24份黍子材料农艺性状主成分和聚类分析

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0099

农学学报 ›› 2022, Vol. 12 ›› Issue (8): 27-34.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0099

所属专题：生物技术；小麦

24份黍子材料农艺性状主成分和聚类分析

杨芳(), 梁海燕, 林凤仙, 宋晓强, 邓亚蕊, 李海()

山西农业大学高寒区作物研究所,山西大同 037008

收稿日期:2021-05-06 修回日期:2021-08-13 出版日期:2022-08-20 发布日期:2022-09-22
通讯作者: 李海 E-mail:460091450@qq.com;lihaihai2005@126.com
作者简介:杨芳,女,1991年出生,山西大同人,助理研究员,硕士,主要从事黍子高粱育种栽培工作。通信地址：037008 山西省大同市迎宾东路18号山西农业大学高寒区作物研究所,E-mail： 460091450@qq.com。
基金资助:
财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系(CARS-06-13.5-B6);山西农业大学生物育种工程项目：适合机械化收获黍子新品种选育(YZGC084);大同市重点研发项目“黍子黑穗病的鉴定和防治技术”(2020036);山西农业大学学术恢复专项“晋北黍子绿色生产技术研究与示范”(2020sxhf55)

The Agronomic Traits of 24 Broomcorn Millet Materials: Principal Component Analysis and Cluster Analysis

YANG Fang(), LIANG Haiyan, LIN Fengxian, SONG Xiaoqiang, DENG Yarui, LI Hai()

Alpine Crops Research Institute, Shanxi Agricultural University, Datong 037008, Shanxi, China

Received:2021-05-06 Revised:2021-08-13 Online:2022-08-20 Published:2022-09-22
Contact: LI Hai E-mail:460091450@qq.com;lihaihai2005@126.com

摘要/Abstract

摘要：

为了筛选优异黍子育种材料,为本地黍子育种工作提供参考依据,本试验对24份黍子品系材料的农艺性状进行主成分和聚类分析,并做出综合评价。结果表明,提取的4个主成分累积方差贡献率为84.9%,反映了原指标大部分信息。而在这24份材料中,‘201-8’和‘06-D69’的综合评分最高。通过聚类分析,将所有材料划分为4个类群,第一、二类评分结果和产量表现较好,均分为41.78和38.48,平均产量为251.1 kg/hm²和210.6 kg/hm²,这些材料可以在之后的黍子育种工作中优先考虑;第三类在评分产量方面表现不佳,分别为37.69 kg/hm²和185.1 kg/hm²,但其株高、穗长、基茎粗等指标表现较好,可在培育抗倒伏品种等育种工作中考虑;第四类材料评分及产量均为最差,分别为33 kg/hm²和169 kg/hm²,其他指标也不理想,不建议进行育种培育工作。

关键词: 黍子, 农艺性状, 主成分分析, 聚类分析, 综合评价

Abstract:

To screen excellent breeding materials for broomcorn millet and provide reference for its local breeding, the agronomic traits of 24 broomcorn millet materials were analyzed by principal component analysis and cluster analysis, and a comprehensive evaluation was conducted in this experiment. The results showed that the cumulative variance contribution rate of the four extracted principal components was 84.9%, which reflected most of the information of the original indexes. ‘201-8’ and ‘06-D69’ had the highest comprehensive scores among the 24 materials. The test materials were grouped into four categories, the score and yield of the first and second categories were better, the average score was 41.78 and 38.48, respectively, and the average yield was 251.1 kg/hm² and 210.6 kg/hm², respectively. These materials can be given priority in variety breeding. The score and yield of the third category was poor, 37.69 and 185.1 kg/hm², respectively, but the plant height, spike length, basal stem diameter and other indicators were better, which could be considered in breeding lodging-resistant varieties. The materials of the fourth category scored the least and had the lowest yield, 33 and 169 kg/hm², respectively, and other indexes were not ideal too. Therefore, the materials of the fourth category are not recommended.

Key words: broomcorn millet, agronomic traits, principal component analysis, cluster analysis, comprehensive evaluation

中图分类号:

S516

杨芳, 梁海燕, 林凤仙, 宋晓强, 邓亚蕊, 李海. 24份黍子材料农艺性状主成分和聚类分析[J]. 农学学报, 2022, 12(8): 27-34.

