.9 12.0 4.4 9 61
合欢、印
楝、酸角 集中分布 山腰河滩边
YJ05 元江 (煤场河 1号桥 ) 447 N23°28′55.6″E102°08′11.1″ 12 4.0 18.0 5.0 30 118
车桑子、
蓖麻 集中分布 山腰河滩边
YJ06 元江 (元江 -红河公路 ) 535 N23°28′28.3″E102°09′30.9″ 10 2.6 12.0 3.5 7 110
车桑子、
蓖麻 集中分布 山腰公路旁
YJ07 元江 (元江 -红河公路 ) 500 N23°28′13.4″E102°10′4.0″ 12 2.9 12.0 3.9 10 6
车桑子、
蓖麻 集中分布 山腰公路旁
YJ08 元江 (普漂 ) 512 N23°28′4.3″E102°10′20.3″ 12 3.1 12.0 3.0 7 44 车桑子 集中分布 山顶
YJ09 元江 (普漂 ) 515 N23°28′7.1″E102°10′14.9″ 8 2.1 8.0 2.6 6 69 车桑子 集中分布 山顶
HH01 红河 (鸿源加油站 ) 344 N23°24′58.8″E102°17′58.0″ 7 3.5 11.0 3.6 6 24
合欢、酸
角、印楝 散生 山脚河滩边
HH02 红河 (小黑公 ) 440 N23°19′22.6″E102°32′39.8″ 6 2.8 8.0 2.0 13 10
合欢、酸
角、印楝 散生 山腰公路旁
HH03 红河 (小黑公 ) 379 N23°18′53.5″E102°33′50.8″ 9 2.7 4.5 2.5 6 10
合欢、酸
角、印楝 散生 山腰公路旁
HH04 红河 (曼车果蔬市场 ) 396 N23°18′18.8″E102°35′31.9″ 6 2.3 4.5 2.8 16 13
合欢、酸
角、印楝 集中分布 山腰公路旁
HH05 红河 (红土寨 ) 490 N23°18′0.6″E102°36′12.2″ 6 2.5 4.0 1.5 3 46
酸角、
香蕉 散生 山腰公路旁
HH06 红河 (乌弯寨 ) 467 N23°17′37.5″E102°37′30.9″ 4 2.6 7.0 3.1 12 32 车桑子 集中分布 山腰公路旁
JS01 建水 (阿帮 ) 244 N23°12′4.6″E102°54′15.1″ 6 2.7 6.0 1.2 5 14
膏桐、芒
果、香蕉 散生 山腰公路旁
JS02 建水 (阿帮 ) 242 N23°12′21.7″E102°54′1.9″ 10 2.2 10.0 1.2 6 28
膏桐、
芒果 散生 山腰公路旁
JS03 建水 (自营矿山 ) 234 N23°12′49.4″E102°53′29.5″ 6 2.5 8.0 2.8 13 35 膏桐、芒果 集中分布 山腰公路旁
JS04 建水 (自营矿山 ) 234 N23°12′49.4″E102°53′29.5″ 6 1.6 4.0 0.9 5 5
膏桐、
芒果 集中分布 山腰公路旁
JS05 建水 (啊土沙场 ) 219 N23°12′48.0″E102°51′39.1″ 2 1.5 3.0 0.7 4 15
膏桐、
芒果 散生 山腰公路旁
YY01 元阳 (南沙 -蛮柏沙路 ) 222 N23°12′43.6″E102°52′30.9″ 6 1.8 6.0 3.0 9 60 车桑子 散生 江边
YY02 元阳 (南沙 -蛮柏沙路 ) 222 N23°12′43.6″E102°52′30.9″ 4 1.6 5.0 1.6 5 15 车桑子 散生 江边
GJ01 个旧 (小蛮提 ) 250 N23°08′5.3″E103°03′58.1″ 9 2.9 7.5 4.2 5 31
木棉、合
欢、蓖麻 散生 山腰公路旁
GJ02 个旧 (冷墩 -清水河公路 ) 252 N23°08′37.2″E103°01′53.1″ 8 2.4 10.0 3.0 4 28
榕树、
合欢 集中分布 山腰公路旁
GJ03 个旧 (麻玉田 ) 252 N23°08′37.2″E103°01′53.1″ 8 2.7 6.0 3.7 5 30
榕树、
合欢 集中分布 山腰河滩边
GJ04 个旧 (老新寨 ) 255 N23°10′2.3″E102°59′48.5″ 8 2.5 6.0 3.3 7 38
