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Study on the Selection of 69 Asexual Tung Tree Families by Canonical Correlation Analysis

油桐69个无性系的典范相关分析与选优研究



全 文 :  1997—11—26收稿。
陈斐工程师(浙江省金华市林业局 浙江金华 321000)。
* 资料来源于 1986~1990年夏逍鸿副教授主持的浙江省重点课题“油桐育种程序系列研究”。本文经夏逍鸿先生审阅,
特此致谢。
油桐 69个无性系的典范相关
分析与选优研究*
陈 斐
  摘要 根据来自全国主要油桐产区的 69 个油桐优良单株在金华试验点连续 7 a的无性系测
定材料, 对各个无性系的树体、结实和果实经济成分等性状的 12 项因子, 进行典范相关分析, 研究
综合生长因子对综合产油因子的典范相关,并根据各个无性系的典范坐标对无性系进行展点排序,
将 69 个无性系排为 4 类,其产油量分别是对照无性系的 238. 6%、187. 7%、112. 3%、56. 1% , 表明
Ⅰ、Ⅱ类无性系均优于对照无性系,特别是样本序号为 44、48、54、56的 4 个Ⅰ类无性系为高产优良
无性系。
  关键词 油桐 优良无性系 典范相关
  油桐( Aleur ites f or dii Hemsl . )是我国特有的木本油料树种资源, 在我国有着悠久的栽培
历史,经长期的天然杂交和人工选择,已产生了丰富的变异,形成了众多的地方品种,但品种混
杂和栽培效益不高的问题普遍存在, 各个品种的优良程度还有待研究。本文根据选自油桐分布
较广省(区)的 69个优良单株无性系在金华试验点连续 7 a 的测定数据,用典范相关这一多元
分析方法, 研究影响油桐无性系产油量与生长因子的相互关系,进而研究各个无性系的“优良
程度”。
1 基本情况和数据采集
  试验地设于浙江省金华县林场油桐良种繁育基地内,地形平坦,土壤为第四纪红土发育的
红壤,质地粘重,土层深厚, 有机质含量 7. 3 g/ kg ,全氮 0. 52 g / kg,速效氮 47. 88 mg/ kg ,速效
钾 36. 43 mg / kg , pH 值 5左右。
试验采用随机区组设计,重复 3次。第一次重复每小区 6株( 1行 1个无性系) ,第二、三次
重复每行 12株(排列 2个无性系)。试验地立地条件基本一致,但为提高精度,将参试的 80个
无性系进行分组, 共分 4组,各组都将金华地方品种 86号作为共同对照(样本序号为 46)。本
文选取资料来源中有油脂分析结果的 69个无性系进行研究, 这 69个无性系单株中,来自浙江
临安、金华等 5个县的有 57个, 来自湖南、广西、福建等省(区)的有 12个。
试验采用 1年生苗定砧的方法, 定砧前挖穴( 80 cm×80 cm×80 cm ) ,每穴施厩肥 20 kg ,
塘泥35 kg,菜饼 0. 25 kg ,钙镁磷肥 0. 25 kg。在定砧当年4月采用优树穗条进行方块形芽接。
接后 1~3 a每年套种乌豇豆或花生,冬天套苕子;第 4~7年每年 2~3月机耕一次。另外, 3~
林业科学研究 1998, 11( 5) : 518~522
Forest Research     
7年生的每年早春施菜饼肥 15. 0 kg/ hm 2,钙镁磷肥 7. 5 kg/ hm 2。
数据采集方法: 从第二年开始进行树体等生长因子的测定,包括树高、主干粗、冠幅、枝下
高、分枝轮数,单位枝条新梢数等。并对每个无性系进行连续6 a的结实量统计,还分析了果实
的经济成分。有关测定项目的部分数据见表 1。
表 1 油桐 69个无性系的测定数据 ( 7 年生)
样本序号 无性系号
树高
X 1
( m)
冠幅
X 2
( m2)
枝下高
X 3
( cm)
轮枝数
X 4
(个)
主干粗
X 5
( cm )
单位枝条新梢数
X 6
(个)
每序雌花数
X 7
(个)
果实一般丛生量
X 8
(个)
果实最大丛生量
X 9
(个)
结果枝比
X 10
( % )
气干含油率
Y1
( % )
6 a 计产果量
Y 2
( k g/株)
1 8 2. 85 10. 40 80. 00 5. 40 6. 00 2. 20 1. 20 1. 00 4. 70 83. 60 15. 02 23. 50