YANG Fang, LIANG Haiyan, LIN Fengxian, SONG Xiaoqiang, DENG Yarui, LI Hai. The Agronomic Traits of 24 Broomcorn Millet Materials: Principal Component Analysis and Cluster Analysis[J]. Journal of Agriculture, 2022, 12(8): 27-34.

图/表 10

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序号	品种名称	序号	品种名称
1	Y9801-2	13	9752-28-05
2	早杂9913-2	14	9838-28-06
3	早杂9913-1	15	34042-287
4	97-2-1-6	16	21-28
5	Jul-54	17	黍21-7
6	201-18-8	18	974
7	975-9	19	9721
8	8305-183-3-9	20	201-20
9	8106-981-3-10	21	201-8
10	973-28-2	22	06-D4
11	9716-28-03	23	06-D69
12	9723-28-04	24	06-D-41

序号	品种名称	序号	品种名称
1	Y9801-2	13	9752-28-05
2	早杂9913-2	14	9838-28-06
3	早杂9913-1	15	34042-287
4	97-2-1-6	16	21-28
5	Jul-54	17	黍21-7
6	201-18-8	18	974
7	975-9	19	9721
8	8305-183-3-9	20	201-20
9	8106-981-3-10	21	201-8
10	973-28-2	22	06-D4
11	9716-28-03	23	06-D69
12	9723-28-04	24	06-D-41

性状	最小值	最大值	平均数	标准偏差	变异数	变异系数/%
株高/cm	97.40	146.80	121.95	15.80	249.66	12.96
穗长/cm	26.40	38.10	32.59	3.09	9.54	9.48
基茎粗/cm	0.50	0.80	0.62	0.08	0.01	13.24
主茎节数	6.40	8.20	7.44	0.42	0.18	5.65
穗重/g	5.00	12.20	8.41	2.20	4.84	26.15
穗粒重/g	3.80	9.60	6.43	1.79	3.19	27.77
千粒重/g	7.10	10.00	8.01	0.65	0.42	8.09
小区产量/kg	2.40	3.80	3.06	0.34	0.12	11.18
折合产量/(kg/hm²)	2446.5	3843.00	3070.05	343.05	522.95	11.17
生育期/d	86.00	102.00	96.17	3.62	13.10	3.76

性状	最小值	最大值	平均数	标准偏差	变异数	变异系数/%
株高/cm	97.40	146.80	121.95	15.80	249.66	12.96
穗长/cm	26.40	38.10	32.59	3.09	9.54	9.48
基茎粗/cm	0.50	0.80	0.62	0.08	0.01	13.24
主茎节数	6.40	8.20	7.44	0.42	0.18	5.65
穗重/g	5.00	12.20	8.41	2.20	4.84	26.15
穗粒重/g	3.80	9.60	6.43	1.79	3.19	27.77
千粒重/g	7.10	10.00	8.01	0.65	0.42	8.09
小区产量/kg	2.40	3.80	3.06	0.34	0.12	11.18
折合产量/(kg/hm²)	2446.5	3843.00	3070.05	343.05	522.95	11.17
生育期/d	86.00	102.00	96.17	3.62	13.10	3.76

KMO	bartlett球形检验
KMO	Approx.Chi-Squarc	df	sig
0.534	261.105	36	0.000

24份黍子材料农艺性状主成分和聚类分析

The Agronomic Traits of 24 Broomcorn Millet Materials: Principal Component Analysis and Cluster Analysis

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	初始特征值			提取载荷平方和			旋转载荷平方和
	总计	变异/%	累加/%	总计	变异/%	累加/%	总计	方差百分比	累加/%
1	3.815	38.149	38.149	3.815	38.149	38.149	2.521	25.21	25.21
2	2.19	21.899	60.048	2.19	21.899	60.048	2.448	24.478	49.687
3	1.37	13.7	73.749	1.37	13.7	73.749	2.084	20.841	70.528
4	1.115	11.151	84.9	1.115	11.151	84.9	1.437	14.372	84.9
5	0.739	7.389	92.289	—
6	0.451	4.511	96.8	—
7	0.242	2.425	99.225	—
8	0.07	0.702	99.926	—
9	0.004	0.043	99.969	—
10	0.003	0.031	100	—