榕树、
继木 散生 山腰公路旁
GJ05 个旧 (冷墩 -清水河公路 ) 237 N23°10′50.8″E102°57′35.0″ 8 2.5 8.0 3.3 10 33
榕树、木
棉、合欢 散生 山腰公路旁
GJ06 个旧 (冷墩 ) 237 N23°11′20.9″E102°56′55.1″ 6 2.5 4.0 2.3 5 15
榕树、木
棉、合欢 散生 山腰公路旁
GJ07 个旧 (个旧 -元阳公路 ) 233 N23°12′8.1″E102°55′31.1″ 6 2.4 4.5 1.6 8 18
榕树、合
欢、芒果 散生 山腰公路旁
郑 元，等：元江干热河谷牛角瓜种质资源调查及果实性状的多元统计分析16 第 9期
2.2 果实性状的相关分析
对元江干热河谷牛角瓜的 18个果实性状进行
相关分析，结果见表 2。在形态指标方面，单果长
（X1）与 13个性状指标呈极显著正相关，其中与
单果宽（X2）、单果高（X3）、单果鲜质量（X4）、
果壳鲜质量（X6）、果壳干质量（X7）、单果棉干
质量（X9）、种子湿质量（X13）的相关系数较大；
单果宽（X2）与 16个性状指标呈极显著或显著正
相关，其中与单果长（X1）、单果高（X3）、单果
鲜质量（X4）、果壳鲜质量（X6）、芯湿质量（X11）、
芯干质量（X12）的相关系数较大；单果高（X3）
与 14个性状指标呈极显著或显著正相关，其中与
单果长（X1）、单果宽（X2）、单果鲜质量（X4）、
果壳鲜质量（X6）、芯湿质量（X11）的相关系数较大。
因此，单果长（X1）、单果宽（X2）、单果高（X3）、
表 2 元江干热河谷牛角瓜果实性状的相关分析†
Table 2 Correlation analysis of fruit characters of C. gigantea in Yuanjiang dry-hot valley
指标 单果长(X1)
单果宽
(X2)
单果高
(X3)
单果鲜质量
(X4)
单果干质量
(X5)
单果含水量
(X15)
果壳鲜质量
(X6)
果壳干质量
(X7)
单果棉湿质量
(X8)
单果长 (X1) 1.000
单果宽 (X2) 0.633** 1.000
单果高 (X3) 0.577** 0.820** 1.000
单果鲜质量 (X4) 0.555** 0.632** 0.593** 1.000
单果干质量 (X5) 0.487** 0.266** 0.122* 0.169** 1.000
单果含水量 (X15) -0.044 0.196** 0.307** 0.496** -0.757** 1.000
果壳鲜质量 (X6) 0.571** 0.696** 0.643** 0.857** 0.384** 0.225** 1.000
果壳干质量 (X7) 0.579** 0.340** 0.154** 0.474** 0.614** -0.217** 0.447** 1.000
单果棉湿质量 (X8) 0.086 0.051 0.079 0.581** -0.375** 0.684** 0.099* 0.150** 1.000
单果棉干质量 (X9) 0.506** 0.303** 0.194** 0.225** 0.921** -0.645** 0.383** 0.483** -0.244**
出棉率 (X16) 0.350** 0.287** 0.222** 0.237** 0.500** -0.277** 0.266** 0.129* 0.026
单果种子数 (X10) 0.436** 0.157** 0.092 0.452** 0.332** -0.008 0.239** 0.490** 0.373**
芯湿质量 (X11) 0.334** 0.593** 0.589** 0.638** -0.217** 0.627** 0.443** 0.160** 0.460**
芯干质量 (X12) 0.490** 0.536** 0.431** 0.419** 0.406** -0.053 0.477** 0.494** -0.036
芯含水量 (X17) 0.038 0.369** 0.416** 0.385** -0.549** 0.751** 0.166** -0.185** 0.466**