2 91 3. 00 10. 80 69. 80 4. 70 6. 60 1. 80 1. 80 2. 40 7. 00 62. 60 15. 09 20. 30
3 92 4. 33 16. 20 62. 00 3. 80 8. 30 1. 90 1. 10 1. 00 1. 20 76. 20 13. 97 35. 50
4 34 3. 12 11. 90 69. 90 3. 80 7. 00 2. 00 1. 80 1. 20 4. 40 60. 00 16. 82 20. 90
5 48 3. 02 9. 90 64. 20 5. 20 6. 50 1. 90 1. 00 1. 90 4. 70 45. 90 21. 34 17. 90
6 75 3. 89 16. 60 78. 10 4. 50 8. 10 1. 70 1. 20 2. 10 6. 30 44. 80 21. 27 12. 10
7 83 2. 98 11. 80 54. 90 4. 50 7. 30 2. 90 1. 90 2. 10 5. 10 69. 90 18. 95 21. 60
8 6 2. 39 7. 90 60. 20 4. 40 6. 10 1. 40 2. 00 3. 10 6. 80 76. 10 14. 12 18. 00
9 65 3. 50 10. 90 78. 00 3. 60 7. 10 1. 50 0. 60 2. 20 6. 00 17. 10 18. 69 21. 00
10 69 2. 49 7. 70 73. 70 3. 80 5. 50 1. 80 1. 20 1. 90 3. 30 37. 10 18. 26 20. 00
             
61 79 2. 15 6. 30 66. 20 4. 60 6. 30 3. 70 2. 10 1. 80 6. 40 51. 90 14. 24 20. 80
62 25 2. 69 9. 10 79. 50 4. 30 6. 40 2. 20 3. 00 2. 70 6. 40 51. 90 19. 37 26. 80
63 90 2. 48 8. 40 74. 70 5. 60 5. 90 2. 00 3. 40 2. 90 7. 80 65. 90 22. 88 14. 80
64 22 2. 63 6. 50 55. 20 3. 70 5. 30 2. 10 2. 30 1. 30 5. 20 74. 90 12. 29 16. 40
65 5 2. 46 7. 80 64. 80 4. 00 5. 40 2. 10 1. 30 1. 70 4. 70 72. 60 17. 45 25. 10
66 58 2. 34 5. 90 86. 20 3. 90 4. 50 3. 10 3. 50 3. 60 9. 70 70. 20 15. 58 14. 20
67 106 2. 90 8. 90 52. 20 3. 90 7. 40 2. 30 2. 20 3. 00 7. 40 59. 90 17. 31 13. 90
68 94 3. 41 12. 60 83. 70 5. 80 7. 40 2. 10 1. 00 1. 00 1. 60 52. 10 14. 34 19. 40
69 95 3. 57 11. 70 88. 80 4. 20 7. 50 1. 30 1. 00 1. 00 1. 40 63. 80 18. 48 19. 20
2 计算结果与分析
  由表 1可见,油桐 69个无性系的性状分析与选优研究,涉及到两组多元随机变量( 10个
油桐生长因子与 2个产油量因子)的关系,共有 828个数据,如何根据这些数据来描述两组变
量之间关系的“相关性”? 又如何来判断这 69个无性系的“优良性”? 对此,本文采用典范相关
分析,目的是把原来两组多变量化为少数几个典型变量, 通过这几个典型变量间的相关系数来
综合描述两组变量关系的“相关性”, 并通过各无性系的典范坐标的展点排序来判断它们的“优
良性”[ 1]。具体计算步骤[ 2]和结果如下:
( 1)将 69个无性系(样本)的 2组原始数据标准化,得到标准化矩阵 X 10×69Y 2×69。
( 2)计算 X、Y 的协方差矩阵 Sx x、S yy、Sx y。
( 3)计算 S - 1xx Sx y和 S - 1yy S yx ,进而计算 D = S- 1yy SyxS- 1x x Sxy。