	元件
性状	1	2	3	4
株高	-0.196	0.498	0.03	-0.06
穗长	0.046	0.344	0.012	-0.195
基茎粗	0.066	0.218	-0.114	0.1
主茎节数	-0.172	0.22	0.011	0.442
穗重	0.416	-0.054	0.081	-0.143
穗粒重	0.43	-0.081	0.069	-0.123
千粒重	0.291	-0.178	-0.127	0.225
小区产量	0.026	-0.004	0.484	-0.051
折合产量	0.017	-0.008	0.476	-0.032
生育期	-0.019	-0.142	-0.042	0.682

品种名称	序号	F_z	品种名称	序号	F_z
201-8	21	42.45	975-9	7	37.43
21-28	16	41.24	9716-28-03	11	37.32
06-D69	23	41.11	9721	19	37.29
Jul-54	5	41.03	34042-287	15	37.25
8106-981-3-10	9	40.82	974	18	36.5
201-18-8	6	40.79	Y9801-2	1	36.45
06-D4	22	39.6	黍21-7	17	36.24
早杂9913-1	3	39.5	8305-183-3-9	8	35.87
201-20	20	39.45	06-D-41	24	35.43
973-28-2	10	38.93	9838-28-06	14	35.18
97-2-1-6	4	38.67	9752-28-05	13	32.37
早杂9913-2	2	38.19	9723-28-04	12	31.44

阶段	组合的集群		系数	首次出现阶段集群		下一阶段
阶段	集群1	集群2	系数	集群1	集群2	下一阶段
1	10	20	25.61	0	0	14
2	12	13	43.16	0	0	18
3	17	19	56.38	0	0	6
4	3	5	63.49	0	0	12
5	2	4	66.46	0	0	10
6	15	17	84.06	0	3	7
7	11	15	135.187	0	6	15
8	6	9	138.64	0	0	12
9	16	22	140.8	0	0	14
10	2	7	169.27	5	0	13
11	18	24	185.07	0	0	17
12	3	6	199.365	4	8	19
13	1	2	207.48	0	10	21
14	10	16	227.215	1	9	19
15	8	11	274.12	0	7	17
16	21	23	277.07	0	0	23
17	8	18	445.683	15	11	20
18	12	14	459.42	2	0	22
19	3	10	627.838	12	14	20
20	3	8	1042.656	19	17	21
21	1	3	1478.496	13	20	22
22	1	12	2265.446	21	18	23
23	1	21	3336.968	22	16	0

集群		株高/ cm	穗长/ cm	基茎粗/cm	主茎节数	穗重/ g	穗粒重/ g	千粒重 /g	小区产量/ kg	折合产量/ (kg/hm²)	生育期/ d	总分
1	总和	228.7	59.6	1.1	14.6	16.3	11.9	15.1	7.5	502.3	196	83.56
	平均值	114.35	29.8	0.55	7.3	8.15	5.95	7.55	3.75	251.1	98	41.78
	标准偏差	6.43	1.13	0.07	0.42	2.9	2.05	0.21	0.07	7.14	5.66	0.95
2	总和	1818.1	490.4	9.2	112.3	127.3	98.1	121.4	47.3	3159	1436	577.26
	平均值	121.21	32.69	0.61	7.49	8.49	6.54	8.09	3.15	210.6	95.7	38.48
	标准偏差	14.46	3.07	0.09	0.42	2.3	1.91	0.77	0.16	11.04	3.99	2.03
3	总和	565.9	142.7	2.7	30.5	34.8	25.9	31.3	11.1	740.5	388	150.74
	平均值	141.48	35.68	0.68	7.63	8.7	6.48	7.83	2.78	185.1	97	37.69
	标准偏差	5.01	1.72	0.05	0.48	2.02	1.47	0.33	0.13	6.65	2.58	0.97
4	总和	314.2	89.4	1.8	21.1	23.5	18.4	24.4	7.6	509.6	288	98.99
	平均值	104.73	29.8	0.6	7.03	7.83	6.13	8.13	2.53	169.8	96	33
	标准偏差	8.92	0.1	0	0.15	2.72	2.29	0.38	0.15	7.8	2.65	1.95
统计	总和	2926.9	782.1	14.8	178.5	201.9	154.3	192.2	73.5	4912	2308	910.55
	平均值	121.95	32.59	0.62	7.44	8.41	6.43	8.01	3.06	204.6	96.2	37.94
	标准偏差	15.8	3.09	0.08	0.42	2.2	1.79	0.65	0.34	22.87	3.62	2.77

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