种子湿质量 (X13) 0.601** 0.446** 0.346** 0.601** 0.564** -0.117 0.448** 0.566** 0.288**
种子干质量 (X14) 0.287** 0.121* 0.022 -0.058 0.929** -0.851** 0.234** 0.322** -0.574**
种子含水量 (X18) 0.014 0.098* 0.130* 0.353** -0.711** 0.854** -0.054 -0.045 0.778**
指标 单果棉干质量(X9)
出棉率
(X16)
单果种子数
(X10)
芯湿质量
(X11)
芯干质量
(X12)
芯含水量
(X17)
种子湿质量
(X13)
种子干质量
(X14)
种子含水量
(X18)
单果长 (X1)
单果宽 (X2)
单果高 (X3)
单果鲜质量 (X4)
单果干质量 (X5)
单果含水量 (X15)
果壳鲜质量 (X6)
果壳干质量 (X7)
单果棉湿质量 (X8)
单果棉干质量 (X9) 1.000
出棉率 (X16) 0.784** 1.000
单果种子数 (X10) 0.321** 0.209** 1.000
芯湿质量 (X11) -0.124* 0.041 0.219** 1.000
芯干质量 (X12) 0.414** 0.289** 0.274** 0.554** 1.000
芯含水量 (X17) -0.430** -0.126* -0.083 0.777** 0.054 1.000
种子湿质量 (X13) 0.504** 0.238** 0.754** 0.253** 0.326** -0.035 1.000
种子干质量 (X14) 0.816** 0.383** 0.167** -0.397** 0.213** -0.626** 0.430** 1.000
种子含水量 (X18) -0.614** -0.279** 0.215** 0.561** -0.044 0.664** 0.048 -0.866** 1.000
† *表示P ≤ 0.05显著相关水平，**表示P ≤ 0.01极显著相关水平。
17第 35卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
单果鲜质量（X4）、果壳鲜质量（X6）这 5个指标
相互之间均呈极显著正相关，说明随着果实逐渐
发育成熟，其体积与单果和果壳鲜质量的增长趋
势基本同步。
在质量指标方面，单果鲜质量（X4）与 16个
性状指标呈极显著正相关，其中与单果长（X1）、
单果宽（X2）、单果高（X3）、果壳鲜质量（X6）、
单果棉湿质量（X8）、种子湿质量（X13）的相关
系数较大；单果干质量（X5）与 12个性状指标呈
极显著或显著正相关，其中与果壳干质量（X7）、
单果棉干质量（X9）、出棉率（X16）、种子湿质量（X13）、
种子干质量（X14）的相关系数较大，而与 5个性
状指标呈极显著负相关，其中与单果含水量（X15）、
芯含水量（X17）、种子含水量（X18）的相关系数
较大，说明果实各组分的含水量与单果干质量的
相关性高于单果鲜质量。
在棉纺指标方面，单果棉干质量（X9）与 13
个性状指标呈极显著正相关，其中与单果长（X1）、
单果干质量（X5）、出棉率（X16）、种子干质量
（X14）的相关系数较大，而与 4个性状指标呈极
显著或显著负相关，其中与种子含水量（X18）的
相关系数较大；出棉率（X16）与 12个性状指标呈
极显著或显著正相关，其中与单果干质量（X5）、
单果棉干质量（X9）的相关系数较大，而与 3个性
状指标呈极显著或显著负相关，但相关系数均较
小。由此可见，果实长度、果实干质量、种子干
质量是影响牛角瓜单果棉干质量与出棉率这 2个
重要棉纺指标的关键因子。
2.3 果实性状的变异度分析
对元江干热河谷牛角瓜的 18个果实性状进行
变异度分析，结果见表 3。各性状指标的变异度范
围在 3.99%～ 42.84%之间，其中单果长（X1）、
单果含水量（X15）、芯含水量（X17）的变异系数
均较小，说明此 3个性状指标表现最为稳定，而
单果棉湿质量（X8）、芯湿质量（X11）、种子干
质量（X14）的变异系数最大，说明其可以作为牛
角瓜种质资源果实选育工作中的重点性状指标加
以利用。
2.4 果实性状的主成分分析