( 4)求矩阵 D 的前 K 个特征根 1 , 2 ,⋯, k 和特征向量 V 1 , V 2 ,⋯, V k。要按公式: V j= V∧ j /
( V

jS yyV

j ) , 使V j 规格化,式中 V∧ j 为任一特征向量。
( 5)计算 U j ,计算公式为: U j= S- 1x x Sx yV j /j , 式中的 U j、V j 实际上就是相对于 j 的一对典
范变量的系数。
5195 期          陈 斐: 油桐 69个无性系的典范相关分析与选优研究
( 6)计算自变量的典型变量 Z j 和因变量的典型变量 W j。计算公式为 Z j= U′jX ( j = 1, 2,
⋯, k) ;W j= V′jY ( i= 1, 2,⋯, k )。则 Z j 和 W j 之间的典型相关系数就是 j。一般认为 j> 0. 3
时,Z j 和W j 的相关关系为显著,据此,本文确定相关关系较显著的2对典范变量进行分析。有
关计算结果列入表 2。
表 2 油桐 69 个无性系典范相关计算结果
特 征 指 标 特 征 根  典 型 相关 系数 r
第一典型变量 0. 419 9 r *1 = 0. 648 0> 0. 30
第二典型变量 0. 206 6 r *2 = 0. 454 5> 0. 30
第一特征方程
Z1= - 0. 099 4X 1+ 0. 026 3X 2+ 0. 001 7X 3- 0. 019 3X 4+ 0. 090 5X 5- 0. 054 9X 6
  + 0. 020 3X 7- 0. 053 9X 8+ 0. 037 4X 9+ 0. 002 6X 10
W 1= - 0. 021 0Y1+ 0. 015 2Y2
第二特征方程
Z1= - 0. 021 1X 1+ 0. 027 1X 2- 0. 003 8X 3- 0. 051 1X 4- 0. 035 4X 5+ 0. 078 5X 6
  - 0. 004 1X 7- 0. 045 8X 8+ 0. 017 8X 9+ 0. 004 0X 10
W 2= - 0. 031 9Y1+ 0. 012 0Y2
由表 2可见,W 1与 Z1的典型相关系数是 0. 648 0,也就是说树体性状和结实性状构成的
第一典范变量 Z1 (综合生长因子)对气干果含油率 Y 1和产果量 Y 2 构成的第一典型因变量 W 1
(综合产油因子)的影响较大。由特征方程可知, 在第一综合生长因子 Z1中起主要作用的是
X 1、X 5、X 6、X 8,即树高,主干粗、单位枝条新梢数和果实一般丛生量这 4个变量与综合产油因
子关系密切, 有较大影响。
图 1 油桐 69个无性系第一典范坐标展点排序
W 2与 Z2的典型相关系数为 0. 454 5, 即第二综合生长因子对第二综合产油因子有中等程
度的相关。在第二综合生长因子中起主要作用的是 X 4、X 5、X 6、X 8 ,与第一综合生长因子相比
变量种类仅 X 4与 X 1不同。
综上所述,对油桐无性系综合产油因子关系较密切的生长因子有树高 X 1、轮枝数 X 4、主
干粗X 5、单位枝条新梢数 X 6、果实一般丛生量X 8,它们是影响油桐无性系产油量的主要因子。
用表 2的特征方程,可算得各无性系(样
本)的 X 典范坐标和 Y 典范坐标。本文用典
型相关系数最高的第一典范变量的各个无性
系的典范坐标,绘制典范坐标展点图(图 1)。
  由图 1可见, 油桐 69个无性系在典范坐
标展点图上的排序较为明显, 由右上端→左
下端依次排序为 4类,综合各类无性系的性
状指标(表 3)进行分析[ 3] ,可以发现两大趋
势: ( 1)排序图从左下到右上, 产油量呈由低
向高的趋势; ( 2)从右上往左下, 树体的生长
势呈由强转弱的趋势。各类无性系的主要性
状特点为:
Ⅰ类无性系: 位于排序图的顶端,由样本
序号为 44、48、54、56的 4个无性系构成。特
520 林 业 科 学 研 究               11 卷
表 3 油桐 69 个无性系的分类及其性状指标( 7年生平均值)
性 状 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类 平均(全部)
气干果含油率( % ) 19. 62 18. 90 18. 06 12. 84 16. 88