对元江干热河谷牛角瓜的 18个果实性状进行
主成分分析，结果见表 4。根据主成分变量特征
根大于或等于 1的原则，提取出前 4个主成分的
特征根，分别为 6.34、5.71、1.83、1.01，每个主
成分的贡献率分别为 35.24%、31.73%、10.19%、
5.60%，则 4个主成分的累积贡献率达到 82.76%，
已 超过 80%以上，无需再增加主成分。
表 4 元江干热河谷牛角瓜果实性状的主成分变量特征根
及贡献率
Table 4 Principal component eigenvalues and contribution
rates of fruit characters of C. gigantea in
Yuanjiang dry-hot valley
主成分 特征根 贡献率 /% 累积贡献率 /%
1 6.34 35.24 35.24
2 5.71 31.73 66.97
3 1.83 10.19 77.16
4 1.01 5.60 82.76
5 0.81 4.48 87.24
6 0.65 3.63 90.87
7 0.50 2.77 93.64
8 0.38 2.13 95.77
9 0.24 1.34 97.11
10 0.20 1.12 98.23
11 0.16 0.88 99.11
12 0.07 0.41 99.51
13 0.05 0.27 99.78
14 0.02 0.11 99.89
15 0.01 0.07 99.96
16 0.01 0.04 100.00
17 0.00 0.00 100.00
18 0.00 0.00 100.00
表 3 元江干热河谷牛角瓜果实性状的变异系数†
Table 3 Variation coefficients of fruit characters of C.
gigantea in Yuanjiang dry-hot valley
指标 最小值 最大值 平均值 标准差 变异系数 /%
单果长 (X1)/mm 64.44 98.95 82.91±0.36 6.14 7.41
单果宽 (X2)/mm 24.50 40.01 32.68±0.19 3.28 10.05
单果高 (X3)/mm 20.82 43.82 34.09±0.29 4.95 14.52
单果鲜质量 (X4)/g 10.85 22.97 16.68±0.15 2.47 14.82
单果干质量 (X5)/g 1.52 3.60 2.40±0.03 0.47 19.65
单果含水量 (X15)/% 76.38 91.88 85.37±0.20 0.03 3.99
果壳鲜质量 (X6)/g 6.49 17.45 11.69±0.10 1.77 15.10
果壳干质量 (X7)/g 0.83 1.51 1.14±0.01 0.13 11.11
单果棉湿质量 (X8)/g 0.55 5.23 2.48±0.06 1.06 42.84
单果棉干质量 (X9)/g 0.20 0.89 0.49±0.01 0.14 27.77
出棉率 (X16)/% 12.28 27.30 20.30±0.16 0.03 13.15
单果种子数 (X10)/个 115 400 285±2.65 45.18 15.85
芯湿质量 (X11)/g 0.13 1.05 0.57±0.01 0.22 39.23
芯干质量 (X12)/g 0.02 0.09 0.05±0.00 0.01 26.60
芯含水量 (X17)/% 71.22 97.04 90.58±0.29 0.05 5.38
种子湿质量 (X13)/g 0.93 2.81 1.94±0.02 0.33 17.11
种子干质量 (X14)/g 0.29 1.44 0.72±0.02 0.28 39.14
种子含水量 (X18)/% 35.03 85.78 62.75±0.76 0.13 20.61
† 平均值由mean ± se表示。
郑 元，等：元江干热河谷牛角瓜种质资源调查及果实性状的多元统计分析18 第 9期
牛角瓜果实性状的主成分特征向量见表 5。第
1主成分主要包含单果长（X1）、单果干质量（X5）、
单果棉干质量（X9）的信息，它们具有较大的载荷；
第 2主成分主要包含单果含水量（X15）、芯含水