6 a 计产果量(k g/株) 33. 70 27. 50 18. 23 12. 10 19. 22
树   高( m ) 3. 65 3. 25 2. 97 2. 35 2. 96
冠   幅( m 2) 14. 18 11. 27 9. 80 6. 55 9. 81
枝 下 高( cm) 73. 93 74. 70 68. 34 60. 89 68. 35
轮 枝 数(个) 4. 73 4. 32 4. 37 3. 90 4. 33
主 干 粗( cm) 8. 18 7. 27 6. 62 5. 11 6. 59
单位枝条新梢数(个) 2. 25 2. 12 2. 22 2. 18 2. 21
每序雌花数(朵) 2. 05 1. 77 1. 61 2. 58 1. 76
果实一般丛生量(个) 2. 00 2. 17 1. 92 2. 40 2. 00
果实最大丛生量(个) 5. 75 5. 82 5. 03 5. 81 5. 23
结果枝比例( % ) 63. 05 64. 28 59. 15 56. 24 59. 49
所含无性系数(个) 4 6 51 8 69
点是树体高大,长势旺盛,冠幅大, 7年生平均树高3. 65 m ,冠幅 14. 18 m 2, 主干粗 8. 18 cm; 结
果枝比及雌花比例高, 结果多且含油率高。6 a 计每株产油量在 6. 2 kg 以上,平均值达 6. 61
kg/株,其产油量是对照无性系的 238. 6% ,属高产优良无性系。
Ⅱ类无性系: 位于排序图的右上部,包括样本序号为 3、28、30、33、36、62的 6个无性系。特
点是树体较高大,冠幅亦较大, 7年生平均树高 3. 25 m ,冠幅 11. 27 m2 ,主干粗 7. 27 cm。结果
枝比例高,结果较多,含油率亦较高, 6 a 计单株产油都在 4. 7~5. 5 kg, 平均值为 5. 20 kg/株,
是对照无性系的 187. 7% ,属中高产无性系。
Ⅲ类无性系: 位于排序图的中部, 包括样本序号为 1、4、5⋯67、68、69等 51个无性系。特点
是树体一般,长势不及前两类旺盛。7年生平均树高2. 97 m ,冠幅 9. 80 m2, 主干粗6. 62 cm。结
果枝比例中等, 一般在 59. 15% , 6 a 计产果量平均为 18. 23 kg/株,气干果含油率 17. 06%, 属
中等水平。6 a 计每株产油量在2. 0~4. 5 kg, 平均为3. 11 kg/株,是对照无性系的 112. 3% ,属
中产无性系。
Ⅳ类无性系: 位于排序图的左下端,包括样本序号为 16、22、29、42、43、49、53、55号 8个无
性系,主要特点是树体矮小,长势较弱, 7年生平均树高为 2. 35 m, 冠幅 6. 55 m 2,主干粗 5. 11
cm ,结果枝比例低。6 a 计产果量平均值仅为 12. 1 kg /株,气干果含油率低, 仅为 12. 8% ; 6 a 计
单株产油量都不到 2. 0 kg /株,平均值为 1. 55 kg /株,仅为对照无性系的 56. 1% ,属低产无性
系。
3 结 论
  ( 1)油桐 69个无性系的典范相关分析表明:树高、轮枝数、主干粗、单位枝条新梢数和果实
一般丛生量是影响油桐产油量的 5个主导因子,究其原因,在于多数无性系嫁接后第二年就进
入结果期, 故营养生长期的主干、中央主枝及第一轮主枝的生长状况奠定了树体结构的“基
础”;而枝梢生长和果实一般丛生量等结实习性反映了营养生长和生殖生长的“相关性”。结构
“基础”好且“相关性”高,则产油量高(产果量高且气干果含油率高) ,否则反之。
( 2)油桐 69个无性系按其典范坐标展点排序可划分为 4类:Ⅰ类高产优良无性系;Ⅱ类中
高产无性系; Ⅲ类中产无性系; ; Ⅳ类低产无性系。各类无性系间的树体结构、结实性状差异明
5215 期          陈 斐: 油桐 69个无性系的典范相关分析与选优研究
显,产油量相差悬殊,与对照无性系相比, Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类无性系各自的 6 a 合计单株产油量分
别为对照无性系的238. 6%、187. 7%、112. 3%、56. 1%。表明Ⅰ、Ⅱ类无性系的生产力均好,特
别是Ⅰ类最优,Ⅲ类与对照无性系相近。
( 3)样本序号为 44、48、54、56的 4个无性系,即优树号为浙桐选 0号、千十三 9-1号、浙桐