量（X17）、种子含水量（X18）；第 3主成分主要
包含单果种子数（X10）；第 4主成分主要包含出
棉率（X16）。因此，提取出的上述 8个指标可以
代表元江干热河谷牛角瓜的主要果实性状。
表 5 元江 干热河谷牛角瓜果实性状的主成分特征向量
Table 5 Principal component eigenvectors of fruit characters
of C. gigantea in Yuanjiang dry-hot valley
指标 1 2 3 4
单果长 (X1) 0.78 0.22 0.00 -0.09
单果宽 (X2) 0.67 0.46 -0.43 -0.07
单果高 (X3) 0.54 0.51 -0.50 -0.01
单果鲜质量 (X4) 0.63 0.67 0.10 0.04
单果干质量 (X5) 0.82 -0.54 0.06 -0.03
单果含水量 (X15) -0.30 0.92 -0.02 0.05
果壳鲜质量 (X6) 0.72 0.37 -0.25 -0.09
果壳干质量 (X7) 0.69 0.04 0.36 -0.37
单果棉湿质量 (X8) -0.03 0.72 0.54 0.28
单果棉干质量 (X9) 0.82 -0.44 0.01 0.32
出棉率 (X16) 0.56 -0.15 -0.08 0.78
单果种子数 (X10) 0.52 0.19 0.69 0.00
芯湿质量 (X11) 0.27 0.83 -0.19 -0.02
芯干质量 (X12) 0.65 0.20 -0.20 -0.19
芯含水量 (X17) -0.15 0.83 -0.25 0.11
种子湿质量 (X13) 0.75 0.16 0.44 -0.07
种子干质量 (X14) 0.63 -0.72 -0.06 -0.04
种子含水量 (X18) -0.30 0.86 0.31 0.02
2.5 不同种源果实性状的方差分析
对元江干热河谷牛角瓜不同种源的果实性状
进行方差分析，结果见表 6。针对主成分分析提
取出的重要果实性状指标，主要分析单果长（X1）、
单果干质量（X5）、单果棉干质量（X9）、单果
含水量（X15）、芯含水量（X17）、种子含水量
（X18）、单果种子数（X10）、出棉率（X16）这
8个指标在牛角瓜不同种源之间的差异显著性。
由表 6 可以看出，GJ05、HH01、HH06 表现为
果实长度、干质量、棉干质量较大，果实各组
分含水量较低，种子数量较多，出棉率较高；
GJ02、GJ04、JS03 表现为果实长度、干质量、
棉干质量较大，果实各组分含水量较低，种子数
量虽少，但出棉率较高；YJ09、YJ04、GJ01、
YY02、JS05、JS02表现为果实长度一般，但果
实干质量或棉干质量较大，果实各组分含水量变
化各异，种子数量较多，出棉率较高；YJ06 表
现为虽然果实长度和干质量较大，但由于各组分
含水量较高，导致果实棉干质量与出棉率很低；
而 JS04、GJ06、YJ07、YJ08 则表现为果实长
度、干质量、棉干质量、出棉率均很小。根据上
述结果，筛选出 GJ05、HH01、HH06、GJ02、
GJ04、JS03 为元江干热河谷区牛角瓜不同种源
地点的优良单株。
2.6 不同种源果实性状的聚类分析
对元江干热河谷牛角瓜不同种源的果实性状
进行聚类分析，结果见图 1。从图 1中可以看出，
牛角瓜 29个种源地点按其果实性状指标可分为
4类：第 1类共有 18个种源地点，分布于个旧 2个、
红河 6个、元江 7个、建水 2个、元阳 1个，总
体表现为果实体积较大，各组分的鲜质量和干质
量也较大，种子数量较多，出棉率较高；第 2类
共有 9个种源地点，分布于个旧 3个、元江 2个、
建水 3个、元阳 1个，总体表现为果实体积较小，
各组分的鲜质量和干质量也较小，种子数量较少，
但出棉率较高；第 3类仅有 1个种源地点（GJ07），
表现为果实体积和鲜质量大，含水量高，而棉干
质量较小，出棉率较低；第 4类也仅有 1个种源
地点（GJ06），表现为果实体积、质量、含水量、
种子数量、出棉率等各项指标均为最低。
根据上述结果，只有红河的 6个种源地全部
包含在第 1 类中，其它县市的不同种源地则散
布于 4 个聚类类别。尽管如此，结合方差分析
与聚类分析结果可知，虽然个旧存在较差的种