选 9号、浙桐选 10号为高产优良无性系,极具推广价值。其中:千十三 9-1号无性系 7年生产
果可达 12 750 kg / hm2 ,是个早实丰产的优良无性系;浙桐选 0 号无性系 7年生产果可达 12
852 kg/ hm
2
,且产量连年稳步上升,是个高产稳产的优良无性系;浙桐选 9号及浙桐选 10号无
性系第二年开始结果,第 6年出现结果大小年, 7年生产果分别可达 13 418 kg / hm2及 11 585
kg/ hm
2 ,是 2个高产的优良无性系。这一结果与夏逍鸿等根据同源资料采用方差分析法筛选
出的 4个优良无性系完全一致1)。另外,本文对其余 65个油桐无性系的生产力差异的研究,对
油桐良种的推广和选育亦有积极意义。
参 考 文 献
  1 M.肯德尔.多元分析.北京:科学出版社, 1983. 76~89.
  2 郎奎健,唐守正. IBMPC系列程序集——数理统计,调查规划,经营管理.北京:中国林业出版社, 1989. 465~472.
  3 夏逍鸿,卢龙高.油桐主要经济性状与产油相关分析.浙江林业科技, 1992, 12( 1) : 32~33.
Study on the Selection of 69 Asexual Tung Tree Families
by Canonical Correlation Analysis
Chen Fei
  Abstract T his paper , accor ding to the data of 69 asexual tung t ree samples f rom the
main tung or ig in areas all over the country , w hich are recor ded continuously for 7 years in
Jinhua experiemental site, completed the analysis of 12 factors including t ree body, f ruits and
their econom ic value and their cont ribut ions by canonical corr elat ion analy sis method. T he
canonical corr elat ions of comprehensive g row th factors and compr ehensiv e oil pr oduct ivity
factors are studied. Based on the canonical correlat ion value from the model of each sample,
a sample distribution chart w as created and all the samples are clustered as 4 g roups. The oil
percentages are 238. 6% 187. 7% , 112. 3%, 56. 1% of the control asexual sample respect iv e-
ly. T his indicated that g roup Ⅰ、Ⅱar e all bet ter than the control asexual samples. Especially
the f ir st gr oup ( group Ⅰ) w hich includes sample No . 44, No. 48, No. 54 and No. 56 is the
highest product ivity categ ory of the asexual fam ily.
  Key words tung t ree canonical correlat ion fine asexual family
  Chen Fei, Engineer ( T he Forest ry Bur eau of Jinhu a City, Zh ejiang Provin ce J inhua, Zhejiang 321000) .
  1)夏逍鸿,卢龙高.油桐 77号等四个优良无性系.油桐育种程序系列研究报告, 1992. 99~102.
522 林 业 科 学 研 究               11 卷