源地点，但其分布着更多不同种源地点的优良
单株。整体上来看，红河、个旧的果实性状最优，
元江其次，而建水、元阳较差。因此，确定红河、
个旧为元江干热河谷区牛角瓜不同地理分布的
优良种源。
3 讨 论
本研究对元江干热河谷 29个种源地点的牛角
瓜种质资源进行了系统调查，结果表明该区大量分
布的野生牛角瓜种质资源具有丰富的多样性。如何
对这些资源进行分类，进而充分地开发和利用是需
要通过大量调查和分析才能得出的结果 [19-21]。
19第 35卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
果实品质性状是育种及品种改良的重要指标，
已有学者主要针对一些重要经济林果的可食性果
实性状做了许多研究工作。叶春海等 [22]对广东
省雷州半岛的菠萝蜜种质资源进行调查，并分
析其 21个果实性状的相关性。在此基础上，王
耀辉等 [23]的研究结果表明雷州半岛的菠萝蜜种质
资源具有丰富的遗传变异性，并通过因子分析从
菠萝蜜 26个果实性状中筛选出果实纵径、单果质
量、果轴质量等 17个影响较大的果实性状。李松
刚等 [24]对海南野生荔枝种质资源果实的主要性状
进行鉴定评价，结果表明其果实形状、果实大小、
果皮颜色、可食率、可溶性固形物含量、维生素
C含量等方面均存在丰富的遗传多样性。张立杰
等 [25]对枇杷种质资源果实的单果质量、可溶性固
形物含量、可食率、果实直径、果形指数等 11个
性状的相关性进行了研究，着重分析了枇杷单果
表 6 元江干热河谷牛角瓜不同种源果实性状的方差分析†
Table 6 Variance analysis of fruit characters of C. gigantea from different provenances in Yuanjiang dry-hot valley
指标 牛角瓜不同种源
单果长 (X1) GJ05, HH01, HH06, HH02, GJ02, YJ06, YJ02, JS03, GJ04 a
HH04, HH05, YY02, GJ01, JS02, HH03, YJ04, GJ07,
JS01, YJ05, GJ03, YJ09, YJ03, YY01, YJ01 b
JS05, YJ08, YJ07, GJ06,
JS04 c
单果宽 (X2) YJ06, GJ05, GJ04, GJ02, JS01, GJ03, JS02 a YY02, JS03, YY01, HH06, YJ02, GJ07, HH02, HH04, GJ01, YJ05, HH01, HH05, HH03, YJ03, JS05, YJ04 b
YJ09, GJ06, YJ01, JS04,
YJ07, YJ08 c
单果高 (X3) GJ05, GJ04, YY01, HH04, JS01, JS02, JS03, GJ02, YY02, YJ02 a
GJ03, YJ06, HH06, HH02, GJ01, HH05, GJ07,
HH03, HH01, JS05, YJ05, YJ04, YJ03, YJ09 b
GJ06, JS04, YJ07, YJ08,
YJ01 c
单果鲜质量
(X4)
JS02, YJ06, GJ04, HH05, JS03, GJ07, GJ03,
YY02, HH06, GJ05, YY01, HH01, YJ03 a
YJ05, YJ04, YJ02, HH02, HH04, GJ01, GJ02,
JS01, YJ09, HH03, JS04, JS05 b YJ08, YJ07, YJ01, GJ06 c
单果干质量
(X5)
JS03, GJ05, GJ04, YJ06, HH01, HH06, YJ09, YJ04,
GJ02, YJ05, GJ01 a
GJ03, YY01, YJ07, YJ08, YY02, HH02, JS02, GJ07,
GJ06, HH04, JS05, HH05, YJ02, YJ03, YJ01 b JS01, HH03, JS04 c
单果含水量
(X15)
JS04, HH03, JS02, HH05, JS01, YJ03, GJ07, YJ02,
HH04, YY02, YY01, GJ03, YJ06, HH02, JS05 a GJ04, YJ01, HH06, YJ05, YJ04, GJ05, HH01, GJ01 b
GJ02, JS03, YJ07, YJ08,
YJ07, GJ06 c
果壳鲜质量
(X6)
YJ06, GJ04, GJ03, JS03, YY01, JS02, YY02,
YJ03, HH06, GJ05, YJ05, HH01, YJ04 a
GJ02, YJ02, YJ09, HH05, GJ07, HH04, GJ01,
JS01, HH02, JS05, YJ07, GJ06 b JS04, YJ08, HH03, YJ01 c
果壳干质量
(X7)
YJ06, GJ07, HH01, HH02, YJ01, HH06, HH03,
GJ02, YJ05 a
GJ05, GJ04, YJ04, JS03, GJ03, HH04, HH05, YY01,
JS02, YY02, YJ03, YJ09, YJ07, GJ01, YJ08, YJ02 b JS04, GJ06, JS01, JS05 c
单果棉湿质量
(X8)
JS02, HH05, YJ01, JS04, GJ07, HH03, HH02 a YY02, YJ02, HH06, HH01, GJ03, GJ05, HH04, YJ08, YJ04, GJ01, GJ04, YJ05, YJ03, JS05 b
JS01, JS03, YY01, YJ09,
YJ06, GJ02, YJ07, GJ06 c
单果棉干质量
(X9)
JS03, HH06, GJ05, YJ09, GJ04, HH01, GJ01, YJ04,
GJ02, YY02, JS05, JS02, GJ03 a
HH02, YY01, YJ06, YJ05, YJ07, HH04, HH05,
YJ02, YJ08, YJ01, GJ07, JS01, GJ06 b YJ03, JS04, HH03 c
出棉率 (X16) JS05, HH06, JS03, GJ01, YY02, YJ09, JS02, HH01, GJ05, GJ04, YJ01, GJ02 a
YJ02, YY01, YJ04, HH04, GJ03, HH02, JS01,
HH05, YJ07, YJ05 b
YJ08, GJ07, YJ06, YJ03,
JS04, GJ06, HH03 c
单果种子数
(X10)
HH03, HH01, HH02, YJ04, HH05, JS02, YJ06,
YJ05, YJ08, HH06, GJ05, YY02, GJ07 a YJ07, JS03, YJ03, YJ02, HH04, GJ04, GJ01, JS05, YY01 b
YJ09, YJ01, JS01, GJ03,
JS04, GJ02, GJ06 c
芯湿质量
(X11)
HH03, GJ04, GJ07, JS02, YJ06, YY02, JS03, HH05,
YY01, JS04, JS01 a
HH02, GJ02, HH06, JS05, GJ05, GJ03, HH04,
GJ01, YJ03, YJ02, HH01, YJ01, YJ04 b
YJ05, YJ08, YJ09, YJ07,
GJ06 c
芯干质量
(X12)
GJ04, JS03, HH02, YJ06, GJ02, YY01 a JS02, YY02, HH06, GJ07, YJ04, HH03, HH01, HH04, GJ03, YJ02, YJ03, JS05, GJ05, GJ01, YJ09, YJ05, YJ01, JS04 b
JS01, YJ08, YJ07, HH05,
GJ06 c
芯含水量 (X17) HH05, HH03, JS01, JS04, GJ07, JS02, YY02, GJ05, YJ06, JS05, GJ01, GJ03 a
HH06, HH04, YY01, JS03, GJ04, YJ02, YJ01,
YJ03, HH02, GJ02, YJ08, GJ06 b
HH01, YJ09, YJ05, YJ04,
YJ07 c
种子湿质量
(X13)
GJ05, YJ06, JS03, HH05, GJ07, HH01, GJ04, HH06,
YJ05, JS02, YJ04 a
HH03, GJ01, HH02, YJ02, YY01, YJ08, GJ03,
YY02, HH04, YJ09, GJ02, YJ03, YJ07, JS01 b JS05, YJ01, JS04, GJ06 c
种子干质量
(X14)
JS03, GJ05, YJ09, GJ06, GJ04, YJ06, YJ05, YJ04,
HH01, GJ01, YJ08, HH06, YJ07, GJ02 a
GJ03, YY01, YY02, JS05, JS02, GJ07, HH02,
YJ03, YJ02, HH04, JS01, HH05 b JS04, YJ01, HH03 c
种子含水量
(X18)
HH03, YJ01, HH05, JS04, GJ07, HH02, JS02,
HH04, YJ02, YJ03, JS01 a
YY01, YY02, HH01, HH06, YJ06, GJ03, YJ05,
YJ04, GJ04, GJ05, GJ01, YJ08 b
GJ02, JS05, JS03, YJ07,
YJ09, GJ06 c
† a、b、c表示牛角瓜不同种源在相同果实性状指标上具有显著差异（P ≤0.05）。
图 1 元江干热河谷牛角瓜不同种源果实性状的聚类分析
Fig.1 Cluster analysis on fruit characters of C. gigantea
from different provenances in Yuanjiang dry-hot
valley
郑 元，等：元江干热河谷牛角瓜种质资源调查及果实性状的多元统计分析20 第 9期
质量、可食率、果形指数与其它性状指标的显著
相关性。李国鹏等 [26]调查分析了怒江干热河谷芒
果种质资源果实性状的相关性及多样性。吴丽艳
等 [27]比较研究了樱桃番茄种质资源果实性状的相
关性与多样性。姚小华等 [28]在广西、贵州、江西
等地筛选出小果油茶的 76株优良单株，对其主要
经济性状指标进行了测定，通过通径分析、聚类
分析及关联分析确定了 32株候选优树用以复选，
并按种质资源收集保存标准，嫁接保存这些优良
种质资源，建成了小果油茶的种质资源库。宋丹
等 [29]对内蒙古山杏优良单株的果实变异程度、变
异类型、果实性状与产量和出仁率之间的相关性
进行了系统分析，结果表明山杏果实各性状指标
与产量无显著相关，而单果质量、果长、果宽、
果径与出仁率显著相关。董博文等 [30]对河南山茱
萸主产区 8个居群种质资源的主要表型指标进行
了变异度和相关性分析，结果表明果实纵横经是
影响果实百粒质量和果肉干质量的重要因素，而果
肉干质量则是影响山茱萸出肉率和出药率的关键指
标。在纤维性果实性状研究方面，高柱等 [31]对云
南的吉贝种质资源及其果实性状进行了系统调查
与分析，弄清了吉贝在云南的分布情况及不同种
源间种质的差异情况。
本研究对牛角瓜不同种质资源的 18个果实性
状进行了多元统计分析。通过相关分析，发现单
果长、单果宽、单果高、单果鲜质量、果壳鲜质
量这 5个指标相互之间均呈极显著正相关，果实
各组分的含水量与单果干质量的相关性高于单果
鲜质量，果实长度、果实干质量、种子干质量是
影响牛角瓜单果棉干质量与出棉率这 2个重要棉
纺指标的关键因子，与高柱等 [31]在吉贝上的研究
结论基本一致。通过变异度分析，发现各性状指
标的变异度范围在 3.99%～ 42.84%之间，表明调
查区内牛角瓜的果实性状在不同种源之间存在广
泛的遗传变异性。通过主成分分析，筛选出单果长、
单果干质量、单果棉干质量、单果含水量、芯含
水量、种子含水量、单果种子数、出棉率等 8个
指标为牛角瓜的主要果实性状指标。通过方差分
析，筛选出 GJ05、HH01、HH06、GJ02、GJ04、
JS03为元江干热河谷区牛角瓜不同种源地点的优
良单株，表现为果实品质性状与棉纺经济性状均
较高。通过聚类分析，筛选出红河、个旧为元江
干热河谷区牛角瓜不同地理分布的优良种源。此
外，关于分布区内不同地理种源牛角瓜的生长生
理适应性以及纤维品质与产量差异性，还有待于
进一步深入研究。
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[本文编校：谢荣秀 ]